Mi proyecto de investigación sobre Autoconsumo
Jorge Berzosa Medrano
Ingeniero Electrónico
AUTOCONSUMO
El sistema de autoconsumo se basa en consumir la energía que uno mismo produce. Es abastecerse así mismo sin tener que consumir energía externa de las compañías eléctricas.
Hay dos tipos de autoconsumo según el uso:
- INDIVIDUAL: solo se abastece al domicilio que lo produce.
- COMPARTIDO: se abastece a más de un domicilio.
Hay dos tipos de autoconsumo según el consumo:
- TOTAL: la energía producida se consume íntegramente en la red interior a la que se conecta la instalación.
- PARCIAL: parte de la energía generada no se consume en la red interior y se vuelca a la red de distribución.
Los paneles solares para el autoconsumo impulsarán la generación limpia, crearán empleo, favorecerán la eficiencia energética.
A precios actuales, el balance neto compartido ya sería rentable sin ningún tipo de ayuda económica e incluso podría aportar un ahorro de hasta el 3% anual ese mismo año. Un autoconsumo fotovoltaico del 60% de la electricidad total consumida por el grupo de usuarios sería el idóneo para optimizar dicho ahorro.
Hay que analizar la situación en España respecto a éste sector, y a su vigente legislación:
El Ministerio de Industria dice que el marco normativo actual permite realizar instalaciones destinadas a producción para autoconsumo total o parcial de la energía, de forma totalmente legal, existiendo numerosas referencias en toda la normativa de aplicación, incluida la Ley 54/1997 del sector eléctrico.
El Ministerio dice que para instalaciones de potencia no superior a 100kW la conexión en redes interiores se encuentra regulada junto con la conexión a la red de distribución en el RD 1699/2011.
El autoconsumo no solo le ahorraría unos cuartos a las cuentas corriente de familias y municipios, según Unef: “incrementaría también al efinciencia energética, un aspecto clave, porque un 10% de la energía electica total se pierde durante el transporte y la distirbución de la energía, con un coste anual de cerca de 2000 millones de euros para el sistema. El autoconsumo puede promover actividades económicas por valor de 5.000 millones de euros al año, propiciar la creación de más de 20.000 puestos de trabajo directos.
A continuación se muestra el sistema de información geográfico de radiación en Españá:
El peaje que se aplique a las instalaciones con balance neto debe ser reducido porque es una generación distribuida que ahorra en reducción de pérdidas en la red y energía primaria, reduce las emisiones y las inversiones en redes de distribución y transporte, apoya al sistema en puntas de demanda, aumenta la autonomía energética y mejora la garantía de suministro.
La gestión de la demanda eléctrica doméstica cuando se implante autoconsumo fotovoltaicco es muy importante. El autoconsumo basado en energías renovables requiere técnicas de gestión de la demanda eléctrica, de predicción de generación renovable a corto plazo, y de sistemas de almacenamiento, que permiten optimizar el consumo.
Actualmente las empresas disponen de dispositivos de control para el autonconsumo, donde cada particular puede observar y analizar el consumo/producción de su vivienda.
Con un monitor como este, puede analizar diariamente el consumo frente a la producción y obtener un control total sobre la potencia generada/consumida de su vivienda.
La producción de Energía fotovoltaica designada al autoconsumo puede tener varias funciones dentro de la vivienda como se muestra en esta imagen:
A continuación se muestra el primer expediente de autoconsumo legal que se abre según esquema unifilar:
El autoconsumo por balance neto en España(legislación actual):
· Cesión a la comercializadora, sin contraprestación económica, de la energía generada que no pueda consumir en un instante.
· La cesión genera derechos de consumo diferidos que podrán ser utilizados durante los 12 meses siguientes.
· Durante el plazo de vigencia de los derechos, la energía adquirida por el consumidor se compensará hasta alcanzar los derechos acumulados, en el mismo periodo tarifario.
· Por la energía compensada el consumidor pagará exclusivamente coste de peaje de acceso y coste del servicio de balance neto.
· La facturación se realizará mensualmente en base a lecturas reales.
· El periodo para la compensación de los excedentes coincidirá con el periodo de facturación del suministro.
· Las facturas de la empresa comercializadora recogerán el detalle de la energía consumida, generada, y la información asociada a la compensación de los derechos de consumo diferido.
· El RD de Autoconsumo por Balance Neto debió ser aprobado antes del 8 de Abril.
· Un correcto tratamiento de los peajes, todavía por definir, puesto que la generación distribuida no debe abonar los conceptos que no le correspondan.
· Establecer la posibilidad de que varios consumidores puedan aprovechar la electricidad producida por una misma instalación de autoconsumo de forma mancomunada, puesto que ello dependerá que tenga aplicaciones directas en comunidades de vecinos o polígonos industriales.
A continuación se muestra un mapa más detallado que el anterior respecto a producción:
Autoconsumo y Normativa Vigente I:
· Ley 57/1997 del Sector Eléctrico: Establece la posibilidad de que un productor destine su producción no a su venta a red (para terceros) sino a su consumo propio, ya sea autoconsumo total (consumo del 100% de la energía generada) o parcial.
· Ley 38/1992 de Impuestos Especiales Reconoce la posibilidad de consumo propio de energía eléctrica estableciendo que la energía eléctrica destinada al autoconsumo de los titulares de las instalaciones no está sujeta al régimen de impuestos especiales.
Autoconsumo y Normativa Vigente II
· RD 1955/2000 por el que se regulan las actividades de generación, transporte ydistribución de electricidad.El acceso a la red de distribución es un derecho para productores, según quedan definidos en la Ley 54/1997, que pueden producir tanto para autoconsumo total como parcial.
· RD 661/2007 que regula la actividad de producción eléctrica en régimen especial. Reconoce la posibilidad de que una instalación generadora en régimen especial no llegue a verter energía neta a la red de distribución, como ocurre en el caso de una instalación cuya producción se destinase a autoconsumo total. Igualmente ocurriría en el caso de una instalación de autoconsumo parcial, puesto que en ese caso parte de la producción sí se vuelca a la red.
Autoconsumo y Normativa Vigente III
· RD 661/2007 que regula la actividad de producción eléctrica en régimen especial. En el caso de las instalaciones destinadas a autoconsumo parcial, la inscripción en el Registro de Instalaciones de Producción en Régimen Especial (RIPRE) como instalación productora en régimen especial sería necesaria, puesto que explícitamente se cita que unos de los objetivos del Registro es el control de la energía cedida a la red.
Las instalaciones de autoconsumo total estarían en el mismo caso que las instalaciones aisladas, las cuales en la práctica no se inscriben en el RIPRE, si bien debería analizarse más detenidamente si tendrían obligación de inscribirse o no, tanto unas como otras, puesto que una de las funciones del RIPRE es el control de potencia instalada y energía producida en régimen especial.
Autoconsumo y Normativa Vigente IV
· ITC-BT-40 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), aprobado por el RD 842/2002. El REBT ya contempla la posibilidad de que una instalación generadora no vierta energía a la red ya que el contador de energía sólo sería necesario si se prevén vertidos de energía a la red de distribución. Una instalación de autoconsumo total estaría exenta de disponer de contador. Las instalaciones de autoconsumo parcial sí precisarían de contador puesto que parte de la energía se vierte a la red.
Autoconsumo y Normativa Vigente V
· RD 1699/2011 de aplicación para aquellas instalaciones en régimen especial u ordinario de potencia no superior a 100 Kw. Contempla que la conexión de las instalaciones menores de 100 kW se realice tanto en líneas de baja tensión de una empresa distribuidora como en la red interior del usuario. Determina asimismo el procedimiento de acceso y conexión de las instalaciones, las condiciones técnicas a cumplir y los procedimientos de medida y facturación que son idénticos tanto para el caso de que la instalación se conecte a red para la venta de toda la energía generada como para el caso de que se autoconsuma parte o totalmente esta energía.
Autoconsumo y Normativa Vigente VI
· RD 1699/2011 de aplicación para aquellas instalaciones en régimen especial u ordinario de potencia no superior a 100 Kw. Establece un procedimiento de conexión abreviado para instalaciones de potencia no superior a 10 kW ubicadas en un punto en el que exista un suministro de potencia contratada, que simplifica la relación empresa distribuidora – titular. Esta simplificación es aplicable tanto a instalaciones conectadas a red para venta de energía como para instalaciones destinadas a autoconsumo.
El autoconsumo instantáneo está regulado legalmente en España desde el 9 de diciembre de 2011, aunque tiene limitaciones, principalmente tres:
-La primera, se refiere a la potencia máxima de la instalación, la cual impide que sea superior a la del consumo, es decir, la potencia contratada por el cliente como consumidor de electricidad en cualquier caso nunca puede superar los 100kw.
-En segundo lugar, para que sea autoconsumo se exige que la conexión se realice dentro de la red interior del consumidor.
-En tercer lugar, también se exige que el titular de la instalación de generación sea el mismo que el consumidor.
Por lo tanto, estas limitaciones no hacen más que impedir que se alcance una cierta suficiencia derivada del tamaño. La importancia de esto se muestra en el Gráfico 1, donde se muestran los costes razonables medios representativos de la tecnología de una instalación solar fotovoltaica en función del tamaño. En el gráfico de barras (naranja) se puede observar que aún en el 2012 una instalación de menos de 20kw tiene el precio de la energía por encima de los 20centimos de €/kwh; sin embargo en instalaciones superiores a 1mw este precio se sitúa ligeramente por encima de los 10 céntimos de €/kwh, es decir, existe una gran diferencia. Hay que tener en cuenta no solo la evolución del panel, sino otros aspectos. En este gráfico se tienen en cuenta todos los aspectos que son críticos, lo que muestra que los costes fijos son determinantes en los precios de las pequeñas instalaciones
Gráfico 1
Siguiendo con el Gráfico 1, las dos líneas rectas muestran el precio medio (estándar) que tienen ahora mismo dos tipos de consumidores: la tarifa de último recurso en España (TUR), que es la tarifa domestica clásica (rojo) y la tarifa industrial (azul). Con esto se puede observar que las instalaciones de más de 1mw están en paridad de red (Grid parity) con cualquier tipo de consumidor, lo que no ocurre a día de hoy con el resto de instalaciones. Por lo tanto, las limitaciones anteriores lo que están haciendo es que, salvo en casos muy particulares, el autoconsumo instantáneo no sea rentable.
Por otra parte, los casos particulares que pudieran tener un impacto sobre el sistema eléctrico en ningún caso supondrían un efecto sobre la red ni sobre la sostenibilidad económica respecto a los peajes que se dejarían de ingresar en el sistema ya que se suplirían con los ahorros energéticos. El autoconsumo hay que verlo como una fuente de eficiencia energética, y esto es exactamente igual que por ejemplo ahorrar el 10 o el 15% del consumo con una instalación fotovoltaica en cubierta o ahorrar al utilizar un electrodoméstico de eficiencia superior.
Por todo lo que se ha visto anteriormente, es más interesante hablar de Balance Neto que del autoconsumo instantáneo. Pero del Balance Neto de verdad, es decir, no el que hay ahora mismo en el borrador del Real Decreto (RD) que envió el Ministerio a la Comisión Nacional de la Energía (CNE) en noviembre (cuando estaba el gobierno anterior) y del que solo conocemos la nota de prensa que se publicó justo antes de Semana Santa. Eso no es Balance Neto, eso es autoconsumo instantáneo con la opción de poder “vender” los excedentes a la red eléctrica, por lo que se entiende que esto es igual que con el resto de las tecnologías de generación tradicional. Esto se refiere al peaje, es decir, cuando uno lo que hace es lo que dice el Decreto que con toda la energía que uno inyecta a la red, aunque luego uno la recupere una hora más tarde, tiene que pagar el 100% del peaje, lo que está haciendo es decir que esa energía excedentaria que no tiene y que luego va a recuperar en el modelo de balance neto con posterioridad tiene la misma valoración que la que tiene una central nuclear, exactamente igual, al mismo precio.
Por tanto, tiene que competir en el mismo terreno que la central nuclear, pero además con cierta desigualdad de condiciones:
-En primer lugar, por la limitación de tamaño que tiene impuesta la instalación que no la tiene impuesta la central nuclear.
-En segundo lugar, porque no se le reconocen las externalidades: las positivas, de la propia instalación solar fotovoltaica; y las negativas, del resto de tecnologías o de algunas de las tecnologías con las que tiene que competir.
Por tanto, en cuanto al Balance Neto, los tres aspectos clave que valora un consumidor para tomar la decisión de poner una instalación de este tipo, son tres:
-En primer lugar, la independencia energética, es un aspecto que no hay que despreciar ya que hay mucha gente (y más en época de crisis) que tiene muy desarrollado este sentimiento de ser autosuficiente.
-En segundo lugar, el ahorro, que es un aspecto clave ya que para que se hagan las instalaciones es fundamental que haya un ahorro económico sino esto muy difícil.
-En tercer lugar, la sostenibilidad, que es el principio de todo esto.
Finalmente, en función de esos tres aspectos y de lo que pesen unos y otros para el consumidor, será lo que determine cuál es la potencia de instalación que uno tiene que construir. Aunque quizás ahora el ahorro tiene unos puntos óptimos en función del tamaño, si a alguien le pesa más la independencia energética que el ahorro podría tener interés en hacer una instalación mas grande de lo que seria optimo desde el punto de vista económico.
A continuación, se muestran una serie de gráficos que muestran la relación existente entre la producción fotovoltaica y el consumo eléctrico.
En el Gráfico 2 se puede observar una curva concreta la cual pertenece a la producción en una semana en el mes de julio de una instalación fotovoltaica real (verde) en el centro de la península, exactamente en la provincia de Guadalajara; y una curva media que refleja el consumo eléctrico (azul) de un grupo de consumidores en una zona de distribución que tiene entorno a 6500 clientes. Lo que se puede observar en ella es la típica curva de consumo que se produce en verano, tiene dos puntas: la del mediodía y la de la noche; y la curva de producción fotovoltaica que se adapta bastante bien a la forma de la curva de consumo del día. Evidentemente cuando no hay sol, el consumo no disminuye por lo que se tiene que consumir la energía de la red. La placa fotovoltaica de este Gráfico está dimensionada para cubrir el 60% del consumo anual.
Gráfico 2
Entonces, como se ha visto anteriormente, la curva en invierno (Gráfico 3) varía bastante de la del Grafico 2, por varias razones:
-La producción fotovoltaica es más irregular, ya que no todos los días en invierno tienen la misma radiación solar.
-El consumo eléctrico también es bastante diferente al del verano sobre todo en cuanto a la punta de la noche, que en este caso es superior.
Gráfico 3
El Gráfico 4 muestra la situación anterior desde un punto de vista mensual, es decir, las barras muestran todos los meses de dos años (se ponen dos años para hacer una media, porque el año 2011 fue un año climatológicamente muy bueno desde el punto de vista solar y el año 2010 no lo fue). Lo que se observa en este gráfico es: el % que está en kwh de la planta de autoconsumo que sería instantáneo (verde); los neteos que se producirían dentro del mismo mes (azul), es decir, la energía que se tenia en exceso al mediodía y que luego se recuperaría por la noche; y el consumo neto que se seguiría produciendo (naranja). De esto se puede extraer lo que se necesita para llegar a un autoconsumo que tenga una cobertura del 60% (que es lo que se busca en los meses de verano para intentar llegar a no consumir prácticamente energía de la red dentro del mismo mes).
Gráfico 4
El Gráfico 5 muestra el escenario que se necesitaría para que hubiese una cobertura del 100%. En él se observa que aparece un nuevo concepto, además de los vistos anteriormente, el cual se denomina créditos intermés (rosa), es decir, la energía que hay que trasvasar de un mes a otro. De esto se deduce que hay que generar más energía de la que uno consume en verano para posteriormente poder compensarla en invierno. Un ejemplo de esto es lo que sucede en Tenerife para cubrir el 100% (Gráfico 6), donde se observa que la realidad es muy diferente, ya que:
-La insolación es mucho más estable.
-El consumo es también mucho más estable.
Por lo que con estas premisas para llegar a una cobertura del 100%, el volumen de energía que hay que trasvasar de un mes a otro está muy cerca.
Gráfico 5
Gráfico 6
Tras todo esto, las conclusiones que ha sacado UNEF y de las cuales se derivan sus propuestas para el modelo de Balance Neto, son:
-En primer lugar, la valoración de los excedentes compensados dentro del mismo periodo de facturación (dentro del mismo mes o bimes) en España, es decir, que se valoren al mismo precio que la energía comprada en la red, ya que esto es el Balance Neto en Norteamérica. No se concibe que el cliente domestico pueda entender que se le diga que si está generando un kwh valga menos que el kwh que está consumiendo, al menos si se ha producido en el mismo periodo de facturación. Otro asunto es que esa energía se traspase.
-En segundo lugar, la valoración del resto de excedentes al coste evitado, es decir, si la compensación no se produce dentro del mismo mes, comenzará a haber una degradación de ese valor. Desde UNEF se apoya que se compita de esa forma desigual con el resto de tecnologías y por lo tanto, se valore a coste del mercado, es decir, se tendrá que pagar el 100% de los peajes una vez que no se ha compensando esa energía dentro del mismo mes.
-En tercer lugar, la eliminación del actual limite superior de tamaño de las instalaciones (100kw), ya que actualmente este es ligeramente inferior al resto de las instalaciones.
Desde UNEF se está de acuerdo con que no se puede hacer cualquier tipo de instalación, pero esto tiene dos fases:
1- la de acceso a la red, en la que el distribuidor se encargará de poner el límite, es decir, no se va a poner cualquier potencia, ya que la red tiene cierta capacidad y por eso es un tema que hay que tratar.
2- es que el modelo de valoración de los excedentes intermés a coste evitado ha posibilitado que ya se suponga un límite indirectamente en el tamaño de la instalación.
-En cuarto lugar, una deducción fiscal temporal, que es lo que se necesita para que a día de hoy el Balance Neto sea rentable para instalaciones pequeñas e individuales, que además aportará según algunos cálculos un retorno fiscal al Estado cifrado en más de un 35%. Esta deducción fiscal temporal sería decreciente ya que dentro de cuatro años el modelo seguramente será muy diferente y esto no hará falta, por eso se ha propuesto al Ministerio que este deducción fiscal empiece en un 30% de la inversión si se realiza en el año 2012 y que a partir de ahí se vaya reduciendo hasta desaparecer en 2016. Además, esto también sería importante para los fabricantes españoles ya que se vincula a la exigencia de un contenido mínimo europeo en las instalaciones, es decir, se fabricaran en Europa: paneles, inversores, estructuras…Por lo que será una parte crucial en el modelo de negocio del sector fotovoltaico en este momento y otorgará muchos beneficios a la sociedad.
-En quinto lugar, el permiso de una agregación de contadores de Balance Neto compartido, que permitirá alcanzar unos niveles mayores de eficiencia a un precio mucho más bajo, siempre desde un punto de vista de la red y vinculado a su proximidad. Por ejemplo, no se contempla que haya una comunidad de propietarios en Almería que instale una instalación fotovoltaica para consumir la energía en Galicia; pero si, para las comunidades de propietarios en Madrid. Por lo que resultaría critica su regulación y de seguir como hasta ahora, es decir, que se exija que el mismo propietario de la instalación sea el consumidor, resultaría prácticamente imposible este modelo de autoconsumo en fotovoltaica en cubiertas o viviendas plurifamiliares.
En el Gráfico 7 se muestra en el eje horizontal el porcentaje del autoconsumo anual, que se basa en el mismo modelo que se ha contemplado anteriormente de los 6500clientes en el centro de la península, y los efectos que tiene este Balance Neto propuesto por UNEF actuando sobre alguno de los parámetros críticos. La línea azul clara muestra el nivel por debajo del que no hay que hacer cosas (18%) ya que este es el nivel de autoconsumo instantáneo mínimo, entonces se ve que a día de hoy, se tendría un ahorro entorno al 1% y a medida que se vaya aumentando el tamaño de la instalación, se aumenta el porcentaje de autoconsumo anual, por lo que esos ahorros van creciendo llegando a un optimo entorno al 60%.
Gráfico 7
Tras esto, no habría más que hacer ya que según lo que indica la línea azul, oscura que muestra el porcentaje de autoconsumo instantáneo, partiendo del 18% como se indicaba anteriormente y según se va a aumentando el tamaño de la instalación también lo hace el autoconsumo instantáneo hasta llegar a un limite que supera el 35%. Sin embargo, como los neteos entrames en instalaciones de autoconsumo instantáneo son 0, esto empieza a aumentar llegando a un punto por encima del 60% donde ya el intermedio que tiene es mucho menor y se empieza a producir los trasvases de energía de un mes a otro (línea verde). Entonces, al estar estos trasvases de energía penalizados porque tienen un peaje que indirectamente influye en el ahorro, con lo que consigue que ocurra que cueste más al consumidor la energía si tiene en cuenta la amortización de la inversión.
Otro parámetro fundamental desde el punto de vista de la red, es la potencia fotovoltaica que habría que instalar para cubrir esto respecto a la potencia de consumo. En este caso se tiene en cuenta que empieza en un 10% y se termina cerca del 60% con unos valores superiores al 100% de autoconsumo, es decir, no se piensa que una instalación tenga una potencia superior a la potencia contratada por el cliente. Por lo que desde UNEF se está de acuerdo en que haya una limitación en el potencial de consumo pero no en el potencial de generación, es decir, los 100kw.
Por otro lado, otro efecto clave de este sistema es la línea naranja que hace referencia a la menor recaudación de peajes. Con ella la compañía eléctrica tendría una menor recaudación por los peajes, pero al compensarse esa energía dentro del mismo mes podría llegar a cotizar en el sistema en una cifra cerca del 35% del total del peaje del consumidor.
La recta azul, representa el ahorro de perdidas para el sistema que se produce con estas instalaciones. Como se puede observar en las instalaciones con una cobertura del 60-70% se está cerca del 10% de ahorro, es decir, cerca del 10% de la energía consumida por los clientes que estuviesen en este modelo de autoconsumo se estaría ahorrando y además, no se perdería en las redes de distribución.
Las conclusiones de realizarse el Balance Neto según las propuestas de UNEF, son tres:
-Situaría un optimo de ahorro entorno al 60% de autoconsumo en el sector domestico y sería disuasorio de cubrir el porcentaje de consumo superior al 80%.
-Subiría en valores entorno al 35% del consumo total, mientras que el 25% restante hasta llegar al optimo se netearia dentro del mismo mes, se ha calculado de hecho que tendría una aplicación superior al 40% del consumo de los clientes, es decir, se estaría hablando de más de 15000mw, lo cual es mucho, ya que en España estamos por ligeramente por encimad e los 4000mw. “Por lo que se estaría lejos de alcanzar estos niveles en red de baja y media tensión. Con esto todo lo que se produciría en exceso lo consumiría “el vecino de al lado”, explicó Jorge.
-Produciría un ahorro al sistema eléctrico no menor del 10% en perdidas y además, la recaudación por peajes sería entorno al 30% de la facturación de estos prosumidores/consumidores.