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Cómo diseñar un sistema fotovoltaico comercial e industrial de bajo mantenimiento y alta rentabilidad

· Maysun Noticas

Situación actual del mercado fotovoltaico comercial e industrial en Europa

Con el avance de la estrategia de neutralidad de carbono en Europa la energía fotovoltaica comercial e industrial se está convirtiendo en una herramienta clave para que las empresas controlen los costos energéticos. Sin embargo algunos proyectos no logran los rendimientos esperados en la operación real. Debido a diseños simples y falta de gestión inteligente muchos sistemas presentan baja eficiencia de generación y bajos índices de autoconsumo surgiendo el fenómeno de “altos retornos iniciales pero dificultades en la operación a largo plazo”.

1. Altos costos operativos y bajos retornos

Aunque los rendimientos iniciales de la inversión son considerables al entrar los proyectos en el quinto a octavo año las empresas enfrentan problemas como el reemplazo de inversores y la degradación de los módulos. Además la disposición inadecuada de los sistemas fotovoltaicos en techos industriales incrementa significativamente la frecuencia y los costos de mantenimiento especialmente en naves con estructuras de techos complejas donde las reparaciones posteriores pueden requerir equipos de elevación lo que eleva los costos de operación y mantenimiento entre un 15 % y un 20 % por encima de los sistemas convencionales.

Asimismo la mayoría de los sistemas fotovoltaicos tradicionales no están equipados con almacenamiento de energía ni funciones de gestión inteligente provocando un marcado desfase entre el consumo diurno y nocturno. Muchas empresas tienen tasas de autoconsumo inferiores al 50 % durante el día y el excedente solo puede ser inyectado a la red a unos 0,09 €/kWh muy por debajo del precio de autoconsumo de 0,25–0,30 €/kWh lo que reduce aún más los ingresos totales.

2. Apoyo político y perspectivas de mercado

A pesar de ciertas incertidumbres en la operación de los proyectos fotovoltaicos el respaldo político de los distintos países europeos brinda un impulso positivo al desarrollo del sector comercial e industrial.

Italia ha propuesto añadir 70 GW de nueva capacidad de energías renovables para 2030 de los cuales aproximadamente el 40 % corresponderá a energía fotovoltaica distribuida. Alemania mantiene el mecanismo de subsidios verdes EEG y simplifica los procesos de conexión a la red. Francia amplía el alcance de los incentivos para proyectos de pequeñas y medianas empresas a través del mecanismo CRE.

A nivel de la Unión Europea nuevas políticas como el “Plan de Reforma del Mercado Eléctrico” también promueven la optimización de los procesos de conexión priorizando la integración de proyectos fotovoltaicos. Para las empresas que cuentan con un diseño de sistema razonable y una estructura de consumo eléctrico eficiente lograr retornos estables en los próximos 5–10 años sigue siendo una posibilidad realista.

Cómo reducir los costos de mantenimiento y aumentar los beneficios a largo plazo del sistema

Para los usuarios de sistemas fotovoltaicos comerciales e industriales aunque los rendimientos iniciales son atractivos los costos de mantenimiento a largo plazo a menudo se subestiman. Una vez que el diseño del sistema es inadecuado o la selección de componentes no es óptima los gastos de operación y mantenimiento aumentan año tras año alargando el período de recuperación de la inversión.

Cómo reducir los costos de mantenimiento y aumentar los beneficios a largo plazo del sistema

1. Mantenimiento diario: garantizar la operación a largo plazo del sistema

Para asegurar un funcionamiento estable a largo plazo del sistema fotovoltaico el mantenimiento diario es fundamental.

  • Limpieza de módulos: eliminar polvo excrementos de aves hojas y otros elementos que bloqueen la luz para mantener la eficiencia de captación;
  • Inspección de inversores: supervisar el estado operativo y la temperatura para evitar fallos y paradas;
  • Revisión del sistema eléctrico: asegurar la estabilidad de las conexiones para reducir riesgos de seguridad.

Según el tamaño del proyecto y el método de mantenimiento los costos anuales promedio suelen situarse entre 8 y 15 €/kW. Aunque las inspecciones regulares no pueden evitar completamente el desgaste prolongan efectivamente la vida útil de los equipos controlan la degradación de la eficiencia y mantienen una producción de energía estable.

2. Diseño optimizado del sistema: reducir los costos de mantenimiento desde el origen

Para reducir la intervención manual y mejorar la eficiencia operativa cada vez más empresas integran la “lógica de bajo mantenimiento” desde la fase de diseño del sistema. Los principales puntos de optimización incluyen:

  • Módulos de limpieza automática o resistentes a la suciedad: reducen significativamente la frecuencia de limpieza manual;
  • Selección de materiales duraderos: uso de inversores con protección IP65 o superior y estructuras anticorrosivas para mejorar la resistencia ambiental del sistema;
  • Disposición razonable y diseño de redundancia: facilitar el mantenimiento y aumentar la estabilidad general.

Comparativa antes y después de la optimización del sistema (ejemplo de un sistema de 100 kW)

Aunque este tipo de diseño optimizado implica un ligero incremento de costos iniciales (normalmente entre un 3–5 % más en el precio total) puede recuperarse completamente en 5–7 años gracias a la reducción de gastos de mantenimiento y la mejora de la eficiencia liberando beneficios adicionales a largo plazo.

Cómo optimizar el sistema para lograr una mayor rentabilidad de la inversión

Para obtener beneficios a largo plazo y de forma estable en proyectos fotovoltaicos comerciales e industriales no basta con una buena construcción inicial. La clave está en la optimización del diseño del sistema: generar más consumir de manera eficiente almacenar correctamente y aprovechar al máximo los incentivos locales.

1. Diseño optimizado para mejorar la eficiencia de generación y el rendimiento del sistema

  • Distribución racional de los módulos: evitar sombras y optimizar los ángulos de instalación para maximizar la generación por unidad de superficie;
  • Correspondencia eficiente de inversores: seleccionar inversores compatibles con la configuración de los módulos y los requisitos de voltaje para mejorar la eficiencia de conversión;
  • Incorporación de sistemas de almacenamiento: facilitar el “desplazamiento de carga” almacenando energía durante el día y liberándola por la noche para evitar la compra de electricidad en horas punta.

2. Aprovechar la diferencia de precios entre horas punta y valle y aumentar la tasa de autoconsumo

Saber utilizar las diferencias de tarifas y aumentar el autoconsumo es crucial para los sistemas fotovoltaicos comerciales. Gracias a los sistemas de almacenamiento las empresas pueden cargar durante los periodos de baja demanda y descargar durante los picos de precio aumentando así los beneficios generales.

  • Modelo de arbitraje de tarifas: cargar en las horas valle y descargar en las horas punta obteniendo entre 0,15–0,30 € adicionales por cada kWh;
  • Aumento del autoconsumo: algunas fábricas operan a media carga durante el día haciendo que los sistemas fotovoltaicos tradicionales viertan mucha energía a la red con bajos ingresos. Con el almacenamiento y estrategias de consumo adecuadas el índice de autoconsumo puede pasar del 50 % al 70 % o más aumentando significativamente los ingresos por unidad de generación.

Comparación de datos de ejemplo (basado en precios de electricidad comercial en Europa)

3. Diseñar un sistema que maximice el aprovechamiento de las políticas públicas

En Europa la rentabilidad de los proyectos fotovoltaicos comerciales no solo depende del rendimiento técnico del sistema sino también de su grado de adaptación a las políticas vigentes. En comparación con los simples sistemas conectados a red los sistemas que priorizan el autoconsumo integran almacenamiento y permiten el desplazamiento de cargas reciben un mayor respaldo político.

Por ejemplo el mecanismo FER2 en Italia prioriza sistemas con capacidad de gestión de carga y almacenamiento; el esquema de subsidios EEG en Alemania favorece proyectos con altos niveles de autoconsumo; el mecanismo de licitaciones CRE en Francia otorga mejores tarifas a soluciones altamente integradas y rentables.

A nivel de diseño las empresas pueden convertir las ventajas políticas en beneficios reales mediante:

  • Incrementar la tasa de autoconsumo priorizando el consumo interno y evitando la venta a bajos precios;
  • Incorporar almacenamiento para optimizar la curva de carga y beneficiarse de las diferencias tarifarias;
  • Aprovechar la financiación verde o los incentivos fiscales para reducir la carga de inversión inicial;
  • Simplificar el diseño de conexión a red evaluando las condiciones locales de acceso para acortar los plazos de aprobación.

Un diseño de sistema racional no solo mejora la eficiencia de generación sino que también se adapta mejor a las políticas públicas aumentando los beneficios reales.

Diseñar un sistema que maximice el aprovechamiento de las políticas públicas

Conclusión

En el contexto de la continua transición energética en Europa los beneficios a largo plazo de los sistemas fotovoltaicos comerciales e industriales ya no dependen únicamente de la inversión inicial sino que resultan de una optimización profunda del diseño del sistema de la gestión operativa y de la adaptación a las políticas públicas. Al elegir equipos más duraderos integrar sistemas de almacenamiento aumentar la tasa de autoconsumo y aprovechar racionalmente los mecanismos de precios eléctricos y los incentivos estatales las empresas no solo pueden controlar eficazmente los costos operativos sino también asegurar retornos estables frente a las fluctuaciones de precios y cambios en las subvenciones. En el futuro solo los sistemas con diseño visionario y estrategias flexibles podrán lograr verdaderamente el objetivo de “bajo mantenimiento y alta rentabilidad” convirtiéndose en activos estratégicos clave para las empresas.

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Referencias:

European Commission. EU Emissions Trading System (EU ETS) – 2024 Carbon Market Report. Retrieved from https://climate.ec.europa.eu/news-your-voice/news/2024-carbon-market-report-stable-and-well-functioning-market-driving-emissions-power-and-industry-2024-11-19_en

European Commission. Renewable Energy Directive – Targets and Rules. Retrieved from https://energy.ec.europa.eu/topics/renewable-energy/renewable-energy-directive-targets-and-rules/renewable-energy-directive_en

International Energy Agency (IEA). REPowerEU Plan: Joint European Action on Renewable Energy and Energy Efficiency. Retrieved from https://www.iea.org/policies/15691-repowereu-plan-joint-european-action-on-renewable-energy-and-energy-efficiency

Ember. EU Member States Target 66% Renewable Electricity by 2030. Retrieved from https://ember-energy.org/latest-updates/eu-member-states-target-66-renewable-electricity-by-2030-slightly-short-of-the-repowereu-69-goal/

AP News. EU Lawmakers Approve Renewable Energy Target Increase. Retrieved from https://apnews.com/article/6d1a3183a8e84c111146e9db703a13f7

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