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Energia solar hibrida

La energia solar tiene muchas maneras de aprovechar los rayos solares, una de estas formas es la energia solar híbrida,. A continuación analizaremos de que trata la energia solar hibrida, como se produce y cuales son sus beneficios.

Los sistemas de energía solar híbrida son lo mejor de ambos mundos: obtienes el suministro de electricidad garantizado (bueno, el 99,9% del tiempo) de la red, con la capacidad de almacenar el exceso de energía solar para usar cuando el sol no brilla. Por lo general, esto reduce su dependencia de las importaciones de la red entre un 70% y un 95%.

El panel solar hibrido: la combinación fotovoltaica / térmica

Energia solar hibrida

Los paneles fotovoltaicos híbridos son paneles solares que convierten la energía solar en electricidad y calor. Combinado con una bomba de calor geotérmica de agua a agua, puede proporcionar calefacción y producción de agua caliente para todas las necesidades de su hogar.

Ya no presentamos paneles térmicos y sistemas fotovoltaicos. Dé paso a una solución mixta que se alimenta tanto de luz como de calor solar: el panel solar híbrido o el colector solar mixto. Los colectores solares híbridos permiten el uso completo de la energía recolectada a través de un sistema ambivalente .

La energia solar hibrida genera de manera simultanea  electricidad y agua caliente para su hogar y así lograr la independencia energética. Como se trata de una nueva solución en Francia, el precio de compra de un colector solar sigue siendo elevado, pero este coste adicional inicial se amortiza rápidamente con las ganancias de producción de energía .

El panel solar híbrido: funcionamiento inteligente

La parte frontal de un panel híbrido está formada por células fotovoltaicas que convierten la energía solar en electricidad. En la parte posterior del panel, hay un intercambiador de calor que con una bomba de calor asegura la producción de agua caliente y calefacción. En las tuberías de cobre del intercambiador de calor se encuentra el líquido refrigerante que consiste en glicol. Este se mueve en un circuito cerrado a la bomba de calor que a su vez absorbe el calor del fluido.

Energia solar hibrida

Principio de funcionamiento de un termosifón: el calor del sol calienta el agua (4). Se eleva para llegar a la parte superior (3) del tanque de agua donde el agua caliente está en la parte superior (2) y el agua fría en la parte inferior (convección). Se puede usar agua caliente (1), mientras que en el fondo del tanque el agua fría pasa por un ciclo (5). No es necesaria ninguna entrada eléctrica, el movimiento del agua se produce bajo la acción del calor. © Rainer Bielefeld, Wikipedia, cc por sa 3.0 

El funcionamiento de un panel solar híbrido es relativamente sencillo de entender. Está formado por captadores térmicos de alta eficiencia en los que se basan las células solares fotovoltaicas . Estos últimos transforman la radiación solar en electricidad , mientras que los colectores térmicos recuperan el calor emitido por el sol gracias a un fluido caloportador inyectado por un intercambiador o gracias a un colector de aire caliente.

El panel solar híbrido puede producir electricidad y calor gracias a sus dos lados que funcionan por separado:

  • En la capa superior (lado del sol) : sus células fotovoltaicas producen electricidad en cuanto se exponen a la radiación solar.
  • En la capa inferior (lado interior) : un colector solar térmico capta el calor que emana del sol.

Combinando las características de los paneles fotovoltaicos y térmicos, estos paneles solares híbridos, también denominados “paneles FV / T”, se basan así en el principio de cogeneración solar permitiendo:

  • Genere electricidad para iluminar su hogar y alimente todos sus dispositivos instalados en su hogar a partir de energía natural.
  • Produzca calor para calentar su agua, una piscina , el aire ambiente o incluso para operar su piso con calefacción.

Algunos paneles solares híbridos tienen un sistema de transferencia de calor optimizado entre la cara frontal fotovoltaica y la circulación del agua anticongelante, gracias a un intercambiador de calor integrado. A diferencia de un colector solar térmico , el híbrido no contiene sistemáticamente un aislante en la parte inferior para evitar cualquier pérdida de calor.

Permitiendo generar un aumento de rendimiento de hasta un 40% para la misma superficie de paneles solares, este sistema híbrido, tanto innovador como ecológico, es una solución a considerar en el contexto de su trabajo de ahorro energético .

Reuniendo las posibilidades de la energía solar térmica y fotovoltaica en una sola tecnología, esta cogeneración permite optimizar la superficie . De hecho, esto permite evitar tener que multiplicar los sistemas utilizados y, por tanto, reducir la superficie de exposición necesaria.

¿Y cuando se congela?

El panel híbrido funciona incluso cuando no hay sol. Pero también en invierno, cuando congela. Hasta temperaturas de -7 ° C, los paneles captan el calor del aire exterior que, a través del intercambiador de calor, llega a la bomba de calor. Cuanto más frío esté, menos eficiente será el funcionamiento del sistema. Pero, en este momento, la bomba de calor de fuente terrestre   puede calentar con energía eléctrica.

Varios tipos de sistemas solares híbridos.

Existen diferentes tipos de sistemas solares híbridos basados ​​en un funcionamiento independiente.

El airovoltaïque (air PV-T) permite maximizar el uso de la energía solar captada . A diferencia de los paneles solares fotovoltaicos convencionales, este sistema es capaz de suministrar el calor producido debajo de los paneles .

La tecnología aerovoltaïca combina:

  • Módulos fotovoltaicos (cara expuesta al sol) : produce electricidad como los paneles fotovoltaicos convencionales.
  • Paneles solares térmicos (cara trasera) : la cara trasera tiene un dispositivo de ventilación para recoger y luego distribuir el aire caliente en una vivienda (o dentro de una entrada de aire de un globo termodinámico). Esta ventilación da un aumento en la eficiencia de los paneles en comparación con una instalación convencional.

Los módulos híbridos de agua funcionan como aerovoltaïque, excepto que utilizan el flujo de agua en lugar de aire . Desarrollado en particular por la empresa francesa DualSun, este tipo de panel híbrido a base de agua produce electricidad y agua caliente. Se caracteriza por:

  • Un sistema de refrigeración eficiente : los colectores fotovoltaicos están equipados con un intercambiador de calor de agua. El agua permite tanto enfriar el panel para maximizar su producción eléctrica como producir agua caliente.
  • Mayor eficiencia : la refrigeración del panel asegura una mayor eficiencia en comparación con una solución convencional.

El panel térmico fotovoltaico (PV-T): ¿cómo instalarlo?

Para instalar un panel solar híbrido, los resultados son los mismos que para un colector solar fotovoltaico. No es necesario vivir en el sur de Francia para considerar la instalación de un panel solar híbrido. Al igual que un panel solar fotovoltaico, todo lo que necesita es una pendiente de techo suficientemente despejada y bien orientada .

Para beneficiarse de las condiciones óptimas para una instalación de paneles PV-T , su casa debe caracterizarse por:

  • Orientación del techo al sur : la pendiente del techo está orientada al sur.
  • Inclinación del techo a 30 ° : su techo tiene una inclinación de 30 °.
  • Exposición total de su techo : su techo no está en un área sombreada (árbol, edificio, vecino, chimenea, etc.).

La instalación de paneles solares híbridos implica:

  • Fijación de paneles en el techo de tu casa
  • Instalación de cables eléctricos y equipos como un inversor.
  • Exposición total de su techo: su techo no está en un área sombreada (árbol, edificio, vecino, chimenea, etc.).
  • Un sistema de ventilación y refrigeración por aire o un dispositivo hidráulico a base de agua caliente

Mantenimiento regular para un rendimiento óptimo

Es importante cuidar el mantenimiento de su panel solar híbrido, de lo contrario su rendimiento disminuirá. De hecho, algunos estudios han demostrado que el mantenimiento regular (polvo, suciedad) evita una caída significativa en la eficiencia del panel solar.

Para lograr un mantenimiento adecuado, aquí hay algunos consejos:

  • Evite cualquier riesgo de choque térmico : no rocíe el panel solar con agua fría si el sol es fuerte.
  • Evite el riesgo de rayones : utilice una escobilla de plástico, cuidando de no ejercer demasiada presión sobre la placa.
  • Limite el riesgo de rastros blancos : es probable que disminuyan la producción de electricidad al reflejar los rayos del sol.
  • Quite el polvo de las entradas de aire : elimine el exceso de polvo para garantizar un enfriamiento más eficiente.
  • Haga revisar el medidor : evite cualquier riesgo de mal funcionamiento técnico realizando una revisión periódica del medidor conectado al generador.

Ventajas y desventajas de la energia solar hibrida

Un panel solar híbrido ofrece muchas ventajas con algunas desventajas. Primero, la eficiencia energética de este tipo de panel solar es mucho mayor que la de los paneles solares fotovoltaicos. Además, ahorra espacio al combinar dos tecnologías complementarias en la misma superficie.

El panel solar PV T tiene varias ventajas, entre las que podemos mencionar:

  • Un rendimiento energético interesante : el rendimiento energético es del 70 al 90% frente al 12 al 20% de los paneles solares fotovoltaicos.
  • Producción de energía superior : un panel solar híbrido puede generar hasta el doble de energía para una casa unifamiliar y hasta cuatro veces más para un edificio colectivo.
  • U Optimización del espacio : ahorre espacio combinando producción eléctrica y térmica en una misma superficie.
  • Tecnología no contaminante : la electricidad fotovoltaica no genera contaminación. Por tanto, es una solución totalmente ecológica que forma parte de los esfuerzos para preservar nuestro planeta.
  • UAn fuente ilimitada de energía : la energía solar es inagotable, gratuita y natural.
  • Una generación de ahorro : la energía solar híbrida proporciona ahorros durante 20 años o durante toda la vida útil del panel.
  • Un coste energético competitivo : los subsidios necesarios para la energía solar se reducen drásticamente, el precio de reventa de la electricidad por parte de los profesionales también está bajando.

Como cualquier solución, esta también tiene algunos inconvenientes. La principal es su Usibilidad en función de las temperaturas U que varían su eficiencia.

  • Sensibilidad a la temperatura : cuanto más sube la temperatura, más baja su rendimiento.
  • Eficiencia limitada : estabilizar la temperatura del sistema no proporciona una producción solar térmica óptima.
  • Dependencia de la radiación solar : no se produce energía solar en ausencia de radiación (noche).

Cogeneración solar: ¿hacia la autoproducción energética?

El híbrido solar es una solución apta para un uso particular ya que entre 50 y 100 espejos son suficientes para abastecer de agua caliente y luz a tu hogar. Estos paneles solares híbridos le permiten acercarse a la independencia energética . Para ello, primero debe asegurarse de que su hogar se beneficie de unas condiciones óptimas en cuanto a exposición. Si su hogar cumple con estas condiciones, los paneles solares híbridos lo ayudarán a compensar el aumento predecible en los costos de energía .

De hecho, este aumento de costes se refleja en la factura energética, por lo que muchos de ustedes desean avanzar hacia la autoproducción energética . Además de esto, una reducción continua en las tarifas de alimentación para la electricidad renovable , la energía solar híbrida proporciona a los usuarios una solución eficiente, económica y simple.

En esta configuración, el propietario de una casa equipada con paneles solares híbridos puede optar por no revender su electricidad , ni a EDF ni a los proveedores, o bien decidir revender el excedente de energía no consumida .

A continuación se muestran algunas cifras que representan el impacto de un sistema aerovoltaico en el consumo de energía:

Nuevo hogar Casa antigua
De -6 a -27% (-250 a 1500 kWh / año) De -3 a 10% (-450 a 1500 kWh / año)

Fuente: Método de cálculo “R-Sun, R-Volt en RT2012” según el decreto del 17 de abril de 2015. 12 paneles “R-Volt” para alojamientos con calefacción del 15 de octubre al 15 de abril en la región de Lyon.

Un nivel de precio alto pero amortizado rápidamente

Al ser una tecnología reciente, el nivel de precio de los paneles solares híbridos es superior al de los paneles solares convencionales (entre un 30 y un 40% más caro que una instalación fotovoltaica estándar). Por tanto, sigue siendo una solución que todavía se utiliza poco en Francia , debido a un mayor coste de inversión . Aún relativamente desconocida para el público francés, esta tecnología apta para uso doméstico puede sin embargo permitirle lograr el autoconsumo . Además, el costo adicional inicial en términos de inversión se amortiza rápidamente con las ganancias de producción de energía .

En estas condiciones, todo apunta a que la tecnología híbrida tiene un futuro próspero. Por lo tanto, debe analizar dos datos:

  • El coste intrínseco de los paneles : el precio de un panel híbrido o aerovoltaico es superior al de los paneles convencionales debido a que su entrada en el mercado es aún bastante reciente.
  • Costo de instalación : al ser una solución que combina dos tecnologías, se beneficia de una relación costo de instalación / tecnología instalada más atractiva. Esta solución “dos en uno” le permite optimizar el espacio en su techo.

En cuanto a precios, un fabricante francés ofrece dos tipos de ofertas:

  • Oferta a 15.000 € : instalación de 12 paneles para una producción de 3-9kWp
  • Oferta a 8.000 € : instalación de 4 paneles para un óptimo aprovechamiento y producción de electricidad y agua caliente sanitaria.

Aerovoltaica: un colector híbrido de alto rendimiento elegible para el crédito fiscal

¿Está interesado en instalar paneles aerovoltaicos? El anuncio del Plan de Ley Financiera de 2016 hizo que la energía solar híbrida fuera elegible para el crédito fiscal en su totalidad. Dada la cantidad de inversión para este tipo de tecnología, esta es una buena noticia. En efecto, será el 30% de los gastos subvencionables que le devolverá el Estado en el marco de sus obras aerovoltaicas.

Por lo tanto, los criterios de elegibilidad para la energía solar híbrida son:

  • Un límite de gasto limitado a 200 € por m² (todos los impuestos incluidos).
  • Válido para colectores de aire solares híbridos que produzcan tanto energía térmica como eléctrica.
  • Limitado a 20 m².

Así, la bonificación fiscal máxima para aerovoltaica asciende al 30% de 4.000 €, o 1.333 €.