Autonomía solar (“fuera de la red”), ¡la guía práctica!
Por Julien ALLERA, experto en autonomía solar.
En esta guía sobre la autonomía solar, discutiremos los principios fundamentales. lautonomía solar fuera de la red) significa satisfacer todas sus necesidades energéticas con la energía del sol, sin ninguna ayuda de la red eléctrica. Para lograrlo, es necesario instalar un dispositivo solar acoplado a un sistema de almacenamiento de energía. Por tanto, el uso de baterías solares es fundamental.
La instalación de un sistema solar fuera de la red, que alguna vez se consideró una idea marginal debido a su volumen y sus costos disuasorios, ha visto crecer su popularidad. Los avances en la tecnología solar durante la última década han hecho que los equipos solares sean más eficientes y menos costosos. Esto ha llevado a una democratización de este tipo de soluciones. . Hoy en día es bastante común ver, por ejemplo, chalets rurales, o incluso hábitats alternativos (yurta, minicasa), totalmente alimentados por sistemas de autonomía solar aislados de la red.
Si le atrae la idea de comprar un sistema solar independiente fuera de la red, ha venido al lugar correcto. En este blog, le brindaremos la información esencial sobre los sistemas de autosuficiencia solar fuera de la red antes de realizar su compra. Le ayudaremos a determinar si dicho sistema es adecuado para sus necesidades. Intentaremos guiarle sobre cómo elegir el sistema que mejor se adapte a sus necesidades.
Puntos esenciales para abordar la autonomía solar:
- Un sistema solar fuera de la red utiliza paneles solares, una solución de almacenamiento de batería y equipos adicionales para proporcionar energía a una ubicación sin depender de la red EDF. Sus aplicaciones son variadas; Puede proporcionar electricidad para campings, autocaravanas, barcos, chalets remotos y, por supuesto, casas y villas.
- Antes de abordar un proyecto de autonomía solar, conviene esencial para determinar el tamaño del sistema que más le conviene. Son posibles dos enfoques: ya sea basándose en su consumo de electricidad actual, o realizando una evaluación cuidadosa de la carga.
- El coste de un kit solar aislado capaz de alimentar una casa residencial puede variar desde 8€ hasta 000€, dependiendo por supuesto de las potencias y capacidades requeridas.
¿Qué es un sistema solar autónomo?
Cuando se habla de autonomía fuera de la red, muchos sólo piensan en paneles solares, cuando en realidad se necesitan muchos otros componentes para poner en funcionamiento un sistema fotovoltaico aislado.
Un sistema solar completo fuera de la red tiene todo el equipo necesario para generar, almacenar y entregar energía solar en el sitio. Estos sistemas, que funcionan sin conexión a EDF, también se conocen como “sistemas solares autónomos” o s.Sistemas solares fuera de la red.
A diferencia de otras configuraciones solares, como el sistema solar conectado a la red más común, los sistemas solares autosuficientes fuera de la red dependen de baterías para proporcionar energía en ausencia de sol.
Sin embargo, las baterías siguen siendo caras, mucho más que los paneles solares a los que están asociadas. La necesidad de un almacenamiento significativo en baterías hace que estos sistemas sean mucho más caros que los sistemas solares conectados a la red.
¿Cuáles son los diferentes usos posibles de un sistema de autonomía solar?
Una de las mayores ventajas de la energía solar como fuente de energía es su modularidad. En efecto, un sistema SUNCONNECT 3K-RS por ejemplo, se puede modular en potencia y capacidad mediante la adición posterior de baterías, por ejemplo, y/o paneles:
Estas son algunas de las aplicaciones más comunes de la autonomía solar fuera de la red:
- Fuente de alimentación para Tiny house, mobil-homes, chalets, etc.
- Impulsando hogares de todos los tamaños
Es importante tener en cuenta que a veces un sistema solar aislado de la red no será económicamente relevante. Por ejemplo, dónde se puede considerar el acceso a la energía de la red EDF. Se trata de situaciones en las que buscamos alimentar una casa en un entorno urbano, por ejemplo. En este caso, un kit solar híbrido será más adecuado y te permitirá maximizar tu autoconsumo. Además, tendrás autosuficiencia energética en caso de un corte de luz. Pero la mayoría de las veces, los costes de conexión de ENEDIS para hogares alejados de las redes son exorbitantes y justifican con creces la inversión en energía solar autónoma.
Presupuesto ENEDIS para conexión a 700m: ¡85€!
Vídeo de presentación de un sistema aislado de la red
Autosuficiencia solar con EDF (modo híbrido)
Testimonio de France 3 sobre un sistema solar autónomo
¿Cuáles son las etapas de diseño?
Antes de adquirir cualquier equipo necesario para un sistema de energía solar (híbrido) o fuera de la red, es fundamental dominar los fundamentos del diseño y dimensionamiento de sistemas de almacenamiento de energía. Como se ilustra a continuación, el primer paso es desarrollar un perfil de carga a través de nuestra calculadora, para estimar la cantidad de energía que consumirá diariamente en el sitio.
Ejemplos (haga clic en este enlace para acceder a la calculadora de Excel en línea) :
Paso 1 – Evaluación del consumo en kWh:
El elemento más crucial en el diseño de un sistema solar aislado es la estimación de la energía requerida diariamente en kWh. Para sitios conectados a la red, se pueden obtener datos precisos del perfil de carga utilizando medidores para medir las cargas directamente. Para sistemas autónomos o fuera de la red, comience siempre utilizando nuestra calculadora de carga fuera de la red para las necesidades de verano e invierno. La tabla de carga también ayudará a calcular las cargas máximas, los factores de potencia y la demanda máxima necesaria para dimensionar el sistema adecuado. Tenga cuidado de distinguir entre las nociones de kW (potencia) y kWh (energía)!
Paso 2 – Dimensionamiento de la batería:
La capacidad de la batería se mide en Ah o Wh. EL Baterías de níquel-hierro están dimensionadas en Ah (para obtener la capacidad en KwH hay que multiplicar la capacidad en Ah x el voltaje, por ejemplo 200Ahx48V = 9.6 kWh de energía nominal), mientras que la capacidad de las baterías El litio se mide en kWh. Se deben considerar todos los factores de pérdida para garantizar que el tamaño de la batería sea suficiente para satisfacer las cargas, incluida la profundidad máxima permitida de descarga (DoD), lo que también tendrá un impacto en la esperanza de vida. También considere el tipo y la química de la batería, el rango de voltaje de la batería, los días mínimos de funcionamiento (días continuos sin luz solar) y la tasa máxima de carga de la batería (clasificación C), como se explica con más detalle más adelante.
Paso 3 – Dimensionamiento de la instalación solar
Es necesario disponer de una instalación solar del tamaño correcto para cargar la batería mientras se alimentan las cargas. Para garantizar que la instalación solar sea lo suficientemente grande, considere las condiciones locales, incluida la irradiancia solar promedio durante todo el año (horas pico de luz solar), problemas de sombra, orientación y ángulo de inclinación del panel, pérdidas de cables y degradación térmica (factores de pérdida). La herramienta de diseño solar PVGIS puede ayudar a estimar la generación solar a lo largo del año, en función de la orientación y ubicación de los paneles.
Paso 4 – Selección de inversor-cargador
Une fois les étapes 1 à 3 faites, vous devez ensuite choisir un onduleur-chargeur approprié, ainsi qu'un régulateur de charge solaire MPPT pour correspondre à l'installation solaire en fonction de la longueur des panneaux et des chaînes, qui déterminera la tension cadenas. Utilice una calculadora de tensión de cadena para estimar las tensiones máxima y mínima de la cadena, lo que le ayudará a determinar la elección del cargador MPPT más adecuado (en este caso utilicé el ejemplo de la calculadora Victron MPPT). Luego, se puede seleccionar el inversor-cargador de batería para satisfacer sus necesidades de carga continua y máxima.
¿Cómo seleccionar el inversor de batería adecuado?
1. Potencia de salida del inversor: valores máximos continuos y pico (kW)
P¿Potencia en KVA o kW? ¿Qué elegimos?
2. Capacidad de carga del inversor (generalmente expresada en A):
3. Tamaño de la instalación fotovoltaica (kW)
4. Potencia de paso/transferencia (A):
5.Compatibilidad de la batería: voltaje del sistema y tipo de batería
Es fundamental asegurarse de que el inversor de batería sea compatible con el voltaje del sistema y el tipo de batería utilizada, ya sea de litio, níquel-hierro u otras baterías. Por ejemplo, un Multiplus-II 48V deberá estar equipado con un banco de baterías obviamente en 48V, etc.
6. Tipo de arquitectura del sistema: ¿acoplamiento CC o CA?
Entonces, ¿cuál sería la mejor arquitectura para un sistema robusto fuera de la red?
Al lado, un extracto de un panel del sistema. Monitorización Victron VRM. Allí podemos rastrear parámetros detallados, como voltaje de la batería, estado de carga, potencias y voltajes varios, todo en tiempo real.
Que tipo de batería para elegir?
Históricamente, la mayoría de los inversores de batería fueron diseñados para funcionar con las baterías de plomo-ácido ampliamente disponibles (Gel, AGM y OpZ). Las baterías de plomo-ácido son más grandes, más pesadas y pueden emitir gases que requieren ventilación. Tienen inherentemente una vida útil limitada y no toleran ningún abuso o error de manipulación (descarga profunda, temperaturas, sulfatación, etc.). En comparación, las baterías de iones de litio son más ligeras, compactas, más eficientes y pueden almacenarse de forma segura en un recinto sellado, a la vez que son modulares. Muchos sistemas de baterías de litio, como los de BYD, Pylontech o TESVOLTIOS, cuentan con unidades de gestión de batería (BMS) integradas, que requieren un inversor con comunicaciones compatibles (protocolo de red CANbus) para funcionar de forma segura y eficiente. tenemos una cita Varios cientos de baterías de litio instaladas en sitios aislados con excelente retroalimentación y tasas de falla anecdóticas (aproximadamente 1%).
En cuanto al sistema de gestión BMS, algunas baterías de litio son autogestionadas, por ejemplo las baterías de titanato de litio Zenaji Aeon.
Para sistemas fuera de la red, Baterías Edison de níquel-hierro son una excelente opción, dada su robustez y tolerancia al abuso (descargas profundas prolongadas, temperaturas, etc…). Tienen una vida útil de varias décadas, cuando se dimensionan y gestionan adecuadamente. Una de las mayores ventajas de las baterías de NiFe es que no se apagan bajo voltaje o bajo estado de carga (SOC), a diferencia de las baterías de litio modernas. En cambio, requerirán un mantenimiento regular (adición trimestral de agua desmineralizada).