Autoconsumo Fotovoltaico
15.1 Introducción al Autoconsumo Fotovoltaico
El autoconsumo fotovoltaico consiste en la producción de energía eléctrica para consumo propio mediante la instalación de paneles solares fotovoltaicos, pudiendo existir o no excedentes de energía que se viertan a la red eléctrica. Esta modalidad de generación distribuida permite a los consumidores generar su propia energía, reducir su dependencia de la red eléctrica convencional y contribuir activamente a la transición energética hacia fuentes renovables.
El autoconsumo fotovoltaico ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos años gracias a la drástica reducción de costes de los paneles solares, la mejora en la eficiencia de los inversores y la evolución favorable del marco regulatorio que favorece la generación distribuida y el autoconsumo.
- Reducción de la factura eléctrica hasta en un 70%
- Independencia energética parcial o total
- Reducción de la huella de carbono
- Contribución a la descarbonización del sistema eléctrico
- Valorización del inmueble
- Protección frente a la subida de precios de la electricidad
15.2 Modalidades de Autoconsumo
La normativa española establece diferentes modalidades de autoconsumo fotovoltaico, cada una con sus particularidades y requisitos específicos:
A) Autoconsumo Sin Excedentes
En esta modalidad, la instalación fotovoltaica está dimensionada y configurada para que toda la energía producida sea consumida instantáneamente por la instalación, sin verter ningún excedente a la red eléctrica.
- Características:
- No vierte energía a la red
- No requiere comunicación a la distribuidora
- No requiere contrato de compensación
- Requiere sistema anti-vertido certificado
- Ventajas:
- Trámites simplificados
- No requiere contrato con comercializadora
- Instalación más sencilla
- Limitaciones:
- No se aprovechan los excedentes
- Requiere sistema anti-vertido
- Menor aprovechamiento de la instalación
B) Autoconsumo Con Excedentes Acogido a Compensación Simplificada
En esta modalidad, la instalación puede verter excedentes a la red eléctrica, los cuales son compensados económicamente en la factura eléctrica del consumidor. Es la modalidad más común para instalaciones domésticas y pequeñas empresas.
- Características:
- Puede verter excedentes a la red
- Los excedentes se compensan en la factura
- Potencia máxima: 100 kW
- Solo para consumidores con contrato de suministro
- No requiere inscripción en RAIPRE
- Ventajas:
- Aprovechamiento total de la energía producida
- Compensación económica en factura
- Trámites simplificados
- Mayor rentabilidad
- Requisitos:
- Comunicación a la distribuidora
- Contrato de compensación con comercializadora
- Contador con medición bidireccional
C) Autoconsumo Con Excedentes No Acogido a Compensación
En esta modalidad, los excedentes se vierten a la red y se venden en el mercado eléctrico a precio horario. Es adecuada para instalaciones de mayor potencia.
- Características:
- Venta de excedentes en mercado eléctrico
- Precio horario del mercado
- Sin límite de potencia
- Requiere inscripción en RAIPRE
- Requisitos:
- Inscripción en RAIPRE
- Proyecto técnico visado
- Contrato de representación en el mercado
- Contador con telegestión
D) Autoconsumo Colectivo
Permite que varios consumidores se beneficien de una misma instalación de generación. Es ideal para comunidades de vecinos, polígonos industriales o comunidades energéticas.
- Características:
- Varios consumidores comparten instalación
- Reparto de energía según coeficientes
- Distancia máxima: 500 metros entre generación y consumo
- Requiere acuerdo entre participantes
- Requisitos:
- Acuerdo de reparto entre consumidores
- Comunicación a distribuidora
- Contadores individuales con telegestión
- Acuerdo de compensación
E) Autoconsumo con Baterías
Combina la generación fotovoltaica con sistemas de almacenamiento en baterías para maximizar el autoconsumo y reducir la dependencia de la red.
- Características:
- Almacena excedentes en baterías
- Maximiza el autoconsumo
- Permite consumo nocturno de energía solar
- Mayor independencia de la red
- Ventajas:
- Mayor autoconsumo (hasta 80-90%)
- Mayor independencia energética
- Backup energético
- Mayor aprovechamiento de la instalación
15.3 Componentes del Sistema de Autoconsumo
Un sistema de autoconsumo fotovoltaico está compuesto por los siguientes componentes principales:
A) Generador Fotovoltaico
- Paneles solares: Conjunto de módulos fotovoltaicos
- Estructura de soporte: Estructura de fijación a cubierta o suelo
- Cableado DC: Cableado solar entre paneles e inversor
B) Inversor de Autoconsumo
- Función: Convierte DC a AC y gestiona el autoconsumo
- Características:
- Seguimiento MPPT
- Gestión de autoconsumo prioritario
- Gestión de excedentes
- Posibilidad de conexión a baterías
- Comunicación con sistemas de gestión
C) Sistema de Protección
- Protecciones DC:
- Interruptor-seccionador DC
- Fusibles o interruptores automáticos
- Protectores contra sobretensiones (SPD)
- Protecciones AC:
- Interruptor automático magnetotérmico
- Interruptor diferencial
- Protectores contra sobretensiones
D) Sistema de Medida
- Contador de generación: Mide la energía producida
- Contador de consumo: Mide la energía consumida de la red
- Contador de excedentes: Mide la energía vertida a la red
- Contador bidireccional: Mide consumo y vertido simultáneamente
E) Sistema de Almacenamiento (Opcional)
- Baterías: Sistema de almacenamiento de energía
- Regulador de carga: Gestiona la carga de baterías
- Inversor/Cargador: Gestiona baterías y conversión DC/AC
15.4 Dimensionamiento del Sistema de Autoconsumo
El dimensionamiento correcto del sistema de autoconsumo es crucial para maximizar la rentabilidad y el autoconsumo.
A) Análisis del Consumo
El primer paso es analizar el perfil de consumo del consumidor:
- Análisis de facturas: Consumo anual y mensual
- Perfil horario: Distribución del consumo a lo largo del día
- Consumo base: Consumo mínimo constante
- Picos de consumo: Momentos de máximo consumo
B) Cálculo de la Producción
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
Donde:
Eprod = Energía producida anualmente (kWh/año)
Pinst = Potencia instalada (kWp)
PR = Performance Ratio (0.75-0.85)
HSP = Horas Solar Pico diarias
365 = Días del año
Ejemplo:
Pinst = 5 kWp
PR = 0.80
HSP = 4.5 h/día
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6.570 kWh/año
C) Cálculo del Autoconsumo
Ainst = min(Pgen, Pcons)
Donde:
Ainst = Autoconsumo instantáneo (kW)
Pgen = Potencia generada (kW)
Pcons = Potencia consumida (kW)
Autoconsumo anual:
Aanual = Σ Ainst × Δt
Porcentaje de autoconsumo:
%Autoconsumo = (Aanual / Econsumo) × 100
Ejemplo:
Eprod = 6.570 kWh/año
Econsumo = 5.000 kWh/año
Aanual = 3.500 kWh/año
%Autoconsumo = (3.500 / 5.000) × 100 = 70%
D) Cálculo de Excedentes
Evertida = Eprod - Aanual
Compensación económica:
Compensación = Evertida × Precio compensación
Ejemplo:
Eprod = 6.570 kWh/año
Aanual = 3.500 kWh/año
Evertida = 6.570 - 3.500 = 3.070 kWh/año
Precio compensación = 0.08 €/kWh
Compensación = 3.070 × 0.08 = 245,60 €/año
15.5 Aspectos Técnicos del Autoconsumo
A) Gestión de Excedentes
La gestión de excedentes es fundamental para maximizar la rentabilidad del autoconsumo:
- Vertido a red: Venta de excedentes a la red
- Almacenamiento: Almacenamiento en baterías para autoconsumo diferido
- Redirección: Redirección de excedentes a otros consumos (agua caliente, climatización)
- Limitación: Limitación de producción para evitar vertidos
B) Sistemas Anti-Vertido
Para instalaciones sin excedentes, se requiere un sistema anti-vertido que limite la producción para evitar verter energía a la red:
- Medidor de potencia: Mide la potencia consumida en tiempo real
- Controlador: Limita la producción según el consumo
- Comunicación: Comunicación entre medidor e inversor
C) Sistemas de Gestión Energética
Los sistemas de gestión energética optimizan el autoconsumo gestionando los consumos según la producción:
- Monitorización: Monitorización en tiempo real de producción y consumo
- Gestión de cargas: Activación de cargas según producción
- Optimización: Optimización del autoconsumo
- Almacenamiento: Gestión de baterías
15.6 Normativa del Autoconsumo en España
El autoconsumo fotovoltaico en España está regulado principalmente por el Real Decreto 244/2019, que establece el marco regulatorio para el autoconsumo eléctrico.
A) Real Decreto 244/2019
Este real decreto regula las siguientes modalidades de autoconsumo:
- Autoconsumo sin excedentes: Sin vertido a red
- Autoconsumo con excedentes acogido a compensación: Compensación simplificada
- Autoconsumo con excedentes no acogido a compensación: Venta en mercado
- Autoconsumo colectivo: Varios consumidores comparten instalación
B) Trámites Administrativos
| Modalidad | Trámites | Plazo |
|---|---|---|
| Sin excedentes | Comunicación previa | 1 mes |
| Con excedentes compensación | Comunicación previa + Contrato compensación | 2 meses |
| Con excedentes sin compensación | Inscripción RAIPRE + Proyecto visado | 3-6 meses |
| Autoconsumo colectivo | Acuerdo reparto + Comunicación | 2-3 meses |
C) Compensación de Excedentes
Compensación = Evertida × Precio compensación
Donde:
Evertida = Energía vertida a la red (kWh)
Precio compensación = Precio acordado con comercializadora
Límites:
- La compensación no puede superar el importe de la factura
- Precio máximo: Precio mercado horario
- Precio mínimo: Precio mercado horario - desvíos
Ejemplo:
Evertida = 3.000 kWh/año
Precio compensación = 0.08 €/kWh
Compensación = 3.000 × 0.08 = 240 €/año
15.7 Aspectos Económicos del Autoconsumo
A) Inversión Inicial
| Componente | Coste (€/kWp) | Porcentaje |
|---|---|---|
| Paneles solares | 600-800 | 40-50% |
| Inversor | 200-300 | 15-20% |
| Estructura | 100-150 | 10-15% |
| Instalación | 150-250 | 15-20% |
| Protecciones y cableado | 50-100 | 5-10% |
| Total | 1.100-1.600 | 100% |
B) Rentabilidad Económica
Ahorro = (Eautoconsumo × Precio electricidad) + (Evertida × Precio compensación)
Periodo de amortización:
T = Inversión / Ahorro anual
TIR (Tasa Interna de Retorno):
TIR = Tasa que hace VAN = 0
VAN (Valor Actual Neto):
VAN = -Inversión + Σ (Ahorro / (1 + i)^t)
Ejemplo:
Inversión = 8.000 €
Ahorro anual = 1.200 €
T = 8.000 / 1.200 = 6,67 años
TIR ≈ 12%
C) Ayudas y Subvenciones
- Fondos Next Generation:
- Subvenciones hasta 600 €/kWp
- Deducciones fiscales hasta 40%
- Reducción IBI hasta 50%
- Deducciones IRPF:
- Deducción del 20-40% de la inversión
- Variable según comunidad autónoma
- Bonificación IBI:
- Reducción del IBI hasta 50%
- Variable según municipio
- Duración: 3-5 años
15.8 Instalación de Sistemas de Autoconsumo
A) Instalación en Cubierta
- Cubierta inclinada:
- Estructura de fijación a tejas
- Orientación e inclinación según cubierta
- Impermeabilización
- Cubierta plana:
- Estructura con lastre o anclaje
- Orientación sur, inclinación 20-30°
- Distancia entre filas para evitar sombras
B) Instalación en Suelo
- Estructura: Estructura metálica sobre cimentación
- Cimentación: Cimentación de hormigón o pilotes
- Orientación: Sur, inclinación óptima según latitud
- Distancia entre filas: Cálculo para evitar sombras
C) Instalación en Fachada
- Integración arquitectónica: Integración en fachada
- Orientación: Según orientación de fachada
- Integración estética: Integración estética en fachada
15.9 Mantenimiento de Sistemas de Autoconsumo
A) Mantenimiento de Paneles
- Limpieza: Limpieza periódica de paneles
- Inspección visual: Inspección visual de paneles
- Inspección térmica: Termografía para detectar puntos calientes
- Verificación eléctrica: Verificación de producción
B) Mantenimiento del Inversor
- Inspección visual: Inspección visual del inversor
- Limpieza: Limpieza de ventiladores y disipadores
- Verificación: Verificación de parámetros
- Actualización: Actualización de firmware
C) Mantenimiento de Baterías
- Nivel de electrolito: Verificación y reposición
- Densidad: Medición de densidad
- Apriete de bornes: Apriete de bornes
- Ecualización: Carga de ecualización periódica
15.10 Casos Prácticos de Autoconsumo
Caso Práctico 1: Vivienda Unifamiliar
- Consumo anual: 4.000 kWh
- Potencia instalada: 4 kWp
- Producción anual: 6.000 kWh
- Autoconsumo: 60% (3.600 kWh)
- Excedentes: 40% (2.400 kWh)
- Precio electricidad: 0.20 €/kWh
- Precio compensación: 0.08 €/kWh
Cálculos:
Ahorro autoconsumo = 3.600 × 0.20 = 720 €/año
Compensación = 2.400 × 0.08 = 192 €/año
Ahorro total = 720 + 192 = 912 €/año
Inversión = 6.000 €
Amortización = 6.000 / 912 = 6,58 años
Caso Práctico 2: Industria
- Consumo anual: 100.000 kWh
- Potencia instalada: 80 kWp
- Producción anual: 120.000 kWh
- Autoconsumo: 80% (96.000 kWh)
- Excedentes: 20% (24.000 kWh)
- Precio electricidad: 0.12 €/kWh
- Precio compensación: 0.06 €/kWh
Cálculos:
Ahorro autoconsumo = 96.000 × 0.12 = 11.520 €/año
Compensación = 24.000 × 0.06 = 1.440 €/año
Ahorro total = 11.520 + 1.440 = 12.960 €/año
Inversión = 100.000 €
Amortización = 100.000 / 12.960 = 7,72 años
Caso Práctico 3: Comunidad de Vecinos
- 20 viviendas
- Consumo total: 80.000 kWh/año
- Potencia instalada: 60 kWp
- Producción anual: 90.000 kWh
- Autoconsumo: 70% (63.000 kWh)
- Excedentes: 30% (27.000 kWh)
Reparto:
- Coeficientes de reparto según consumo
- Compensación individual en factura
- Gestión por administrador de la comunidad
15.11 Resumen del Capítulo 15
El autoconsumo fotovoltaico permite a los consumidores generar su propia energía eléctrica mediante paneles solares, reduciendo su dependencia de la red eléctrica y su factura eléctrica. Existen diferentes modalidades de autoconsumo: sin excedentes, con excedentes acogido a compensación, con excedentes no acogido a compensación, y autoconsumo colectivo.
El dimensionamiento correcto del sistema es crucial para maximizar la rentabilidad, analizando el perfil de consumo y dimensionando la instalación para maximizar el autoconsumo. La rentabilidad económica depende de la inversión inicial, el ahorro generado y las ayudas disponibles.
El marco regulatorio español, establecido por el RD 244/2019, favorece el autoconsumo y establece las diferentes modalidades y sus requisitos. La instalación debe realizarse por instaladores autorizados y cumplir con la normativa vigente.
El mantenimiento periódico del sistema garantiza su correcto funcionamiento y maximiza su vida útil. El autoconsumo fotovoltaico es una solución rentable y sostenible para reducir la factura eléctrica y contribuir a la transición energética.
15.1 Introduction à l'Autoconsommation Photovoltaïque
L'autoconsommation photovoltaïque consiste en la production d'énergie électrique pour sa propre consommation mediante l'installation de panneaux solaires photovoltaïques, pouvant exister ou non des excédents d'énergie qui se versent au réseau électrique. Cette modalité de génération distribuée permet aux consommateurs de générer leur propre énergie, réduire leur dépendance du réseau électrique conventionnel et contribuer activement à la transition énergétique vers des sources renouvelables.
L'autoconsommation photovoltaïque a expérimenté une croissance exponentielle dans les dernières années grâce à la réduction drastique des coûts des panneaux solaires, l'amélioration de l'efficacité des onduleurs et l'évolution favorable du cadre réglementaire qui favorise la génération distribuée et l'autoconsommation.
- Réduction de la facture électrique jusqu'à 70%
- Indépendance énergétique partielle ou totale
- Réduction de l'empreinte carbone
- Contribution à la décarbonation du système électrique
- Valorisation de l'immeuble
- Protection face à la hausse des prix de l'électricité
15.2 Modalités d'Autoconsommation
La normative espagnole établit différentes modalités d'autoconsommation photovoltaïque, chacune avec ses particularités et exigences spécifiques:
A) Autoconsommation Sans Excédents
Dans cette modalité, l'installation photovoltaïque est dimensionnée et configurée pour que toute l'énergie produite soit consommée instantanément par l'installation, sans verser aucun excédent au réseau électrique.
- Caractéristiques:
- Ne verse pas d'énergie au réseau
- Ne requiert pas communication au distributeur
- Ne requiert pas contrat de compensation
- Requiert système anti-versement certifié
B) Autoconsommation Avec Excédents Accueilli à Compensation Simplifiée
Dans cette modalité, l'installation peut verser des excédents au réseau électrique, lesquels sont compensés économiquement dans la facture électrique du consommateur.
- Caractéristiques:
- Peut verser des excédents au réseau
- Les excédents se compensent dans la facture
- Puissance maximale: 100 kW
- Seulement pour consommateurs avec contrat de fourniture
C) Autoconsommation Avec Excédents Non Accueilli à Compensation
Dans cette modalité, les excédents se versent au réseau et se vendent dans le marché électrique à prix horaire.
- Caractéristiques:
- Vente d'excédents dans marché électrique
- Prix horaire du marché
- Sans limite de puissance
- Requiert inscription en RAIPRE
D) Autoconsommation Collective
Permet que plusieurs consommateurs se bénéficient d'une même installation de génération.
- Caractéristiques:
- Plusieurs consommateurs partagent installation
- Répartition d'énergie selon coefficients
- Distance maximale: 500 mètres
E) Autoconsommation avec Batteries
Combine la génération photovoltaïque avec systèmes de stockage en batteries pour maximiser l'autoconsommation.
- Caractéristiques:
- Stocke excédents en batteries
- Maximise l'autoconsommation
- Permet consommation nocturne d'énergie solaire
15.3 Composants du Système d'Autoconsommation
Un système d'autoconsommation photovoltaïque est composé par les composants suivants:
A) Générateur Photovoltaïque
- Panneaux solaires: Ensemble de modules photovoltaïques
- Structure de support: Structure de fixation à couverture ou sol
- Câblage DC: Câblage solaire entre panneaux et onduleur
B) Onduleur d'Autoconsommation
- Fonction: Convertit DC en AC et gère l'autoconsommation
- Caractéristiques:
- Suivi MPPT
- Gestion d'autoconsommation prioritaire
- Gestion d'excédents
- Possibilité de connexion à batteries
C) Système de Protection
- Protections DC: Interrupteur-sectionneur DC, fusibles, protecteurs
- Protections AC: Interrupteur automatique, différentiel, protecteurs
D) Système de Mesure
- Compteur de génération: Mesure l'énergie produite
- Compteur de consommation: Mesure l'énergie consommée du réseau
- Compteur d'excédents: Mesure l'énergie versée au réseau
15.4 Dimensionnement du Système d'Autoconsommation
A) Analyse de la Consommation
- Analyse de factures: Consommation annuelle et mensuelle
- Profil horaire: Distribution de la consommation
- Consommation base: Consommation minimum constante
- Pics de consommation: Moments de maximum consommation
B) Calcul de la Production
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
Où:
Eprod = Énergie produite annuellement (kWh/an)
Pinst = Puissance installée (kWp)
PR = Performance Ratio (0.75-0.85)
HSP = Heures Solar Pico quotidiennes
Exemple:
Pinst = 5 kWp, PR = 0.80, HSP = 4.5 h/jour
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6.570 kWh/an
C) Calcul de l'Autoconsommation
Ainst = min(Pgen, Pcons)
Autoconsommation annuelle:
Aanual = Σ Ainst × Δt
Pourcentage d'autoconsommation:
%Autoconsommation = (Aanual / Econsommation) × 100
15.5 Aspects Techniques de l'Autoconsommation
A) Gestion d'Excédents
- Versement à réseau: Vente d'excédents au réseau
- Stockage: Stockage en batteries pour autoconsommation différée
- Redirection: Redirection d'excédents à autres consommations
- Limitation: Limitation de production pour éviter versements
B) Systèmes Anti-Versement
- Mesureur de puissance: Mesure la puissance consommée en temps réel
- Contrôleur: Limite la production selon la consommation
- Communication: Communication entre mesureur et onduleur
15.6 Normative de l'Autoconsommation en Espagne
A) Real Decreto 244/2019
Ce décret royal régule les modalités suivantes d'autoconsommation:
- Autoconsommation sans excédents: Sans versement à réseau
- Autoconsommation avec excédents compensation: Compensation simplifiée
- Autoconsommation avec excédents sans compensation: Vente en marché
- Autoconsommation collective: Plusieurs consommateurs partagent installation
B) Démarches Administratives
| Modalité | Démarches | Délai |
|---|---|---|
| Sans excédents | Communication préalable | 1 mois |
| Avec excédents compensation | Communication + Contrat compensation | 2 mois |
| Avec excédents sans compensation | Inscription RAIPRE + Projet visé | 3-6 mois |
15.7 Aspects Économiques de l'Autoconsommation
A) Investissement Initial
| Composant | Coût (€/kWp) | Pourcentage |
|---|---|---|
| Panneaux solaires | 600-800 | 40-50% |
| Onduleur | 200-300 | 15-20% |
| Structure | 100-150 | 10-15% |
| Installation | 150-250 | 15-20% |
| Total | 1.100-1.600 | 100% |
B) Rentabilité Économique
Économie = (Eautoconsommation × Prix électricité) + (Eversée × Prix compensation)
Période d'amortissement:
T = Investissement / Économie annuelle
Exemple:
Investissement = 8.000 €
Économie annuelle = 1.200 €
T = 8.000 / 1.200 = 6,67 ans
15.8 Résumé du Chapitre 15
L'autoconsommation photovoltaïque permet aux consommateurs de générer leur propre énergie électrique mediante panneaux solaires, réduisant leur dépendance du réseau électrique et leur facture électrique. Il existe différentes modalités d'autoconsommation: sans excédents, avec excédents accueilli à compensation, avec excédents non accueilli à compensation, et autoconsommation collective.
Le dimensionnement correct du système est crucial pour maximiser la rentabilité, analysant le profil de consommation et dimensionnant l'installation pour maximiser l'autoconsommation. La rentabilité économique dépend de l'investissement initial, l'économie générée et les aides disponibles.
Le cadre réglementaire espagnol, établi par le RD 244/2019, favorise l'autoconsommation et établit les différentes modalités et leurs exigences. L'autoconsommation photovoltaïque est une solution rentable et durable pour réduire la facture électrique et contribuer à la transition énergétique.
15.1 Introduction to Photovoltaic Self-Consumption
Photovoltaic self-consumption consists of the production of electrical energy for own consumption through the installation of photovoltaic solar panels, with or without energy surpluses that are fed into the electrical grid. This distributed generation modality allows consumers to generate their own energy, reduce their dependence on the conventional electrical grid and actively contribute to the energy transition towards renewable sources.
Photovoltaic self-consumption has experienced exponential growth in recent years thanks to the drastic reduction in solar panel costs, the improvement in inverter efficiency and the favorable evolution of the regulatory framework that favors distributed generation and self-consumption.
- Reduction of the electricity bill up to 70%
- Partial or total energy independence
- Reduction of the carbon footprint
- Contribution to the decarbonization of the electrical system
- Property valuation
- Protection against electricity price increases
15.2 Self-Consumption Modalities
Spanish regulations establish different modalities of photovoltaic self-consumption, each with its particularities and specific requirements:
A) Self-Consumption Without Surpluses
In this modality, the photovoltaic installation is sized and configured so that all the energy produced is instantly consumed by the installation, without feeding any surplus to the electrical grid.
- Characteristics:
- Does not feed energy to the grid
- Does not require communication to the distributor
- Does not require compensation contract
- Requires certified anti-feed system
B) Self-Consumption With Surpluses Under Simplified Compensation
In this modality, the installation can feed surpluses to the electrical grid, which are economically compensated in the consumer's electricity bill.
- Characteristics:
- Can feed surpluses to the grid
- Surpluses are compensated in the bill
- Maximum power: 100 kW
- Only for consumers with supply contract
C) Self-Consumption With Surpluses Not Under Compensation
In this modality, surpluses are fed to the grid and sold in the electricity market at hourly price.
- Characteristics:
- Sale of surpluses in electricity market
- Hourly market price
- No power limit
- Requires registration in RAIPRE
D) Collective Self-Consumption
Allows several consumers to benefit from the same generation installation.
- Characteristics:
- Several consumers share installation
- Energy distribution according to coefficients
- Maximum distance: 500 meters
E) Self-Consumption with Batteries
Combines photovoltaic generation with battery storage systems to maximize self-consumption.
- Characteristics:
- Stores surpluses in batteries
- Maximizes self-consumption
- Allows nighttime consumption of solar energy
15.3 Self-Consumption System Components
A photovoltaic self-consumption system is composed of the following components:
A) Photovoltaic Generator
- Solar panels: Set of photovoltaic modules
- Support structure: Fixing structure to roof or ground
- DC wiring: Solar wiring between panels and inverter
B) Self-Consumption Inverter
- Function: Converts DC to AC and manages self-consumption
- Characteristics:
- MPPT tracking
- Priority self-consumption management
- Surplus management
- Possibility of battery connection
C) Protection System
- DC protections: DC switch-disconnector, fuses, protectors
- AC protections: Automatic switch, differential, protectors
D) Measurement System
- Generation meter: Measures energy produced
- Consumption meter: Measures energy consumed from the grid
- Surplus meter: Measures energy fed to the grid
15.4 Self-Consumption System Sizing
A) Consumption Analysis
- Bill analysis: Annual and monthly consumption
- Hourly profile: Consumption distribution
- Base consumption: Minimum constant consumption
- Consumption peaks: Moments of maximum consumption
B) Production Calculation
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
Where:
Eprod = Energy produced annually (kWh/year)
Pinst = Installed power (kWp)
PR = Performance Ratio (0.75-0.85)
HSP = Daily Peak Solar Hours
Example:
Pinst = 5 kWp, PR = 0.80, HSP = 4.5 h/day
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6,570 kWh/year
C) Self-Consumption Calculation
Ainst = min(Pgen, Pcons)
Annual self-consumption:
Aannual = Σ Ainst × Δt
Self-consumption percentage:
%Self-consumption = (Aannual / Econsumption) × 100
15.5 Technical Aspects of Self-Consumption
A) Surplus Management
- Grid feed: Sale of surpluses to the grid
- Storage: Storage in batteries for deferred self-consumption
- Redirection: Redirection of surpluses to other consumptions
- Limitation: Production limitation to avoid feeds
B) Anti-Feed Systems
- Power meter: Measures power consumed in real time
- Controller: Limits production according to consumption
- Communication: Communication between meter and inverter
15.6 Self-Consumption Regulations in Spain
A) Royal Decree 244/2019
This royal decree regulates the following self-consumption modalities:
- Self-consumption without surpluses: Without grid feed
- Self-consumption with surpluses compensation: Simplified compensation
- Self-consumption with surpluses without compensation: Market sale
- Collective self-consumption: Several consumers share installation
B) Administrative Procedures
| Modality | Procedures | Deadline |
|---|---|---|
| Without surpluses | Prior communication | 1 month |
| With surpluses compensation | Communication + Compensation contract | 2 months |
| With surpluses without compensation | RAIPRE registration + Signed project | 3-6 months |
15.7 Economic Aspects of Self-Consumption
A) Initial Investment
| Component | Cost (€/kWp) | Percentage |
|---|---|---|
| Solar panels | 600-800 | 40-50% |
| Inverter | 200-300 | 15-20% |
| Structure | 100-150 | 10-15% |
| Installation | 150-250 | 15-20% |
| Total | 1,100-1,600 | 100% |
B) Economic Profitability
Savings = (Eself-consumption × Electricity price) + (Efed × Compensation price)
Payback period:
T = Investment / Annual savings
Example:
Investment = 8,000 €
Annual savings = 1,200 €
T = 8,000 / 1,200 = 6.67 years
15.8 Chapter 15 Summary
Photovoltaic self-consumption allows consumers to generate their own electrical energy through solar panels, reducing their dependence on the electrical grid and their electricity bill. There are different self-consumption modalities: without surpluses, with surpluses under compensation, with surpluses not under compensation, and collective self-consumption.
Correct system sizing is crucial to maximize profitability, analyzing the consumption profile and sizing the installation to maximize self-consumption. Economic profitability depends on the initial investment, the savings generated and the available aid.
The Spanish regulatory framework, established by RD 244/2019, favors self-consumption and establishes the different modalities and their requirements. Photovoltaic self-consumption is a profitable and sustainable solution to reduce the electricity bill and contribute to the energy transition.
15.1 مقدمة عن الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي
يتكون الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي من إنتاج الطاقة الكهربائية للاستهلاك الخاص من خلال تركيب الألواح الشمسية الكهروضوئية، مع أو بدون فوائض طاقة تُصب في الشبكة الكهربائية. تسمح هذه الطريقة من التوليد الموزع للمستهلكين بتوليد طاقتهم الخاصة، وتقليل اعتمادهم على الشبكة الكهربائية التقليدية والمساهمة بنشاط في انتقال الطاقة نحو مصادر متجددة.
شهد الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي نموًا هائلاً في السنوات الأخيرة بفضل الانخفاض الحاد في تكاليف الألواح الشمسية، وتحسين كفاءة العواكس، والتطور المواتي للإطار التنظيمي الذي يفضل التوليد الموزع والاستهلاك الذاتي.
- تخفيض فاتورة الكهرباء حتى 70%
- استقلال طاقة جزئي أو كلي
- تقليل البصمة الكربونية
- المساهمة في إزالة الكربون من النظام الكهربائي
- تقييم العقار
- الحماية من ارتفاع أسعار الكهرباء
15.2 طرق الاستهلاك الذاتي
تحدد اللوائح الإسبانية طرقًا مختلفة للاستهلاك الذاتي الكهروضوئي، لكل منها خصوصياتها ومتطلباتها المحددة:
أ) الاستهلاك الذاتي بدون فوائض
في هذه الطريقة، يتم تحديد وتركيب التركيب الكهروضوئي بحيث يتم استهلاك كل الطاقة المنتجة فورًا بواسطة التركيب، دون صب أي فائض في الشبكة الكهربائية.
- الخصائص:
- لا يصب طاقة في الشبكة
- لا يتطلب اتصالًا بالموزع
- لا يتطلب عقد تعويض
- يتطلب نظام مضاد للصب معتمد
ب) الاستهلاك الذاتي مع فوائض خاضعة للتعويض المبسط
في هذه الطريقة، يمكن للتركيب صب فوائض في الشبكة الكهربائية، والتي يتم تعويضها اقتصاديًا في فاتورة كهرباء المستهلك.
- الخصائص:
- يمكن صب فوائض في الشبكة
- يتم تعويض الفوائض في الفاتورة
- القدرة القصوى: 100 كيلوواط
- فقط للمستهلكين مع عقد توريد
ج) الاستهلاك الذاتي مع فوائض غير خاضعة للتعويض
في هذه الطريقة، تُصب الفوائض في الشبكة وتُباع في سوق الكهرباء بسعر ساعي.
- الخصائص:
- بيع الفوائض في سوق الكهرباء
- السعر السوقي الساعي
- بدون حد للقدرة
- يتطلب التسجيل في RAIPRE
د) الاستهلاك الذاتي الجماعي
يسمح لعدة مستهلكين بالاستفادة من نفس تركيب التوليد.
- الخصائص:
- عدة مستهلكين يشتركون في التركيب
- توزيع الطاقة حسب المعاملات
- المسافة القصوى: 500 متر
هـ) الاستهلاك الذاتي مع البطاريات
يجمع بين التوليد الكهروضوئي وأنظمة التخزين بالبطاريات لتعظيم الاستهلاك الذاتي.
- الخصائص:
- يخزن الفوائض في البطاريات
- يعظم الاستهلاك الذاتي
- يسمح بالاستهلاك الليلي للطاقة الشمسية
15.3 مكونات نظام الاستهلاك الذاتي
يتكون نظام الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي من المكونات التالية:
أ) المولد الكهروضوئي
- الألواح الشمسية: مجموعة من الوحدات الكهروضوئية
- هيكل الدعم: هيكل التثبيت على السقف أو الأرض
- الكابلات DC: كابلات شمسية بين الألواح والعاكس
ب) عاكس الاستهلاك الذاتي
- الوظيفة: يحول DC إلى AC ويدير الاستهلاك الذاتي
- الخصائص:
- تتبع MPPT
- إدارة الاستهلاك الذاتي ذو الأولوية
- إدارة الفوائض
- إمكانية الاتصال بالبطاريات
ج) نظام الحماية
- حمايات DC: مفتاح-قاطع DC، مصاهر، حوامل
- حمايات AC: مفتاح تلقائي، تفاضلي، حوامل
د) نظام القياس
- عداد التوليد: يقيس الطاقة المنتجة
- عداد الاستهلاك: يقيس الطاقة المستهلكة من الشبكة
- عداد الفوائض: يقيس الطاقة المصبوبة في الشبكة
15.4 تحجيم نظام الاستهلاك الذاتي
أ) تحليل الاستهلاك
- تحليل الفواتير: الاستهلاك السنوي والشهري
- الملف الساعي: توزيع الاستهلاك
- الاستهلاك الأساسي: الحد الأدنى من الاستهلاك الثابت
- ذروات الاستهلاك: لحظات الاستهلاك الأقصى
ب) حساب الإنتاج
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
حيث:
Eprod = الطاقة المنتجة سنويًا (كيلوواط ساعة/سنة)
Pinst = القدرة المركبة (كيلوواط ذروة)
PR = نسبة الأداء (0.75-0.85)
HSP = ساعات الشمس القصوى اليومية
مثال:
Pinst = 5 كيلوواط ذروة، PR = 0.80، HSP = 4.5 ساعة/يوم
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6,570 كيلوواط ساعة/سنة
ج) حساب الاستهلاك الذاتي
Ainst = min(Pgen, Pcons)
الاستهلاك الذاتي السنوي:
Aannual = Σ Ainst × Δt
نسبة الاستهلاك الذاتي:
%الاستهلاك الذاتي = (Aannual / Econsumption) × 100
15.5 الجوانب التقنية للاستهلاك الذاتي
أ) إدارة الفوائض
- صب الشبكة: بيع الفوائض للشبكة
- التخزين: التخزين في البطاريات للاستهلاك الذاتي المؤجل
- إعادة التوجيه: إعادة توجيه الفوائض إلى استهلاكات أخرى
- التحديد: تحديد الإنتاج لتجنب الصب
ب) أنظمة مضادة للصب
- مقياس القدرة: يقيس القدرة المستهلكة في الوقت الحقيقي
- المتحكم: يحدد الإنتاج حسب الاستهلاك
- الاتصال: الاتصال بين المقياس والعاكس
15.6 لوائح الاستهلاك الذاتي في إسبانيا
أ) المرسوم الملكي 244/2019
ينظم هذا المرسوم الملكي طرق الاستهلاك الذاتي التالية:
- الاستهلاك الذاتي بدون فوائض: بدون صب الشبكة
- الاستهلاك الذاتي مع فوائض تعويض: تعويض مبسط
- الاستهلاك الذاتي مع فوائض بدون تعويض: بيع في السوق
- الاستهلاك الذاتي الجماعي: عدة مستهلكين يشتركون في التركيب
ب) الإجراءات الإدارية
| الطريقة | الإجراءات | الموعد النهائي |
|---|---|---|
| بدون فوائض | اتصال مسبق | شهر واحد |
| مع فوائض تعويض | اتصال + عقد تعويض | شهران |
| مع فوائض بدون تعويض | تسجيل RAIPRE + مشروع موقع | 3-6 أشهر |
15.7 الجوانب الاقتصادية للاستهلاك الذاتي
أ) الاستثمار الأولي
| المكون | التكلفة (€/كيلوواط ذروة) | النسبة المئوية |
|---|---|---|
| الألواح الشمسية | 600-800 | 40-50% |
| العاكس | 200-300 | 15-20% |
| الهيكل | 100-150 | 10-15% |
| التركيب | 150-250 | 15-20% |
| الإجمالي | 1,100-1,600 | 100% |
ب) الربحية الاقتصادية
الادخار = (Eالاستهلاك الذاتي × سعر الكهرباء) + (Eالمصبوبة × سعر التعويض)
فترة الاستهلاك:
T = الاستثمار / الادخار السنوي
مثال:
الاستثمار = 8,000 €
الادخار السنوي = 1,200 €
T = 8,000 / 1,200 = 6.67 سنة
15.8 ملخص الفصل 15
يتيح الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي للمستهلكين توليد طاقتهم الكهربائية الخاصة من خلال الألواح الشمسية، مما يقلل من اعتمادهم على الشبكة الكهربائية وفاتورة الكهرباء. توجد طرق مختلفة للاستهلاك الذاتي: بدون فوائض، مع فوائض خاضعة للتعويض، مع فوائض غير خاضعة للتعويض، والاستهلاك الذاتي الجماعي.
يعد التحجيم الصحيح للنظام أمرًا بالغ الأهمية لتعظيم الربحية، من خلال تحليل ملف الاستهلاك وتحجيم التركيب لتعظيم الاستهلاك الذاتي. تعتمد الربحية الاقتصادية على الاستثمار الأولي، والادخار الناتج، والمساعدات المتاحة.
الإطار التنظيمي الإسباني، الذي حدده المرسوم الملكي 244/2019، يفضل الاستهلاك الذاتي ويحدد الطرق المختلفة ومتطلباتها. يعد الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي حلاً مربحًا ومستدامًا لتقليل فاتورة الكهرباء والمساهمة في انتقال الطاقة.
15.1 مقدمهای بر خودمصرفی فتوولتائیک
خودمصرفی فتوولتائیک شامل تولید انرژی الکتریکی برای مصرف خود از طریق نصب پنلهای خورشیدی فتوولتائیک است، با یا بدون مازاد انرژی که به شبکه الکتریکی تزریق میشود. این روش تولید توزیع شده به مصرفکنندگان اجازه میدهد انرژی خود را تولید کنند، وابستگی خود به شبکه الکتریکی متعارف را کاهش دهند و فعالانه به انتقال انرژی به سمت منابع تجدیدپذیر کمک کنند.
خودمصرفی فتوولتائیک در سالهای اخیر به دلیل کاهش شدید هزینههای پنلهای خورشیدی، بهبود کارایی اینورترها و تکامل مطلوب چارچوب نظارتی که تولید توزیع شده و خودمصرفی را ترجیح میدهد، رشد نمایی را تجربه کرده است.
- کاهش قبض برق تا 70%
- استقلال انرژی جزئی یا کامل
- کاهش ردپای کربن
- کمک به کربنزدایی از سیستم الکتریکی
- ارزشگذاری ملک
- محافظت در برابر افزایش قیمت برق
15.2 روشهای خودمصرفی
مقررات اسپانیا روشهای مختلفی از خودمصرفی فتوولتائیک را تعیین میکند، هر کدام با خصوصیات و الزامات خاص خود:
الف) خودمصرفی بدون مازاد
در این روش، نصب فتوولتائیک به گونهای اندازهگیری و پیکربندی شده است که تمام انرژی تولید شده فوراً توسط نصب مصرف میشود، بدون ریختن هیچ مازادی به شبکه الکتریکی.
- ویژگیها:
- انرژی به شبکه نمیریزد
- نیاز به ارتباط با توزیعکننده ندارد
- نیاز به قرارداد جبران ندارد
- نیاز به سیستم ضد ریزش تأیید شده دارد
ب) خودمصرفی با مازاد مشمول جبران سادهشده
در این روش، نصب میتواند مازادها را به شبکه الکتریکی بریزد، که به صورت اقتصادی در قبض برق مصرفکننده جبران میشوند.
- ویژگیها:
- میتواند مازادها را به شبکه بریزد
- مازادها در قبض جبران میشوند
- حداکثر قدرت: 100 کیلووات
- فقط برای مصرفکنندگان با قرارداد تأمین
ج) خودمصرفی با مازاد غیر مشمول جبران
در این روش، مازادها به شبکه ریخته میشوند و در بازار الکتریکی به قیمت ساعتی فروخته میشوند.
- ویژگیها:
- فروش مازادها در بازار الکتریکی
- قیمت ساعتی بازار
- بدون محدودیت قدرت
- نیاز به ثبت در RAIPRE
د) خودمصرفی جمعی
به چندین مصرفکننده اجازه میدهد از یک نصب تولید یکسان بهرهمند شوند.
- ویژگیها:
- چندین مصرفکننده نصب را به اشتراک میگذارند
- توزیع انرژی بر اساس ضرایب
- حداکثر فاصله: 500 متر
هـ) خودمصرفی با باتریها
تولید فتوولتائیک را با سیستمهای ذخیرهسازی باتری ترکیب میکند تا خودمصرفی را به حداکثر برساند.
- ویژگیها:
- مازادها را در باتریها ذخیره میکند
- خودمصرفی را به حداکثر میرساند
- اجازه مصرف شبانه انرژی خورشیدی را میدهد
15.3 اجزای سیستم خودمصرفی
یک سیستم خودمصرفی فتوولتائیک از اجزای زیر تشکیل شده است:
الف) مولد فتوولتائیک
- پنلهای خورشیدی: مجموعهای از ماژولهای فتوولتائیک
- ساختار پشتیبانی: ساختار نصب روی سقف یا زمین
- سیمکشی DC: سیمکشی خورشیدی بین پنلها و اینورتر
ب) اینورتر خودمصرفی
- عملکرد: DC را به AC تبدیل میکند و خودمصرفی را مدیریت میکند
- ویژگیها:
- ردیابی MPPT
- مدیریت خودمصرفی اولویتدار
- مدیریت مازادها
- امکان اتصال به باتریها
ج) سیستم حفاظت
- حفاظتهای DC: کلید-قطعکن DC، فیوزها، محافظان
- حفاظتهای AC: کلید اتوماتیک، تفاضلی، محافظان
د) سیستم اندازهگیری
- شمارنده تولید: انرژی تولید شده را اندازهگیری میکند
- شمارنده مصرف: انرژی مصرف شده از شبکه را اندازهگیری میکند
- شمارنده مازادها: انرژی ریخته شده به شبکه را اندازهگیری میکند
15.4 اندازهگیری سیستم خودمصرفی
الف) تحلیل مصرف
- تحلیل قبضها: مصرف سالانه و ماهانه
- پروفایل ساعتی: توزیع مصرف
- مصرف پایه: حداقل مصرف ثابت
- پیکهای مصرف: لحظات حداکثر مصرف
ب) محاسبه تولید
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
که در آن:
Eprod = انرژی تولید شده سالانه (کیلووات ساعت/سال)
Pinst = قدرت نصب شده (کیلووات ذروه)
PR = نسبت عملکرد (0.75-0.85)
HSP = ساعات خورشیدی ذروه روزانه
مثال:
Pinst = 5 کیلووات ذروه، PR = 0.80، HSP = 4.5 ساعت/روز
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6,570 کیلووات ساعت/سال
ج) محاسبه خودمصرفی
Ainst = min(Pgen, Pcons)
خودمصرفی سالانه:
Aannual = Σ Ainst × Δt
درصد خودمصرفی:
%خودمصرفی = (Aannual / Econsumption) × 100
15.5 جنبههای فنی خودمصرفی
الف) مدیریت مازادها
- ریزش شبکه: فروش مازادها به شبکه
- ذخیرهسازی: ذخیرهسازی در باتریها برای خودمصرفی مؤجل
- هدایت مجدد: هدایت مجدد مازادها به مصرفهای دیگر
- محدودیت: محدودیت تولید برای جلوگیری از ریزش
ب) سیستمهای ضد ریزش
- اندازهگیر قدرت: قدرت مصرف شده را در زمان واقعی اندازهگیری میکند
- کنترلکننده: تولید را بر اساس مصرف محدود میکند
- ارتباط: ارتباط بین اندازهگیر و اینورتر
15.6 مقررات خودمصرفی در اسپانیا
الف) فرمان سلطنتی 244/2019
این فرمان سلطنتی روشهای خودمصرفی زیر را تنظیم میکند:
- خودمصرفی بدون مازاد: بدون ریزش شبکه
- خودمصرفی با مازاد جبران: جبران سادهشده
- خودمصرفی با مازاد بدون جبران: فروش در بازار
- خودمصرفی جمعی: چندین مصرفکننده نصب را به اشتراک میگذارند
ب) رویههای اداری
| روش | رویهها | مهلت |
|---|---|---|
| بدون مازاد | ارتباط قبلی | 1 ماه |
| با مازاد جبران | ارتباط + قرارداد جبران | 2 ماه |
| با مازاد بدون جبران | ثبت RAIPRE + پروژه امضا شده | 3-6 ماه |
15.7 جنبههای اقتصادی خودمصرفی
الف) سرمایهگذاری اولیه
| مؤلفه | هزینه (€/کیلووات ذروه) | درصد |
|---|---|---|
| پنلهای خورشیدی | 600-800 | 40-50% |
| اینورتر | 200-300 | 15-20% |
| ساختار | 100-150 | 10-15% |
| نصب | 150-250 | 15-20% |
| کل | 1,100-1,600 | 100% |
ب) سودآوری اقتصادی
صرفهجویی = (Eخودمصرفی × قیمت برق) + (Eریخته شده × قیمت جبران)
دوره مستهلک شدن:
T = سرمایهگذاری / صرفهجویی سالانه
مثال:
سرمایهگذاری = 8,000 €
صرفهجویی سالانه = 1,200 €
T = 8,000 / 1,200 = 6.67 سال
15.8 خلاصه فصل 15
خودمصرفی فتوولتائیک به مصرفکنندگان اجازه میدهد انرژی الکتریکی خود را از طریق پنلهای خورشیدی تولید کنند، وابستگی خود به شبکه الکتریکی و قبض برق خود را کاهش دهند. روشهای مختلفی از خودمصرفی وجود دارد: بدون مازاد، با مازاد مشمول جبران، با مازاد غیر مشمول جبران، و خودمصرفی جمعی.
اندازهگیری صحیح سیستم برای به حداکثر رساندن سودآوری حیاتی است، با تحلیل پروفایل مصرف و اندازهگیری نصب برای به حداکثر رساندن خودمصرفی. سودآوری اقتصادی به سرمایهگذاری اولیه، صرفهجویی تولید شده و کمکهای موجود بستگی دارد.
چارچوب نظارتی اسپانیا، که توسط فرمان سلطنتی 244/2019 تعیین شده است، خودمصرفی را ترجیح میدهد و روشهای مختلف و الزامات آنها را تعیین میکند. خودمصرفی فتوولتائیک راهحلی سودآور و پایدار برای کاهش قبض برق و کمک به انتقال انرژی است.
15.1 Introdução ao Autoconsumo Fotovoltaico
O autoconsumo fotovoltaico consiste na produção de energia elétrica para consumo próprio mediante a instalação de painéis solares fotovoltaicos, podendo existir ou não excedentes de energia que se vertem à rede elétrica. Esta modalidade de geração distribuída permite aos consumidores gerar sua própria energia, reduzir sua dependência da rede elétrica convencional e contribuir ativamente para a transição energética para fontes renováveis.
O autoconsumo fotovoltaico tem experimentado um crescimento exponencial nos últimos anos graças à drástica redução de custos dos painéis solares, à melhora na eficiência dos inversores e à evolução favorável do marco regulatório que favorece a geração distribuída e o autoconsumo.
- Redução da fatura elétrica até 70%
- Independência energética parcial ou total
- Redução da pegada de carbono
- Contribuição para a descarbonização do sistema elétrico
- Valorização do imóvel
- Proteção frente à subida de preços da eletricidade
15.2 Modalidades de Autoconsumo
A normativa espanhola estabelece diferentes modalidades de autoconsumo fotovoltaico, cada uma com suas particularidades e requisitos específicos:
A) Autoconsumo Sem Excedentes
Nesta modalidade, a instalação fotovoltaica está dimensionada e configurada para que toda a energia produzida seja consumida instantaneamente pela instalação, sem verter nenhum excedente à rede elétrica.
- Características:
- Não verte energia à rede
- Não requer comunicação à distribuidora
- Não requer contrato de compensação
- Requer sistema anti-vertido certificado
B) Autoconsumo Com Excedentes Acolhido a Compensação Simplificada
Nesta modalidade, a instalação pode verter excedentes à rede elétrica, os quais são compensados economicamente na fatura elétrica do consumidor.
- Características:
- Pode verter excedentes à rede
- Os excedentes se compensam na fatura
- Potência máxima: 100 kW
- Só para consumidores com contrato de fornecimento
C) Autoconsumo Com Excedentes Não Acolhido a Compensação
Nesta modalidade, os excedentes se vertem à rede e se vendem no mercado elétrico a preço horário.
- Características:
- Venda de excedentes em mercado elétrico
- Preço horário do mercado
- Sem limite de potência
- Requer inscrição em RAIPRE
D) Autoconsumo Coletivo
Permite que vários consumidores se beneficiem de uma mesma instalação de geração.
- Características:
- Vários consumidores compartilham instalação
- Reparto de energia segundo coeficientes
- Distância máxima: 500 metros
E) Autoconsumo com Baterias
Combina a geração fotovoltaica com sistemas de armazenamento em baterias para maximizar o autoconsumo.
- Características:
- Armazena excedentes em baterias
- Maximiza o autoconsumo
- Permite consumo noturno de energia solar
15.3 Componentes do Sistema de Autoconsumo
Um sistema de autoconsumo fotovoltaico está composto pelos seguintes componentes:
A) Gerador Fotovoltaico
- Painéis solares: Conjunto de módulos fotovoltaicos
- Estrutura de suporte: Estrutura de fixação a cobertura ou solo
- Cabeamento DC: Cabeamento solar entre painéis e inversor
B) Inversor de Autoconsumo
- Função: Converte DC em AC e gerencia o autoconsumo
- Características:
- Seguimento MPPT
- Gestão de autoconsumo prioritário
- Gestão de excedentes
- Possibilidade de conexão a baterias
C) Sistema de Proteção
- Proteções DC: Interruptor-seccionador DC, fusíveis, protetores
- Proteções AC: Interruptor automático, diferencial, protetores
D) Sistema de Medida
- Contador de geração: Mede a energia produzida
- Contador de consumo: Mede a energia consumida da rede
- Contador de excedentes: Mede a energia vertida à rede
15.4 Dimensionamento do Sistema de Autoconsumo
A) Análise do Consumo
- Análise de faturas: Consumo anual e mensal
- Perfil horário: Distribuição do consumo
- Consumo base: Consumo mínimo constante
- Picos de consumo: Momentos de máximo consumo
B) Cálculo da Produção
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
Onde:
Eprod = Energia produzida anualmente (kWh/ano)
Pinst = Potência instalada (kWp)
PR = Performance Ratio (0.75-0.85)
HSP = Horas Solar Pico diárias
Exemplo:
Pinst = 5 kWp, PR = 0.80, HSP = 4.5 h/dia
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6.570 kWh/ano
C) Cálculo do Autoconsumo
Ainst = min(Pgen, Pcons)
Autoconsumo anual:
Aanual = Σ Ainst × Δt
Porcentagem de autoconsumo:
%Autoconsumo = (Aanual / Econsumo) × 100
15.5 Aspectos Técnicos do Autoconsumo
A) Gestão de Excedentes
- Vertido à rede: Venda de excedentes à rede
- Armazenamento: Armazenamento em baterias para autoconsumo diferido
- Redirecionamento: Redirecionamento de excedentes a outros consumos
- Limitação: Limitação de produção para evitar vertidos
B) Sistemas Anti-Vertido
- Medidor de potência: Mede a potência consumida em tempo real
- Controlador: Limita a produção segundo o consumo
- Comunicação: Comunicação entre medidor e inversor
15.6 Normativa do Autoconsumo em Espanha
A) Real Decreto 244/2019
Este real decreto regula as seguintes modalidades de autoconsumo:
- Autoconsumo sem excedentes: Sem vertido à rede
- Autoconsumo com excedentes compensação: Compensação simplificada
- Autoconsumo com excedentes sem compensação: Venda em mercado
- Autoconsumo coletivo: Vários consumidores compartilham instalação
B) Trâmites Administrativos
| Modalidade | Trâmites | Prazo |
|---|---|---|
| Sem excedentes | Comunicação prévia | 1 mês |
| Com excedentes compensação | Comunicação + Contrato compensação | 2 meses |
| Com excedentes sem compensação | Inscrição RAIPRE + Projeto visado | 3-6 meses |
15.7 Aspectos Econômicos do Autoconsumo
A) Investimento Inicial
| Componente | Custo (€/kWp) | Porcentagem |
|---|---|---|
| Painéis solares | 600-800 | 40-50% |
| Inversor | 200-300 | 15-20% |
| Estrutura | 100-150 | 10-15% |
| Instalação | 150-250 | 15-20% |
| Total | 1.100-1.600 | 100% |
B) Rentabilidade Econômica
Economia = (Eautoconsumo × Preço eletricidade) + (Evertida × Preço compensação)
Período de amortização:
T = Investimento / Economia anual
Exemplo:
Investimento = 8.000 €
Economia anual = 1.200 €
T = 8.000 / 1.200 = 6,67 anos
15.8 Resumo do Capítulo 15
O autoconsumo fotovoltaico permite aos consumidores gerar sua própria energia elétrica mediante painéis solares, reduzindo sua dependência da rede elétrica e sua fatura elétrica. Existem diferentes modalidades de autoconsumo: sem excedentes, com excedentes acolhido a compensação, com excedentes não acolhido a compensação, e autoconsumo coletivo.
O dimensionamento correto do sistema é crucial para maximizar a rentabilidade, analisando o perfil de consumo e dimensionando a instalação para maximizar o autoconsumo. A rentabilidade econômica depende do investimento inicial, a economia gerada e as ajudas disponíveis.
O marco regulatório espanhol, estabelecido pelo RD 244/2019, favorece o autoconsumo e estabelece as diferentes modalidades e seus requisitos. O autoconsumo fotovoltaico é uma solução rentável e sustentável para reduzir a fatura elétrica e contribuir para a transição energética.
15.1 光伏自消费简介
光伏自消费包括通过安装光伏太阳能电池板为自己消费生产电能,可以有或没有过剩能量注入电网。这种分布式发电方式允许消费者生产自己的能源,减少对传统电网的依赖,并积极为向可再生能源的能源转型做出贡献。
光伏自消费近年来经历了指数级增长,这归功于太阳能电池板成本的大幅降低、逆变器效率的提高以及有利于分布式发电和自消费的监管框架的有利发展。
- 电费降低高达70%
- 部分或完全的能源独立
- 减少碳足迹
- 为电力系统的脱碳做出贡献
- 财产估值
- 防止电价上涨的保护
15.2 自消费模式
西班牙法规规定了光伏自消费的不同模式,每种模式都有其特殊性和具体要求:
A) 无过剩自消费
在这种模式下,光伏装置经过设计和配置,使所有产生的能量被装置即时消费,不向电网注入任何过剩。
- 特性:
- 不向电网注入能量
- 不需要与分销商沟通
- 不需要补偿合同
- 需要认证的反注入系统
B) 符合简化补偿的过剩自消费
在这种模式下,装置可以向电网注入过剩,这些过剩在消费者的电费单中得到经济补偿。
- 特性:
- 可以向电网注入过剩
- 过剩在账单中得到补偿
- 最大功率:100 kW
- 仅适用于有供应合同的消费者
C) 不符合补偿的过剩自消费
在这种模式下,过剩被注入电网并以小时价格在电力市场出售。
- 特性:
- 在电力市场出售过剩
- 市场小时价格
- 无功率限制
- 需要在RAIPRE注册
D) 集体自消费
允许多个消费者从同一发电装置中受益。
- 特性:
- 多个消费者共享装置
- 根据系数分配能量
- 最大距离:500米
E) 带电池的自消费
将光伏发电与电池存储系统相结合,以最大化自消费。
- 特性:
- 在电池中存储过剩
- 最大化自消费
- 允许夜间消费太阳能
15.3 自消费系统组件
光伏自消费系统由以下组件组成:
A) 光伏发电机
- 太阳能电池板: 一组光伏模块
- 支撑结构: 固定到屋顶或地面的结构
- DC布线: 面板和逆变器之间的太阳能布线
B) 自消费逆变器
- 功能: 将DC转换为AC并管理自消费
- 特性:
- MPPT跟踪
- 优先自消费管理
- 过剩管理
- 可能连接到电池
C) 保护系统
- DC保护: DC开关-断路器、保险丝、保护器
- AC保护: 自动开关、差分、保护器
D) 测量系统
- 发电表: 测量产生的能量
- 消费表: 测量从电网消费的能量
- 过剩表: 测量注入电网的能量
15.4 自消费系统尺寸确定
A) 消费分析
- 账单分析: 年度和月度消费
- 小时概况: 消费分布
- 基础消费: 最小恒定消费
- 消费峰值: 最大消费时刻
B) 生产计算
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
其中:
Eprod = 年产生的能量(kWh/年)
Pinst = 安装功率(kWp)
PR = 性能比(0.75-0.85)
HSP = 每日峰值太阳时数
示例:
Pinst = 5 kWp, PR = 0.80, HSP = 4.5小时/天
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6,570 kWh/年
C) 自消费计算
Ainst = min(Pgen, Pcons)
年自消费:
Aannual = Σ Ainst × Δt
自消费百分比:
%自消费 = (Aannual / Econsumption) × 100
15.5 自消费的技术方面
A) 过剩管理
- 电网注入: 向电网出售过剩
- 存储: 在电池中存储用于延迟自消费
- 重定向: 将过剩重定向到其他消费
- 限制: 限制生产以避免注入
B) 反注入系统
- 功率表: 实时测量消费的功率
- 控制器: 根据消费限制生产
- 通信: 仪表和逆变器之间的通信
15.6 西班牙的自消费法规
A) 皇家法令244/2019
该皇家法令规定了以下自消费模式:
- 无过剩自消费: 无电网注入
- 补偿过剩自消费: 简化补偿
- 非补偿过剩自消费: 市场销售
- 集体自消费: 多个消费者共享装置
B) 行政程序
| 模式 | 程序 | 期限 |
|---|---|---|
| 无过剩 | 预先沟通 | 1个月 |
| 补偿过剩 | 沟通+补偿合同 | 2个月 |
| 非补偿过剩 | RAIPRE注册+签署项目 | 3-6个月 |
15.7 自消费的经济方面
A) 初始投资
| 组件 | 成本(€/kWp) | 百分比 |
|---|---|---|
| 太阳能电池板 | 600-800 | 40-50% |
| 逆变器 | 200-300 | 15-20% |
| 结构 | 100-150 | 10-15% |
| 安装 | 150-250 | 15-20% |
| 总计 | 1,100-1,600 | 100% |
B) 经济盈利能力
节省 = (E自消费 × 电价) + (E注入 × 补偿价格)
回收期:
T = 投资 / 年度节省
示例:
投资 = 8,000 €
年度节省 = 1,200 €
T = 8,000 / 1,200 = 6.67年
15.8 第15章摘要
光伏自消费允许消费者通过太阳能电池板生产自己的电能,减少对电网的依赖和电费。存在不同的自消费模式:无过剩、符合补偿的过剩、不符合补偿的过剩和集体自消费。
正确的系统尺寸确定对于最大化盈利能力至关重要,通过分析消费概况和尺寸确定装置以最大化自消费。经济盈利能力取决于初始投资、产生的节省和可用的援助。
西班牙监管框架由RD 244/2019确立,有利于自消费并规定了不同的模式及其要求。光伏自消费是减少电费和为能源转型做出贡献的盈利和可持续解决方案。
15.1 Введение в фотоэлектрическое само потребление
Фотоэлектрическое само потребление состоит в производстве электрической энергии для собственного потребления путем установки фотоэлектрических солнечных панелей, с избытком энергии или без него, который вливается в электрическую сеть. Этот способ распределенной генерации позволяет потребителям производить свою собственную энергию, снижать свою зависимость от обычной электрической сети и активно способствовать переходу энергии к возобновляемым источникам.
Фотоэлектрическое само потребление испытало экспоненциальный рост в последние годы благодаря резкому снижению стоимости солнечных панелей, улучшению эффективности инверторов и благоприятному развитию нормативной базы, которая благоприятствует распределенной генерации и само потреблению.
- Снижение счета за электричество до 70%
- Частичная или полная энергетическая независимость
- Снижение углеродного следа
- Вклад в декарбонизацию электрической системы
- Оценка недвижимости
- Защита от повышения цен на электричество
15.2 Способы само потребления
Испанские нормативные акты устанавливают различные способы фотоэлектрического само потребления, каждый со своими особенностями и конкретными требованиями:
А) Само потребление без избытков
В этом способе фотоэлектрическая установка рассчитана и настроена так, что вся произведенная энергия мгновенно потребляется установкой, без вливания какого-либо избытка в электрическую сеть.
- Характеристики:
- Не вливает энергию в сеть
- Не требует связи с дистрибьютором
- Не требует договора компенсации
- Требуется сертифицированная система против вливания
Б) Само потребление с избытками, подчиненное упрощенной компенсации
В этом способе установка может вливать избытки в электрическую сеть, которые экономически компенсируются в счете за электричество потребителя.
- Характеристики:
- Может вливать избытки в сеть
- Избытки компенсируются в счете
- Максимальная мощность: 100 кВт
- Только для потребителей с договором поставки
В) Само потребление с избытками, не подчиненное компенсации
В этом способе избытки вливаются в сеть и продаются на рынке электричества по часовой цене.
- Характеристики:
- Продажа избытков на рынке электричества
- Часовая цена рынка
- Без ограничения мощности
- Требуется регистрация в RAIPRE
Г) Коллективное само потребление
Позволяет нескольким потребителям пользоваться одной и той же установкой генерации.
- Характеристики:
- Несколько потребителей делят установку
- Распределение энергии по коэффициентам
- Максимальное расстояние: 500 метров
Д) Само потребление с батареями
Объединяет фотоэлектрическую генерацию с системами хранения в батареях для максимизации само потребления.
- Характеристики:
- Хранит избытки в батареях
- Максимизирует само потребление
- Позволяет ночное потребление солнечной энергии
15.3 Компоненты системы само потребления
Система фотоэлектрического само потребления состоит из следующих компонентов:
А) Фотоэлектрический генератор
- Солнечные панели: Набор фотоэлектрических модулей
- Структура поддержки: Структура крепления к крыше или земле
- Кабели DC: Солнечные кабели между панелями и инвертором
Б) Инвертор само потребления
- Функция: Преобразует DC в AC и управляет само потреблением
- Характеристики:
- Отслеживание MPPT
- Управление приоритетным само потреблением
- Управление избытками
- Возможность подключения к батареям
В) Система защиты
- Защиты DC: Выключатель-разъединитель DC, предохранители, защитники
- Защиты AC: Автоматический выключатель, дифференциальный, защитники
Г) Система измерения
- Счетчик генерации: Измеряет произведенную энергию
- Счетчик потребления: Измеряет энергию, потребленную из сети
- Счетчик избытков: Измеряет энергию, влитую в сеть
15.4 Расчет размеров системы само потребления
А) Анализ потребления
- Анализ счетов: Годовое и месячное потребление
- Часовой профиль: Распределение потребления
- Базовое потребление: Минимальное постоянное потребление
- Пики потребления: Моменты максимального потребления
Б) Расчет производства
Eprod = Pinst × PR × HSP × 365
Где:
Eprod = Энергия, произведенная ежегодно (кВт·ч/год)
Pinst = Установленная мощность (кВтп)
PR = Performance Ratio (0.75-0.85)
HSP = Часы Солнечного Пика ежедневные
Пример:
Pinst = 5 кВтп, PR = 0.80, HSP = 4.5 ч/день
Eprod = 5 × 0.80 × 4.5 × 365 = 6,570 кВт·ч/год
В) Расчет само потребления
Ainst = min(Pgen, Pcons)
Годовое само потребление:
Aannual = Σ Ainst × Δt
Процент само потребления:
%Само потребление = (Aannual / Econsumption) × 100
15.5 Технические аспекты само потребления
А) Управление избытками
- Вливание в сеть: Продажа избытков в сеть
- Хранение: Хранение в батареях для отложенного само потребления
- Перенаправление: Перенаправление избытков к другим потреблениям
- Ограничение: Ограничение производства для избежания вливаний
Б) Системы против вливания
- Измеритель мощности: Измеряет мощность, потребленную в реальном времени
- Контроллер: Ограничивает производство по потреблению
- Связь: Связь между измерителем и инвертором
15.6 Нормативные акты само потребления в Испании
А) Королевский указ 244/2019
Этот королевский указ регулирует следующие способы само потребления:
- Само потребление без избытков: Без вливания в сеть
- Само потребление с избытками компенсации: Упрощенная компенсация
- Само потребление с избытками без компенсации: Продажа на рынке
- Коллективное само потребление: Несколько потребителей делят установку
Б) Административные процедуры
| Способ | Процедуры | Срок |
|---|---|---|
| Без избытков | Предварительная связь | 1 месяц |
| С избытками компенсации | Связь + Договор компенсации | 2 месяца |
| С избытками без компенсации | Регистрация RAIPRE + Подписанный проект | 3-6 месяцев |
15.7 Экономические аспекты само потребления
А) Начальная инвестиция
| Компонент | Стоимость (€/кВтп) | Процент |
|---|---|---|
| Солнечные панели | 600-800 | 40-50% |
| Инвертор | 200-300 | 15-20% |
| Структура | 100-150 | 10-15% |
| Установка | 150-250 | 15-20% |
| Всего | 1,100-1,600 | 100% |
Б) Экономическая рентабельность
Экономия = (Eсамо потребление × Цена электричества) + (Eвлитая × Цена компенсации)
Период амортизации:
T = Инвестиция / Годовая экономия
Пример:
Инвестиция = 8,000 €
Годовая экономия = 1,200 €
T = 8,000 / 1,200 = 6.67 лет
15.8 Резюме Главы 15
Фотоэлектрическое само потребление позволяет потребителям производить свою собственную электрическую энергию через солнечные панели, снижая свою зависимость от электрической сети и свой счет за электричество. Существуют различные способы само потребления: без избытков, с избытками, подчиненными компенсации, с избытками, не подчиненными компенсации, и коллективное само потребление.
Правильное размерение системы имеет решающее значение для максимизации рентабельности, анализируя профиль потребления и размерение установки для максимизации само потребления. Экономическая рентабельность зависит от начальной инвестиции,/generated savings and available aid.
Испанская нормативная база, установленная RD 244/2019, благоприятствует само потреблению и устанавливает различные способы и их требования. Фотоэлектрическое само потребление является рентабельным и устойчивым решением для снижения счета за электричество и внесения вклада в переход энергии.