¿Funcionan las placas solares durante un apagón?
Autoconsumo con criterio · 6/16
Antes de instalar, entender.
Tenemos paneles solares en el tejado, es mediodía y la instalación está produciendo con normalidad. De repente falla la red eléctrica de la zona. La pregunta parece obvia: si sigue habiendo sol, ¿por qué no debería continuar funcionando la vivienda?
La respuesta sorprende a muchas personas. En una instalación fotovoltaica convencional conectada a red, lo normal es que las placas solares durante un apagón no puedan seguir alimentando la casa como si nada hubiera ocurrido. No es un defecto de la tecnología ni significa que los paneles hayan dejado de recibir radiación; responde a cómo está integrada la instalación con la red y, sobre todo, a una cuestión esencial de seguridad.
En la primera entrega de Autoconsumo con criterio ya distinguimos entre autoconsumo, autonomía y respaldo. Más recientemente vimos también que disponer de una batería no garantiza por sí mismo suministro durante un corte. Ahora podemos unir ambas ideas y entender qué debe tener realmente una instalación para seguir funcionando cuando desaparece la red.
Por qué las placas solares durante un apagón suelen dejar de alimentar la vivienda
Una instalación fotovoltaica doméstica conectada a red funciona normalmente en paralelo con ella. Los módulos producen corriente continua y el inversor la transforma en corriente alterna compatible con nuestra instalación, mientras la red aporta o recibe energía dependiendo del balance instantáneo entre generación y consumo.
El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión y su ITC-BT-40 diferencia las instalaciones generadoras aisladas, asistidas e interconectadas. Estas últimas son precisamente las que trabajan normalmente en paralelo con la red pública. La instrucción contempla además protecciones y condiciones específicas para ese funcionamiento. (BOE)
La razón resulta sencilla de comprender. Imaginemos una avería en una calle que obliga a la distribuidora a dejar fuera de servicio un tramo para que pueda intervenir un equipo de mantenimiento. No sería admisible que una instalación particular continuase energizando esos conductores desde el otro lado.
Por eso las instalaciones interconectadas deben disponer de mecanismos que eviten mantener indebidamente una red que ha quedado sin suministro. La ITC-BT-40 recoge expresamente dispositivos de protección destinados a asegurar la desconexión ante una interrupción de la red pública. (BOE)
El sol, por tanto, puede seguir brillando y los módulos pueden seguir teniendo capacidad física para generar corriente continua. Lo que desaparece es la condición que permitía al conjunto trabajar conectado de forma segura a la red exterior.
El inversor es mucho más que un aparato que convierte corriente
Cuando explicamos una instalación de autoconsumo solemos presentar el inversor de una forma muy sencilla: los paneles generan corriente continua y el inversor la transforma en corriente alterna. Es correcto, pero incompleto.
En una instalación conectada a red, el inversor también debe relacionarse eléctricamente con ella. Tensión y frecuencia tienen que mantenerse dentro de las condiciones previstas para que la generación pueda trabajar en paralelo con el sistema exterior.
La normativa incluye precisamente protecciones asociadas a estas magnitudes. La ITC-BT-40 contempla, entre otras, actuaciones por valores anómalos de frecuencia y establece condiciones para la interconexión de las instalaciones generadoras. (BOE)
Cuando la red desaparece, un inversor convencional conectado a ella no puede limitarse a seguir funcionando exactamente igual. Para mantener nuestra vivienda alimentada hace falta algo diferente: crear temporalmente una red interior con unas condiciones eléctricas adecuadas y, al mismo tiempo, impedir que esa pequeña red pueda alimentar la red pública.
Dicho de manera más sencilla, una cosa es seguir una red que ya existe y otra distinta mantener una red propia cuando la exterior ha desaparecido.
El funcionamiento en isla es precisamente lo que debe controlarse
Existe una expresión técnica que ayuda a entender todo el problema: funcionamiento en isla.
La Guía Profesional de Tramitación del Autoconsumo del IDAE recoge entre la documentación exigible a los inversores el cumplimiento de las prescripciones técnicas aplicables, incluida la protección frente al funcionamiento en isla. No estamos, por tanto, ante una peculiaridad comercial de determinados fabricantes, sino ante una cuestión directamente relacionada con la seguridad de la interconexión. (Idae)
Ahora bien, debemos distinguir entre un funcionamiento en isla no deseado, que hay que evitar, y una instalación deliberadamente preparada para separar la vivienda de la red exterior y crear de forma controlada una red interior.
Ahí es donde aparece el verdadero sistema de respaldo.
Una batería no convierte automáticamente la instalación en respaldo
En la entrega anterior vimos que una batería almacena energía producida en un momento para utilizarla después. Puede reducir excedentes, aumentar el autoconsumo y disminuir la energía que compramos de la red por la tarde o durante la noche.
Pero esa función es distinta de mantener suministro durante un apagón.
Podemos tener una batería completamente cargada y quedarnos igualmente sin electricidad si el conjunto de la instalación no puede separarse correctamente de la red y funcionar después de manera independiente. También podemos tener un inversor denominado comercialmente «híbrido» sin que ello implique necesariamente que toda la vivienda disponga de una función completa de respaldo.
El IDAE recoge diferentes configuraciones de almacenamiento y señala que las baterías pueden compartir inversor con la generación o disponer de uno independiente. Esto refuerza una idea importante: conocer la capacidad de la batería no basta para saber cómo se comportará el sistema ante una pérdida de red. (Idae)
Por eso, cuando analicemos placas solares durante un apagón, debemos mirar la arquitectura completa y no solamente comprobar si aparece una batería en el presupuesto.
Qué necesita realmente una instalación para seguir funcionando
Un sistema preparado para mantener suministro debe detectar que la red exterior ha desaparecido y separar eléctricamente la instalación interior. Después necesita mantener unas condiciones adecuadas de tensión y frecuencia dentro de esa pequeña red doméstica.
La propia ITC-BT-40 contempla instalaciones receptoras que pueden alimentarse de forma independiente desde la generación propia o desde la red pública y establece requisitos de conmutación y puesta a tierra para esos modos de funcionamiento. Es decir, trabajar conectado a red y hacerlo separado de ella son situaciones eléctricas diferentes que deben estar previstas en el diseño. (BOE)
A partir de ahí intervienen el inversor, las protecciones, el sistema de conmutación y, cuando existe, la batería. También debe decidirse qué consumos queremos mantener.
Esta última cuestión puede cambiar mucho el diseño y el coste.
No es lo mismo respaldar un frigorífico que toda una vivienda
Durante un apagón podemos considerar esenciales el frigorífico, algunas luces, el router, determinados enchufes o un equipo informático. Mantener esos consumos exige mucho menos que pretender continuar utilizando simultáneamente vitrocerámica, horno, termo eléctrico, aire acondicionado y cargador de vehículo eléctrico.
Por ello algunos sistemas separan determinados circuitos para que únicamente las cargas seleccionadas permanezcan alimentadas durante el fallo. Otros están concebidos para respaldar una parte mucho mayor de la vivienda.
La diferencia no depende solamente de cuánta energía almacena la batería. También importa la potencia que el sistema puede proporcionar en cada instante.
Una batería puede disponer de bastante capacidad en kWh y, sin embargo, el conjunto batería-inversor tener una potencia máxima insuficiente para conectar simultáneamente varios receptores exigentes. Es la misma diferencia entre energía y potencia que hemos ido encontrando desde las primeras entregas de esta serie.
Respaldo tampoco significa autonomía
Supongamos ahora que la instalación está correctamente preparada, falla la red y la vivienda continúa funcionando. La siguiente pregunta aparece inmediatamente: ¿durante cuánto tiempo?
La respuesta depende del balance energético.
Si la batería estaba casi descargada cuando comenzó el apagón, tendremos poca energía disponible. Si mantenemos consumos elevados, agotaremos con rapidez incluso una batería considerable. En cambio si reducimos la demanda a los servicios esenciales, podremos prolongar mucho más el suministro.
Durante las horas solares, un sistema específicamente diseñado para ello puede aprovechar la generación fotovoltaica disponible dentro de la red interior. Esa producción puede alimentar consumos y, dependiendo de la configuración, contribuir también a recuperar energía en el almacenamiento.
Pero la generación solar continúa dependiendo de la radiación. Una nube puede reducirla, durante la noche desaparece y una sucesión de horas con escasa producción limitará inevitablemente la energía disponible.
Por eso respaldo y autonomía tampoco son sinónimos. El respaldo pretende mantener determinados servicios durante una interrupción; una verdadera autonomía respecto de la red plantea un problema energético mucho más exigente.
El error de preguntar solamente «¿lleva batería?»
Desde el punto de vista del comprador, esta es probablemente la parte más útil de toda la entrada.
Si para nosotros es importante disponer de electricidad cuando falle la red, preguntar si el presupuesto lleva batería sirve de muy poco. Tenemos que saber qué hará exactamente la instalación cuando desaparezca la tensión exterior.
Un presupuesto técnicamente bien explicado debería permitir conocer si existe una función real de respaldo, cómo se separará nuestra instalación de la red pública, qué circuitos permanecerán alimentados y qué potencia tendremos disponible en esas condiciones.
También necesitamos saber si durante el corte podremos seguir aprovechando la generación de los paneles y si esta podrá cargar la batería. Conviene conocer igualmente qué restricciones de funcionamiento establece el fabricante y qué ocurre cuando vuelve el suministro exterior.
Estas diferencias pueden ser enormes aunque dos ofertas incluyan el mismo número de módulos y baterías con una capacidad aparentemente similar.
En Canarias también conviene separar necesidad de oportunidad
En sistemas eléctricos insulares como los canarios, la continuidad del suministro tiene características propias. Pero eso no significa que todas las viviendas deban instalar automáticamente un sistema de respaldo.
Una instalación cuyo objetivo sea fundamentalmente reducir la energía comprada a la red puede estar perfectamente diseñada aunque se desconecte durante una interrupción exterior. No existe ningún defecto en ello si esa era la prestación que se buscaba.
Otra vivienda puede albergar consumos cuya continuidad tenga especial importancia o simplemente considerar valioso mantener determinados servicios durante un corte. En ese caso, el respaldo pasa a ser un requisito del proyecto y debe dimensionarse y presupuestarse desde el principio.
Lo importante es no descubrir después de pagar la instalación que nuestra idea de lo que habíamos comprado no coincidía con lo que técnicamente podía hacer.
Placas solares durante un apagón: la respuesta definitiva
Las placas solares durante un apagón no garantizan por sí solas que nuestra vivienda conserve electricidad. En un autoconsumo convencional conectado a red, lo habitual es que la instalación deje de alimentar la casa cuando desaparece la red exterior para evitar un funcionamiento en isla no previsto y mantener las condiciones de seguridad exigibles.
Si queremos seguir teniendo suministro necesitamos que la instalación esté diseñada específicamente para ello. Debe existir una separación segura respecto de la red pública, equipos capaces de mantener la red interior, protecciones adecuadas y una definición previa de los consumos que queremos conservar.
Una batería puede resultar extraordinariamente útil dentro de esa solución, pero no sustituye al resto de elementos. Tener paneles, disponer de almacenamiento y contar con respaldo son tres prestaciones relacionadas, no tres formas diferentes de decir lo mismo.
Esta sexta entrega completa así una idea que empezamos a plantear desde el comienzo de la Guía de autoconsumo de josereflexiona.es: antes de elegir equipos necesitamos entender qué queremos que haga realmente nuestra instalación.
La siguiente entrega dará un paso muy práctico. Ya sabemos que dos sistemas aparentemente parecidos pueden ofrecer prestaciones muy distintas; ahora veremos cómo comparar tres presupuestos de placas solares sin ser especialista.
