Instalación fotovoltaica aislada paso a paso: cómo tener una vivienda autosuficiente

Te mostramos cómo realizar una instalación fotovoltaica aislada paso a paso, para que sepas cómo conseguir una vivienda completamente autosuficiente en términos de electricidad.

¿Crees que es posible vivir en una casa totalmente aislada de la red eléctrica? La respuesta es un sí rotundo. Pero hay que estudiar muy bien cada caso, especialmente en las instalaciones aisladas, ya que de ello depende el suministro eléctrico de la vivienda.

Para que te puedas hacer una idea de lo que implica una instalación fotovoltaica aislada de la red, vamos a mostrarte uno de los proyectos que estamos realizando para conseguir una autonomía energética total que permitirá alimentar todo tipo de consumos, desde la geotermia, una bomba para piscina, además de todos los electrodomésticos de la vivienda.

En Cambio Energético somos especialistas en ahorro y eficiencia energética. Queremos compartir contigo nuestra experiencia para que descubras todo el potencial de la energía fotovoltaica. Hoy te mostramos como hemos realizado esta instalación fotovoltaica aislada en una vivienda en el campo. Te explicamos para que sirven y cómo se conectan los principales componentes: colocación de los paneles solares, baterías, reguladores MPPT, inversores Victron y Fronius, y todo lo que necesitas saber para poder tener electricidad en tu casa de campo o vivienda aislada de la red eléctrica.

Pero si tienes alguna otra duda sobre cómo producir tu propia energía limpia y renovable, contacta con nosotros.

Y si eres más de lo audiovisual, puedes ver nuestro vídeo sobre cómo realizar una instalación fotovoltaica paso a paso:

Potencia de la instalación: paneles, inversores y baterías

Veamos primero los componentes principales que incluye esta instalación:

• 66 módulos fotovoltaicos Canadian Solar de 455Wp que suman un total de 30kWp.
• 3 inversores cargadores Victron Quattro de 8kW cada uno, ya que se trata de una instalación trifásica.
• 1 inversor Fronius de 10kW, dando en total una salida de 34kW entre todos los inversores.
• 3 reguladores de carga MPPT Victron para almacenar la energía en CC en las baterías.
• 3 torres de baterías de litio BYD para un total de 48kWh de acumulación, pudiendo ampliarse llegado el caso, hasta más de 100kWh de almacenamiento.
• 1 Cerbo GX, dispositivo que permite conectar todos los equipos, relés que podamos automatizar, además de conectarnos a internet para poder acceder a cualquiera de los equipos en remoto, ver lo que está sucediendo en la instalación, incluso cambiar los parámetros de configuración de alguno de los equipos.

Instalación de los paneles solares

Para la colocación de los paneles solares, hemos instalado una pérgola que cubre un tejado transitable que contará con una cubierta verde y viva.

Los paneles solares, como decíamos, son de 455Wp y son traslúcidos, es decir, dejan pasar la luz del sol a través de ellos.

Además, son bifaciales, por lo que van a recibir la radiación solar y producir energía tanto por la parte delantera como por la parte trasera.

Aparte de la pérgola, también hemos instalado parte de estos módulos fotovoltaicos en una cubierta con panel sándwich. Como ya te hemos mostrado en otras ocasiones, sobre panel sándwich es muy sencillo de instalar. Eso sí, hay que ser finos para que las series de paneles queden bien alineadas.

Replanteo de la sala técnica

Empiezan las primeras dificultades, que no problemas, ya que todo tiene solución. En el plano teníamos los reguladores en la parte izquierda, sin embargo, los cables de continua bajan por el lado derecho. Por lo que, para no tirar cable de más, vamos a colocar los reguladores de carga en la parte derecha, situando a la izquierda los inversores Victron que, si bien quedan muy arriba para lo que nos gustaría, es la mejor solución para ubicar todos los dispositivos con las distancias que requiere la instalación entre unos equipos y otros.

A su vez, el inversor Fronius estaba diseñado para colocarlo en una pared donde ahora pasan cerca las conducciones del agua. El inversor Fronius tiene una IP67 y está preparado para instalarse en exteriores, y no le pasaría nada, aunque se rompiera una tubería y le cayera agua encima. Pero la instalación no quedaría lo fina que nos gustaría, por eso vamos a instalarlo en otra pared debajo del hueco de la escalera.

Y estas son las cosas que tenemos que hacer en la realidad de las instalaciones, hay que adaptarse a las circunstancias y espacios que tenemos disponibles.

Cuestiones claves a la hora de instalar los inversores y reguladores Victron

Ya tenemos el replanteo en obra, con todas las medidas que hay que tener en cuenta para cumplir con todos los protocolos de los equipos y, sobre todo, con las distancias necesarias para la ventilación.

Esta es una de las cuestiones más importantes en una instalación. Si no respetamos las medidas de ventilación, podemos tener problemas de calentamiento. Y esto significa pérdida de eficiencia o, incluso, fallo en los equipos.

¿Qué hemos hecho al final? Pues tenemos los 3 inversores cargadores Victron, respetando los 10cm entre inversor e inversor y 20cm por la parte superior.

También debemos considerar que a la canaleta tienen que venir los cables, que son bastante rígidos, desde la base del inversor y entrar a la canaleta, respetando las medidas para la ventilación activa de la parte inferior de los inversores. A su vez, el cableado de la parte de continua (en la que vamos a demandar energía) debe tener las mismas dimensiones para que no queden descompensados unos inversores y otros. Esto es porque para que la demanda de energía sea exacta entre los tres y funcionen de una manera simultánea, los cables de continua hacia las baterías deben tener la misma medida.

Debajo de la canaleta metemos dos embarrados: uno positivo y otro negativo. Y debajo de los embarrados van a venir las baterías, que también deben respetar unas distancias mínimas: 20 cm entre ellas y otros 20cm con el embarrado.

Los reguladores de carga los hemos metido a la derecha. Aunque no queden alineados, los hemos colocado de la manera más separada posible entre ellos, porque tienen una refrigeración pasiva y es necesario mantener las distancias.

Instalación completa de inversores y batería en la sala técnica

Después de tres días de trabajo ya tenemos la sala técnica preparada. Hemos instalado las tres baterías BYD, los embarrados, la canaleta con todos los cables que vienen de los inversores y los reguladores y todas las protecciones.

El inversor Fronius finalmente lo hemos colocado en el hueco de la escalera, justo al lado de las protecciones, guardando todas las distancias y medidas de seguridad requeridas. No es el sitio que más nos hubiera gustado para la instalación, ya que preferimos que todo estuviera en la misma pared, pero tenemos que adaptarnos a las salas técnicas que tenemos.

Cómo funciona la instalación fotovoltaica aislada: campos solares

Lo primero que debemos saber es que en esta instalación tenemos varios campos solares. ¿Por qué? Pues porque tenemos dos dispositivos: uno de energía alterna que sería el inversor Fronius; y otro de energía continua que serían los tres reguladores de Victron.

¿Por qué tenemos estos dos dispositivos? Porque, cuando estamos consumiendo energía durante el día, va a ser mucho mejor suministrarla con energía alterna desde el inversor Fronius. Es decir, tenemos unos módulos fotovoltaicos que, en este caso, son dos series de 15 módulos cada una, para un total de 30 paneles solares que van directos al inversor fotovoltaico.

Cuando solapamos el consumo de la vivienda con la producción fotovoltaica, la energía va directamente desde los módulos hacia la vivienda para suministrar los consumos. Esto es súper eficiente. Hablamos de una eficiencia de en torno a un 98%.

Luego, tenemos otros tantos módulos fotovoltaicos conectados a los reguladores. A cada regulador van 12 paneles solares, en tres series de 4 módulos. Los paneles solares que tenemos conectados a los reguladores nos sirven para cargar las baterías directamente.

¿Por qué preferimos hacer esta división?

Pues porque las pérdidas de energía cuando cargamos las baterías, si lo hacemos desde el inversor en alterna, van a ser mucho mayores que si lo hacemos en energía continua directamente desde los reguladores. Es algo un poco técnico, pero con lo que tenemos que quedarnos es que los consumos se suministran directamente en alterna desde el inversor y, cuando no tenemos suficiente energía desde el inversor, vamos a utilizar las de las baterías.

¿Qué conseguimos llevando energía continua a estos reguladores?

Conseguimos cargar las baterías de una manera mucho más eficiente. Así, tenemos estos dos campos fotovoltaicos: uno que suministra directamente para consumos en la vivienda; y otro que suministra directamente a las baterías, siendo también muy eficiente la carga desde los reguladores a las baterías directamente. Si trajéramos la energía del inversor Fronius, que también podría cargar las baterías, tendríamos que hacer una conversión que harían los inversores Victron y tendríamos pérdidas de conversión de alterna a continua y otra vez de continua a alterna. Y esto sería más ineficiente.

De esta manera, separando el campo fotovoltaico en dos, uno de energía continua y otro de alterna, va a ser mucho más eficiente que una instalación solo de reguladores o solo de inversor fotovoltaico.

Tenemos los módulos fotovoltaicos en la pérgola, parte de ellos pasan por los reguladores, por el cuadro de protecciones, luego por el embarrado y de ahí se reparte la energía a las baterías de una manera totalmente equilibrada, que es muy importante en la energía continua.

Por otro lado, tenemos los otros módulos fotovoltaicos que van al inversor Fronius, vienen a las protecciones después y de ahí a la vivienda.

¿Qué sucede si tenemos más o menos producción que el consumo en la vivienda?

Si en la vivienda no tenemos suficiente consumo y nos sobra energía del inversor, esta energía viene en alterna hasta los inversores Victron, estos pasan la energía a continua para cargar las baterías.

 ¿Y si en la vivienda tenemos más consumos y el inversor Fronius no puede suministrarlos? Entonces sacamos energía almacenada en las baterías, la convertimos en alterna a través de los inversores Victron y va directa a la vivienda. Y esto funciona todo de una manera totalmente automática, como un flujo directo entre el inversor fotovoltaico, los reguladores, las baterías y los inversores cargadores.

De esta forma, en todo momento hay energía que está viniendo hacia el inversor, las baterías, los reguladores y está todo equilibrándose para dar toda la energía que necesite la vivienda, siempre dentro de los límites de la instalación que, en este caso, es muy potente.

Detalles de calidad para asegurar la instalación aislada

Los detalles de calidad, sobre todo, en una instalación de este tipo, son fundamentales. Ya que, si esto no funciona, la vivienda no tendrá electricidad. Que se pueda hacer vida normal en una vivienda de este tipo va a depender de que todo funcione durante muchos años sin dar guerra y, para ello, lo importante es hacer la instalación con la calidad adecuada.

Cosas que demuestran esta calidad, por ejemplo, son estos embarrados, que no escatiman en cobre y en protección. De la calidad de estos embarrados, de su tamaño, va a depender que la energía fluya sin ningún tipo de obstáculos, con una continuidad perfecta entre los reguladores, las baterías y los inversores cargadores. Cuando los inversores demanden mucha energía, las tres baterías van a suministrar la energía a los inversores, pasando por los embarrados y, por lo tanto, este tamaño de embarrados hace que los inversores puedan mandar la energía que necesita la vivienda.

Otro ejemplo es la canaleta que, al final, hace que esté todo muy organizado. También el etiquetado, que sepamos cuál es el inversor de la fase 1, de la fase 2 y de la fase 3, como tenemos aquí montado. Igual los reguladores, señalando el 1, 2 y 3 para saber los paneles que se conectan con cada uno. Así, en una hipotética incidencia, todo va a ser más sencillo.

Los racores van a hacer que no haya ningún posible tirón en un cable y, así, evitar tener una incidencia por ahí.

Y las medidas de separación entre los inversores, que son muy importantes. Nos hubiera gustado que estuvieran más a mano, pero debemos respetar las distancias para que los inversores ventilen adecuadamente. Lo mismo con los reguladores, deben tener sus separaciones para que sus disipadores pasivos puedan expulsar el calor que acumulan en algunas ocasiones.

Funcionamiento de las baterías con la temperatura

Y otra cuestión importante con respecto a las baterías. Las baterías de litio tienen una vida larguísima, pero les afectan mucho las temperaturas altas y bajas. Por eso, en una sala técnica de estas condiciones, lo ideal es refrigerarla.

De ahí que hayamos instalado un fancoil que mantiene la temperatura de la sala a 25ºC. Con lo que aseguramos que la vida de las baterías va a ser larguísima. Por cierto, este fancoil lo está alimentando un sistema de geotermia.

Monitorización de la instalación fotovoltaica aislada.

Una de las cosas más importantes en toda instalación fotovoltaica es la monitorización. Pero en una instalación aislada, es mucho más importante, si cabe. ¿Por qué? Porque vamos a tener controlado cómo tenemos las baterías, cómo las estamos cargando, cuánta energía estamos generando y cuánta estamos consumiendo. Porque, al final, si nos quedamos sin energía en las baterías, se van a quedar sin energía en la vivienda.

Hay situaciones en la que igual tenemos que programar el arranque de un generador, o cambiar parámetros de configuración. Algo que facilita la monitorización de Victron, que permite a los técnicos entrar en remoto y cambiar parámetros importantes.

Dispositivo Cerbo GX

Luego, disponemos de otro dispositivo, la Cerbo GX de Victron, donde conectamos los tres reguladores directamente. Tenemos también conectados los inversores cargadores y podríamos conectar otros dispositivos también (sensores de temperatura, sensores de tanque, relé para arrancar un generador auxiliar, etc.).

Esto es una cosa muy importante. En todas las instalaciones aisladas hay que tener un generador auxiliar. Esta instalación está muy sobredimensionada. Pero imaginaros que vienen dos semanas de mal tiempo, de días nublados, en los que no vamos a producir suficiente energía. Si, en ese caso, tenemos mucho consumo, va a ser necesario un generador auxiliar para que arranque, suministre energía a la vivienda y podamos cargar las baterías.

Con esta monitorización, lo que hacemos es tener todos los parámetros de la instalación controlados. Esto podemos verlo en la pantalla del ordenador, en una Tablet o en el móvil.

Detalles de la monitorización

En el centro del sistema tenemos los inversores Victron. Luego tenemos el inversor Fronius que está produciendo 4.110W. Las cargas de la vivienda están entre 4.000 y 6.000W, ahora mismo. Es decir, los consumos de la vivienda son bastante importantes (piscina, geotermia, etc.).

Y los reguladores están prácticamente sin funcionar. Solo hay uno de ellos encendido y los demás están en stand-by, esperando a que haya más consumo o a que la batería se descargue. Porque, como la batería está al 98%, ya no se puede meter mucha más energía. Entonces, el sistema ya está regulando todo para que se suministre la energía a los consumos de la vivienda directamente desde el inversor Fronius y los reguladores están cargando la batería pero ya muy despacito, porque no merece la pena mucha más energía, al estar prácticamente cargada.

Al final, hay que balancear todo el sistema para que suministremos energía a la vivienda y tengamos la batería lo más llena posible.

En la pestaña de Avanzada podemos ver exactamente el histórico de cada uno de los equipos por separado, en cada uno de los parámetros que queramos (potencia cargada, amperaje, voltaje, etc.), de tal manera que podemos detectar si hay algún fallo o cualquier cosa rara.

También es interesante ver los consumos, minuto a minuto, por fase, para saber si están o no sobrecargadas. La temperatura también muy importante, con sensores en las baterías.

Todo esto, va a darle a esta instalación una calidad extra, con una vida larguísima.

Pérgola fotovoltaica terminada

Y volvemos a la pérgola fotovoltaica totalmente acabada. Hemos instalado tubos de acero para llevar todos los cables bien cosidos, con estos paneles bifaciales con una estética y una producción estupenda.

Consulta con profesionales especializados

Ya sabéis que las viviendas aisladas nos encantan. Porque son viviendas que no necesitan la red eléctrica y que hacen que el usuario sea totalmente autónomo. También recordarte que una instalación aislada no tiene por qué ser tan grande como esta, ya que hacemos kits para pequeñas viviendas aisladas o para una vivienda familiar normal. Y, luego, también hacemos cosas como esta que son viviendas de diseño que necesitan un diseño especial para poder administrar todos sus consumos. Podemos hacer cualquier cosa en viviendas aisladas.

Por lo que si necesitas electricidad allá donde no llega la red, contacta con nosotros y te asesoraremos sobre todo lo que necesitas saber sobre instalaciones fotovoltaicas aisladas. Además, cuando contratas tu instalación con Cambio Energético, te acompañamos en todo el proceso: desde el estudio previo, el diseño y la instalación, hasta la legalización y el asesoramiento sobre las ayudas disponibles. Pídenos un presupuesto sin ningún tipo de compromiso por tu parte. Estaremos encantados de atenderte.

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