I. Vientos de cola políticos: los subsidios y los incentivos fiscales a nivel mundial impulsan el mercado

En 2022, los gobiernos de todo el mundo introdujeron medidas de incentivo para promover activamente los sistemas fotovoltaicos conectados a la red. La más destacada fue la estadounidense. Ley de Reducción de la Inflación (IRA) , promulgada el 16 de agosto de 2022, que elevó el Crédito Fiscal a la Inversión en energía solar (ITC) al 30 % y lo prorrogó hasta 2032. Esto significa que los hogares que instalen sistemas fotovoltaicos entre 2022 y 2032 podrán solicitar un crédito fiscal de hasta el 30 %, lo que permitirá a una vivienda promedio ahorrar más de 7.500 dólares en los costos de instalación y aproximadamente 9.000 dólares adicionales en las facturas de electricidad a lo largo de la vida útil del sistema. Aún más significativo, Los sistemas de almacenamiento de energía autónomos fueron incluidos por primera vez en el ámbito del Crédito Fiscal para la Energía Renovable (ITC). – Los dispositivos de almacenamiento con una capacidad igual o superior a 3 kWh son elegibles para el crédito fiscal del 30%, lo que abre la puerta a modelos de energía doméstica basados en fotovoltaica y almacenamiento.

En Europa, los gobiernos locales también se mostraron muy activos. La ciudad alemana de Jena lanzó en noviembre de 2022 un programa de subvenciones específico para sistemas fotovoltaicos enchufables, con un presupuesto total de 100.000 euros. La tasa de subvención habitual era del 25 % del precio de compra (hasta 200 euros), mientras que para los beneficiarios de prestaciones sociales con bajos ingresos alcanzaba hasta el 75 % (hasta 600 euros). El alcalde Thomas Nitzsche declaró: “El aumento de los precios de la electricidad preocupa a muchos ciudadanos, y generar su propia energía solar resulta cada vez más atractivo para ellos. Los sistemas fotovoltaicos enchufables —las llamadas plantas de energía de balcón— también ofrecen a los inquilinos la oportunidad de producir electricidad limpia y asequible.” Anteriormente, en enero de 2022, Jena ya había introducido una subvención básica del 25 % del precio de compra, con un límite de 200 euros, junto con apoyos adicionales para los grupos económicamente desfavorecidos.

Mientras tanto, Chipre aprobó en abril de 2022 un programa de subvenciones por valor de 1,6 millones de dólares destinado a la infraestructura de carga de vehículos eléctricos alimentada por energía fotovoltaica. El programa otorgaba una subvención de 750 euros (aproximadamente 818 dólares) por cada kilovatio instalado o ampliado en sistemas fotovoltaicos, con un límite máximo de 1.500 euros (alrededor de 1.636 dólares) por vehículo. El plazo para presentar las solicitudes finalizó el 12 de diciembre de 2022, y el objetivo era fomentar la instalación de infraestructura de carga para vehículos eléctricos de la categoría M1 y híbridos enchufables.

II. Explosión del mercado: Europa lidera el crecimiento mundial de la energía fotovoltaica con baterías integradas

A nivel del mercado, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red experimentaron un crecimiento explosivo en 2022. Según datos de la consultora energética LCP Delta, Más de 1,8 millones de hogares en Europa instalaron sistemas fotovoltaicos en 2022. – un aumento interanual del 64%. Los dispositivos solares conectables fueron un factor clave de este crecimiento.

Alemania es el mercado pionero de los sistemas fotovoltaicos enchufables, conocidos como “plantas de energía de balcón”, que se han convertido en una opción muy popular desde 2021. A finales de 2022, en Alemania ya estaban en funcionamiento cerca de 200.000 dispositivos solares enchufables. Según un estudio de la HTW de Berlín, solo entre 2020 y 2021 se instalaron en Alemania 128.000 dispositivos solares enchufables, con una potencia total de 51 MW. Un panel fotovoltaico orientado al sur y sin sombras colocado en un balcón puede generar anualmente aproximadamente la misma cantidad de electricidad que consumen un refrigerador y una lavadora. Debido a las escaseces de suministro, los plazos de entrega de los minisistemas fotovoltaicos alemanes llegaron a superar en ocasiones el año; pero, como señaló un empleado de una empresa energética: “Eso sigue siendo mejor que la energía fotovoltaica instalada en tejados, donde hay que esperar tres años”.

A escala mundial, el dinamismo del mercado fotovoltaico en 2022 también reflejó el potencial de crecimiento de los sistemas conectados a la red. Según Apollo Research, el mercado solar fotovoltaico global alcanzó los 4.1583 mil millones de dólares en 2022 y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,63%, hasta llegar a 7.8626 mil millones de dólares para 2032. Un informe del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley mostró que… Para finales de 2022, Estados Unidos había instalado en total alrededor de 3,2 millones de sistemas fotovoltaicos distribuidos. , lo que representa más del 80 % de todos los sistemas instalados hasta la fecha. El crecimiento del mercado solar residencial ha sido impulsado por entornos regulatorios favorables, el aumento de los precios de la electricidad y la creciente preocupación pública por el cambio climático.

Además, el proyecto EUKI, financiado por la UE, promovió activamente los paneles fotovoltaicos enchufables, abogando por su instalación en barandillas de balcones, fachadas de edificios o jardines mediante el sistema “plug‑and‑play”. Organizaciones de consumidores de países como Eslovaquia han iniciado procedimientos para facilitar la entrada de estos paneles en los mercados locales de balcones.

III. Avances tecnológicos: los récords de eficiencia y la innovación de productos avanzan de la mano

En 2022, importantes avances en la tecnología fotovoltaica a diversos niveles sentaron las bases para un mejor rendimiento de los sistemas conectados a la red.

En el ámbito de los módulos fotovoltaicos de alta eficiencia, la empresa japonesa Sharp anunció en junio de 2022 que había alcanzado una eficiencia de conversión fotoeléctrica récord mundial del 32,65 % en un módulo solar ligero y flexible. Diseñado para aplicaciones en vehículos, este módulo emplea una estructura de semiconductor compuesto de triple unión y pesa apenas 56 gramos por metro cuadrado. Su ligereza y flexibilidad lo hacen adecuado no solo para vehículos eléctricos y aplicaciones aeroespaciales, sino que también abre nuevas posibilidades para futuros sistemas fotovoltaicos móviles conectables.

En el ámbito de las células solares en tándem de perovskita, investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) desarrollaron células solares en tándem de perovskita/CIS con una eficiencia cercana al 25%, estableciendo un récord para esta tecnología. Su diseño ligero y flexible las hace especialmente adecuadas para vehículos, dispositivos portátiles y aplicaciones plegables o enrollables. Por su parte, la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) informó en el verano de 2022 una eficiencia certificada de 31,3% para una célula solar en tándem.

En el ámbito de la innovación de productos, Delta lanzó en abril de 2022 el primer inversor bidireccional (BDI) del mundo, que integra generación solar, almacenamiento de energía y carga de vehículos eléctricos. Esta solución todo en uno combina la conversión y el control de corriente alterna y continua para la infraestructura eléctrica doméstica, la energía solar fotovoltaica instalada en cubiertas, las baterías de almacenamiento y la carga de vehículos eléctricos en un único dispositivo, lo que simplifica enormemente la arquitectura del sistema y reduce los costos de instalación y mantenimiento.

La labor de normalización también avanzó. En octubre de 2022, la Asociación Alemana de Tecnologías Eléctricas, Electrónicas y de la Información (VDE) publicó el primer borrador de norma para equipos solares enchufables, abriendo un período de consulta. Esta norma tiene por objetivo regular de manera integral los requisitos de seguridad técnica de los dispositivos solares enchufables, abarcando tanto los modelos preensamblados como los productos compuestos por módulos, inversores y cables. Proporciona a los fabricantes una norma unificada de ensayo de seguridad y ofrece a los usuarios finales una evidencia transparente de la seguridad técnica y la calidad.

IV. Revolución de la instalación: las plantas de energía en balcones hechas por el propio usuario llegan a millones de hogares

En 2022, la tendencia más destacada en los sistemas fotovoltaicos conectados a la red fue la proliferación de plantas de energía para balcones de bricolaje. La principal ventaja de estos sistemas es: No se requiere electricista profesional, ni siquiera es necesario tener una casa, ni siquiera un balcón. – cualquiera puede instalarlos por sí mismo.

Una instalación fotovoltaica típica en balcón consta de uno o dos paneles solares y un inversor. El inversor convierte la corriente continua generada por las células solares en corriente alterna, que luego se introduce mediante un cable de conexión en una toma de corriente doméstica convencional; así, la electricidad verde autogenerada fluye directamente a la red eléctrica del hogar para su consumo. En Suiza, los sistemas móviles con una potencia inferior a 600 W no requieren autorización; únicamente deben notificarse al proveedor local de electricidad. En Austria, se puede inyectar a la red electricidad hasta 800 W sin necesidad de permiso; solo es necesario realizar un registro.

En septiembre de 2022, la empresa de telecomunicaciones austriaca A1 lanzó su sistema solar PluginEnergy, que ofrece dos modelos —380+ COMBO y 760+ COMBO— con precios de 840 € y 1.450 €, respectivamente, y una producción anual de hasta 350 kWh y 700 kWh. El sistema cuenta con una garantía de rendimiento de 18 años y una garantía de 6 años, y puede instalarse de inmediato sin necesidad de esperar la aprobación del operador de la red.

Por su parte, la startup india Hartek Solar presentó un kit solar personalizable, similar a los productos de IKEA, de tipo “plug‑and‑play”. Un ingeniero acude al domicilio y adapta la instalación según las necesidades del usuario; por ejemplo, los clientes pueden optar por instalar un sistema de 2 kW o de 3 kW, en lugar de verse obligados a aceptar una configuración estándar de 10 kW. Esta solución a medida ya se ha instalado en más de 500 hogares en varios estados de la India, entre ellos Haryana y Punyab.

Un sistema fotovoltaico de techo portátil, de tipo “plug‑and‑play”, desarrollado por el Instituto de Investigación y Gestión de la Energía de Gujarat (GERMI) en colaboración con Alemania, fue probado con éxito en Gandhinagar en julio de 2022 y está a punto de lanzarse comercialmente. El sistema puede trasladarse fácilmente de un lugar a otro, lo que ofrece una opción flexible para los usuarios que se mudan.

En Ucrania, la startup tecnológica WeDoSolar lanzó en febrero de 2022 un panel solar vertical diseñado específicamente para balcones, que puede fijarse fácilmente mediante correas a prueba de viento. Desde su lanzamiento, ha recibido miles de pedidos, ofreciendo una solución energética práctica para los usuarios europeos afectados por la guerra.

V. Integración del almacenamiento: los sistemas de energía fotovoltaica y almacenamiento se encaminan hacia un rápido desarrollo

En 2022, la integración de sistemas fotovoltaicos conectados a la red con almacenamiento de energía se convirtió en un eje central de la industria. Gracias a que la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) incluyó el almacenamiento de energía independiente dentro del crédito fiscal del 30 %, la rentabilidad de los sistemas fotovoltaicos con almacenamiento mejoró de manera significativa. Según un informe del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, La tasa de adhesión de las baterías de almacenamiento aumentó de manera constante, y el precio mediano de los sistemas fotovoltaicos con almacenamiento fue entre 0,6 y 1,6 dólares por vatio superior al de los sistemas fotovoltaicos autónomos. . Para una configuración residencial típica, esto representa un costo incremental de aproximadamente 1.200 dólares por kWh de almacenamiento, cifra que se sitúa en torno al costo promedio del almacenamiento bajo el Programa de Incentivos a la Autogeneración de California.

La solución BDI de Delta va un paso más allá al integrar la energía solar, el almacenamiento y la carga de vehículos eléctricos en una única unidad, logrando así un sistema todo en uno de “solar‑almacenamiento‑carga”. Además, admite diversas aplicaciones de gestión energética, entre ellas el almacenamiento de la energía solar excedente generada durante el día para su uso por la noche o en periodos nublados, así como el almacenamiento de electricidad aprovechando las diferencias tarifarias según la hora del consumo.

En el ámbito tecnológico, los investigadores también están explorando una integración más eficiente entre la energía fotovoltaica y las baterías. Un estudio realizado en la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte en marzo de 2022 desarrolló novedosos optimizadores en serie para sistemas fotovoltaicos‑batería, que proporcionan convertidores electrónicos de potencia diseñados de manera óptima para distintos sistemas residenciales de energía solar y almacenamiento. Asimismo, una investigación liderada por Anna H. Schleifer y sus colaboradores analizó el valor evolutivo de la energía y de la capacidad en los sistemas fotovoltaicos‑batería en el contexto de la transformación de la red eléctrica.

VI. Tendencias de los costos: ajustes estructurales en medio de una presión alcista sobre los precios

Aunque la tendencia a largo plazo de los precios de la energía fotovoltaica es a la baja, los cuellos de botella en la cadena de suministro durante 2022 tuvieron cierto impacto en los precios de los sistemas conectados a la red. El informe “Tracking the Sun”, elaborado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, mostró que, en 2022, los precios de los sistemas fotovoltaicos en Estados Unidos experimentaron una divergencia estructural: mientras que los precios reales, ajustados por la inflación, siguieron disminuyendo, los precios nominales aumentaron.

Específicamente, desde el primer trimestre de 2021 hasta el cuarto trimestre de 2022, los precios medios de instalación de sistemas fotovoltaicos autónomos aumentaron entre 0,1 y 0,3 dólares por vatio (es decir, entre un 4 % y un 13 %) en términos nominales. Sin embargo, A largo plazo, los precios medios instalados en Estados Unidos han venido disminuyendo en términos reales en aproximadamente 0,1 a 0,2 centavos de dólar por vatio y por año desde 2013. . Los observadores del sector señalaron que la presión alcista sobre los precios derivada de las restricciones de oferta aún no se había trasladado plenamente a los precios de los proyectos ya instalados, habiéndose absorbido en parte mediante ajustes por inflación.

En cuanto al tamaño de los sistemas fotovoltaicos residenciales, la mediana del tamaño de estos sistemas en Estados Unidos alcanzó 7,0 kW en 2021, y las dimensiones de los sistemas siguen mostrando una tendencia al alza. La cuota de mercado de la electrónica de potencia a nivel de módulo (incluidos los microinversores o los optimizadores de corriente continua) continuó expandiéndose, representando el 94 % de…