Construir una casa autosuficient amb bateries Tesla

Fa uns dies, diversos membres de l’equip de Slow Studio vam estar veient el documental de Leonardo DiCaprio i National Geographic sobre el canvi climàtic Before the flood.

És un documental molt recomanable per a tots aquells que teniu una certa inquietud per la vida ecològica i sostenible, que penseu que realment el canvi és possible i que tots tenim la nostra part de responsabilitat.

Tot i que en alguns moments és descoratjador i sents que és molt difícil que en sortim, sí que hi ha un rerefons positiu o una intenció de motivar el canvi i, entre altres històries de promotors del canvi, DiCaprio visita Elon Musk, cofundador i principal cara visible de l’empresa Tesla Motors.

Tesla és una empresa pionera en la fabricació de cotxes elèctrics que també s’està posicionant en el sector de les bateries domèstiques i que pretén revolucionar la manera com produïm i consumim energia.

La visita de DiCaprio a la primera megafàbrica de Tesla i l’entrevista al seu fundador, Elon Musk, no ens van deixar indiferents: realment, com a arquitecte, creus que això és una revolució en tota regla.

I és que, si poguéssiu entendre com de frustrats ens sentim amb l’aprovació de lleis al nostre país que penalitzen l’autoconsum, concretament el controvertit Impost al Sol, que penalitza les instal·lacions de generació d’energia fotovoltaica domèstica fins al punt que se’n posa en dubte la rendibilitat en un habitatge particular, us faríeu una idea de les esperances que tenim en aquest tipus de sistemes d’emmagatzematge domèstic d’energia.

Però, per què és tan important poder emmagatzemar l’energia elèctrica?

Doncs precisament per això: perquè fins avui no és possible, a escala domèstica, emmagatzemar energia a un cost assequible per a una família estàndard. Si poguéssim emmagatzemar l’energia que produïm mitjançant plaques fotovoltaiques, la podríem consumir quan la necessitem, és a dir, quan arribem a casa a la nit, que és quan ja no hi ha sol.

Això ens convertiria en autosuficients de debò, en el sentit que podríem viure amb l’energia que ens envia el sol.

Avui dia, en el moment en què generem energia (durant el dia) solem ser fora de casa treballant i, per tant, l’hem d’abocar a la xarxa elèctrica; i a la nit, quan arribem a casa i volem dutxar-nos, cuinar i veure la televisió, és quan les nostres plaques no generen energia i, aleshores, hem de consumir electricitat de la xarxa. Fins fa pocs anys aquest sistema estava subvencionat i les companyies elèctriques t’havien de pagar com a productor per abocar energia.

Doncs bé, amb l’aprovació de l’Impost al Sol, ja no només no ens paguen per l’energia abocada, sinó que, per ser justos i solidaris, hem de pagar per fer servir la xarxa per cada kW que hi aboquem, a més de pagar una taxa fixa com a fàbrica d’energia.

Emmagatzemar l’energia solar en una bateria

El sol és la font renovable i gratuïta per excel·lència. En termes de potència, el sol ens envia en tan sols 14 segons i mig la mateixa energia que consumim l’espècie humana a la Terra en un any.

Per aquest motiu, avui volem fer un salt cap al futur i explicar-vos com serà una casa autosuficient amb bateries Tesla.

Tot i que Tesla és una marca comercial i podríem parlar simplement de bateries —i us prometem que Tesla no patrocina aquest article—, sí que és cert que la inversió i l’aposta ferma d’aquesta empresa, en concret, per l’autoconsum en habitatges mitjançant bateries domèstiques l’han convertida en la millor posicionada a escala mundial, ara mateix, per fer viable l’emmagatzematge d’energia a nivell domèstic a un preu assequible per a la gran majoria de persones.

Per aquest motiu ens declarem fans absoluts de Tesla i, tot i que no és la nostra tònica habitual, escrivim un post esmentant marques i sistemes concrets.

Com funciona una casa amb bateries Tesla?

A nivell domèstic, bàsicament hi ha dues maneres d’aconseguir electricitat de manera eficaç. La primera és mitjançant aerogeneradors —que treballen amb el vent— i la segona és amb plaques fotovoltaiques —que generen electricitat a partir de la radiació solar—.

Cada sistema té els seus avantatges i desavantatges i caldrà valorar quin és més eficient en cada cas particular.

Aerogeneradors

Un aerogenerador és un dispositiu elèctric amb una turbina que converteix l’energia cinètica del vent —l’energia del moviment— en energia elèctrica.

Explicat de manera senzilla, un aerogenerador està format per un o diversos molins de vent a petita escala que es poden instal·lar en un habitatge i que s’orienten automàticament en funció d’un penell que porten incorporat. A més, disposen d’un sistema de seguretat per evitar danys.

Un aerogenerador Bornay, per exemple, comença a actuar a partir d’una velocitat del vent de 3,5 metres per segon —12,6 km/h—. Amb vents forts superiors a 14 m/s, les pales canvien la seva posició i l’aerogenerador es frena per evitar tensions excessives.

Plaques fotovoltaiques

Les plaques fotovoltaiques són el sistema més utilitzat per generar electricitat i també el més adequat per construir una casa autosuficient amb bateries Tesla.

Abans de res, és important recordar que no s’han de confondre les plaques fotovoltaiques amb les solars. Aquestes últimes són segurament les més comunes, però no generen electricitat sinó aigua calenta. Aquesta aigua s’emmagatzema en dipòsits o s’utilitza directament per a ACS —aigua calenta sanitària— o per a sistemes de climatització com el terra radiant.

Les plaques fotovoltaiques, en canvi, són capaces de generar un corrent elèctric a partir dels raigs solars que els arriben. Per descomptat, la quantitat de plaques, la seva posició i la seva orientació tindran una gran importància en la seva eficiència.

Amb els panells fotovoltaics també podem arribar a emmagatzemar energia a l’aigua. Tot i que es tracta d’un sistema poc estès, pot ser d’utilitat quan la demanda d’energia elèctrica no és gaire alta. En aquest cas, l’electricitat captada pels panells s’envia directament a una bomba de calor o a una màquina d’aerotèrmia que escalfa l’aigua.

Com funcionen les plaques fotovoltaiques?

El funcionament de les plaques fotovoltaiques es basa en la conversió de la radiació solar en energia elèctrica.

Les plaques estan formades per una o més làmines d’un material semiconductor que es recobreix amb un vidre per reduir les pèrdues de calor.

La majoria de cèl·lules són de silici i tenen rendiments d’entre el 14% i el 17%. També es fabriquen «cèl·lules de segona generació» més barates però amb rendiments menors, del 10% al 12%, i últimament s’està treballant amb sistemes amb rendiments d’entre el 25% i el 30%, però encara a uns preus força alts.

La llum del sol està composta per fotons —una partícula present en totes les radiacions— que incideixen en les cèl·lules fotovoltaiques dels panells. Quan això passa, els fotons interaccionen amb els electrons que hi ha a les plaques i, d’aquesta manera, els electrons s’alliberen i circulen a través del material. Aquest moviment és el que genera l’energia elèctrica.

Com més intensa sigui la llum, més gran serà la quantitat d’electricitat generada. A més, no cal que arribi radiació directa, ja que en dies ennuvolats les plaques també funcionen.

L’impost al sol

L’any 2015, el Govern d’Espanya va aprovar la «Llei del sol». Hi s’estableix que aquells habitatges amb plaques fotovoltaiques que estiguin connectats a la xarxa hauran de pagar un impost segons els quilowatts que generin.

Concretament, el Govern va establir que caldria pagar 9 euros l’any per kW de potència generada, més un import variable en funció de l’energia abocada o consumida de la xarxa elèctrica, a la qual hem d’estar connectats si no disposem d’un sistema d’emmagatzematge d’energia mitjançant bateries per cobrir la demanda en les hores en què no disposem de sol, és a dir, durant la nit.

Segons l’executiu que va aprovar la llei, es tracta d’un peatge solidari per fer servir energia de la xarxa en els moments en què les plaques no generen energia i, en utilitzar la xarxa elèctrica, hem de contribuir al seu manteniment.

Tanmateix, l’energia sobrant que es genera en un habitatge s’aboca a la xarxa general de manera gratuïta, sense que el productor rebi res a canvi.

D’aquesta manera, un habitatge amb plaques fotovoltaiques connectat a la xarxa ha de pagar l’energia que consumeix de les elèctriques, més l’impost al sol, però no rep res per l’electricitat que aboca a la xarxa, com passava abans de l’aprovació de l’Impost al Sol.

A causa de la controvèrsia que va generar aquest impost, ara hi ha una proposta al parlament per derogar aquesta llei i no perjudicar els habitatges que vulguin generar la seva pròpia energia, tot i que està per veure si finalment tirarà endavant a curt termini, ja que no tots els partits de l’oposició van a l’una. Com sempre en temes polítics, no sol predominar el sentit comú i el bé comú, sinó els interessos particulars de cada partit polític i els pactes interns per aconseguir més o menys suports.

De tota manera, les directives europees van en la direcció completament oposada al Govern espanyol i esperem que no passin gaires anys abans que les autoritats europees comencin a posar-hi pegues, si no multes i penalitzacions, a la normativa espanyola en matèria d’autoconsum i producció d’energia neta i gratuïta com és l’energia solar.

Ara bé, què té a veure tot això amb construir una casa autosuficient amb bateries Tesla?

Bé, cal recordar que l’impost al sol s’aplica sempre que s’aboqui electricitat a la xarxa. Si volem construir una casa autosuficient amb bateries Tesla, podem desconnectar-nos completament de la xarxa general i ser autosuficients i, en aquest sentit, estarem exempts del pagament d’aquest impost.

Emmagatzemar energia mitjançant bateries

A l’hora de construir una casa autosuficient amb bateries Tesla, emmagatzemar l’energia serà el segon pas per aconseguir l’autosuficiència.

La quantitat de bateries que es necessiten en una casa depèn de la mida i de les necessitats energètiques de l’habitatge. En la majoria d’habitatges, una o dues bateries són suficients per abastir tota la casa.

Hi ha diverses empreses que fabriquen bateries domèstiques; entre elles, Tesla, Nissan i Solar Rocket són algunes de les marques pioneres del sector.

En aquest sentit, l’article d’avui està enfocat a les bateries Tesla, i és que, tot i que no som partidaris d’esmentar marques comercials als nostres posts, la realitat és que Tesla està trepitjant fort i s’està posicionant com una empresa capdavantera en la revolució sostenible amb la introducció de vehicles elèctrics i bateries a preus assequibles per al consumidor estàndard.

Per això, nosaltres apostem per aquesta empresa i dediquem un post a explicar-vos com funcionaran les cases amb aquest tipus de bateries que, si no hi ha cap novetat, arribaran a Europa al llarg d’aquest mateix any.

Una casa amb bateries Tesla

Tot i que les bateries Tesla es poden aplicar a diferents sistemes, fins i tot de fonts d’energia no renovables, estan pensades per treballar juntament amb una instal·lació de plaques fotovoltaiques.
La idea de Tesla és que la seva bateria es converteixi en un electrodomèstic més de l’habitatge, però que, en lloc de rentar plats o mantenir els aliments freds, emmagatzema l’energia que generem.

La bateria Tesla Powerwall 2

Powerwall 2 és l’últim model de bateria que Tesla té previst treure al mercat i s’espera que arribin a Europa les primeres unitats a final d’any.

La bateria Powerball 2 permet emmagatzemar el doble d’energia que el primer model Powerball 1 i pot alimentar una casa de dues habitacions durant un dia sencer. Es tracta d’una bateria compacta, apilable i té l’inversor incorporat, una característica que explicarem més endavant.

En concret, fa 77,5 cm d’amplada, 115 cm d’alçada i 15,5 cm de gruix, unes dimensions que permeten instal·lar-la penjada d’una paret.

La Powerwall 2 està preparada per connectar-se amb panells solars fotovoltaics i permet utilitzar aquesta energia i emmagatzemar-ne l’excedent perquè es pugui consumir durant la nit, quan no disposem de possibilitat de generar energia i justament quan més la necessitem, que és quan arribem a casa i volem encendre els llums, cuinar o engegar la televisió.

Instal·lació

La instal·lació d’una bateria Tesla és senzilla a causa de les seves dimensions. Es pot col·locar tant a l’interior com a l’exterior i no necessita manteniment. A més, treballa amb un sistema totalment automàtic que es pot controlar des d’un ordinador o un smartphone.

Estalvi econòmic

Per descomptat, a l’hora d’instal·lar plaques fotovoltaiques cal valorar l’estalvi econòmic i energètic que aquestes suposarien.

Potser el millor és valorar-ho a través d’un exemple real, publicat fa uns dies a la Revista Ecohabitar.

Posem un habitatge unifamiliar mitjà de 3 habitacions i 100 m² que consumeix 3.000 kWh cada any, per la qual cosa es recomana una instal·lació de 2 kW; això té un cost aproximat de 7.000-8.000 euros segons la zona i l’empresa que valorem.

Aquest tipus d’instal·lació suposa un estalvi aproximat d’entre el 25% i el 30% a la factura de la llum. En el cas que no disposem de bateries on emmagatzemar l’excedent energètic, el 60% de l’energia que produeixen els nostres panells s’aboca a la xarxa de manera gratuïta, segons la llei actual.

No obstant això, és possible construir una casa autosuficient amb bateries i emmagatzemar aquesta energia que no s’utilitza. Això fa possible viure sense estar connectats a la xarxa elèctrica, de manera que a la mateixa casa es genera i s’emmagatzema l’energia que després consumirem durant la nit.

En aquest cas, la instal·lació d’un sistema de producció d’energia i emmagatzematge en bateries se situa al voltant dels 12.000-14.000 euros. Amb aquest tipus d’instal·lació, però, aconseguim estalviar de l’ordre del 95% de la despesa energètica —i econòmica— d’un habitatge.

El cost total de la instal·lació es pot amortitzar en un període aproximat de 10 anys i, si tenim en compte que la vida útil mínima de les plaques fotovoltaiques s’estima en uns 30 anys, resulten 20 anys en què no gastarem ni un cèntim en energia elèctrica.

Construir una casa autosuficient amb bateries és possible avui dia. Ja existeixen a Espanya cases autosuficients que no estan connectades a cap xarxa, d’aigua, d’electricitat o de gas, i que no han de pagar factures.