calentamiento fotovoltaico: ¿Qué es PV Heating?

Por en 20/01/2016

La empresa Krannich Solar informa en su última newsletter sobre lo que es PV Heating o calentamiento fotovoltaico.

Tal como señalan los expertos de Krannich Solar “Toda tecnología, incluida la solar, necesita de un periodo de adaptación antes de alcanzar su plena madurez. Cuando esto sucede, surgen nuevas aplicaciones como el PV Heating, o PV Thermal, que aprovecha la energía fotovoltaica para generar calor y calentar agua”.

La fotovoltaica está hoy completamente consolidada en la mayoría de los países europeos, donde se ha apostado de forma explícita por el autoconsumo, aprobando una ley que lo regulariza y dando facilidades a los ciudadanos para que generen y consuman su propia energía solar, con el objetivo de construir un futuro más verde para todos.

calentamiento fotovoltaico: tipologías de PV Heating

Las instalaciones de PV Heating a día de hoy se plantean principalmente como sistemas directos en las soluciones de ACS para el calentamiento de agua, ofreciendo ventajas muy importantes frente a sistemas térmicos tradicionales.

En otras ocasiones, el calentamiento fotovoltaico se puede basar en la idea de aprovechar al máximo el excedente de producción fotovoltaica para maximizar el autoconsumo. Así, en aquellos países en los que la energía solar está del todo consolidada -hasta tal punto que en una instalación de autoconsumo fotovoltaico tengamos cubiertas todas las cargas y aún contemos con un sobrante-, podemos incorporar un sistema de PV Heating para emplear ese exceso de generación y evitar, en la mayor medida de lo posible, el vertido a la red.

Ventajas del calentamiento fotovoltaico con respecto a la energía solar térmica 

Los equipos de calentamiento fotovoltaico, en su principal tipología, presentan diversas ventajas con respecto a la energía solar térmica. En primer lugar, hay soluciones de PV Heating –como las de Advanced Energy– que permiten una instalación mucho más simple, ya que usan directamente la energía fotovoltaica generada por los paneles solares en corriente continua para alimentar el aparato calentador, con lo que no requieren de un inversor fotovoltaico. Es decir, este tipo de equipos no necesitan ningún tipo de almacenamiento de energía porque con la potencia generada calientan el agua. Lo que diferencia esta clase de aparatos es que, al no estar conectados o sincronizados con la red, no precisan ningún permiso o licencia, más que el certificado CE. El control de estos sistemas se realiza a través de un MPPT, que ofrece Krannich Solar.

Por otra parte, todas las soluciones de PV Heating (no solo la modalidad arriba mencionada), se pueden incorporar fácilmente en un sistema convencional ya existente, lo cual conlleva un gran ahorro económico. Cabe destacar que las instalaciones de energía solar térmica presentan en muchas ocasiones complicaciones para integrase en aquellas viviendas en las que ya hay soluciones de calentamiento habituales. Precisamente como elemento de mejora en una instalación actual, encontramos otra de las ventajas de PV Heating en comparación con los paneles solares térmicos: su precio asequible.

Es más, en una instalación térmica, si el sistema no cuenta con un disipador de temperatura, el agua se calienta en el tejado y circula por los conductos con un nivel de temperatura muy elevado que, a la larga, puede provocar pérdidas de agua o incluso averías. Sin embargo, con PV Heating, y aquí está su gran ventaja, el agua se calienta en el depósito en el cual no se necesita ningún equipo de amortiguación del calor, o intercambiador, sino que simplemente se limita la producción eléctrica. Por otro lado, en las instalaciones parta el calentamiento fotovoltaico tampoco existen problemas de congelación en circuitos de agua exteriores.

Tanto es así que una ventaja más de las instalaciones de PV Heating es que les favorecen las bajas temperaturas al contrario que a los sistemas térmicos, con lo cual, para el fin que están diseñados –calentar el agua– supone mayor eficiencia de uso. En cuanto al mantenimiento, las soluciones del calentamiento fotovoltaico prácticamente no lo necesitan. Por lo tanto, el instalador se puede despreocupar y, además, obtener más beneficio neto en los sistemas para el uso doméstico.

Por último, resulta especialmente interesante emplear PV Heating en cumplimiento de los requisitos del Código Técnico de la Edificación pues es una solución mucho más eficiente y económica que la energía solar térmica. La única ventaja que presenta ésta última sobre el calentamiento fotovoltaico es que a igualdad de potencia térmica, el sistema de PV Heating requiere mayor superficie de implantación de paneles fotovoltaicos que un sistema térmico. Esto se deriva del rendimiento de trasformación de energía solar de ambas tecnologías. Estamos hablando de un ratio de 4,5 : 1.

Calentamiento fotovoltaico y activación de consumos 

Cabe destacar otra de las posibilidades que ofrece el PV Heating, es la segunda tipología de instalaciones de calentamiento fotovoltaico, según indicamos arriba en el tercer párrafo, que se combina con un gestor inteligente de energía, como los fabricados por Solare Datensysteme (Solar-Log) y SMA (Smart Home). Estos equipos regulan el suministro de la electricidad disponible y responden automáticamente a los cambios que pueda haber en las curvas de producción y consumo, dando siempre prioridad al autoconsumo fotovoltaico, de forma que solo activarán el PV Heating cuando el resto de necesidades energéticas estén cubiertas. En cualquier caso, y tras haber fijado previamente el exceso de potencia fotovoltaica como valor de control, el usuario puede configurar manualmente -a través de los portales web de estos gestores inteligentes- qué aparatos quiere alimentar con energía solar y en qué orden, así como ver en tiempo real qué aplicaciones están usando electricidad verde y cuánta consumen.

Los gestores de energía como Solar-Log y Smart Home System también pueden hacer previsiones meteorológicas para planificar la generación y la demanda eléctrica. Pero su principal función es dar prioridad al autoconsumo fotovoltaico, activando los consumos en función de la curva de producción para, en un sistema ideal, alcanzar una tasa de inyección a red del 0%.

El calentamiento con energía solar fotovoltaica ocupa normalmente el último puesto de la lista de prioridades en una instalación de autoconsumo doméstico. Así, el exceso de producción de energía solar se destinaría, primero, a alimentar los aparatos eléctricos de la casa y, después, a cargar las baterías fotovoltaicas y los vehículos eléctricos, si los hay. Por último, los gestores inteligentes harán fluir la energía hacia los sistemas de PV Heating que, en aquellos casos en los que sea necesario cambiar por completo la instalación, resultaría recomendable que incorporaran, además, una bomba de calor.

Conclusión

En definitiva, el número de las instalaciones con PV Heating destinadas al calentamiento de agua directo está creciendo actualmente, gracias a la significativa bajada de precios que esta solución ha experimentado. Debido a las virtudes de la energía solar, a los avances tecnológicos en soluciones de control y gestión de la producción fotovoltaica y a productos novedosos como el PV Heating, el autoconsumo ya no es una quimera. Es toda una realidad, tal y como queda patente en algunas instalaciones solares que, estando conectadas a red, logran una tasa de autoconsumo del 80%. La industria, la tecnología y los consumidores están preparados. Es, por tanto, solo cuestión de tiempo.

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