El autoconsumo en España, al desnudo

Hablar de cifras en el sector del autoconsumo no es tarea sencilla. En la retina se recuerda un modelo energético renovable basado en la producción de energía en grandes espacios, bajo una estructura de retribución con primas a la generación. Los parámetros de diseño se realizaban con el único ánimo de optimizar la inyección de energía para obtener mayores ingresos y, por tanto, minimizar los plazos de amortización.

El autoconsumo residencial modifica sustancialmente el prisma bajo el que se diseñan, operan y se analiza la rentabilidad de las instalaciones.

Hay varios aspectos característicos de una instalación de autoconsumo que se deben tener en cuenta. El primero de ellos es la necesidad de adaptarse a una cubierta ya existente, por lo tanto, la ubicación de los módulos no siempre será la óptima. Las cubiertas tienen ya una orientación definida, elementos singulares que generen sombras, etc. Por lo tanto, el reto estará en lograr la mejor disposición posible, tanto en orientación como en minimización de sombras.

El segundo es la introducción de otra variable clave y fundamental en una instalación de autoconsumo: la energía consumida. Bajo el modelo de inyección a red de los años 2006, la única preocupación era la optimización de la generación, sin embargo, ahora resulta tan importante (o más) optimizar el consumo. El reto será lograr que la curva de consumo del inmueble sea lo más parecida a la curva de generación. Es decir, tratar de desplazar el consumo de energía a las horas centrales del día.

La curva de consumo se tiene en cuenta en la realización del diseño de la instalación. Pero obtener la rentabilidad real de una instalación fotovoltaica residencial de autoconsumo dependerá en gran medida del usuario y sus hábitos. Y es que, para calcular la rentabilidad, es tan importante la producción de energía, como el consumo de ésta. La adaptación al patrón de consumo tanto diario como a lo largo del año a la curva de producción fotovoltaica, así como el diseño ajustado al entorno existente, serán las condiciones clave en este tipo de instalaciones. Esto significa que bajo este nuevo modelo energético tenemos en nuestra mano la posibilidad de acelerar la rentabilidad de nuestras instalaciones.

Pero hablemos de cifras, y de cifras concretas.

Para ello, hemos hecho un análisis en una muestra de 79 instalaciones proyectadas y ejecutadas durante la segunda Oleada Solar. Todas las instalaciones son residenciales, ubicadas en 10 Comunidades Autónomas (Andalucía, Aragón, Castilla La Mancha, Castilla y León, Cataluña, Islas Baleares, Islas Canarias, Madrid Navarra y País Vasco) repartidas en más de 50 Municipios.

Hay tres conceptos relevantes de las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo residencial que queremos tratar:

1. Potencia pico

2. Rendimiento de la instalación

3. Porcentaje de autoconsumo

Os proponemos en primer lugar ahondar en estos tres conceptos y en cuánto significan en la Oleada Solar. En los siguientes posts estableceremos la relación entre ellos y seguiremos profundizando y compartiendo las cifras de la Oleada Solar.

Potencia pico de la instalación

La potencia pico hace referencia al tamaño de la instalación. Se entiende como potencia pico de la instalación, el sumatorio de la potencia máxima del total de paneles instalados. En nuestro caso de estudio, la suma de todas las instalaciones hace un total de 189,3kWp, obteniendo una media de 2,39kWp por instalación. Esto supone disponer de una superficie útil en la cubierta de 13,28 m2.

Ligada a la potencia pico de la instalación, encontramos la potencia nominal de la misma, entendida como la potencia a la salida del inversor. En la Oleada Solar, se trabaja con inversores de 1,5 – 2,5 – 3 – 3,6 -4 y 5 kW. La distribución de equipos instalados en la muestra analizada es la siguiente:

Ilustración 1. Tamaño de las instalaciones en función de la potencia nominal

Puede observarse, que la instalación “estándar” o más utilizada es aquella que requiere del inversor de 2,5kW, con más de la mitad de las instalaciones analizadas.

Rendimiento de la instalación

Entendemos el rendimiento de la instalación, como la energía generada por cada unidad de potencia instalada. Dicho de otra manera, es el número de horas de funcionamiento a potencia nominal (factor de carga). Las unidades son kWh/kWp y dan una medida precisa del funcionamiento que tendrá la instalación.

Una vez fijada la potencia a instalar, dependerá de la zona climática en la que se encuentre, orientación, inclinación de la cubierta, sombras u otros elementos singulares, la capacidad de ésta de generar energía.

Ilustración 2. Rendimiento de la instalación (kWh/kWp), según simulaciones realizadas con el software PVSOL

Salvo alguna excepción, todas las instalaciones de la muestra de Oleada Solar que estamos analizando se encuentran por encima de los 1200kWh/kWp. Situándose la media en los 1422 kWh/kWp, se han obtenido de manera frecuente rendimientos superiores a los 1600 kWh/kWp. Estos valores elevados, se asocian a localizaciones como las Islas Canarias o diferentes zonas de Andalucía, así como lugares del centro peninsular libres de toda sombra y con orientación e inclinaciones óptimas.

Teniendo en cuenta que la media del consumo residencial en España se sitúa en torno a los 3.800 kWh/año, se necesitarían 2,67 kWp para generar el 100% de la energía consumida a lo largo de todo el año. Pero ¿podemos aprovechar toda esta energía de manera instantánea?

Porcentaje de autoconsumo

El grado de adaptación de la curva de consumo a la curva de producción viene representado por el porcentaje de autoconsumo (%AC), que determina la cantidad de energía consumida por el usuario de manera directa. El resto, al no coincidir en tiempo, se inyectará a la red. Tal y cómo se encuentra la regulación actualmente, no hay retribución por ese excedente, sin embargo, tras la aprobación del RD 15/2018, el reconocimiento de esos excedentes será una realidad en España en los próximos meses.

Ilustración 3. Ejemplo de curva de consumo de un día de invierno frente a la curva de producción fotovoltaica

Como se observa, la simultaneidad entre curva de consumo y de generación fotovoltaica, no siempre son coincidentes.

En la siguiente figura, el %AC de todas las instalaciones está entre el 20% de aprovechamiento de la energía generada por la instalación fotovoltaica y el 80%. Lo más habitual sería encontrarnos con % AC entre el 40 – 70%. Destacamos que el 67% de las instalaciones analizadas supera el 40% de AC.

Ilustración 4. Porcentaje de autoconsumo instantáneo según simulaciones realizadas mediante el software PVSOL

La adaptación por parte de los usuarios a la hora de coordinar consumos con las horas de sol en las que la producción es máxima es clave para aumentar el %AC, como se puede observar en la siguiente figura. Mientras que el rendimiento de la instalación permanece inalterable durante toda la vida útil de la instalación, salvo modificaciones del entorno, el %AC puede mejorar sensiblemente con el cambio de usos por parte de las familias. Pequeñas modificaciones de hábitos revierten automáticamente en el mejor aprovechamiento de nuestra instalación.

Ahora ya conocemos estos tres valores fundamentales a la hora de analizar las instalaciones de autoconsumo residencial y de evaluar los datos de amortización de este tipo de instalaciones.

Para una instalación de 2,7 kWp, un rendimiento de 1400 kWh y un porcentaje de autoconsumo del 50% (datos promedios obtenidos del estudio), se obtiene que la recuperación de la inversión se sitúa en torno a los 10-12 años. Las cifras exactas dependerán no sólo del comportamiento de la propia instalación, sino de las variaciones en el término de energía de la factura durante los años de vida útil de la instalación.

Hay que tener en cuenta, que toda la energía excedentaria que se produce, al no coincidir siempre el consumo y la producción se vierte a la red. En caso del reconocimiento de los excedentes con un valor aproximado al precio de mercado medio del año pasado 57,59 €/MWh, el resultado sería más favorable al autoconsumidor, reduciéndose el período de amortización por debajo de los 10 años.

Héctor Pastor Pérez es miembro del departamento técnico de Ecooo y Oleada Solar