Salir de la red con energía solar: ¿qué significa y cuánto costará? (Parte 1)

Tiempo de leer: 7 minutos

Esta es la Parte 1 de una serie de dos partes que explora la economía de desconectarse completamente de la red con energía solar. La Parte 1 se centra en lo que realmente significa «desconectarse de la red» y cómo empezar a pensar en calcular los costos de cortar el cable con su servicio público. La Parte 2 analiza dos ejemplos del mundo real de dimensionamiento de un sistema de energía solar fuera de la red, junto con la viabilidad de seguir adelante con una solución fuera de la red. Mira la Parte 2 aquí.

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La noción de vivir fuera de la red se está volviendo cada vez más popular. Dado el creciente costo de la electricidad en todo el país, es difícil no considerar al menos cortar el cable cada vez que llega una factura de servicios públicos por correo. Pero, ¿qué significa realmente «desconectarse de la red»? Para un concepto tan simple, la logística de desconectarse de la red es de hecho bastante complicada y muy costosa.

¿Qué significa «desconectarse de la red»?

Sacar su hogar de la red desde la perspectiva de la electricidad significa eliminar por completo cualquier conexión a la red eléctrica más grande, que alimenta a la gran mayoría de hogares, edificios y negocios en todo el país. Esto significa que para desconectarse de la red, deberá satisfacer todas las necesidades de su hogar con electricidad producida en el sitio.

En tono rimbombante, instalar paneles solares en su techo no significa que se haya salido de la red. La mayoría de los sistemas de energía solar no están diseñados para generar de manera constante suficiente electricidad para ser la única fuente de energía de una casa, razón por la cual la gran mayoría de los propietarios de viviendas solares mantienen una conexión con su empresa de servicios públicos.

En estos casos, una política llamada medición neta le permite volver a poner la electricidad producida por sus paneles solares en la red eléctrica cuando no la está usando, y luego sacarla de la red cuando sus paneles solares no están produciendo, por la noche o cuando el clima no es ideal . Al final del mes o año, su compañía de electricidad le facturará en la red de producción de sus paneles solares y la electricidad que utilizó de la red, de ahí el término medición neta.

En un sistema de energía solar fuera de la red, no tiene acceso a la red eléctrica más grande cuando la necesita, ya sea por la noche cuando sus paneles solares no están produciendo, o en el caso de un período prolongado de tiempo nublado. En su lugar, debe crear su propia “red” personal, instalando un almacenamiento de batería en el lugar para almacenar la salida de sus paneles solares para su uso en un momento posterior.

Calcule el costo de un sistema fuera de la red en cuatro pasos

Salir de la red con energía solar requiere más que solo instalar paneles solares y desconectarse de su servicio eléctrico. Hay cuatro pasos clave para determinar si desconectarse de la red es factible para su hogar, así como cuánto costará:

  1. Calcule cuánta electricidad usa;
  2. Determine cuántas baterías solares necesitará;
  3. Diseñe un sistema de paneles solares que se adapte a sus necesidades;
  4. Y sume los costos del sistema combinado de energía solar más almacenamiento.

¿Cuánta electricidad usas?

El primer paso para desconectarse de la red es comprender cuánta electricidad utiliza, también conocida como su consumo o su carga de electricidad. Para saber cuántos paneles solares y baterías solares necesita para desconectarse de la red, necesita saber cuánta electricidad consume su hogar cada día.

Hay dos formas principales de calcular las necesidades diarias de electricidad de su hogar. El primero, y el más fácil, es encontrar el número de consumo mensual en su factura de electricidad (expresado en kilovatios-hora o kWh). Para obtener el consumo eléctrico diario, divida su uso mensual por la cantidad de días del mes. Dado que el uso puede variar de un mes a otro, es una buena idea realizar este cálculo durante varios meses.

El segundo método para calcular su carga eléctrica diaria es un enfoque «de abajo hacia arriba»: multiplique el vataje de cada electrodoméstico en su hogar por la cantidad de horas que lo usa todos los días. Aunque es posible que no pueda encontrar el vataje específico para todos sus electrodomésticos, la mayoría de los aparatos electrónicos domésticos grandes, como televisores o refrigeradores, vienen con una calcomanía amarilla Energy Guide que calcula el uso anual de energía. Divida ese número por 365 para obtener una carga eléctrica diaria promedio estimada para estos electrodomésticos.

Una de las mejores herramientas disponibles para estimar el uso de energía es la Calculadora del Departamento de Energía. Con base en esa calculadora, aquí hay algunas estimaciones para la carga eléctrica de electrodomésticos comunes:

Aparato Carga anual estimada (kWh) Carga diaria estimada (kWh)
Refrigerador 600 1,6
Unidad de aire acondicionado 215 0,6
Aire acondicionado central 1.000 2,7
Calentador 600 1,6

El enfoque mencionado anteriormente es una excelente manera de revisar su uso de energía histórico, aunque puede no ser tan útil para pronosticar el consumo de energía futuro. El segundo enfoque, por otro lado, es mejor para pronosticar lo que mayo utilizar en el futuro. Sin embargo, ambos enfoques son estimaciones; Si planea instalar energía solar y almacenamiento para desconectarse de la red, puede valer la pena comprar un monitor de energía para el hogar o un sistema de gestión de energía para obtener una estimación más precisa de su consumo de electricidad

Su consumo de electricidad impacta directamente en el tamaño del sistema de almacenamiento solar plus que necesitará instalar. Al realizar primero una auditoría de eficiencia energética o al ajustar sus hábitos de consumo (por ejemplo, secando al aire la ropa y los platos en lugar de usar calor eléctrico), puede disminuir sustancialmente el costo de desconectarse de la red.

¿Cuántas baterías necesitarás?

Para desconectarse de la red, necesita una forma de almacenar la electricidad producida por su sistema de energía solar en los momentos en que no lo está utilizando. Es importante destacar que no todas las baterías solares pueden funcionar independientemente de la red, incluso si la alimenta con energía solar. Para desconectarse de la red, necesita específicamente una batería que pueda formar una isla o formar su propia red, de modo que los paneles recarguen la batería todos los días sin una conexión a la red.

Para determinar la cantidad de estas baterías que necesita para alimentar su casa durante un solo día, debe conocer tanto su consumo diario de electricidad como la cantidad de electricidad almacenada en una batería solar estándar.

La cantidad de electricidad almacenada en una batería se denomina «Energía utilizable», expresada en kWh. Esta es la cantidad de electricidad que puede obtener de una batería, después de tener en cuenta las pérdidas eléctricas y la energía necesaria para alimentar la batería.

Con estos dos puntos de datos en la mano, calcular la cantidad de baterías que necesitará es sencillo. Por ejemplo, el hogar estadounidense promedio utiliza alrededor de 30 kWh por día. Dadas las pérdidas de conversión asociadas con el almacenamiento de electricidad, necesitará suficientes baterías para almacenar un poco más de lo que usa por día, probablemente más cerca de 32 kWh, dependiendo de la eficiencia de la batería que seleccione.

Dos de las baterías solares más comunes son las Tesla Powerwall 2 y el LG Chem RESU 10H, que almacenan 13,5 kWh y 9,3 kWh de energía utilizable, respectivamente. Entonces, en este ejemplo, el propietario estadounidense promedio necesitaría 3 Powerwalls o 4 baterías RESU 10H para satisfacer la necesidad de electricidad de un solo día.

Es importante recordar que esta es solo la cantidad de baterías que necesitará para alimentar su casa durante un solo día. En realidad, querrá tener suficiente capacidad de almacenamiento de respaldo para alimentar su casa durante muchos días, o incluso una semana entera, a fin de asegurarse de que aún tenga electricidad si tiene un período de mal tiempo o necesita usar más de su uso diario promedio en un solo día.

¿Cuántos paneles solares necesitarás?

A continuación, querrá diseñar el sistema de energía solar que suministrará electricidad a su propiedad y la configuración de almacenamiento para que sea lo suficientemente grande como para llenar su batería todos los días.

La electricidad que produce un sistema de paneles solares es directamente el resultado de la cantidad de luz solar que reciben sus paneles. El hogar promedio en los EE. UU. Recibe un promedio de 5 horas de sol al día a lo largo del año, que no representa la cantidad de tiempo que los paneles están al sol, sino que mide el número de horas durante las cuales la intensidad de la luz solar es de 1000 W / metro cuadrado. La cantidad de electricidad que producen sus paneles también está relacionada con el ángulo en el que están colocados y si reciben luz solar directa todo el día o pasan tiempo a la sombra.

Para determinar cuántos paneles solares necesita para llenar sus baterías todos los días, divida la cantidad de electricidad necesaria (en este caso, 32 kWh) por la cantidad de horas de sol esperadas (5 en este ejemplo):

32 kWh / 5 horas = 6,4 kW

Por lo tanto, necesitamos una matriz de paneles solares de alrededor de 6,4 kilovatios para llenar un banco de baterías con una capacidad de 32 kWh cada día.

La cantidad de paneles solares que necesitará para un sistema de 6,4 kW depende de la potencia de salida (en vatios) de los paneles solares que utilice, que generalmente varían en vataje de 250W a 400W:

Potencia del panel solar (W) Número de paneles solares para un sistema de 6,4 kW
250 26
300 21
350 18
400 dieciséis

Sumando los costos

los costo promedio de la energía solar en los EE. UU. es $ 2.76 por vatio, lo que significa que nuestro sistema de 6,4 kW $ 17,664 antes de los incentivos. Una sola batería Tesla Powerwall instalada cuesta entre $ 9,800 y $ 15,800, por lo que instalar tres Powerwalls probablemente costaría entre $ 29,400 y $ 47,400 antes de los incentivos. Sume eso y verá un costo total de instalación en algún lugar entre $ 45, 000 y $ 65,000, antes de que se apliquen rebajas, créditos fiscales u otros incentivos.

Sin embargo, recuerde que estos son solo los costos de un sistema capaz de alimentar una casa estadounidense de tamaño promedio (o ligeramente inferior al promedio) durante un solo día promedio. En realidad, no todos los días requieren la misma cantidad de electricidad, ni todos los días son perfectamente soleados. Si bien el uso diario promedio en los hogares estadounidenses es de 30 kWh, los días calurosos de verano con aire acondicionado a tope podrían consumir hasta 80 kWh.

Una vez que comience a considerar las variaciones climáticas estacionales y diarias, la posibilidad de desconectarse de la red se vuelve mucho más complicada. ¿Qué sucede si llueve durante una semana consecutiva o si vives en una región con inviernos nevados? Solo una hora de tiempo nublado durante el día podría reducir la producción de su matriz solar hasta en un 20 por ciento, lo que significa que si solo dimensiona su sistema de almacenamiento solar plus para satisfacer perfectamente su consumo diario promedio, puede haber muchas veces durante el año cuando su sistema no produce suficiente electricidad para alimentar su hogar. Como resultado, en casi todos los casos, desconectarse de la red requiere más de un día de electricidad de respaldo.

La única forma de desconectarse de la red de forma segura es asegurarse de estar preparado para las situaciones más extremas posibles, porque quedarse sin energía y sin la red eléctrica de la cual desconectarse puede ser una situación potencialmente peligrosa en la que se encuentre. En el noreste, una instalación solar fuera de la red debe tener en cuenta las cargas de electricidad fluctuantes durante las estaciones, así como la posibilidad de una producción muy reducida en los meses de invierno debido a la capa de nieve o los días nublados. En el suroeste, el uso elevado de aire acondicionado en el verano puede requerir una matriz y un sistema de almacenamiento más grandes de lo habitual para mantener su hogar cómodo durante los meses calurosos.

¿Por qué desconectarse de la red?

Hay hogares que funcionan muy bien fuera de la red con sistemas solares y de almacenamiento más pequeños y menos costosos. Pero estas casas están diseñadas específicamente para este propósito, a menudo porque están ubicadas en áreas remotas que no tienen acceso a una red eléctrica. Algunas de estas casas están construidas según los estándares de la casa pasiva y requieren muy poca energía para calefacción o refrigeración. Otros utilizan la leña para calentar el espacio y limitan la extensión de los sistemas eléctricos en la casa. Los propietarios de viviendas en estas situaciones pueden pagar una prima por estas características o administrar su estilo de vida con una expectativa de períodos de tiempo durante todo el año sin electricidad.

En la mayoría de los casos, sin embargo, el deseo de desconectarse de la red puede tener menos que ver con cortar el cable con su servicio público y más impulsado por mejorar la resiliencia. Al instalar una o dos baterías solares con capacidad de isla, puede asegurarse de que su casa permanezca encendida incluso en caso de un evento meteorológico severo o un corte en el resto de la red. Para la mayoría de los compradores de energía solar, esta es una forma rentable de mejorar la resistencia de su hogar sin romper el banco para desconectarse por completo de la red.

Lea nuestros análisis de ejemplos del mundo real en la Parte 2.

Esta publicación apareció originalmente en Mother Earth News.

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