TAZ-TFG-2021-3967

Vista previa del material en texto

TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO 
INSTALACIÓN 
FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
 
 
 Proyecto de una instalación fotovoltaica de autoconsumo en la cubierta de una 
planta industrial 
 
Project for a self-consumption photovoltaic installation on the roof of an 
industrial plant 
Autor/es 
 
Alberto León Muñoz 
 
Director/es 
 
José Francisco Sanz Osorio 
 
Ingeniería de Tecnologías Industriales 
 
Año 2021 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
1 
RESUMEN 
Debido a la crisis climática en la cual está inmersa la humanidad, las fuentes de energía 
renovable deben de dar un paso adelante. La necesidad imperiosa de reducir los ya 
irremediables efectos del cambio climático brindan una ventana de oportunidad a 
tecnologías ya económicamente rentables como la solar fotovoltaica. 
La progresiva supresión de trabas burocráticas propiciadas por el nuevo marco legal 
establecido por en los Reales Decretos 15/2018, 244/2019 y el Real Decreto-ley 23/2020 
plantea un escenario favorable para las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo. 
En este proyecto se realiza un análisis tanto técnico como económico de una instalación 
fotovoltaica de autoconsumo para la nave industrial de Zaragoza de la empresa Enarco 
S.A, tratando de apreciar las distintas posibilidades que ofrece el emplazamiento y 
adaptarse a ellas. 
Dadas las necesidades energéticas del cliente, se realiza un estudio de las distintas 
configuraciones para la distribución de los módulos sobre la cubierta, realizando un 
dimensionamiento previo el cual se basa en los análisis de los consumos mensuales de 
la empresa y el recurso solar disponible, obteniendo así las distintas configuraciones a 
estudiar. 
Se utilizará entonces el software PVSYST 7.2, para realizar simulaciones de la instalación. 
Con el consumo horario del cliente, las herramientas de análisis en inversión de 
proyectos y los datos obtenidos resultado de las simulaciones, se tratará de obtener un 
proyecto lo más favorable económicamente para Enarco S.A. 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
2 
ABSTRACT 
Due to the current climate crisis humanity finds itself on, renewable energy sources 
must take a step forward. The imperative need to reduce the now inevitable effects of 
climate change brings a window of chance for already cost-effective technologies such 
as the solar photovoltaic. 
The progressive suppression of ref tape propitiated by the new legal framework 
stablished by the royal decrees 15/2018, 244/2019 and the royal decree-law 23/2020, a 
favourable scenario for self-consumption photovoltaic installations is posed. 
In this paper, both a technical and an economic analysis of a self-consumption 
photovoltaic installation for an industrial warehouse located in Zaragoza and property 
of the company Enarco S.A is made, trying to appreciate the different possibilities that 
the location offers and adapting to them. 
Given the client's energetic needs, an study is made on the different configurations for 
the distribution of the modules on the roof, helped by a previous sizing, whose main 
points of study are the monthly energetical consumption of the company and the solar 
resources available, and after which there will be obtained the possible configurations 
for consideration. 
From there, the PVSYST 7.2 software will be used to make simulations of the installation. 
Making use of the client's energetical consumption, the analytical tools in project 
investment and the data gathered from the simulations, the goal to reach will be to 
present a project that is the most economically favourable to Enarco S.A. 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
3 
ÍNDICE 
RESUMEN .......................................................................................................................... 1 
ABSTRACT ......................................................................................................................... 2 
1. PREFACIO .................................................................................................................. 1 
1.1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 1 
1.2. OBJETIVO Y MOTIVACIÓN ..................................................................................... 1 
1.3. REQUERIMIENTOS PREVIOS .................................................................................. 1 
1.4. ALCANCE ................................................................................................................ 2 
1.5. METODOLOGÍA ...................................................................................................... 2 
2. EL SISTEMA ELÉCTRICO Y EL PARADIGMA DE LA GENERACIÓN DESCENTRALIZADA 4 
2.1. EL SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL .......................................................................... 4 
2.2. EVALUACIÓN DE RIESGOS DE LAS FUENTES DE GENERACIÓN CONVENCIONALES7 
2.3. DESCENTRALIZACIÓN Y SMARTS GRIDS ................................................................ 8 
3. NORMATIVA DE APLICACIÓN ................................................................................. 12 
3.1. EVOLUCIÓN DEL MARCO NORMATIVO ESPAÑOL SOBRE INSTALACIONES 
FOTOVOLTAICAS ......................................................................................................... 14 
3.2. NUEVO MARCO LEGISLATIVO .............................................................................. 17 
4. TECNOLOGÍAS FOTOVOLTAICAS ............................................................................. 24 
4.1. CÉLULA FOTOVOLTAICA....................................................................................... 24 
4.1.1. Teoría de semiconductores ...................................................................... 25 
4.1.2. Tipología de las células solares ................................................................. 29 
4.1.3. Passivated Emitter Rear Cell (PERC) ......................................................... 34 
4.2. PANELES FOTOVOLTAICOS .................................................................................. 36 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
4 
4.3. ESTRUCTURA DE SOPORTE DE LOS PANELES ...................................................... 41 
4.4. INVERSORES ......................................................................................................... 44 
4.5. CABLEADO Y PROTECCIONES ............................................................................... 49 
5. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICA .......................................................................... 51 
5.1. DATOS DE PARTIDA ............................................................................................. 51 
5.2. EMPLAZAMIENTO Y CARACTERÍSTICAS ............................................................... 52 
5.3. DATOS METEROLÓGICOS .................................................................................... 53 
5.4. PREDIMENSINAMIENTO DE LA PLANTA .............................................................. 53 
6. DIMENSIONAMIENTO DE LA PLANTA ..................................................................... 58 
6.1. MODELIZACIÓN DE LA CUBIERTA ........................................................................ 58 
6.2. DEFINICIÓN DE LAS SOMBRAS ............................................................................. 60 
6.2.1. Sombras lejanas ........................................................................................ 60 
6.2.2. Separación entre paneles ......................................................................... 60 
6.2.3. Sombras cercanas ..................................................................................... 61 
7. DEFINICIÓN DEL SISTEMA .......................................................................................65 
7.1. MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ............................................................................... 65 
7.2. ESTRUCTURA DE SOPORTE PARA LOS MÓDULOS FV .......................................... 68 
7.3. INVERSOR............................................................................................................. 73 
7.4. CONFIGURACIÓN DE LOS STRINGS ...................................................................... 76 
7.5. CABLEADO ........................................................................................................... 78 
7.5.1. Cableado corriente continua .................................................................... 78 
7.5.2. Cableado de corriente alterna .................................................................. 79 
7.6. CANALIZACIÓN ..................................................................................................... 80 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
5 
7.6.1. Canalización corriente continua ............................................................... 80 
7.6.2. Canalización corriente alterna .................................................................. 81 
7.7. PROTECCIONES .................................................................................................... 83 
7.8. PUESTA A TIERRA ................................................................................................. 84 
8. ESTUDIO ECONÓMICO ............................................................................................ 85 
8.1. ANÁLISIS DE LOS DATOS ...................................................................................... 85 
8.2. PRESUPUESTO ...................................................................................................... 91 
8.2.1. Presupuesto configuración A .................................................................... 91 
8.2.2. Presupuesto configuración C .................................................................... 94 
8.2.3. Resumen presupuestos ............................................................................ 97 
8.3. RENTABILIDAD ECONÓMICA. CÁLCULO DE VAN Y TIR. ....................................... 98 
9. ESTUDIO DE LA SIMULACIÓN DEL SISTEMA ......................................................... 102 
10. ANEXOS .............................................................................................................. 103 
10.1. ANEXO 1 - HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA ................... 104 
10.2. ANEXO 2 – ESTADO Y PERPECTIVAS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA ....... 109 
10.2.1. Reducción de costes ........................................................................... 111 
10.2.2. Nuevas células solares de perovskita ................................................. 116 
10.2.3. Implementación de tecnologías de computación informática ........... 117 
10.3. ANEXO 3 – ANÁLISIS GRÁFICO DE IRRADIANCIAS DIARIAS ........................ 119 
10.4. ANEXO 4 – DIMENSIONAMINETO DEL CABLEADO ..................................... 122 
10.4.1. Cálculo tramo corriente continua ....................................................... 124 
10.4.2. Cálculo de corrientes en tramo de corriente alterna, inversor-cgpv . 126 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
6 
10.4.3. Cálculo de corrientes en tramo de corriente alterna inversor-cuadro de 
protección ............................................................................................................ 128 
10.5. ANEXO 5 – CONFIGURACIÓN DE LOS STRINGS .......................................... 130 
10.6. ANEXO 6 – FLUJO DE CAJA ......................................................................... 133 
10.7. ANEXO 7 – SOMBREAMIENTOS PARCIALES DEBIDOS A LA GEOMETRIA DEL 
EDIFICIO .................................................................................................................... 135 
10.8. ANEXO 8 – INFORME DE LA SIMULACIÓN .................................................. 145 
10.9. ANEXO 9 - FICHAS TÉCNICAS ...................................................................... 146 
11. PLANOS .............................................................................................................. 147 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
7 
INDICE DE ILUSTRACIONES 
Ilustración 1 – Esquema del sistema eléctrico español ................................................... 4 
Ilustración 2 – Mapa de los flujos de generación y consumo ......................................... 5 
Ilustración 3 - Diagramas Sankey del sector energético español .................................... 6 
Ilustración 4 - Reducción de precio de la energía por productor energético ................. 9 
Ilustración 5 – Transformación de la red hacia el modelo descentralizado y las Smart Grid 
 ........................................................................................................................................ 11 
Ilustración 6 - Evolución de la potencia fotovoltaica acumulada en España ................ 15 
Ilustración 7 – Discriminación horaria tarifa 2.0TD ....................................................... 21 
Ilustración 8 - Discriminación horaria tarifa 3.0TD ........................................................ 21 
Ilustración 9 – Temporadas eléctricas y discriminación horaria tarifas 6.XTD .............. 22 
Ilustración 10 – Calificaciones de los días de la semana tarifas 3.0 TD y 6.X TD ........... 22 
Ilustración 11 – Estructura de una célula fotovoltaica .................................................. 25 
Ilustración 12 - Coeficiente de absorción de distintos semiconductores ..................... 26 
Ilustración 13 - Proceso hasta equilibrio dinámico ....................................................... 28 
Ilustración 14 - Esquema de generación fotovoltaica ................................................... 28 
Ilustración 15 - Tecnologías fotovoltaicas ..................................................................... 29 
 Ilustración 16 - Evolución temporal del rendimiento máximo de distintas tecnologías de 
células fotovoltaicas ....................................................................................................... 33 
Ilustración 17 – Partes de una célula normal (izquierda) y una célula PERC (derecha) 34 
Ilustración 18 – Espectro electromagnético .................................................................. 35 
Ilustración 19 – Diferencias de eficiencia a distinta irradiancia entre célula convencional 
y PERC ............................................................................................................................ 35 
Ilustración 20 – Componentes de un módulo fotovoltaico ........................................... 36 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
8 
Ilustración 21 – Representación del factor de forma .................................................... 38 
Ilustración 22 – Curvas V-I para distintos valores de temperatura de célula a irradiancia 
constante de 1000 W / m2 ............................................................................................ 40 
Ilustración 23 – Curvas V-I para distintos valores de irradiancia solar a temperatura 
constante de 25.ºC ........................................................................................................ 40 
Ilustración 24 – Principales tipos de seguidores solares ............................................... 42 
Ilustración 25 – Sistemas de montaje de módulo ......................................................... 43 
Ilustración 26 – Rendimiento de un inversor en función del voltaje de continua ........ 45 
Ilustración 27 - Configuración de inversor central ........................................................ 46 
Ilustración 28 – Configuración de inversores tipo string ...............................................47 
Ilustración 29 - Configuraciones de micro inversores ................................................... 48 
Ilustración 30 – Esquema típico de una instalación conectada a red sin excedentes .. 49 
Ilustración 31 - Historia Enarco ..................................................................................... 51 
Ilustración 32 - Azimut de la cubierta de la nave ........................................................... 52 
Ilustración 33 - Temperaturas anuales de la localización .............................................. 53 
Ilustración 34 - Comparativa de irradiancia anual ......................................................... 54 
Ilustración 35 - Consumo anual de Enarco ..................................................................... 56 
Ilustración 36 - Renderizado 3D de la nave .................................................................... 58 
Ilustración 37 - Objetos posibles sobre los que colocar el generador fotovoltaico ....... 59 
Ilustración 38 - Parámetros para el cálculo de la distancia entre paneles fotovoltaicos 
 ........................................................................................................................................ 61 
Ilustración 39 - Representación del cálculo de los volúmenes no definidos ................. 62 
Ilustración 40 - Ubicación final de los módulos, Configuración A .................................. 63 
Ilustración 41 - Ubicación final de los módulos, Configuración C .................................. 63 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
9 
Ilustración 42 - Esquema de conexión de las células (FC – Izquierda, HC – Derecha) . 66 
Ilustración 43 - Dimensiones del módulo LR4-72HPH-450M ........................................ 68 
Ilustración 44 – Fijación de los módulos mediante tornillos (Mounting holes) ............ 70 
Ilustración 45 – Fijación de los módulos mediante abrazaderas .................................. 70 
Ilustración 46 – Estructura de fijación a la cubierta ...................................................... 71 
Ilustración 47 – Estructura de fijación a la cubierta ...................................................... 71 
Ilustración 48 – Estructura de soporte fotovoltaico para tres paneles en disposición 
horizontal ....................................................................................................................... 72 
Ilustración 49 – Dimensionamiento de potencia, distribución de salida del inversor ... 74 
Ilustración 50 – Identificación de los elementos del inversor ....................................... 75 
Ilustración 51 – Definición del inversor Huawei SUN2000-30KTL-M3 ........................... 75 
Ilustración 52 - Esquema de conexión de los módulos ................................................. 76 
Ilustración 53 – Ejemplo de conexionado de un string de seis módulos ...................... 77 
Ilustración 54 – Cableados de doble protección .......................................................... 78 
Ilustración 55 – Bandeja perforada ................................................................................ 81 
Ilustración 56 - Tabla 1 ICT BT 20, elección de las canalizaciones.................................. 81 
Ilustración 57 - Tabla 2 ICT BT 20, situación de las canalizaciones ................................ 82 
Ilustración 58 - C.S.Fuller difundiendo iones de boro en silicio ................................... 106 
Ilustración 59 - Vanguard 1 .......................................................................................... 107 
Ilustración 60 – Potencia Fotovoltaica mundial acumulada ....................................... 108 
Ilustración 61 - Producción Eléctrica en España ........................................................... 110 
Ilustración 62 - Emisiones de CO2 mundiales por fuente de energía ......................... 111 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
10 
Ilustración 63 – LCOE de distintas fuentes de generación con relación LCOE de 
combustibles fósiles .................................................................................................... 112 
Ilustración 64 - Reducción de costes de energía PV ................................................... 113 
Ilustración 65 – Mercado mundial de baterías ........................................................... 114 
Ilustración 66 – Potencial reducción de costes de en el almacenamiento de energía 115 
Ilustración 67 – Proyectos Smart Grid desarrollados actualmente en Europa ........... 118 
Ilustración 68 - Irradiancia horaria del mes de diciembre ........................................... 120 
Ilustración 69 - Irradiancia horaria del mes de marzo.................................................. 120 
Ilustración 70 - Irradiancia horaria del mes de julio ..................................................... 121 
Ilustración 71 - Comparativa de irradiancia anual ....................................................... 121 
Ilustración 72 - Efecto de la temperatura en las condiciones de operación del módulo
 ...................................................................................................................................... 131 
Ilustración 73 – Balance de la caja anual ...................................................................... 134 
Ilustración 74 - Perdidas por sombreados, Configuración A (arriba) Configuración C 
(Abajo) .......................................................................................................................... 136 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
INDICE DE TABLAS 
Tabla 1 - Comparativa de irradiancia anual .................................................................... 55 
Tabla 2 - Factores de corrección para extrapolación de consumos horarios ................ 85 
Tabla 3 – Precio por periodos tarifarios ......................................................................... 86 
Tabla 4 – Consumo mensualizado de la empresa ......................................................... 86 
Tabla 5 – Resumen estudio de producción y consumo horario, configuración A .......... 87 
Tabla 6 – Resumen estudio de producción y consumo horario, configuración C .......... 88 
Tabla 7 – Estudio de producción y consumo horario, configuración A .......................... 89 
Tabla 8 – Estudio de producción y consumo horario, configuración A .......................... 90 
Tabla 9 – Resumen del presupuesto de ambas configuraciones ................................... 97 
Tabla 10 – VAN y TIR de ambas configuraciones ......................................................... 100 
Tabla 11 - Coeficientes de conductividad ..................................................................... 124 
Tabla 12 - Factor de corrección .................................................................................... 124 
Tabla 13 - Dimensionamiento cableado CC .................................................................. 125 
Tabla 14 – Dimensionamiento cableado CA ................................................................. 127 
Tabla 15 – Resumen cableado ...................................................................................... 129 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
1 
1. PREFACIO 
1.1. INTRODUCCIÓN 
En el presente proyecto se va a tratar de obtener la mejor opción para el cliente en el 
diseño y dimensionado de una instalación fotovoltaica en la cubierta de la fábrica de la 
empresa Enarco S.A., ubicada en la plataforma logística PLAZA (Zaragoza), como 
proyecto de una instalación fotovoltaica, cuya energía va a ser utilizada para el 
autoconsumo de la misma. 
1.2. OBJETIVO Y MOTIVACIÓN 
El objeto del proyecto es para servir como Trabajo de fin de Grado en Ingeniería de 
Tecnologías Industrial en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de Zaragoza(EINA). Así 
como profundizar en los conocimientos que adquirí recibiendo la asignatura de Energías 
Renovables que es impartida en el grado de Tecnologías Industriales. 
A su vez la empresa Enarco S.A. ha colaborado con todo aquello que se ha requerido 
para el desarrollo de este proyecto y por lo tanto trataré durante la redacción de este 
proyecto de servir de apoyo sobre las pautas a seguir en el caso de que decidiesen 
abarcar un proyecto similar. 
1.3. REQUERIMIENTOS PREVIOS 
Para la redacción del presente proyecto se ha tenido que profundizar en el conocimiento 
de los sistemas fotovoltaicos y del marco energético que los abarca. Para ello han 
servido de incalculable ayuda diferentes libros, informes y estudios. 
De igual forma, el marco legislativo actual sigue desarrollándose y tratando de adaptarse 
a la innovadora naturaleza de la tecnología. Es por ello por lo que ha sido necesario 
estudio y comprensión de las distintas leyes y Real Decretos que aplican para el 
desarrollo del proyecto. 
El estudio de los softwares disponibles y la elección de los que más se adecuan a las 
necesidades de este escrito, quizás sea la pieza angular sin la cual no se podría haber 
llevado a cabo. 
Los datos de irradiación de la zona para las distintas opciones de inclinación y azimut 
han sido tomados del software gratuito, desarrollado por la Unión Europea, PVGIS. Estos 
datos serán usados para una primera aproximación del dimensionamiento de la 
instalación. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
2 
Para posteriormente profundizar en dicho dimensionamiento gracias al software 
PVSYST 7.2, notablemente más completo que PVGIS y que va a aportar una riqueza extra 
al diseño final de la instalación. 
1.4. ALCANCE 
El alcance del proyecto se estructura según la siguiente manera: 
▪ Estudio del arte del sistema eléctrico y más concretamente de los sistemas de 
generación y producción fotovoltaica. 
▪ Funcionamiento teórico de un generador fotovoltaico. 
▪ Dimensionamiento de la instalación fotovoltaica. 
▪ Estudio de la viabilidad económica de las distintas opciones técnicas 
desarrolladas en el punto anterior. 
1.5. METODOLOGÍA 
Para el desarrollo del proyecto se ha realizado un programa en el software Excel, este 
programa está desarrollado en bloques, cada bloque está asignado a una página distinta 
del archivo. La función de cada bloque es la siguiente: 
▪ Resumen de los consumos mensuales. 
▪ Estructura de los consumos horarios proporcionados. 
▪ Obtención del factor de corrección por meses para la estimación de los 
consumos horarios no definidos. 
▪ Extrapolación horaria anual. 
▪ Análisis del archivo CSV proporcionado por PVSYST en relación con el archivo 
previo de extrapolación horaria anual, en este bloque se realiza lo siguiente: 
- Calculo el periodo tarifario. 
- Discretización del consumo por periodos tarifarios. 
- Discretización de la energía fotovoltaica destinada a las cargas por 
periodos tarifarios. 
- Discretización de la energía fotovoltaica excedente por periodos 
tarifarios. 
- Obtención de los nuevos perfiles de consumo mensuales. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
3 
▪ Presupuesto de la instalación. 
▪ Flujo de caja y análisis de rentabilidad. 
Este archivo permite la semi automatización del proceso, permitiendo estudiar distintos 
escenarios de una forma más sencilla. En nuestro caso basta con cargar un nuevo archivo 
CSV en la página correspondiente y modificar el presupuesto de la instalación para 
estudiar la viabilidad de otro escenario. 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
4 
2. EL SISTEMA ELÉCTRICO Y EL PARADIGMA DE LA GENERACIÓN 
DESCENTRALIZADA 
2.1. EL SISTEMA ELÉCTRICO ESPAÑOL 
Un sistema eléctrico de potencia (S.E.P) es el conjunto de centrales generadoras, líneas 
de transmisión y sistemas de distribución esenciales para el consumo de energía 
eléctrica. 
El S.E.P español se caracteriza por la existencia de un mercado minorista en el cual cada 
individuo tiene a su disposición un número de comercializadoras de energía con las que 
realizar contratos de suministro rigiéndose este como un libre mercado. 
Estas empresas comercializadoras son la punta del eslabón del ciclo energético, estas no 
pueden ser directamente productoras eléctricas, sino que desarrollan su actividad 
realizando acuerdos comerciales con las plantas de generación ya sea de forma bilateral 
o mediante el denominado mercado mayorista, el cual es un mercado, o pool ,donde los 
productores energéticos venden la electricidad generada, y mediante la regulación del 
OMIE (Operador del Mercado Ibérico de Energía) es vendida a las diferentes 
comercializadoras 
 
 
Ilustración 1 – Esquema del sistema eléctrico español 1 
 
Para entender el porqué de este flujo físico de la electricidad, tenemos que partir del 
modelo de generación centralizada que se aplica en España. 
 
1 Sistema Eléctrico Español - ATALAYA GENERACIÓN. (2018). Atalaya.eu. 
https://www.atalaya.eu/renovables/sistema-electrico.php 
https://www.atalaya.eu/renovables/sistema-electrico.php
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
5 
 
Ilustración 2 – Mapa de los flujos de generación y consumo 2 
 
El S.E.P español parte de la premisa del uso de grandes centrales de generación como 
principal aporte al mercado eléctrico. Estas centrales ya sean fósiles, nucleares o 
termoeléctricas, por sus dimensiones, están generalmente apartadas de los núcleos de 
consumo energético. Esto implica la necesidad de tener una gran infraestructura para el 
transporte de dicha electricidad, definiendo el modelo centralizado. 
Como se puede observar en la Ilustración 2 en el territorio español el punto de mayor 
consumo se concentra en la comunidad de Madrid la cual se nutre de la energía 
producida principalmente en territorio gallego. Este transporte eléctrico lleva 
inherentes unas pérdidas y es uno de los principales inconvenientes del modelo 
centralizado. 
Se puede observar en la Ilustración 3 que en 2012 de los 1.904 𝐸𝐽 (1 𝐸𝐽 = 1𝑥1018 𝐽) de 
generación eléctrica y calor, aproximadamente 0.902 𝐸𝐽 se disipan en forma de 
pérdidas, poniéndolo en contexto, la energía disipada en pérdidas se mueve en unos 
valores muy similares a los que finalmente se destinan a las redes eléctricas. 
Al final del ciclo energético se desaprovecha más energía en pérdidas de lo que se 
destina finalmente a cualquiera de las actividades derivadas. 
 
2 Sanz Osorio, José. Apuntes de clase. Energías Renovables. 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
6 
 
 
 
Ilustración 3 - Diagramas Sankey del sector energético español 3 
 
3 Diagramas Sankey del sector energético español. (2012). Comillas.edu. https://www.comillas.edu/Documentos/BP/sankey_energy.html 
https://www.comillas.edu/Documentos/BP/sankey_energy.html
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
7 
Esto nos muestra la ineficiencia de un sistema que a priori está obsoleto y que como 
avanzaremos a lo largo del estudio está en el inicio de una fase de transformación. Esta 
transformación no va a ser únicamente del modelo de generación, sino que los sistemas 
de transporte y distribución van a tener que modificarse para adaptarse a un modelo 
más descentralizado. La perspectiva de un modelo descentralizado no es nueva, pero sí 
que hasta ahora se había desarrollado dentro de un marco generativo donde las 
energías renovables no podían competir en precio contra las fuentes de generación 
tradicional (carbón, gas natural y gasóleo). En el ANEXO 2 – ESTADO Y PERPECTIVAS DE 
LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA se profundiza más sobre la reducción de costes que están 
sufriendo las fuentes de energía renovable. 
2.2. EVALUACIÓN DE RIESGOS DE LAS FUENTES DE GENERACIÓN 
CONVENCIONALES 
El sexto informe de evaluaciónde IPCC4 ha señalado que el incremento de temperatura 
de 1,5 ºC que se fijaba en el acuerdo de París como límite a evitar es muy probable que 
se vea superado. En esta sexta y penúltima revisión se han analizado diversos escenarios 
mediante varías simulaciones, en ellos se muestra que frente a los niveles 
preindustriales el aumento de temperatura global del planeta va a oscilar entre: 
▪ 5,7 ºC a finales de siglo en el escenario de mayores emisiones. 
▪ 1 ºC y 1,8 ºC a finales de siglo en el escenario de menores emisiones. 
Estos resultados son cuanto menos preocupantes y señalan a las emisiones de dióxido 
de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) como los principales 
responsables. 
Las consecuencias de estos resultados están definidas y su gravedad dependerá de sí el 
esfuerzo comunitario consigue limitar las emisiones para así poder acogernos al 
escenario más favorable de los que se han desarrollado en el informe. No obstante, en 
mayor o menor medida estos van a ser los problemas a los cuales no vamos a enfrentar 
en los años venideros: 
 
4 IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. 
Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on 
Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, 
L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, 
O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press. 
https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Full_Report.pdf 
https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Full_Report.pdf
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
8 
▪ Las olas de calor extremo cada vez más frecuentes e intensas. 
▪ El número de ciclones tropicales sigue aumentado año a año. 
▪ El derretimiento de los polos, siendo prácticamente seguro que continúe derritiéndose 
la capa de hielo de Groenlandia y bastante probable que ocurra lo mismo con la capa de 
hielo Antártica. 
▪ El aumento del nivel del mar puede volver anuales los desastres naturales más extremos 
que durante años se han registrado del orden de una vez por siglo. 
▪ El aumento de las precipitaciones en África y Asia resultará con una alta probabilidad en 
un aumento de las inundaciones en ambos continentes. 
▪ Las sequías van a aumentar de manera notable si se superan los 2 ºC de aumento de 
temperatura, zonas como América del Sur, África y Europa tienen una probabilidad 
medio-alta de que aumenten tanto en frecuencia como en intensidad. 
Debido a estos escenarios el secretario general de la ONU, Antonio Guterres habla del 
informe como un código rojo humanitario y pide que los países pertenecientes al G20 y 
así como todos aquellos principales emisores de gases potencialmente contaminantes 
adapten su hoja de ruta antes del COP26 que se celebrará en 2026 en Glasgow. 5 
2.3. DESCENTRALIZACIÓN Y SMARTS GRIDS 
Desde hace menos de dos años, las energías eólica onshore y solar fotovoltaica han 
avanzado hasta el punto en el que son las fuentes de energía más económicamente 
rentables6, siendo esta la única razón por la que puede que veamos una futura 
expansión sin necesidad de incentivos gubernamentales, que hasta ahora han 
mantenido a las renovables debido a la necesidad de revertir los posibles cambios 
asociados al calentamiento global del planeta. De esta forma las alternativas de 
generación descentralizada pueden competir en un mercado cada vez más demandado. 
 
5 Secretary-General Calls Latest IPCC Climate Report “Code Red for Humanity”, Stressing “Irrefutable” 
Evidence of Human Influence | Meetings Coverage and Press Releases. (2021). Un.org. 
https://www.un.org/press/en/2021/sgsm20847.doc.htm 
6 La eólica y la solar son las fuentes de electricidad más baratas en la mayor parte del mundo, pero 
olvídense de un mix 100% renovables. (2021). Elperiodicodelaenergia.com. 
https://elperiodicodelaenergia.com/la-eolica-y-la-solar-son-las-fuentes-de-electricidad-mas-baratas-en-
la-mayor-parte-del-mundo-pero-olvidense-de-un-mix-100-renovables/ 
https://www.un.org/press/en/2021/sgsm20847.doc.htm
https://elperiodicodelaenergia.com/la-eolica-y-la-solar-son-las-fuentes-de-electricidad-mas-baratas-en-la-mayor-parte-del-mundo-pero-olvidense-de-un-mix-100-renovables/
https://elperiodicodelaenergia.com/la-eolica-y-la-solar-son-las-fuentes-de-electricidad-mas-baratas-en-la-mayor-parte-del-mundo-pero-olvidense-de-un-mix-100-renovables/
https://elperiodicodelaenergia.com/la-eolica-y-la-solar-son-las-fuentes-de-electricidad-mas-baratas-en-la-mayor-parte-del-mundo-pero-olvidense-de-un-mix-100-renovables/
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
9 
En 2010, realizando una inversión de un millón de euros, se podía instalar una planta de 
generación eólica de algo más de 500 𝑘𝑊, nueve años despues incrementas esa 
potencia a casi los 700 𝑘𝑊 realizando la misma inversión. De igual forma la energía 
fotovoltaica en el mismo plazo de tiempo ha visto incrementado su rendimiento de 
inversión de algo más de 200 𝑘𝑊 por millón invertido a algo más de 1000 𝑘𝑊. 
 
Ilustración 4 - Reducción de precio de la energía por productor energético 7 
 
Bajo este escenario debemos plantearnos cuales son las soluciones y pautas a seguir 
para limitar estos efectos. Es necesario entonces acelerar la transición hacia fuentes 
renovables y por ende plantearnos si el modelo de generación centralizada comulga con 
esta nueva etapa y es en este contexto donde aparece los términos generación 
distribuida y Smart Grids. 
 
7 Broom, D. (2020, November 16). 5 charts show the rapid fall in costs of renewable energy - Energy Post. 
Energy Post. https://energypost.eu/5-charts-show-the-rapid-fall-in-costs-of-renewable-energy/ 
https://energypost.eu/5-charts-show-the-rapid-fall-in-costs-of-renewable-energy/
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
10 
La idea tras la generación distribuida viene fomentada por la modularidad de muchas de 
las fuentes de energía renovable, el caso más obvio es la energía eólica y la solar 
fotovoltaica, y trata de implantar numerosos puntos de generación de media y baja 
potencia mucho más cercanos a los puntos de consumo energético, aumentando la 
eficiencia del proceso energético debido a factores tales como: 
▪ Menores perdidas por transporte. 
▪ Mejor comunión entre la oferta de generación y demanda. 
▪ Menor riesgo de desfase tecnológico y por lo tanto mayor capacidad de 
modernización. 
▪ Mayor adaptación en momentos de carga máxima. 
Pudiendo así reducir las emisiones contaminantes tal y como demanda la actualidad, 
pero con numerosas otras ventajas económicas a largo plazo como son: 
▪ Menor riesgo de fallo generalizado. 
▪ Reducción de costes de instalación inicial, mantenimiento y transporte. 
▪ Menor tiempo de construcción. 
Para alcanzar este objetivo es imprescindible adaptar las redes de transporte y 
distribución mediante las anteriormente citadas Smart Grids. La Red Eléctrica de España 
(REE) las define de la siguiente forma: “Una red inteligente es aquella que puede integrar de 
forma eficiente el comportamiento y las acciones de todos los usuarios conectados a ella, de tal 
forma que se asegure un sistema energético sostenible y eficiente, con bajas pérdidas y altos 
niveles de calidad y seguridad de suministro”8. El reto de implantación de dichas redes 
inteligentes es mayúsculo debido a que es necesario monitorear la red de manera 
conjunta para poder alcanzar los objetivos de eficiencia y calidad de suministro que las 
define. Para su desarrollo se necesita tanto hardware como software avanzado y 
especializado, así como materiales superconductores y nuevos métodos de 
almacenamiento de energía para poder ser aplicadas a los distintos módulos que 
planteaesta red. 
 
8 ¿Qué son las Smartgrid? | Red Eléctrica de España. (2021). www.ree.es. 
https://www.ree.es/es/red21/redes-inteligentes/que-son-las-smartgrid 
https://www.ree.es/es/red21/redes-inteligentes/que-son-las-smartgrid
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
11 
 
Ilustración 5 – Transformación de la red hacia el modelo descentralizado y las Smart Grid 9 
 
La tesitura de un modelo descentralizado provoca la aparición de una nueva figura, el 
prosumidor, el cual es un elemento activo de la red que puede generar o demandar 
energía conforme sus necesidades requieran. Este tipo de red descentralizada puede 
verse muy beneficiada por distintos algoritmos de concepción descentralizada como se 
muestra en el ANEXO 2 – ESTADO Y PERPECTIVAS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA. 
 
 
9 SMARTGRIDSINFO. (2019, February 4). Soluciones para la optimización de procesos en la Smart Grid 
basadas en Blockchain. SMARTGRIDSINFO. 
https://www.smartgridsinfo.es/comunicaciones/comunicacion-soluciones-optimizacion-procesos-
smart-grid-basadas-blockchain 
https://www.smartgridsinfo.es/comunicaciones/comunicacion-soluciones-optimizacion-procesos-smart-grid-basadas-blockchain
https://www.smartgridsinfo.es/comunicaciones/comunicacion-soluciones-optimizacion-procesos-smart-grid-basadas-blockchain
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
12 
3. NORMATIVA DE APLICACIÓN 
▪ Directiva (UE) 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de 
diciembre de 2018, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes 
renovables. 
▪ Directiva (UE) 2019/944 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 5 de junio de 
2019 sobre normas comunes para el mercado interior de la electricidad y por la 
que se modifica la Directiva 2012/27/UE. 
▪ Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades 
de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de 
autorización de instalaciones de energía eléctrica. 
▪ Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de 
producción de energía eléctrica en régimen especial. 
▪ Real Decreto 1110/2007, de 24 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento 
unificado de puntos de medida del sistema eléctrico. 
▪ Real Decreto 1578/2008, de 26 de septiembre, de retribución de la actividad de 
producción de energía eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica para 
instalaciones posteriores a la fecha límite de mantenimiento de la retribución del 
Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, para dicha tecnología. 
▪ Real Decreto 1544/2011, de 31 de octubre, por el que se establecen los peajes 
de acceso a las redes de transporte y distribución que deben satisfacer los 
productores de energía eléctrica. 
▪ Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a 
red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia. 
▪ Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del Sector Eléctrico. 
▪ Real Decreto 216/2014, de 28 de marzo, por el que se establece la metodología 
de cálculo de los precios voluntarios para el pequeño consumidor de energía 
eléctrica y su régimen jurídico de contratación. 
▪ Real Decreto-ley 15/2018, de 5 de octubre, de medidas urgentes para la 
transición energética y la protección de los consumidores 
▪ Acuerdo de París firmado el 22 de abril de 2016 en Nueva York, Estados Unidos. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
13 
▪ Real Decreto 244/2019, de 5 de abril, por el que se regulan las condiciones 
administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica. 
▪ Real Decreto-ley 1/2019, de 11 de enero, de medidas urgentes para adecuar las 
competencias de la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia a las 
exigencias derivadas del derecho comunitario con relación a las Directivas 
2009/72/CE y 2009/73/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de julio 
de 2009, sobre normas comunes para el mercado interior de la electricidad y del 
gas natural. 
▪ Real Decreto-ley 23/2020, de 23 de junio, por el que se aprueban medidas en 
materia de energía y en otros ámbitos para la reactivación económica. 
▪ Real Decreto 960/2020, de 3 de noviembre, por el que se regula el régimen 
económico de energías renovables para instalaciones de producción de energía 
eléctrica. 
▪ Real Decreto 1183/2020, de 29 de diciembre, de acceso y conexión a las redes 
de transporte y distribución de energía eléctrica. 
▪ Real Decreto 148/2021, de 9 de marzo, por el que se establece la metodología 
de cálculo de los cargos del sistema eléctrico. 
▪ Circular 3/2020, de 15 de enero, de la Comisión Nacional de los Mercados y la 
Competencia, por la que se establece la metodología para el cálculo de los peajes 
de transporte y distribución de electricidad. 
▪ Orden TED/371/2021, de 19 de abril, por la que se establecen los precios de los 
cargos del sistema eléctrico y de los pagos por capacidad que resultan de 
aplicación a partir del 1 de junio de 2021. 
▪ Documento Básico SE-AE, de abril 2009, de seguridad estructural acciones en la 
edificación. 
▪ Documento Básico SE, de 20 de diciembre de 2019, de seguridad estructural. 
▪ ITC-BT-40, para instalaciones generadoras, entendiendo como tales, las 
destinadas a transformar cualquier tipo de energía no eléctrica en energía 
eléctrica. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
14 
3.1. EVOLUCIÓN DEL MARCO NORMATIVO ESPAÑOL SOBRE 
INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS 
En España, con la aprobación del Real Decreto 661/2007, se desarrolló el primer “boom” 
fotovoltaico debido a las primas y tarifas reguladas fijas a las cuales podían acogerse, 
entre otras, las instalaciones que utilizasen como energía primaria la energía solar. Estas 
primas y tarifas crearon un escenario en el cual estás inversiones tenían una rentabilidad 
esperada de entre el 6% y el 9% y con un retorno de la inversión en torno a los 10 o 12 
años. Y junto con la campaña que realizo el Gobierno de España con el eslogan “El sol 
puede ser tuyo” muchos ciudadanos españoles se animaron a invertir parte de su capital 
en la emergente energía fotovoltaica. 
Con esta campaña España paso en poco más de un año de 495 𝑀𝑊 a 3387 𝑀𝑊 
instalados, como se observa en la Ilustración 6. Multiplicando por siete la potencia 
instalada antes de la aplicación del Real Decreto 661/2007. Esto se aleja de los 400 𝑀𝑊 
de instalación previstos en un primer momento por el Gobierno, y de esta forma España 
se posiciono como una de las principales potencias fotovoltaicas mundiales de aquel 
momento. 
En el año siguiente y debido a que el Gobierno vio imposible afrontar el pago de dichas 
primas a los inversores, se aprobó el Real Decreto 1578/2008. Este Real Decreto se 
aprobó con la intención de reducir el régimen tarifario, estas modificaciones supusieron 
un recorte del 45% a las ayudas a los huertos solares, un 25% a las instalaciones de gran 
tamaño y un 5% a las de pequeño tamaño. 
La imposición de este Real Decreto supuso una gran incertidumbre para los grupos 
inversores, debido a que el sector de la energía fotovoltaica se sintió como un mercado 
fuertemente regulado. A todo esto, se le suma la intervención del ejecutivo en el año 
2012 por la que se redujo en un 50 % la tarifa regulada pactada con los propietarios de 
instalaciones fotovoltaicas. 
Con la aprobación del Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula 
la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña 
potencia, el cual sustituye Real Decreto 1663/2000 de 29 de septiembre, el Gobierno 
trata de simplificar la tramitación para la entrada en el sistema de pequeñas 
instalaciones fotovoltaicas, de no más de 10 kW, tratando de descentralizar el sistema 
eléctrico actual. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
15 
Añosmás tarde en 2015, mediante Real Decreto 900/2015 se regulan las condiciones 
administrativas, técnicas y económicas de las instalaciones de autoconsumo, 
estableciéndose el conocido “impuesto al sol”. 
Este Real Decreto establece que las instalaciones de autoconsumo deben contribuir a la 
financiación de los costes y servicios del sistema de la misma forma que lo hacen el resto 
de los consumidores. No obstante, este impuesto al sol no obligaba a todos los 
consumidores a hacer efectivo su abono, sino que algunos de ellos estaban exentos de 
pagarlo, siendo estos los siguientes: 
▪ Instalaciones con una potencia menor de 10 𝑘𝑊. 
▪ Instalaciones ubicadas en Canarias, Ceuta y Melilla. 
▪ Instalaciones de cogeneración y frenado de trenes. 
▪ Instalaciones de autoconsumo no conectadas a la red. 
 
Ilustración 6 - Evolución de la potencia fotovoltaica acumulada en España 10 
 
10 Informe Estadístico EE.RR. (2014). Idae.es. http://informeestadistico.idae.es/t10.htm 
 
1
0
1
3
1
7
2
2 3
3 5
2 1
3
1 4
9
5
3
3
8
7
3
4
2
8
3
8
8
0
4
2
8
8
4
5
7
5
4
6
9
6
4
7
0
2
4
7
1
0
4
7
1
4
4
7
2
2
4
7
6
4
8
7
8
3
1
1
7
1
4 1
3
0
9
2
Potencia Eléctrica Acumulada (MW)
http://informeestadistico.idae.es/t10.htm
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
16 
Debido a esto la mayoría de los pequeños consumidores domésticos estaban exentos 
de abonarla, no obstante, no sucedió lo mismo con las PYMES, muchas de las cuales 
habían realizado una importante inversión para tratar de reducir su factura eléctrica 
mediante la instalación de placas solares. Muchas de estas PYMES que excedían los 10 
𝑘𝑊 de potencia, se calcula que retrasaron la amortización económica de su inversión 
en torno a un 50%. Y al tener que pagar por estar conectados a red, la alternativa 
fotovoltaica dejo de percibirse como una opción económicamente rentable para 
muchas empresas. 
Tres años después, dicho Real Decreto se derogó mediante el Real Decreto-ley 15/2018, 
de 5 de octubre, de medidas urgentes para la transición energética y la protección de 
los consumidores. Dicha derogación estuvo principalmente impulsada por las directrices 
que imponía la Unión Europea las cuales surgen gracias al Acuerdo de París firmado el 
22 de abril de 2016 en Nueva York, Estados Unidos. Dicho acuerdo fue un esfuerzo 
colectivo e internacional en respuesta a la amenaza mundial propiciada por el aumento 
de la temperatura global del planeta debido al cambio climático. 
En el año 2018, la Unión Europea firmó un acuerdo11 sobre energías renovables con 
perspectivas de alcanzarse en 2030 en el cual se declaraba que el impuesto al sol que 
cobraban algunos países como España era ilegal. Este acuerdo además fija el objetivo 
principal de que en 2030 el 32 % de la energía de la UE proceda de fuentes renovables. 
Previendo revisiones de este objetivo en caso de que hubiera cambios en la demanda 
de consumo energético, y para tener en cuenta las obligaciones internacionales de la 
UE. 
En febrero de 2019 se publicaba el Marco Estratégico de Energía y Clima que incluía el 
anteproyecto de Ley de Cambio Climático y Transición Energética (LCCTE), el borrador 
del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) y la Estrategia de Transición Justa. 
El anteproyecto de LCCTE, establecía los siguientes objetivos para 2030: 
▪ Reducción de emisiones: al menos 20% respecto a 1990. 
▪ Participación de renovables: 
Al menos 35% del uso final de la energía. 
 
11 BOE.es - DOUE-L-2018-82107 Directiva (UE) 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 
de diciembre de 2018, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. (2018). 
Www.boe.es. https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=DOUE-L-2018-82107 
https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=DOUE-L-2018-82107
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
17 
Al menos 70% del mix de generación eléctrica. 
▪ Eficiencia energética: al menos 35% de mejora. 
Sin embargo, una nueva revisión a principios de 2020 reestructuró finalmente los 
objetivos fijados en el anteproyecto acordando que en 2030 la participación de las 
energías renovables debe de ascender hasta el 74% en el sector eléctrico y del 42% en 
energía. 
En lo que concierne a la energía solar fotovoltaica, el nuevo Plan Nacional Integrado de 
Energía y Clima 2021-2030 cifra la potencia instalada para 2030 en 39 𝐺𝑊. Esto implica 
que desde 2021, se deberán instalar en España del orden de 3 𝐺𝑊 anuales para alcanzar 
el objetivo en 2030. 
3.2. NUEVO MARCO LEGISLATIVO 
Tras unos años en los cuales parecía que se estaba paralizando la instalación de energía 
fotovoltaica en España, en 2019 nuestro país volvió a ser líder en Europa en el mercado 
fotovoltaico y sexto a nivel mundial. Durante todo ese año en España se instalaron 4660 
𝑀𝑊, lo cual duplica la potencia instalada acumulada hasta dicho año, como se observa 
en la Ilustración 6. 
Aunque los datos del año 2019 son muy favorables, están inmersos en plena crisis 
mundial impulsada por la reciente pandemia de COVID-19. En 2020, no han salido datos 
públicos fiables, pero se obtendrán los datos del informe anual de la UNEF (Unión 
Española Fotovoltaica) la cual representa la práctica totalidad de: productores, 
instaladores, ingeniería, fabricantes de equipos y componentes, distribuidores y 
consultores. 
El año 2020, pese a no haber superado al año anterior se instalaron 2,8 𝐺𝑊 de plantas 
en suelo y 596 𝑀𝑊 de autoconsumo. Esto marca la tendencia alcista del mercado 
fotovoltaico para cumplir con los objetivos establecidos en el PNIEC para el año 2030. 
En materia de autoconsumo, tras la aprobación en octubre de 2018 del Real Decreto-
Ley 15/2018 que eliminaba las principales barreras económicas y administrativas del 
marco anterior (RD 900/2015), quedaba pendiente la definición del nuevo marco que 
debía regular la actividad. En abril de 2019, con la aprobación del Real Decreto 244/2019 
quedó establecido el nuevo marco de autoconsumo en España. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
18 
Mediante este Real Decreto se establece la clasificación del autoconsumo según sea con 
o sin excedentes, además de si su uso y generación se realiza de forma individual o 
colectiva. 
Sin embargo, para poder acogerse a los mecanismos de compensación de los excedentes 
energéticos de la instalación, hay que cumplir con todos los siguientes requisitos: 
▪ La fuente de energía primaria sea de origen renovable. 
▪ La potencia total de las instalaciones de producción asociadas no sea superior a 
100 𝑘𝑊. 
▪ El consumidor y productor asociado hayan suscrito un contrato de 
compensación de excedentes de autoconsumo definido en el artículo 14 del 
presente real decreto. 
▪ La instalación de producción no tenga otorgado un régimen retributivo adicional 
o específico. 
Es por ello por lo que cualquier instalación con una potencia superior a 100 𝑘𝑊, deberá 
ser referida como una instalación de producción y no simplemente como instalación de 
generación. 
Evitándose así que puedan acogerse a los beneficios otorgados por la comercialización 
de sus excedentes. Para las instalaciones que sí pueden acogerse a estos beneficios por 
cumplir los requisitos del párrafo anterior, hay un mecanismo que valora 
automáticamente los excedentes de energía, generados en las horas en las que la 
producción excede la demanda, a un cierto precio que luego permite reducir el importe 
de la factura. Esta remuneración no tiene un límite máximo, pero nunca puede exceder 
el coste, de forma que la factura fuese un ingreso para el consumidor. 
Adicionalmente dependiendo del número de consumidores que están asociados a las 
instalaciones de generación, como hemos enunciado antes, el autoconsumo podrá 
clasificarse en individual o colectivo. En este último caso, deberán acogerse a la misma 
modalidad de autoconsumoy comunicarlo de forma individual a la empresa 
distribuidora. 
A su vez, dependiendo de la ubicación de la instalación, se diferencian las instalaciones 
de producción de autoconsumo en instalaciones de red interior (conectada detrás del 
contador) o en instalaciones a través de la red. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
19 
En la tipología a través de la red la instalación de producción se conecta en lugar de en 
la red del consumidor, a la red de distribución, bajo una las siguientes configuraciones: 
▪ En la misma referencia catastral (primeros 14 dígitos) que el consumidor, 
▪ En baja tensión y a una distancia inferior a 500 m del consumidor, 
▪ En baja tensión y en el mismo centro de transformación que el consumidor. 
El año 2020, ha sido quizás el año mayor actividad regulatoria. En junio de 2020 se 
aprobó el Real Decreto-ley 23/2020, que introdujo hitos administrativos a los titulares 
permisos de acceso y modificó la Ley 23/2013 para permitir el desarrollo de un nuevo 
marco retributivo para las renovables y la hibridación de instalaciones. Con el cual se 
trata de iniciar la recuperación económica tras la crisis del COVID-19, teniendo las 
energías renovables como baluarte. 
Poco después se aprobó el Real Decreto 960/2020, en él se realiza el desarrollo 
regulatorio del Régimen Económico de Energías Renovables (REER) basado en un precio 
fijo por la energía generada, y tras la Orden TED 1161/2021 donde se detalla el 
procedimiento, el 26 de enero de 2021 se celebraron las primeras subastas renovables 
bajo este nuevo marco regulatorio. 
A finales de año se aprobó el Real Decreto 1183/2020, en la que se exime conforme a lo 
establecido en la disposición adicional segunda del Real Decreto-ley 15/2018, de 
obtener permisos de acceso y de conexión, de esta forma el artículo 17 cita: 
▪ Las instalaciones de generación de los consumidores acogidos a la modalidad de 
autoconsumo sin excedentes. 
▪ En las modalidades de autoconsumo con excedentes, las instalaciones de 
producción de potencia igual o inferior a 15 𝑘𝑊, que se ubiquen en suelo 
urbanizado que cuente con las dotaciones y servicios requeridos por la 
legislación urbanística. 
A su vez, las siguientes instalaciones podrán acogerse a un procedimiento abreviado el 
cual se regirá por los mismos principios que el procedimiento general, pero con unos 
plazos que se espera que se reduzcan a la mitad: 
▪ Los productores de energía eléctrica con una potencia instalada no superior a 15 
𝑘𝑊, y que no se encuentren exentos de la obtención de dicho permiso, en virtud 
de lo previsto en el artículo 17. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
20 
▪ Los consumidores de baja tensión que soliciten un nuevo punto de conexión de 
potencia no superior a 15 𝑘𝑊 y no se encuentren exentos de la obtención de 
dicho permiso, en virtud de lo previsto en el artículo 17. 
▪ Los consumidores de baja tensión que soliciten una ampliación de potencia 
sobre un suministro existente cuya potencia final no sea superior a 15 𝑘𝑊 y no 
se encuentren exentos de la obtención de dicho permiso, en virtud de lo previsto 
en el artículo 17. 
Las instalaciones que no cumplan estos requisitos deberán tramitar esta solicitud, la cual 
deberá efectuarse en los términos y con el contenido que establezca la Comisión 
Nacional de los Mercados y la Competencia, de acuerdo con lo previsto en el artículo 
33.11 de la Ley 24/2013. Y en caso de las instalaciones de una potencia mayor a 100 𝑘𝑊, 
las solicitudes deberán efectuarse para un nudo o tramo de línea concreto de la red. 
Este proceso está compuesto de los siguientes procesos: Propuesta previa, remisión de 
la propuesta previa, aceptación de la propuesta, y finalmente la emisión de los permisos 
de acceso y de conexión. 
Además, se avanzó en la reforma tarifaria, impulsada por el Real Decreto-Ley 1/2019, 
con las metodologías de peajes y de cargos aprobadas mediante la Circular 3/2020 y el 
Real Decreto 148/2021 que implementaron un nuevo diseño de la tarifa eléctrica el 1 de 
junio de 2021. En ella se expone: 
▪ Corresponde a la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia (CNMC) 
la elaboración y aprobación de una metodología de cálculo de los peajes de 
acceso a las redes de transporte y distribución, que deberán sufragar los costes 
de las mismas. La CNMC aprobó esta metodología mediante la circular 3/2020, y 
su resolución en febrero de 2021. 
▪ Corresponde al Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico 
(MITECO) la elaboración y aprobación de una metodología de cálculo de los 
cargos que deberán sufragar los otros costes del sistema. El MITECO aprobó esta 
metodología mediante el Real Decreto 148/2021. Asimismo, el 19 de abril de 
2021 se aprobó la Orden TED/371/2021 que fija los valores de los cargos, con la 
que quedó concluida la reforma tarifaria, resumido en la Ilustración 7, Ilustración 8, 
Ilustración 9 e Ilustración 10. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
21 
 
Ilustración 7 – Discriminación horaria tarifa 2.0TD 12 
 
Esta nueva tarifa, como se ha citado previamente, entro en vigor el 1 de junio de 2021 y 
de la cual destacamos la unificación de los grupos tarifarios en los siguientes seis grupos: 
2.0TD, 3.0TD, 6.1TD, 6.2TD, 6.3TD, 6.4TD. 
 
Ilustración 8 - Discriminación horaria tarifa 3.0TD 13 
 
12 luz. (2021, August 16). Selectra. Tarifasgasluz.com. https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-
acceso-electricidad 
13 Horario Tarifa 3.0A - EnergiGreen. (2021, September 14). EnergiGreen. 
https://www.energigreen.com/tarifas-electricidad/horario-tarifa-3-0a/ 
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
https://www.energigreen.com/tarifas-electricidad/horario-tarifa-3-0a/
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
22 
 
Las 6 tarifas de acceso que componían el rango de uso doméstico (2.0A, 2.0DHA, 2.0DHS, 
2.1A, 2.1DHA, 2.1DHS) desaparecen y dan paso a una única tarifa con discriminación 
horaria de tres tramos, la 2.0TD. Que trae la novedad de poder contratar dos potencias 
distintas, una para los tramos de valle y otra para los periodos de punta. 
 
Ilustración 9 – Temporadas eléctricas y discriminación horaria tarifas 6.XTD 14 
 
Ilustración 10 – Calificaciones de los días de la semana tarifas 3.0 TD y 6.X TD 15 
 
14 luz. (2021, August 16). Selectra. Tarifasgasluz.com. https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-
acceso-electricidad 
15 luz. (2021, August 16). Selectra. Tarifasgasluz.com. https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-
acceso-electricidad 
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
https://tarifasgasluz.com/faq/clasificacion-tarifas-acceso-electricidad
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
23 
Las 5 nuevas tarifas restantes se corresponden para potencias mayores de 15 kW, las 
tarifas 6.XTD son las que hacen referencias a suministros conectados a redes de alta 
tensión. 
Estas tarifas pueden estar reguladas según tres variables: 
▪ 4 temporadas eléctricas. 
▪ Calificación del día de la semana (siendo A la más cara y D la más barata). 
▪ Discriminación horaria de 6 periodos (siendo el P1 el más caro y el P6 el más 
barato). 
 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
24 
4. TECNOLOGÍAS FOTOVOLTAICAS 
Con más de un 99,9%16 de la energía mundial, susceptible de ser explotada, proveniente 
del sol, parece razonable explorar como podemos transformar la radiación 
electromagnética producida por reacciones de fusión nuclear. En dichas reacciones se 
produce la fusiónde núcleos de hidrógeno para formar helio liberando en el proceso 
una gran cantidad de energía. Esta energía es transmitida en forma de radiación de 
materia, 𝑒−y 𝑝+, y radiación electromagnética liberada por la fotosfera del sol la cual se 
aprovecha en un proceso denominado efecto fotovoltaico para obtener energía 
eléctrica. 
Se puede obtener la cantidad de potencia irradiada por el sol a partir de la ecuación de 
emisión de potencia de una superficie radiante, 𝑃 = 𝜎𝐴𝑒𝑇4. De esta forma podemos 
obtener la potencia irradiada por unidad de superficie a una distancia igual a la distancia 
entre la tierra y el sol, 𝐺𝑠𝑐 ≈ 1300
𝑊
𝑚2
. Que en resumen es la potencia media por metro 
cuadrado que recibe la tierra antes de disiparse en la atmósfera, esta potencia media se 
denomina Irradiancia. 
El desarrollo de la tecnología solar fotovoltaica ha sufrido un largo y arduo camino, en 
el ANEXO 1 - HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA se profundiza en el origen 
de esta fuente de energía. 
4.1. CÉLULA FOTOVOLTAICA 
La célula fotovotaica es la unidad minima que permite convertir la radiación solar en 
energía eléctrica. Para llevar a cabo esta conversión, a dichas celulas constituidas por 
materiales semiconductores, se les induce un campo eléctrico constante mediante una 
unión p-n. 
El 90% de las células solares utilizadas en la actualidad estan compuestas de silicio, el 
semiconductor por excelencia debido a su balance entre el coste de explotación, su 
abundancia (segundo elemento más abundante, aproxiamadamente el 28% de la 
corteza terrestre)17 y el grado de madurez de la tecnologia. 
 
16 Sanz Osorio, José. Apuntes de clase. Energías Renovables. 
17 Hitachi. (Sin fecha). The semiconductor material silicon. Hitachi-HighTech. 
https://www.hitachi-hightech.com/global/products/device/semiconductor/silicon.html 
https://www.hitachi-hightech.com/global/products/device/semiconductor/silicon.html
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
25 
 
Ilustración 11 – Estructura de una célula fotovoltaica 18 
 
Las propiedades químicas de un elemento están realacionadas con el número de 
electrones que muestra su última capa. El silicio con cuatro electrones (𝑒−) de valencia 
(14 𝑒− por átomo) tiene cuatro huecos en su última capa, la tercera, para asociarse con 
otros átomos. Por ello el silicio cristaliza mediante enlaces covalentes, muy estables, en 
los que cada átomo comparte uno de sus cuatro electrones de valencia con otros cuatro 
atomos, cumplimentando su última capa. 
4.1.1. Teoría de semiconductores 
La teoría cuantica de semiconductores19 cataloga los materiales en conductores, 
aislantes y semiconductores, dependiendo del ancho que tenga la banda de energía 
prohibida. Siendo en los semiconductores del orden de 1 eV (1,12 𝑒𝑉 para el Si a 25ºC). 
Esta banda de energía prohibida delimita un entorno energético en el cual no puede 
ubicarse un 𝑒− perteneciente a un átomo y marca el nivel energético que debe tener un 
𝑒− para superarla y poder pasar de la banda de valencia a la banda de conducción. Una 
vez en este nivel energético, los 𝑒− estan expuestos a sufrir aceleraciones debidas a un 
campo eléctrico externo, permitiendo la presencia de corrientes eléctricas. 
 
18 MH Education. (Sin fecha). Componente de una instalación solar fotovoltaica. 
https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf. 
19 Se explica muy bien en Jorge Pinochet I., Dr. Guido Tarrach. (diciembre 2001). Los Semiconductores y 
sus Aplicaciones. Pontificia Universidad Católica de Chile. 
http://www4.ujaen.es/~egimenez/FUNDAMENTOSFISICOS/semiconductores.pdf 
https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf
http://www4.ujaen.es/~egimenez/FUNDAMENTOSFISICOS/semiconductores.pdf
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
26 
Los fotones son los encargados de transmitir su energía a los 𝑒− de la capa de valencia, 
de esta forma cuando un fotón impacta en la superficie de una celula solar, si este 
transmite una energía superior a la de gap permitirá al electrón excitado 
energeticamente liberarse de su enlace y transladarse a al capa de conducción dejando 
un hueco en la red cristalina. 
 
Ilustración 12 - Coeficiente de absorción de distintos semiconductores 20 
 
El coeficiente de absorción (𝛼) es la capacidad de un material de ser penetrado por un 
fotón, con cierta longitud de onda, que logra crear un par electrón hueco (𝑒−-ℎ+). Este 
coeficiente de absorción se mide en 𝑐𝑚−1 y debe de adecuarse al espesor de la lamina 
semiconductora. Ya que cabe la posibilidad de que un fotón que llegue a penetrar pero 
con una longitud de onda suficientemente pequeña pueda atravesar la totalidad del 
espesor sin interactural con ningun 𝑒−. 
Hay materiales más óptimos que el Silicio, como puede ser el Arseniuro de galio (GeAs), 
pero cuyo uso esta destinado a aplicaciones que requieran un alta eficiencia como son 
los proyectos espaciales donde el sobrecoste de produccion de la célula esta justificado. 
 
20 Christiana Honsberg and Stuart Bowden. (Sin fecha). Coeficiente de absorción. Pveducation. 
https://www.pveducation.org/es/fotovoltaica/dispositivos-semiconductores/coeficiente-de-
absorci%C3%B3n 
https://www.pveducation.org/es/fotovoltaica/dispositivos-semiconductores/coeficiente-de-absorci%C3%B3n
https://www.pveducation.org/es/fotovoltaica/dispositivos-semiconductores/coeficiente-de-absorci%C3%B3n
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
27 
Para hacer una célula solar efectiva es necesario introducir ciertas impurezas en el 
material mediante el denominado dopado de materiales semiconductores, en una 
proporción del orden de partes por millón (𝑝𝑝𝑚). Cuando en la estructura cristalina de 
un semiconductor puro se introducen las mencionadas impurezas, las cuales no son más 
que átomos de otros elementos con distinto número de 𝑒− de valencia, el resultado es 
un semiconductor denominado extrínseco. Dependiendo de si el dopado se realiza con 
impurezas con mayor o menor número de 𝑒− de valencia que el semiconductor 
intrínseco (o puro), obtendremos dopados de tipo n o de tipo p: 
▪ Dopado tipo N, es el dopado con elementos con un de 𝑒− de valencia más que 
el cristal puro, el dopante más común en un semiconductor de silicio es el 
fósforo. 
▪ Dopado tipo P, es el dopado con elementos con un de 𝑒− de valencia menos que 
el cristal puro, el dopante más común en un semiconductor de silicio es el boro. 
En los semiconductores tipo N, los núcleos y los electrones interiores de fósforo se sitúan 
en el interior de la estructura cristalina y cuatro de sus cinco 𝑒− de valencia participan 
en enlaces covalentes con el resto de 𝑒− de la red, mientras que el quinto 𝑒− esta 
débilmente ligado, y cuando alcanza cierta temperatura, su energía interna aumenta y 
se libera del enlace, liberándose un electrón libre a la red. 
De igual forma, los semiconductores tipo P enlazan covalentemente sus tres 𝑒− de 
valencia, dejando el cuarto enlace libre, esto es lo que se denomina hueco (ℎ+) y se trata 
como una partícula ficticia de carga positiva. 
El proceso de dopado permite diseñar y fabricar materiales con unas características 
eléctricas específicas. Esto nos permite controlar el flujo de pares 𝑒−-ℎ+ para que los 𝑒− 
en el lado P que se han liberado lo suficiente cerca de la unión p-n, debido a la colisión 
de un fotón, y por lo tanto no tienen tiempo a recombinarse con un hueco, se difundan 
en la unión siendo acelerados en el proceso por el campo eléctrico. Los 𝑒− una vez 
difundidos al lado N tienen poca probabilidad de recombinarse debido a insuficiencia de 
huecos. 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
28 
 
Ilustración 13 - Proceso hasta equilibrio dinámico 21 
 
El desequilibrio de carga en una célula iluminada (electrones apiladosen el lado n y 
huecos en el lado p) crea una diferencia de potencial, como se muestra en el margen 
derecho de la Ilustración 13. Si conectamos mediante un cable conductor ambos lados de 
la unión de forma externa fluirá una corriente de electrones desde el lado n hacia el p, 
donde hay menos 𝑒−, pudiendo realizar un trabajo en una carga exterior al conjunto. 22 
 
 
Ilustración 14 - Esquema de generación fotovoltaica 23 
 
21 Colaboradores de los proyectos Wikimedia. (2004, August 21). Unión PN. Wikipedia.org; Wikimedia 
Foundation, Inc. https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_PN 
22 Ángel Antonio Bayod Rújula (2009). Sistemas fotovoltaicos. Prensas Universitarias de Zaragoza. 
23 Funcionamiento de las células solares fotovoltaicas, en Vivienda. (2019). Revistavivienda.com.ar. 
http://www.revistavivienda.com.ar/empresas/novedades-del-mercado/funcionamiento-de-las-celulas-
solares-fotovoltaicas 
https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_PN
http://www.revistavivienda.com.ar/empresas/novedades-del-mercado/funcionamiento-de-las-celulas-solares-fotovoltaicas
http://www.revistavivienda.com.ar/empresas/novedades-del-mercado/funcionamiento-de-las-celulas-solares-fotovoltaicas
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
29 
Debido a los factores mencionados previamente, dentro del campo de la fotovoltaica se 
acepta la clasificación de las distintas tecnologías en función del material del que están 
compuestas las células. 
4.1.2. Tipología de las células solares 
Las células de silicio cristalino se construyen colocando primero una sola rebanada de 
silicio a través de un determinado proceso de fabricación. Estas células luego se 
ensamblan juntas en múltiplos para hacer un panel solar. El silicio cristalino, también 
llamado oblea de silicio, es el material más antiguo y utilizado en paneles solares 
comerciales. 
Hay dos tipos principales de células de silicio cristalino, el silicio mono cristalino y el 
silicio policristalino. 
▪ Silicio monocristalino: 
Las células solares monocristalinas se cortan de una pieza de silicio que crece a partir 
de un solo cristal uniforme. Los paneles de células monocristalinas se encuentran 
entre los más eficientes, pero más caros del mercado. Requieren del silicio de mayor 
pureza y tienen el proceso de fabricación más complicado. 
 
Ilustración 15 - Tecnologías fotovoltaicas 24 
 
24 Nahar, A., Hasanuzzaman, M., Rahim, N. A., & Hosenuzzaman, Md. (2014). Effect of Cell Material on the 
Performance of PV System. Advanced Materials Research, 1043, 12–16. 
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1043.12 
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1043.12
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
30 
▪ Silicio policristalino: 
Una célula de silicio policristalino está compuesta de distintos granos de silicio 
cristalino. Son menos uniformes en apariencia que las células monocristalinas y 
se asemejan a pedazos de vidrio roto. Estos son los paneles solares más comunes 
del mercado, siendo menos costosos que el silicio monocristalino. También son 
menos eficientes, debido a la fuente de recombinación que suponen las 
fronteras entre granos, aunque la brecha de eficiencia ha comenzado a acortarse 
en los últimos años. 
Las células solares de lámina delgada se fabrican apilando capas delgadas de material 
semiconductor en varias superficies, generalmente sobre vidrio. El término lámina 
delgada se refiere a la cantidad de material semiconductor utilizado, normalmente se 
apilan láminas de espesor entre las décimas y varias micras. Contrariamente a la 
creencia popular, la mayoría de los paneles de película delgada no son flexibles. En 
general, los paneles solares de película delgada ofrecen los costos de fabricación más 
bajos y son cada vez más frecuentes en la industria. 
Se utilizan tres tipos principales de película fina: 
▪ Telururo de cadmio (CdTe) 
El telururo de cadmio es un compuesto semiconductor formado a partir de 
cadmio y telurio. Los paneles solares de telururo de cadmio están fabricados 
sobre vidrio. Son el tipo más común de panel solar de película delgada en el 
mercado y los más rentables de fabricar. Estos paneles funcionan 
significativamente mejor a altas temperaturas y en condiciones de poca luz. Esto 
es debido al valor energético del gap entre la banda de conducción y de valencia, 
ya que su valor (1,4 𝑒𝑉) corresponde con el valor teórico óptimo para optimizar 
el espectro solar disponible. 
▪ Silicio amorfo 
El silicio amorfo es la forma no cristalina del silicio y fue el primer material de 
película delgada en utilizarse en un producto comercial, utilizado por primera vez 
en artículos de consumo como calculadoras. Puede depositarse en capas 
delgadas sobre una gran variedad de superficies y ofrece una reducción del 
precio final del producto frente al silicio cristalino tradicional, aunque es menos 
eficiente para convertir la luz solar en electricidad. 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
31 
Para lograr las propiedades semiconductoras de este material se le incorpora una 
cierta cantidad de hidrógeno, denominándose entonces como silicio amorfo 
hidrogenado. El hidrógeno tiende a incorporarse en aquellos enlaces del silicio 
que quedan libres corrigiendo las malas propiedades de transporte y 
recombinación del material, haciendo posible una estructura de bandas con un 
gap en torno a 1,7 𝑒𝑉, fácilmente modificable. 
▪ Seleniuro de cobre e indio (𝐶𝑢𝐼𝑛𝑆𝑒2 o CIS) 
El 𝐶𝑢𝐼𝑛𝑆𝑒2 es un semiconductor compuesto que puede depositarse sobre 
muchos materiales diferentes. El 𝐶𝑢𝐼𝑛𝑆𝑒2 solo ha estado disponible 
recientemente para pequeñas aplicaciones comerciales y se considera una 
tecnología fotovoltaica en desarrollo. 
Dentro de las células no orgánicas solo queda comentar la célula fotovoltaica multiunión 
que como se observa en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., ha llegado 
a obtener rendimientos de hasta el 47,1%. Las altas tasas de conversión energética son 
debidas a que este tipo de células tienen más de una unión p-n para así poder captar 
una cantidad del espectro electromagnético mayor. Al contrario de las células de 
película fina que trataban de obtener un rendimiento energético suficiente a un coste 
mucho menor, las células multiunión tienen precios muy elevados y solo son usadas en 
ciertas aplicaciones muy concretas como los vehículos motorizados Mars Rover que usa 
la nasa para explorar la superficie del planeta rojo. 
Por último, la última tecnología de células fotovoltaicas son las células orgánicas, estas 
están compuestas en su capa activa de moléculas orgánicas. Existen tres tipos: 
▪ De polímeros orgánicos semiconductores (las más usadas). 
▪ Moleculares. 
▪ Híbridas. 
Este tipo de células implican un proceso de fabricación y materiales más económicos 
que las de silicio y a su vez a pesar de que la eficiencia alcanzada hasta el momento con 
las células solares orgánicas no alcanza la de las células de silicio, existen otras ventajas 
que las hacen muy atractivas, si se corrigen los problemas de degradación y poca 
estabilidad que presentan. Sus principales ventajas frente a otro tipo de tecnologías son 
numerosas y se pueden resumir en las siguientes: 
 
 
 
TRABAJO DE FIN DE GRADO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ENARCO S.A. 
32 
▪ Mayor sensibilidad frente a radiación difusa. 
▪ Resistencia. 
▪ Flexibilidad y ligereza. 
▪ Transparencia. 
▪ Biodegradabilidad. 
De cara a superar las limitaciones de la tecnología del silicio, desde hace pocos años se 
está investigando muy activamente en las posibilidades que ofrece la tecnología de unos 
materiales denominados perovskitas, una familia de materiales que incorpora en su 
composición elementos orgánicos e inorgánicos y que se trata más extensamente en el 
ANEXO 2 – ESTADO Y PERPECTIVAS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA. 
 
 
TRABAJO