¿Qué son los costes operativos de una instalación fotovoltaica sobre cubierta?

Por Andrés Muñoz

Tras años de barreras a la tecnología, España por fin se prepara para el despegue definitivo del autoconsumo solar, tanto a nivel residencial como industrial. El RDL 15/2018 y el RD de Autoconsumo, publicados a finales de 2018, suponen una modificación radical respecto a la normativa anterior y promueven un marco de actividad según las indicaciones de la Directiva Europea de Energías Renovables con el fin de establecer una seguridad jurídica, el derecho al autoconsumo sin cargos y una simplificación administrativa. Pilares fundamentales para impulsar el autoconsumo fotovoltaico.

A ello hay que añadirle la alta competitividad del mercado, que ha conseguido disminuir los costes de instalación, de operación y de mantenimiento de las instalaciones solares, de modo que el retorno a la inversión se reduzca considerablemente. La energía generada por la tecnología fotovoltaica es ya más económica que la energía generada por plantas de combustibles fósiles, en términos de LCOE (Levelized Cost of Energy*). Según las últimas estimaciones de IRENA, la tecnología será, en este año 2020, aún más barata. También, según Bloomberg New Energy Finance (BNEF), los costes de la fotovoltaica seguirán disminuyendo un 34% hasta el año 2030.

La energía solar fotovoltaica ha sido la tecnología que más ha reducido sus costes en la última década, con un descenso aproximado del 77% entre los años 2010 y 2018. Al inicio de la década, su coste por MWh generado se situaba por encima del de los combustibles fósiles. Se igualó en el 2014, y comenzó en 2018 a ser más competitivo que la generación con carbón y/o gas natural. Esta disminución en los costes ha venido propiciada, principalmente, por la bajada de precios de los módulos fotovoltaicos, que ha disminuido casi un 90% desde principios del 2010. No obstante, la reducción de los costes operativos también ha sido un factor clave en el aumento de la competitividad de la tecnología.

Una de las virtudes de la tecnología fotovoltaica es que es modular lo que permite realizar instalaciones de pequeño tamaño a un coste* muy competitivo facilitando la competitividad de nuestras empresas a largo plazo.

Dentro de las variables económicas que definen la inversión encontramos el PAYBACK, que calcula el retorno a la inversión, es decir el tiempo que tardará en recuperarse la inversión en la instalación fotovoltaica. Respecto a este cálculo, se debe considerar que la factura eléctrica se reducirá en sus dos términos, el conocido como fijo, correspondiente al precio que se paga por potencia contratada, y el variable, correspondiente al coste de la energía consumida. En el sector industrial, se considera tan importante reducir los costes de inversión inicial (CAPEX), como hacerlo con los costes operacionales (OPEX), para mantener un bajo coste del kWh.

El LCOE es el valor neto del coste unitario de la energía generada por un activo durante su vida útil.

En el caso del autoconsumo, el plazo de recuperación de la inversión (PAYBACK) de la instalación es uno de los factores más tenidos en cuenta por las empresas pero no debería ser el único para la toma de decisión de llevar a cabo el proyecto. Por la longevidad de este tipo de activos, esta variable económica, fácilmente entendible y práctica, puede no ser la más acertada a la hora de valorar si esta inversión es más interesante o no que otras, con las que compiten a la hora de decidir la dedicación del capital disponible. Al ser una inversión a largo plazo lo importante son los flujos económicos que quedan, en forma de ahorro, una vez recuperada la inversión y debido a ello toman protagonismo los costes operativos que recogen los servicios necesarios para que la instalación produzca la energía prevista en el caso económico de la fase de proyecto.

¿Qué es el coste operativo y por qué es importante?

El coste operativo de una instalación de autoconsumo fotovoltaico, u OPEX, hace referencia al capital necesario para mantener y/o mejorar los activos de la propia instalación. Una instalación sobre cubierta cuenta con los siguientes componentes que requieren de un mantenimiento: los módulos fotovoltaicos, y las estructuras de soporte, principalmente. También el cableado y las protecciones requieren de un cierto control, pero su impacto en el OPEX es mucho menor que cualquier problema asociado a uno de los primeros componentes. Los más costosos y cuyo mantenimiento repercuten más en el OPEX son los módulos y los inversores.

El precio de la electricidad en el mercado español es volátil, depende de diversos factores. Parece razonable pensar en una tendencia a disminuir año tras año por la aportación, cada vez mayor, de las renovables al mix energético, pero este pronostico podría ser erróneo debido a la varible demanda, debido a electrificación del conjunto el sector energético con significativamente más peso que el eléctrico actualmente. Nos estamos refiriendo a la energía dedicada a movilidad, que progresivamente pasará a ser eléctrica mediante el coche y autobús eléctrico, y la dedicada a calentar nuestros edificios, uso térmico, que pasará de estar actualmente dominada por el gas a ser eléctrica mediante los sistemas de aerotermia.

Para maximizar la inversión se debe considerar como prioritario reducir los costes operativos, ya que la compensación que se recibe por el excedente vertido a la red, en el caso de instalaciones conectadas, es difícil de predecir a largo plazo. En los últimos 5 años, el precio medio de la electricidad se ha situado en torno a los 45 €/MWh de media, habiendo alcanzado valores de 80 y de 20, según el mes.

Para conocer los costes asociados a la operación y mantenimiento (O&M) es indispensable llevar a cabo un plan de mantenimiento con el objetivo de mejorar la confiabilidad en los equipos, reduciendo la probabilidad de que uno de ellos falle en un intervalo de tiempo que suele corresponder con la vida útil de una instalación, que, según algunos últimos informes, como el del International Centre for Settlement of Investment Disputes (ICSD), puede alcanzar los 35 años.

Del mismo modo, mediante las labores de O&M se debe mantener un rendimiento óptimo en el funcionamiento de los componentes, de manera que la producción energética no se vea alterada. La mejor manera de reducir el OPEX asociado a las operaciones en los componentes es seguir las instrucciones de los fabricantes para intentar mantener los parámetros óptimos de sus rangos de temperatura y/o voltaje de trabajo, con el fin de asegurar un buen rendimiento de éstos.

El modo adecuado de mantener estos parámetros y, en consecuencia, disminuir los costes operativos, es realizando los tres planes de mantenimiento más eficaces; el predictivo, el preventivo y el correctivo. Con ellos, la vida útil de los componentes podrá mantenerse, al menos, hasta el tiempo ofertado por el fabricante.

Mantenimiento de las instalaciones generadoras

Podemos clasificar el mantenimiento de una instalación fotovoltaica según tres tipos:

1. Predictivo
2. Preventivo
3. Correctivo

Mantenimiento Predictivo

Hace referencia a aquel que permite anticipar un posible fallo de algún componente o equipo antes de que suceda. Se puede llevar a cabo cuando se dispone de pruebas como registros históricos y de un sistema de monitoreo capaz de analizar, de manera continua, los parámetros de operación de los equipos de la instalación.

Supone un elevado coste inicial, principalmente por el monto destinado a la monitorización. Sin embargo, se trata de uno de los 2 tipos de mantenimiento que permite mayor control del OPEX.

Mantenimiento Preventivo

Contempla el conjunto de actividades programadas para evitar fallos en los equipos a causa del desgaste, a corto y medio plazo, de sus componentes.

Las actuaciones dirigidas a la prevención deben afectar lo mínimo posible a la producción de la instalación fotovoltaica, por lo que se deben minimizar los paros innecesarios de generación mientras se llevan a cabo las labores. Estas labores de mantenimiento cubren las instalaciones eléctricas, civiles, de comunicaciones y de medición, suelen realizarse semestralmente, y contemplan algunas actividades como:

• Comprobación de protecciones eléctricas
• Comprobación del estado de los módulos
• Comprobación del estado de los inversores
• Comprobación del estado mecánico de los cables y de sus conexiones

Mantenimiento Correctivo

Se refiere al conjunto de actuaciones no programadas que se ejecutan a causa de una falla y que son necesarias para corregir un problema de funcionamiento.

Se suelen aplicar en aquellos equipos que no afectan de manera directa a la producción energética, como por ejemplo estructuras y cableado. El coste de estas reparaciones es bajo en comparación con su mantenimiento preventivo.

Dependiendo del fallo, se analiza la necesidad de parar toda la instalación o de aislar solo el equipo dañado, reduciendo al mínimo las pérdidas económicas debido al paro de la producción. El buen mantenimiento preventivo puede llegar a evitar actividades correctivas.

Seguros en instalaciones solares

Para compensar la diferencia entre el rendimiento estimado de la instalación y el rendimiento anual obtenido, a causa de problemas en los equipos, existen aseguradoras que garantizan el pago de la diferencia asociada a problemas como los que se mencionan a continuación:

• Garantías que cubren los costes asociados a los daños causados por incendios, explosiones y/o pedriscos. Efectos climáticos adversos como tormentas, granizo o nieve, por ejemplo, pueden causar daños importantes a los módulos solares. Estos factores pueden provocar la rotura del vidrio del panel solar, de la celda y microgrietas, que disminuyen el rendimiento del panel. En caso de tormentas, los rayos pueden causar diodos defectuosos y quemar cajas de conexiones.
• Garantías que cubren los costes asociados a los desperfectos ocasionados en las instalaciones eléctricas, tales como líneas de conducción, maquinaria y aparatos eléctricos. Estas fallas suelen ser causadas por cortocircuitos, corrientes anormales o causas relacionadas con su funcionamiento y sus repercusiones puedes ser muy graves.
• Garantías que aseguren el retorno económico de los componentes y equipos dañados por la rotura de la maquinaria a causa de fenómenos meteorológicos como vientos extremos, que no pueden ser previstos y que aumentan el OPEX al desplazar maquinaria y componentes. El coste es mayor cuando la estructura de la cubierta también se ve afectada.

Otro tipo de garantías que pueden asegurar la inversión de la instalación son los seguros por robo o expoliación, o por actividades de vandalismo, tales como pintadas en las estructuras o en los paneles.

Por otro lado, existen riesgos que no se pueden asegurar, como el que garantice la remuneración a causa de una inferior cantidad energética producida respecto a los planes del proyecto inicial, o el deterioro de los equipos por el paso del tiempo. Para mitigar los efectos de ambos riesgos, los planes de mantenimiento ayudarán a controlar las reducciones de producción energética causadas por el envejecimiento de los equipos.

Resumen de los costes operativos de una instalación fotovoltaica

Los costes operativos de las instalaciones solares sobre cubierta hacen referencia al conjunto de acciones que tienen como objetivo mantener la integridad y el buen funcionamiento de los equipos, con el fin de asegurar un alto rendimiento energético de la instalación. El OPEX es el encargado de que los activos funcionen dentro de sus parámetros de fábrica y puedan completar su vida útil dotando a la instalación solar de un adecuado funcionamiento.

Si bien el cálculo de estos costes no puede determinarse en exactitud antes de llevar a cabo un proyecto, pues dependerá de diversos factores, si se puede asegurar que éstos sean reducidos al máximo con planes de vigilancia de los parámetros de los equipos y planes de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo. En la mayoría de las ocasiones, una alta inversión en el CAPEX puede asegurar que el OPEX se reduzca y viceversa.

De este modo, la instalación podrá obtener un alto nivel de servicio, una vida útil prolongada y una reducción de gastos inútiles ocasionados por pérdidas y/o depreciación de los componentes.

Redacción:
Ing. Andrés Muñoz, en exclusiva para SOLARFAM
Dir. Ejecutivo de Infoenergética