Sistemas fotovoltaicos para la Generación Distribuida

Las instalaciones fotovoltaicas tienen la particularidad de producir energía bajo el modelo tradicional de Generación Centralizada, como también en el de Generación Distribuida, un nuevo esquema que está rompiendo con el statu quo

Texto y fotografías por Arturo Duhart

La Reforma Energética ha sido el detonante de las tecnologías de generación limpia en el país, aclarando el marco regulatorio y creando esquemas de contraprestaciones más justas. Ante la expectativa de crecimiento exponencial de las fuentes alternativas de energía, resulta indispensable el adecuado dimensionamiento y ejecución de las instalaciones eléctricas fotovoltaicas.

En la actualidad, el integrador fotovoltaico ofrece el servicio para la instalación de una solución de Generación Distribuida. Ésta incluye:

• Dimensionamiento energético, tarifario, eléctrico y estructural
• Visita de levantamiento y simulación de generación de energía limpia
• Instalación del sistema fotovoltaico
• Trámites con Comisión Federal de Electricidad (CFE) – Suministrador de Servicios Básicos (SSB)
• Mantenimiento y monitoreo

Cada uno de estos procesos está evolucionando rápidamente y hoy es posible emplear drones y programas de simulación especializado para facilitar el diseño, estudios e instalación para la energía solar en Generación Distribuida.

En un sistema fotovoltaico, en consecuencia, es de suma importancia seleccionar los equipos que lo conforman y, dependiendo de las características del proyecto, determinar la selección correcta de paneles solares, inversores, estructura y monitoreo.

En muchas ocasiones, el panel solar se selecciona por su precio o país de origen; sin embargo, existen factores más importantes para la elección de estos componentes. Cada uno debe escogerse buscando la mejor economía a corto, mediano y largo plazo para el consumidor.

Esto se puede determinar mediante el factor LCOE (Levelized Cost of Energy o costo nivelado de energía), pues no necesariamente el panel más barato será el que brinde el mejor costo / beneficio, según el precio de energía proyectado para los próximos años.

Panel solar
Está compuesto por un conjunto de celdas interconectadas, encapsuladas bajo un vidrio para su protección y durabilidad. Existen diferentes tecnologías y tipos de arquitectura de paneles solares. Su objetivo es hacer más eficiente el sistema, generando más energía en el menor espacio posible y por un tiempo más largo.

La estrategia de los fabricantes de paneles es buscar, en algunos casos, el costo más bajo de fabricación y, en otros, el menor precio nivelado de energía para este componente dentro del sistema fotovoltaico. El estándar de garantía es de 10 años por defectos de fabricación y 25 años de rendimiento / eficiencia de la celda.

Inversor
Prácticamente es el cerebro del sistema. Aquí es donde se convierte la Corriente Directa en Alterna, para después sincronizarse a la red. Este equipo es el más dinámico, y en el cual se debe procurar contar con soporte y protección nacional. Estos equipos tienden a ofrecer 10 años de garantía.

Estructura
Cada celda necesita un método de sujeción y para ello cuenta con dispositivos de montaje para sistemas fotovoltaicos. Existen muchas instalaciones improvisadas, coloquialmente denominadas “hechizas” que solamente ponen en riesgo el seguro estructural de la inversión; igualmente, se corre el peligro de perder la garantía de los componentes que sujeta, en caso de no hacerlo como indica el fabricante del panel solar.

Las estructuras normalmente son fabricadas en aluminio anodizado para evitar la corrosión y alargar el tiempo de vida útil; además de que cuentan con una variedad de anclajes, los cuales avalan la resistencia estructural del sistema y la impermeabilización en los puntos de sujeción. Cabe mencionar que actualmente existen soluciones de montaje para casi cualquier tipo de cubierta existente.

Monitoreo
Lo que no se mide, no se controla. Los equipos de monitoreo permiten visualizar y medir la generación total o la de panel por panel en un sistema fotovoltaico. Es fundamental obtener información de la producción, para así lograr comparar su eficiencia y detectar alguna falla o bajo rendimiento, sin importar el tamaño de la instalación fotovoltaica. Para mantener el rendimiento óptimo del sistema, el monitoreo continuo y específico por panel es recomendado.

Instalación eléctrica en Corriente Directa y Corriente Alterna
Los principales equipos para una instalación fotovoltaica requieren de una buena instalación eléctrica, este es un punto crítico. De acuerdo con las reglas emitidas por la CRE (Comisión Reguladora de Energía), los sistemas fotovoltaicos con capacidad igual o mayor a 50kW, o que estén conectados en media tensión, requieren de una investigación por parte de una Unidad de Inspección.

Aunque la inspección es una buena práctica para asegurar una instalación profesional, hoy nos encontramos con un cuello de botella, ya que existe poca oferta y alta demanda para este servicio.

Todas las instalaciones abajo de 50kW no necesitan una previa inspección antes de la interconexión con CFE. Es en este punto donde muchos integradores descuidan la calidad y perjudican la vida útil del sistema completo. Sin embargo, el usuario o solicitante, podrá incluir la inspección del sistema, previo a la interconexión, con el fin de garantizar la correcta instalación, en cumplimiento de la normatividad vigente.

Los costos iniciales no lo definen todo
Vale la pena recordar que, al elegir un sistema fotovoltaico, no se están adquiriendo fierros sino energía por los siguientes 20 a 30 años. Como la vivienda, la energía es una necesidad, y debemos no mal preciar estas soluciones, pues la confiabilidad de ésta dependerá mucho del instalador y la selección de productos.

La energía puede ser mucho más cara, si cada cinco años hay que cambiar algún componente, pero al trabajar con marcas confiables, productos de calidad, soporte local y garantías amplias, podemos reducir este riesgo y optimizar nuestro costo nivelado de energía. Es así como los generadores centralizados toman la decisión de invertir en una u otra tecnología, y es de esta forma que se debe evaluar la Generación Distribuida.

Mantenimiento
Los sistemas fotovoltaicos destacan como los más confiables para la Generación Centralizada y/o Distribuida. Esto se debe a que eliminan la fricción en el proceso de generación, siendo ésta la causa número uno de mantenimiento preventivo y correctivo.

El servicio preventivo es requerido cada seis meses, aproximadamente, además de una limpieza periódica con agua, con el fin de evitar que el polvo afecte el desempeño eficiente de los paneles. Lo anterior dependerá de las condiciones de la zona geográfica donde se realice la instalación. También es indispensable verificar los elementos estructurales, el impermeabilizante y comprobar que los conductores no estén dañados.

En conclusión, la Generación Distribuida es ya una realidad en México, responsable del empoderamiento energético del “usuario consumidor”, para dar origen al “usuario sustentable”, es decir, uno que ahorra económicamente y reduce su huella de carbono.

Arturo Duhart
Ingeniero Industrial egresado de la Universidad Anáhuac del Mayab. En 2008 instaló el primer sistema fotovoltaico en México. CEO y cofundador de Sunwise, plataforma SaaS diseñada para combinar funciones que simplifican y controlan un negocio de energía solar fotovoltaica. También es CEO y cofundador de ExelSolar y miembro de las asociaciones Asolmex y ANES.