Vivir sin conexión a la red eléctrica es un sueño para algunos y una pesadilla para otros. La sola idea de tener que controlar el consumo de energía es suficiente para desanimar a la mayoría de la gente. Sí, cuando disponemos de una gran cantidad de comodidades modernas que consumen energía durante todo el día y toda la noche, vivir sin conexión a la red eléctrica no es una tarea fácil, pero es muy gratificante.
Las personas eligen vivir sin conexión a la red eléctrica por diversas razones: para ser autosuficientes, para alejarse de la sociedad, para reducir su huella medioambiental… o, por supuesto, para prepararse para el apocalipsis zombi que se avecina.
Pero desconectarse de la red no es solo una cuestión de vivir según tus ideales: en un lugar remoto, puede ser más rentable instalar un sistema eléctrico autónomo fuera de la red en lugar de tender cables para conectarse a la red, lo que puede costar entre 10 000 y 30 000 dólares por kilómetro de cable o, en muchos casos, incluso más.
Tanto si tu sueño es totalmente ecológico (100 % renovable) como si no (100 % con un generador de gas) o una opción híbrida que se encuentre en algún punto intermedio, puedes encontrar una solución de energía fuera de la red que se adapte a tus necesidades. En esta guía, nos centramos en los sistemas de energía renovable y las fuentes de energía para que puedas hacerte una idea de cómo suministrar de forma sostenible tanto la electricidad como la calefacción a tu hogar. A partir de ahí, podrá comparar los sistemas para encontrar la configuración más adecuada para usted.
Partes de un sistema de energía fuera de la red
En primer lugar, veremos las múltiples partes de un sistema fuera de la red para que vea cómo se ensambla todo. Un sistema de energía fuera de la red (también conocido como sistema de energía autónomo) funciona independientemente de la red eléctrica principal para proporcionar energía. Incluye varios componentes que generan, almacenan, regulan y distribuyen la electricidad.
Fuente de energía: todo comienza con la fuente. El sol, el agua, el viento, la biomasa, los residuos… Estas fuentes de energía renovable son como el alimento que le das a tu cuerpo. Sin ellas, no podemos vivir. Sin la fuente de energía, nuestros sistemas de energía autónomos no funcionarían.
Sistema energético: ya sea energía solar fotovoltaica, turbinas eólicas o microturbinas hidráulicas, estas fuentes de energía renovable recogen la energía del entorno y la convierten en electricidad.
Inversor: los sistemas de energía autónomos generan electricidad de corriente continua (CC). Dado que la mayoría de los electrodomésticos y dispositivos de nuestro hogar utilizan corriente alterna (CA), existe una incompatibilidad. Aquí es donde entra en juego el inversor. Al igual que un traductor escucha una conversación en español y la traduce al inglés, el inversor convierte la electricidad de CC en CA para que todos sus electrodomésticos puedan funcionar.
Sistema de distribución: son las tripas del sistema: el cableado, los interruptores y los disyuntores necesarios para distribuir la electricidad desde la fuente de energía, las baterías o el generador para alimentar su hogar y sus electrodomésticos.
Monitorización y control: el cerebro del sistema. Desempeñan un papel importante, ya que controlan el funcionamiento del sistema y, en segundo plano, también monitorizan la producción y el consumo de energía, gestionan la carga de las baterías y ajustan la configuración para un funcionamiento más eficiente desde el punto de vista energético. Si está conectado a la red eléctrica, también necesitará un contador para medir la electricidad que consume de su propia fuente de energía en comparación con la de la red. Además, si comparte el exceso de energía con la red, un contador especial le permitirá medir la cantidad que consume de la red en comparación con la cantidad de energía que utiliza de la red, con fines de equilibrio.
Componentes de seguridad: este equipo protege su sistema, su hogar, sus dispositivos y a usted mismo. El equipo de puesta a tierra conecta literalmente su sistema a tierra, como una «vía de escape» para el exceso de electricidad cuando el sistema se sobrecarga (por ejemplo, durante una subida de tensión provocada por un rayo). Piense en un globo: tiene una capacidad limitada y, si intentamos soplar más aire, explotará. Añadir un pequeño orificio al globo permite que el exceso de aire escape sin que el globo explote, y así es más o menos como funcionan los equipos de puesta a tierra.
Controlador de carga: dado que los sistemas autónomos necesitan una fuente de alimentación de reserva cuando no sopla el viento o no brilla el sol, un controlador de carga es un componente necesario (a menos, por supuesto, que decida no tener electricidad durante largos periodos del día). Este dispositivo regula el voltaje y la corriente que fluye entre la fuente de energía (por ejemplo, los paneles solares) y las baterías, evitando que estas se sobrecarguen y garantizando una carga eficiente.
Banco de baterías: otro componente esencial de los sistemas de energía autónomos, ya que almacenan la electricidad para su uso posterior o para momentos en los que la fuente de energía funciona pero la demanda es mayor que el suministro. El banco de baterías tiene el tamaño necesario para proporcionar la energía suficiente para satisfacer sus necesidades energéticas. Suele ser la parte más costosa del sistema.
Generador de respaldo: algunas soluciones de energía fuera de la red incorporan un generador de respaldo, otras no. Por lo general, se utilizan en lugares con recursos energéticos limitados o para superar un período de baja producción de energía prolongado. Además de proporcionar energía de respaldo directamente, también se pueden utilizar para recargar las baterías. Si la batería es lo suficientemente grande, no es necesario, pero, por otra parte, el almacenamiento en baterías es costoso.
7 soluciones de energía fuera de la red
Esta lista presenta siete soluciones para suministrar energía a su hogar fuera de la red. Presenta tres de los sistemas de energía fuera de la red más comunes que proporcionan electricidad. Más adelante presentamos soluciones de energía fuera de la red que proporcionan calor y, por último, otra opción que resulta útil para quienes solo necesitan una pequeña dosis de electricidad.
Sistemas de energía fuera de la red para electricidad
1. Energía solar
La energía solar fotovoltaica (también conocida como energía solar fotovoltaica o paneles solares) genera energía a partir de la luz del sol. Cuando la luz solar incide sobre el panel solar, las células fotovoltaicas del interior del panel captan la luz y la convierten en electricidad. Esta electricidad se puede almacenar en baterías para su uso posterior. También puede convertir sus paneles en una fuente de ingresos compartiendo el exceso de energía con la red, si está conectado a ella.
Los paneles solares son la forma más común y fácilmente disponible de energía renovable para los propietarios de viviendas que no están conectados a la red eléctrica. Su instalación puede ser costosa, pero con el auge de la vida ecológica, muchos gobiernos ofrecen descuentos e incentivos para sistemas de energía solar como estos.
A la hora de elegir una fuente de alimentación fuera de la red, la energía solar fotovoltaica es la opción preferida por la mayoría de las personas. Es una gran opción, pero tiene sus limitaciones. En primer lugar, es una fuente de energía intermitente que solo proporciona energía durante el día. Y si vives en un lugar como la costa oeste, donde el cielo suele estar nublado, o en un bosque sombreado, no generarás demasiada electricidad. Además, la energía solar solo proporciona electricidad, por lo que no es una solución integral si quieres calentar tu hogar.
Con el rápido aumento de la producción de energía solar fotovoltaica en los últimos años, los costes se han reducido, lo que la convierte en una opción mucho más asequible. Hay muchas opciones entre las que elegir, incluidos kits de energía solar a pequeña escala fuera de la red. Ahora hay múltiples formas de compartir la electricidad si no quieres guardarla para ti en tu banco de baterías. Puedes venderla a la red o distribuirla a través de un sistema de intercambio entre pares mediante una microrred comunitaria; Sonnen es uno de los mayores ejemplos de esto.
Un sistema fotovoltaico no es la única forma de aprovechar la energía del sol. Los calentadores de agua solares (a veces denominados sistemas solares de agua caliente sanitaria) también utilizan la energía del sol para calentar el agua de su hogar. Existen en muchas configuraciones diferentes y algunos pueden ser más eficaces que otros, dependiendo de la ubicación de su vivienda. En cualquier caso, vivir fuera de la red no tiene por qué significar hervir agua para darse un buen baño caliente.
Por último, una cocina solar es una forma interesante y divertida de cocinar. Concentran el calor del sol en su material reflectante, calentando los alimentos a temperaturas seguras.
2. Energía eólica
Una turbina eólica utiliza unas palas que captan el viento y hacen girar un rotor, que acciona un generador y produce electricidad. La energía eólica tiene una larga historia que demuestra su eficacia: hace más de 1000 años aparecieron los primeros molinos de viento y la primera turbina utilizada para generar electricidad se remonta a 1887.
Las turbinas eólicas modernas pueden ser de eje horizontal (HAWT), que son las que vemos habitualmente, o de eje vertical (VAWT), que a menudo se parecen a batidoras de huevos. Este último tipo es mucho menos común, ya que no son tan eficientes como las HAWT y, al no ser tan habituales, no hay tanta variedad donde elegir. Sin embargo, tienen la ventaja de ser omnidireccionales, por lo que pueden captar el viento desde todas las direcciones. Su diseño también es mejor para velocidades de viento bajas.
El principal inconveniente de la energía eólica es que el viento no es fiable. Varía en función del lugar donde se viva e, incluso en el mismo lugar, cambia de un día para otro según las condiciones meteorológicas. Aunque se pueden almacenar cantidades limitadas de energía eólica en baterías para su uso posterior, es importante contar con un plan de contingencia si se depende de la electricidad generada por una turbina eólica.
Para los hogares que están conectados a la red eléctrica, existen programas gubernamentales que ofrecen incentivos para utilizar fuentes de energía verde, y puede haber oportunidades de obtener descuentos si se comparte la energía eólica con la red.
3. Microenergía hidráulica
Al igual que las turbinas eólicas, las palas de las turbinas hidráulicas captan el agua en movimiento, que hace girar el rotor de la turbina y acciona un generador. El ejemplo más común es una presa hidroeléctrica que deja caer el agua sobre enormes turbinas y genera energía hidráulica para comunidades enteras.
Las turbinas hidráulicas para viviendas autónomas son, obviamente, más pequeñas y, por desgracia, se limitan a viviendas situadas cerca de masas de agua en movimiento. El agua es más fiable que el viento, pero se necesita una cierta cantidad de fuerza cinética para hacer girar las turbinas, y es difícil encontrar suficiente agua en movimiento para generar esa fuerza en la mayoría de los lugares. El resultado es que la energía hidráulica autónoma es una opción menos común que la solar o la eólica.
Fuentes de energía autónomas para calefacción
4. Bombas de calor (geotérmicas y aerotérmicas)
Las bombas de calor se están convirtiendo en una forma popular de calentar y refrigerar el hogar gracias a su eficiencia. Funcionan según el mismo principio que un aire acondicionado o un frigorífico, pero en lugar de solo refrigerar, también pueden calentar un espacio y satisfacer las necesidades de agua caliente. Los dos tipos más comunes de bombas de calor son las aerotérmicas (las más comunes con diferencia) y las geotérmicas (también conocidas como geotérmicas).
Las bombas de calor de aire funcionan extrayendo el calor del exterior y transfiriéndolo a un fluido intercambiador de calor (refrigerante o agua) para luego liberarlo dentro de la vivienda. En verano, extraen el calor del interior y lo liberan al exterior.
Las bombas de calor geotérmicas hacen lo mismo, excepto que extraen el calor del subsuelo, lo que es más eficiente, ya que la Tierra, por debajo de la línea de congelación, tiene una temperatura constante y fiable de 10 grados centígrados (50 grados Fahrenheit). Aunque son más eficientes que las bombas de calor con fuente de aire, los sistemas geotérmicos tienen un coste inicial mayor. Sin embargo, a largo plazo, el ahorro compensa la inversión.
Las bombas de calor son más eficientes que otros sistemas de calefacción: con una relación de eficiencia de aproximadamente 3:1, producen aproximadamente tres veces más energía de la que consumen. Pueden ser tan eficientes porque utilizan el calor ya existente en el entorno en lugar de producirlo mediante combustión (por ejemplo, quemando gas natural o petróleo).
Las bombas de calor utilizan electricidad. Mucha. Por lo tanto, para una instalación renovable fuera de la red, sería necesario disponer de un sistema fotovoltaico para alimentar la bomba de calor. Suponiendo que su sistema solar sea lo suficientemente potente, estos dos sistemas le proporcionarían toda la electricidad, la calefacción/refrigeración y el agua caliente.
Existen otros tipos de sistemas de calefacción que funcionan con electricidad, pero aquí hemos destacado las bombas de calor debido a su alta eficiencia.
5. Biomasa / Biogás
Las calderas de biomasa utilizan la combustión de materiales orgánicos como astillas de madera, pellets, leña, paja (y otros productos agrícolas) y residuos sólidos urbanos para generar calor, electricidad o ambos.
El biogás, por su parte, toma materiales orgánicos húmedos como el estiércol animal, los residuos alimentarios o los residuos agrícolas y los descompone con microorganismos en un entorno anaeróbico (sin oxígeno) para producir biogás (una mezcla de metano y dióxido de carbono) que puede quemarse para obtener calor o convertirse en electricidad.
Se considera una fuente de energía renovable, ya que los materiales orgánicos que se introducen en el sistema se reponen de forma natural. Sin embargo, el impacto medioambiental depende de una serie de factores, como el tipo de biomasa utilizada, la forma en que se recolecta y la eficiencia del proceso de conversión. Por ejemplo, los bosques gestionados de forma sostenible pueden servir como fuente de combustible de biomasa sin agotar los recursos naturales, mientras que el uso de residuos agrícolas o residuos orgánicos puede ayudar a reducir los residuos que van a parar a los vertederos y las emisiones de metano.
Las calderas de biomasa funcionan con una eficiencia aproximada del 90 %, lo que está a la altura de las calderas de gas de alta eficiencia que se comercializan en la actualidad. Para los propietarios de viviendas que desean un sistema de calefacción sencillo y fiable, una estufa de pellets u otra caldera de biomasa puede ser una buena opción, especialmente si disponen de un suministro local de combustible procedente de bosques gestionados de forma responsable, y más aún si pueden obtener ese combustible de su propia tierra.
Sin embargo, la quema de madera tiene algunas desventajas. La primera es la cantidad de contaminantes que emite al aire. Esto es especialmente problemático si se vive en una ciudad o cerca de ella (aunque la mayoría de los propietarios de viviendas autónomas no lo hacen), ya que los contaminantes como las partículas en suspensión y los COV son más problemáticos en la ciudad. Aunque se pueden plantar árboles como nuevos sumideros de carbono para sustituir a los que se talan, al quemar madera se acelera la velocidad a la que esas emisiones de CO2 entran en la atmósfera. Además, si se corta la propia leña, supone mucho trabajo, aunque los propietarios de fincas no son ajenos al trabajo y puede ser una buena forma de hacer ejercicio.
Existe cierto debate sobre lo perjudicial que es quemar madera en comparación con los combustibles fósiles. Depende de factores como la distancia de transporte, el refinado del combustible, la eficiencia del sistema de calefacción, etc. Por un lado, si se recoge madera muerta de la propia finca y se está lejos de la civilización, el impacto sobre el medio ambiente será muy diferente al de un urbanita que quema madera no local. Del mismo modo, se pueden hacer diferentes comparaciones entre la quema de combustibles fósiles y la de madera.
Existen tipos de biomasa y sistemas de biogás que pueden proporcionar tanto calor como electricidad, lo que parecería ideal para quienes viven fuera de la red, pero la realidad es que son caros y su mantenimiento es costoso.
6. El fuego
El fuego fue la primera fuente de energía de la humanidad y, a día de hoy, sigue siendo increíblemente útil. Se puede utilizar para calentar, cocinar, iluminar, despejar terrenos, incinerar residuos, entre otros muchos usos, lo que lo convierte en una fuente de energía muy importante para quienes viven fuera de la red.
Aunque la leña se puede quemar en calderas de biomasa con fuego, mencionamos esta opción por separado debido a sus múltiples aplicaciones y a su sencillez. El fuego se puede utilizar para generar calor, cocinar, etc. Todo lo que se necesita es leña y una cerilla. No hay nada más sencillo ni más fiable para vivir sin conexión a la red eléctrica, ya que es muy probable que en su propiedad haya árboles que siempre podrá utilizar como combustible.
Una estufa de leña es un elemento fundamental para un estilo de vida fuera de la red. Es una fuente de calor eficaz, especialmente adecuada para casas pequeñas, que mantendrá el hogar caliente durante las estaciones más frías. También puede sustituir a una cocina eléctrica o de gas cuando se necesita cocinar o hervir agua en una tetera.
El calor radiante de una estufa de leña también puede secar la ropa que haya colgado en el interior en días fríos o húmedos.
Algunas formas de fuego controlado en el exterior, como una barbacoa de carbón, un fogón o un horno subterráneo (a veces llamado horno de tierra) también son alternativas eficaces a la cocina eléctrica o de gas. Son especialmente útiles en climas cálidos, cuando encender una estufa de leña en el interior solo haría que su hogar se calentase demasiado.
Estas formas de fuego también ofrecen oportunidades de entretenimiento o conexión: hay algo especial en reunirse alrededor del fuego con malvaviscos o en hacer una barbacoa frente a un horno subterráneo.
Por último, pero no menos importante, las velas y las linternas pueden proporcionarte luz cuando no tienes electricidad por cualquier motivo.
Sistema de energía a pequeña escala fuera de la red
7. Inversores de potencia para cargar dispositivos pequeños
Si has simplificado tu instalación fuera de la red a una simple estufa de leña para cocinar y calentar, ¡ya tienes resuelta la vida fuera de la red! Sin embargo, en el siglo XXI se ha vuelto difícil vivir sin electricidad debido a nuestra adicción a Internet. Y dependiendo de dónde vivas, es difícil vivir sin un coche. Por suerte, existe una solución energética que combina ambas dependencias: el inversor de corriente.
Los propietarios de viviendas utilizan inversores de corriente en sus coches para cargar pequeños dispositivos (como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y tabletas) mientras hacen recados. Es una forma muy eficiente de aprovechar el vehículo. Los coches son como grandes generadores, ya que cargan la batería mientras funcionan, por lo que puedes aprovechar esto utilizando simultáneamente la batería como fuente de alimentación para tus pequeños dispositivos.
Si eres un granjero, probablemente no usarás tus dispositivos con mucha frecuencia, ya que estarás ocupado con el mantenimiento de los cultivos o los animales, vaciando el retrete de compostaje, cocinando, limpiando y otras tareas. Por lo tanto, el humilde inversor de corriente podría ser el único sistema de energía autónomo que necesitarás.
