10 pasos para el diseño de una central de energía solar fotovoltaica para autoconsumo

Siguiendo la estela de las últimas publicaciones del blog, donde el tema del autoconsumo ocupa un lugar destacado en los útlimos posts, os voy a dejar una guía de los pasos que seguimos nosotros para el diseño de las instalaciones de autoconsumo en establecimientos industriales o terciarios.

He dividido el proceso en una serie de pasos para facilitar su comprensión.

1. Espacio para la instalación. Si un establecimiento no tiene un lugar oportuno para poder poner los paneles solares, será imposible realizar una instalación fotovoltaica óptima. Lo primero que hay que ver es el espacio disponible y las posibilidades de orientación, inclinación e integración que tienen los paneles.
2. ¿Cuánta energía consume el establecimiento? El primer paso es realizar un análisis de la energía que consume el local a largo del día, teniendo en cuenta la potencia simultánea máxima y mínima, sobre todo a la horas diurnas. Para medirlo lo ideal sería dejar un contador durante un tiempo que marque registros cada cortos periodos de tiempo. Es conveniente tener también los recibos de luz actuales.
3. ¿Cuándo se consume? No es lo mismo una instalación que consuma solo durante una temporada estacional que durante todo el año, ni otra que tenga un consumo mayoritariamente nocturno. Al responder estas tres preguntas ya tenemos los datos suficientes para dimensionar la instalación adecuada a su consumo.
4. Dimensionamos la potencia necesaria. Según el consumo, el horario del mismo y la colocación de los paneles, con sus pérdidas y rendimientos, dimensionamos la potencia necesaria de nuestra central. Programas como PVSYST o páginas como PVGIS son muy útiles para este dimensionado, pero también puede realizarse con hojas de cálculo propias.
5. Evaluación previa de la instalación. Tras estos cuatro pasos podemos, y debemos, realizar una evaluación económica del proyecto, para que el cliente decida si le interesa finalmente o no. Esta evaluación deberá tener, cuanto menos, el plazo de amortización, las ganancias acumuladas y el TIR de la operación.
6. Elección de inversores y series de paneles. Cada modelo de inversor tiene unas condiciones de tensión e intensidad de corriente que limitan su dimensionado, teniendo que colocar los paneles elegidos en series de una longitud mínima y máxima, con un máximo número de series en paralelo. Para el dimensionado correcto de los inversores conviene usar los programas de los fabricantes de  inversores u hojas de cálculo propias, donde se tenga en cuentas los coeficientes de pérdidas de los paneles. El campo fotovoltaico debe tener una potencia nominal entre un 95% y un 120% de la potencia del inversor, siendo más cercano al 100% en zonas más cálidas y soleadas y al 120% en zonas más frías y nubladas.
7. Dimensionado de cableado. Cuando ya se tienen las series de paneles, los inversores y su ubicación habrá que calcular el cableado para la conexión del sistema. La caída máxima de tensión debe de ser de menos del 1,5% hasta el general de la instalación de consumo, al ser equivalente a una acometida eléctrica. Se calculará por un lado la caída de tensión en corriente continua (máximo 1,5%) y por otro lado desde la salida del inversor en corriente alterna (máximo 1,5%). Habrá que dimensionar por otro lado la corriente máxima que permite el cable, según las tablas de los fabricantes se puede ver. Os dejo este enlace para ver las fórmulas de caída de tensión que podéis aplicar en un hoja de cálculo.
8. Diseño de cuadros de protección. Tendremos que tener dos cuadros de protección, en corriente continua, para alimentar inversores y en corriente alterna para proteger la acometida al consumo. Habrá que poner fusibles y descargadores de sobretensiones en la parte de continua de la intensidad adecuada e interruptores de corte si fuese necesario. A veces, si el sistema es pequeño, se pueden integrar estos dispositivos de protección dentro del inversor. En la parte de alterna hay que proteger cada salida de inversor con un dispositivo automático, normalmente magnetotérmico. Además a la acometida final al cuadro de consumo habrá que protegerlo tanto a sobrecargas como a defectos por fugas de corriente mediante magnetotérmico y diferencial. Si se dispone de un sistema de  control de no vertido, éste también tendrá que estar protegido mediante magentotérmico y diferencial, ya sea desde el cuadro general o desde nuestra instalación.
9. Que hacemos con el excedente. Si diseñamos una instalación donde pueda haber excedente de producción habrá que gestionar que se hace con él. Se puede instalar un dispositivo de control que disminuya la producción según el consumo que haya, o que desvíe la energía excedentaria para usos adicionales como puede ser la producción de agua caliente. Otra opción es verter el excedente a la red, previa autorización de la dirección de Energía y la compañía distribuidora y percibir o no alguna retribución por la energía vertida.
10. Análisis económico de la instalación. Con todos estos pasos resueltos y decididos ya tenemos todos los datos para hacer un análisis económico exhaustivo de la instalación, dónde aparezca todos los datos del punto 5, incluyendo el presupuesto definitivo real y las pérdidas reales estimadas según el diseño completo.