El autoconsumo fotovoltaico permite a los consumidores generar parte de su consumo eléctrico en su propio domicilio. Sin embargo, el desconocimiento de cómo funcionan estos sistemas hace difícil a los usuarios calibrar y visualizar las ventajas de esta tecnología, y distinguir entre las diferentes ofertas (tecnológicas y económica) que están disponibles. Por eso es importante visualizar casos de éxito reales que ayuden a la toma de decisiones de los futuros usuarios fotovoltaicos.
En este trabajo presentamos los resultados obtenidos en la evaluación energética y económica de un año de funcionamiento de un sistema fotovoltaico de autoconsumo en la ciudad de Málaga. El análisis se ha baso en datos reales de producción, consumo y energía intercambiada con la red eléctrica, tomando los valores horarios reales que facilita la distribuidora eléctrica y las medidas horarias de producción FV y consumo registradas con medidores eléctricos instalados en el punto de conexión, con datos de 2020 y 2021.
Además de analizar el comportamiento energético del sistema fotovoltaico, también se ha evaluado cómo este sistema ha impactado en la factura eléctrica. Con este fin se ha realizado una simulación que compara, en primer lugar, el coste anual de la factura eléctrica de la vivienda sin instalación fotovoltaica con el valor real pagado en la factura con la instalación fotovoltaica. También se analiza el impacto de las nuevas tarifas eléctricas en el recibo eléctrico. Por último, se ha analizado si la incorporación de un sistema de acumulación modifica sustancialmente los ahorros en la factura eléctrica.
El sistema FV (en la foto superior) se conectó a la red en 2014 y ha estado funcionando de forma ininterrumpida desde entonces. Tiene una potencia nominal de 3 kWp y no tiene sistema de acumulación.
En la Tabla 1 se presenta el balance energético de la instalación en valores medios diarios mensuales.
Tabla 1: Balance energético medio diario mensual
El consumo medio diario de la vivienda es de 12,8 kWh con un valor máximo en enero debido a las necesidades de calefacción y otro pico en agosto debido al sistema de aire acondicionado. Podemos observar que en el año analizado, el sistema FV produce aproximadamente la misma energía que la consumida por la vivienda, por lo que es una vivienda cero emisiones. En valor medio, el 54% de la energía FV producida se ha utilizado directamente en la vivienda (autoconsumida) y esto ha representado una autosuficiencia (ahorro de energía en la factura o consumo suministrado con FV) del 47%. Hay que destacar que se alcanzan valores tan altos de autoconsumo debido a que en la práctica, como usuarios de este sistema intentamos desplazar todos los consumos posibles a las horas centrales del día, por lo que, con el paso de los años, hemos conseguido aumentar el porcentaje de consumo suministrado directamente por los paneles fotovoltaicos.
La producción FV es mayor en verano que en invierno por lo que todos los meses hay energía vertida a la red y energía que compramos de la red. Estos resultados pueden verse también en las figuras 2 y 3.
Figura 2. Valores medios mensuales diarios de la producción fotovoltaica y del consumo de la vivienda
Figura 3: Valores mensuales de autoconsumo y autosuficiencia
Impacto del sistema FV en la factura eléctrica
Una vez estudiado el comportamiento energético del sistema tiene el máximo interés ver cuáles son los ahorros reales que ha producido en la factura eléctrica. Para este fin hemos hecho varios supuestos, utilizando siempre un balance energético horario. Se ha considerado un IVA del 21%, un impuesto eléctrico (Base = TPA + TEA + TER) de 0,051127% y por alquiler de contador 0,80€ al mes.
La vivienda tiene contratada la Tarifa MeCambio de Gesternova:
• Potencia contratada: 4,4 kW
• Precio energía: 0,1255 kWh
• Precio potencia: 0,1152 €/kW por día
Supuesto 1: Factura eléctrica sin instalación FV
Coste anual: 993€ de los que el 59% ha sido coste de la energía, 19% el coste por potencia y el resto impuestos.
Supuesto 2: Instalación FV en las condiciones de contratación anteriores, sin compensación de excedentes
Este supuesto es equivalente a los ahorros que produciría una instalación con vertido cero, ya que a efectos contables tanto da no haber producido la energía como que no te la paguen.
Coste anual: 646,8€, donde ahora el 49% ha sido pago por la energía y el 29% por la potencia. Este sistema ha producido unos ahorros anuales de 344,2€, lo que supone un ahorro en factura del 34,6%. Ahora el peso en la factura del término de potencia es mucho mayor.
Supuesto 3: Instalación FV en las condiciones de contratación anteriores pero con compensación de excedentes
Coste anual: 535,8€, donde ahora el 42% de la factura es debido al término de energía y el 35% al término de potencia. Este sistema ha producido unos ahorros anuales de 457,3€, lo que significa un 46% de ahorro anual.
Supuesto 4: Se ha simulado qué hubiera pasado con los ahorros de este sistema según las nuevas tarifas eléctricas
Volvemos al coste de la factura sin instalación FV con las nuevas tarifas.
Tarifa Fácil de Gesternova.
Potencia:
• Punta: 0,089514 €/kW día
• Valle: 0,009382 €/kW día
Energía: Precio fijo las 24 h: 0,182294 €/kWh
Coste anual: 1137,2 € donde ahora el termino de energía es el 71% de la factura y el 7% de potencia. Vemos que la nueva tarifa ha disminuido el coste por potencia y aumentado el coste por energía y la factura se ha incrementado un 14,5%.
Supuesto 5. Nueva tarifa con discriminación horaria sin FV
Tarifa Horas de Gesternova.
Potencia:
• Punta: 0,089514 €/kW día
• Valle: 0,009382 €/kW día
Energía:
• Punta: 0,247513 €/kWh
• Llano: 0,149839 €/kWh
• Valle: 0,107204 €/kWh
Coste anual: 1.032,8 € de los cuales el 70,5% es coste de la energía y el 7,2% del término de potencia. Las nuevas tarifas han incrementado el coste de la factura eléctrica.
Supuesto 6: Un sistema FV de autoconsumo con las nuevas tarifas eléctricas
– Tarifa Fácil de Gesternova
En este caso el coste de la factura es de 547,6 €, donde el 63% corresponde a la energía y el 14% a la potencia. Esto supone un ahorro anual respecto a lo pagado sin sistema FV, con la misma tarifa, de 589,6€. Es decir un ahorro del 51,8%.
– Tarifa Horas de Gesternova
En este caso el coste de la factura es de 456,8 €, donde el 60% corresponde a la energía y el 16% a la potencia. Esto supone un ahorro anual respecto a lo que pagado sin sistema FV, con la misma tarifa, de 576 €. Es decir un ahorro del 55,8 %.
Supuesto 7: Con una batería de 5 kWh en el sistema FV
En este caso la factura eléctrica a pagar sería de sólo 338,6 €. Es decir, añadir una batería al sistema produce un ahorro anual de 118,2 €. Hay que destacar que en este caso se consiguen valores muy altos tanto de autoconsumo como de autosuficiencia, pero el ahorro en factura sólo se ha incrementado un 11,5%. En este caso los excedentes de energía son muy pequeños.
Teniendo en cuenta el precio actual de las baterías de 5.0 kWh (aproximadamente 3.800 €, IVA incluido), el precio de la instalación fotovoltaica con baterías es casi el doble que sin baterías. En las tablas 2 y 3 se resumen estos resultados.
Tabla 2. Coste anual de la factura eléctrica (IVA incluido) para las diferentes tarifas con y sin instalación fotovoltaica de autoconsumo
Tabla 3. Influencia de la batería en el funcionamiento del sistema
Conclusiones
Los sistemas FV de autoconsumo con compensación de excedentes y acogidos a las tarifas con discriminación horaria son los que más ahorros producen en la factura. En nuestro caso se ha producido un ahorro anual en la factura eléctrica de 576 €, lo que supone un 55,8%. Para poder hacer un estudio de estos ahorros es imprescindible hacer balances horarios, no valen estimaciones diarias ni estimaciones medias mensuales.
Hay que hacer notar que un buen tamaño de instalación es aquel que hace que la producción FV anual sea similar al consumo anual. En este caso, alcanzamos ahorros importantes y además podemos compensar toda la energía inyectada a la red. Un tamaño mucho mayor del sistema implica aumentar poco los ahorros, tener energía sobrante que no se podrá compensar en la factura y, además, el tiempo de retorno de la instalación aumentará, al aumentar el coste de la misma y no compensar los ahorros en la misma medida.
En estas condiciones (sin batería) es razonable obtener ahorros de energía que irán del 30 al 50% dependiendo de los hábitos de consumo del usuario, lo que se traducirá, de acuerdo con las tarifas actuales, en porcentajes de ahorro parecidos en la factura eléctrica.
En los sistemas residenciales no tienen sentido sistemas FV sin excedentes, toda vez que una parte importante de la energía producida será enviada a la red. Los sistemas FV sin vertido son sistemas ineficientes ya que dejan de producir una energía que se puede compensar y que ayuda a mejorar el ahorro en la factura eléctrica.
La incorporación de baterías en estos sistemas no mejora sustancialmente los ahorros en la factura eléctrica, encareciendo el sistema y aumentando fuertemente los periodos de amortización.
Las nuevas tarifas incrementan el importe anual de las facturas eléctricas, pero al subir la participación del término de energía y bajar la contribución de la potencia en el recibo, hace que se incremente la rentabilidad de las instalaciones de autoconsumo domésticas. De hecho, por el término de potencia se ha pasado de pagar 185 €/año a 74 €/año, lo que supone una disminución del 60%, mientras que el termino de energía se ha encarecido una media del 39%.
En resumen, los sistemas fotovoltaicos de autoconsumo con la regulación actual son muy rentables económicamente al producir ahorros importantes en la factura eléctrica. La instalación idónea va a depender de la zona geográfica y de los hábitos de consumo y son las empresas especializadas las que a partir de un estudio serio de los consumos deben determinar el tamaño óptimo en cada caso.
