Fotovoltaica: La guía completa
La expansión de la fotovoltaica está alcanzando nuevos récords. Solo en 2025 se instalaron en Alemania más de 15 gigavatios de nueva capacidad FV – más que nunca. Los precios de los módulos solares han caído más del 50% desde 2020, mientras que los precios de la electricidad permanecen en niveles altos. Esta combinación hace que la fotovoltaica sea más atractiva que nunca.
Al mismo tiempo, crece el interés por las combinaciones inteligentes: bombas de calor, almacenamiento en baterías y movilidad eléctrica pueden conectarse a un sistema FV. En particular, la combinación con bombas de calor aire-aire ofrece una forma rápida y económica de apoyar los sistemas de calefacción existentes.
Esta guía explica los fundamentos de la fotovoltaica, presenta los componentes clave, trata la economía y las ayudas, y muestra cómo combinar de manera óptima la FV con las bombas de calor.
¿Cómo funciona la fotovoltaica?
La fotovoltaica convierte directamente la luz solar en energía eléctrica. El nombre combina el griego "photos" (luz) con "Volta" (por el físico Alessandro Volta, inventor de la batería).
El efecto fotovoltaico
En una célula solar, partículas de luz (fotones) golpean un material semiconductor, generalmente silicio. Esto libera electrones de sus enlaces, permitiéndoles fluir como corriente eléctrica. Este proceso se llama efecto fotovoltaico.
El proceso se desarrolla en tres pasos simplificados:
- Absorción de luz: Los fotones entran en la célula solar
- Separación de cargas: Los electrones se liberan y se separan de los huecos
- Flujo de corriente: Los electrones fluyen a través de un circuito externo
Una sola célula de silicio produce aproximadamente 0,5 a 0,7 voltios. Para obtener tensiones utilizables, muchas células se conectan en serie para formar módulos.
Una explicación detallada de la física se encuentra en el artículo Del fotón al voltio: ¿cómo funciona una célula solar?.
Componentes de un sistema FV
Un sistema fotovoltaico conectado a la red consta de varios componentes principales que deben trabajar juntos.
Módulos solares
El módulo solar es el corazón del sistema. Los módulos actuales se basan predominantemente en silicio cristalino y alcanzan eficiencias del 20 al 23%. Los módulos premium con tecnología TOPCon o heterounión superan el 22%.
Comparación de los tipos de módulos más comunes:
| Tipo de módulo | Eficiencia | Precio | Características |
|---|---|---|---|
| Monocristalino PERC | 19–21% | Medio | Estándar, buena relación calidad-precio |
| Monocristalino TOPCon | 21–23% | Más alto | Mayor eficiencia, mejor rendimiento con poca luz |
| Policristalino | 16–18% | Bajo | Modelo en desuso, raramente instalado |
| Capa fina | 10–13% | Bajo | Flexible, para aplicaciones especiales |
Un módulo estándar hoy tiene una potencia de 400 a 450 vatios con dimensiones de aproximadamente 1,7 × 1,1 metros.
Inversor
El inversor convierte la corriente continua (CC) de los módulos en corriente alterna (CA) compatible con la red. Sin él, la electricidad solar no sería utilizable en el hogar.
Existen tres tipos de inversores:
Los inversores de cadena son el tipo más común. Varios módulos se conectan en serie (cadena) y se conectan a un inversor central. Ventaja: económico y eficiente. Desventaja: el sombreado parcial reduce el rendimiento de toda la cadena.
Los microinversores se sitúan directamente debajo de cada módulo. Cada módulo funciona de forma independiente; el sombreado de un módulo no afecta a los demás. Ventaja: rendimiento óptimo para tejados complejos. Desventaja: costes más elevados.
Los inversores híbridos combinan la función de inversor con un regulador de carga de batería. Permiten la integración directa de un sistema de almacenamiento en batería sin componentes adicionales.
Los detalles sobre los diversos conceptos de inversores se explican en el artículo CA/CC en FV: inversores y conversión de potencia.
Sistema de montaje
El sistema de montaje fija de forma segura los módulos al tejado. Para tejados inclinados, se anclan ganchos bajo las tejas, sobre los cuales se montan rieles para los módulos. Los tejados planos reciben sistemas elevados con ángulos de inclinación de 10 a 15 grados.
Almacenamiento en batería (opcional)
Un sistema de almacenamiento en batería aumenta el autoconsumo de la electricidad solar. Sin almacenamiento, el autoconsumo es típicamente del 25 al 35%; con almacenamiento sube al 50-70%. Los sistemas de almacenamiento actuales se basan casi exclusivamente en tecnología de litio-hierro-fosfato (LFP) y ofrecen capacidades de 5 a 15 kWh para viviendas unifamiliares.
Más información sobre almacenamiento en el artículo Almacenamiento en batería: energía para después.
Dimensionamiento: el tamaño correcto del sistema
El tamaño óptimo del sistema depende de varios factores: consumo de electricidad, superficie de tejado disponible y presupuesto. Un sistema demasiado pequeño no aprovecha el potencial; uno demasiado grande tarda más en amortizarse.
El consumo de electricidad como punto de partida
El consumo anual de electricidad es la base de planificación más importante. Un hogar promedio de 4 personas consume de 4.000 a 5.000 kWh al año. Los hogares con coche eléctrico o bomba de calor están significativamente por encima.
Estos valores indicativos sirven como orientación:
| Tamaño del hogar | Consumo eléctrico | Tamaño FV recomendado |
|---|---|---|
| 1–2 personas | 2.000–3.000 kWh/a | 4–6 kWp |
| 3–4 personas | 3.500–5.000 kWh/a | 6–10 kWp |
| 5+ personas | 5.000–7.000 kWh/a | 8–12 kWp |
| Con VE | +2.000–4.000 kWh/a | +2–4 kWp |
| Con bomba de calor | +3.000–5.000 kWh/a | +3–5 kWp |
Superficie del tejado y orientación
Se necesitan aproximadamente 5 a 6 m² de superficie de tejado por kWp de potencia del sistema. Un tejado con 40 m² de superficie útil ofrece espacio para un sistema de 7 a 8 kWp.
La orientación afecta significativamente al rendimiento anual:
| Orientación | Inclinación | Rendimiento (relativo) |
|---|---|---|
| Sur | 30–35° | 100% |
| Sureste/Suroeste | 30–35° | 95% |
| Este/Oeste | 30–35° | 85% |
| Tejado plano elevado | 10–15° | 90% |
Las orientaciones este-oeste no son necesariamente peores: generan electricidad de forma más uniforme a lo largo del día, lo que puede aumentar el autoconsumo.
Regla general para el tamaño del sistema
Una regla probada: 1 kWp por 1.000 kWh de consumo anual, pero al menos tan grande como la superficie del tejado permita. En Alemania, 1 kWp produce aproximadamente de 900 a 1.100 kWh al año, dependiendo de la ubicación y orientación.
Economía y costes
Un sistema FV es una inversión que debe amortizarse a lo largo de su vida útil. La economía depende de los costes de inversión, el rendimiento eléctrico y la evolución de los precios de la electricidad.
Costes de inversión 2026
Los precios de los sistemas FV llave en mano continuaron bajando en 2025. Para un sistema típico sobre tejado sin almacenamiento, los costes son:
| Tamaño del sistema | Coste (sin almacenamiento) | Coste por kWp |
|---|---|---|
| 5 kWp | 7.000–9.000 € | 1.400–1.800 €/kWp |
| 10 kWp | 12.000–16.000 € | 1.200–1.600 €/kWp |
| 15 kWp | 16.000–22.000 € | 1.100–1.500 €/kWp |
El almacenamiento en batería añade de 500 a 800 € por kWh de capacidad. Un almacenamiento de 10 kWh cuesta de 5.000 a 8.000 €.
Costes de operación
Los costes de operación de un sistema FV son bajos:
- Mantenimiento: 100–200 €/año (limpieza, inspección visual)
- Seguro: 50–100 €/año
- Cuota del contador: 20–40 €/año
- Reservas para sustitución de inversor: ~50 €/año
En total, aproximadamente de 200 a 400 € al año; para un sistema de 10 kWp, esto representa de 2 a 4 céntimos por kWh generado.
Tarifa de inyección y autoconsumo
El autoconsumo es económicamente más atractivo que la inyección. Con un precio de electricidad doméstica de 35 céntimos/kWh y una tarifa de inyección de 8 céntimos/kWh, cada kilovatio-hora autoconsumido ahorra 27 céntimos más que uno inyectado a la red.
Ejemplo de cálculo para un sistema de 10 kWp con 10.000 kWh de rendimiento anual:
| Escenario | Autoconsumo | Inyección | Ahorro/Ingresos |
|---|---|---|---|
| Sin almacenamiento (30%) | 3.000 kWh | 7.000 kWh | 1.050 € + 560 € = 1.610 €/a |
| Con almacenamiento (60%) | 6.000 kWh | 4.000 kWh | 2.100 € + 320 € = 2.420 €/a |
Período de amortización
El período de amortización indica cuándo el sistema ha recuperado sus costes de inversión.
Ejemplo de cálculo (10 kWp sin almacenamiento):
- Inversión: 14.000 €
- Beneficio anual: 1.610 €
- Amortización: 14.000 € ÷ 1.610 €/a = 8,7 años
Después de la amortización, el sistema genera beneficio neto durante el resto de su vida útil (otros 15-20 años).
Ayudas
Las subvenciones directas para sistemas FV han sido en gran parte eliminadas. Sin embargo, existen beneficios indirectos:
- IVA 0% en sistemas FV hasta 30 kWp (desde 2023)
- Préstamos KfW para almacenamiento y movilidad eléctrica (Programa 270)
- Programas de ayudas regionales (Länder, municipios)
- Simplificación fiscal para pequeños sistemas
El equipo ganador: FV + bomba de calor
La combinación de fotovoltaica y bomba de calor se considera el camino real hacia la calefacción climáticamente neutra. Ambas tecnologías se complementan excelentemente: el sistema FV proporciona la electricidad que la bomba de calor necesita para funcionar.
Aprovechar las sinergias
Una bomba de calor aumenta significativamente el autoconsumo del sistema FV. Mientras que un hogar normal solo consume directamente el 25-35% de la electricidad solar, una bomba de calor puede aumentar esta proporción al 40-50%. Con un control inteligente (SG Ready), la bomba de calor puede funcionar preferentemente cuando hay electricidad solar disponible.
Dimensionamiento para la combinación
Al planificar un sistema FV con bomba de calor, se debe considerar la demanda eléctrica adicional de la bomba de calor:
| Potencia bomba de calor | Demanda eléctrica (COP 4) | FV adicional |
|---|---|---|
| 6 kW | ~2.500 kWh/a | +2,5 kWp |
| 8 kW | ~3.500 kWh/a | +3,5 kWp |
| 10 kW | ~4.500 kWh/a | +4,5 kWp |
Un tratamiento detallado de los diversos tipos de bombas de calor y su combinación con FV se ofrece en la Guía de bombas de calor.
Bombas de calor aire-aire: la adición FV rápida
Además de las clásicas bombas de calor aire-agua, las bombas de calor aire-aire están ganando importancia – mejor conocidas como aires acondicionados split. Ofrecen una forma particularmente atractiva de apoyar los sistemas de calefacción existentes y aumentar el autoconsumo de la electricidad solar.
¿Qué hace especiales a las bombas de calor aire-aire?
Las bombas de calor aire-aire calientan directamente el aire ambiente, sin pasar por un circuito de agua. Esto las convierte en el sistema complementario ideal para hogares con calefacción existente:
| Aspecto | BC aire-aire | BC aire-agua |
|---|---|---|
| Instalación | 1–2 días | 3–5 días |
| Inversión (típica) | 2.500–5.000 € | 12.000–20.000 € |
| Intervención en el sistema de calefacción | Ninguna | Conversión completa |
| Calefacción y refrigeración | Sí | Solo con equipamiento adicional |
| Preparación de agua caliente | No | Sí |
| Rol ideal | Complemento | Calefacción principal |
Escenarios de aplicación
Edificio antiguo con alta temperatura de impulsión: En edificios cuyos radiadores requieren 60-70°C de impulsión, una bomba de calor aire-agua funciona de manera ineficiente. Una BC aire-aire puede aquí aliviar habitaciones de forma selectiva: asume parte de la carga de calefacción mientras la caldera de gas proporciona el calor base y el agua caliente.
Ático con problema de sobrecalentamiento: En verano, los áticos a menudo se vuelven insoportablemente calientes. Un aire acondicionado split resuelve este problema y calienta eficientemente la misma habitación en invierno. La electricidad solar del tejado alimenta la refrigeración prácticamente sin coste.
Oficina en casa y despacho: Las habitaciones que solo se usan a tiempo parcial pueden llevarse rápidamente a temperatura con una BC aire-aire – más rápido que cualquier sistema de calefacción por agua.
Funcionamiento bivalente: dos sistemas, un objetivo
En funcionamiento bivalente, la bomba de calor aire-aire y la calefacción existente trabajan juntas. La distribución puede ocurrir de varias maneras:
Bivalente-paralelo: Ambos sistemas funcionan simultáneamente. La BC aire-aire alivia continuamente la calefacción principal, especialmente a temperaturas moderadas cuando su eficiencia es máxima.
Bivalente-alternativo: Por encima de cierta temperatura exterior (punto de bivalencia, p.ej. 5°C) solo funciona la BC aire-aire; por debajo, toma el relevo la calefacción existente.
Controlado por el sol: La BC aire-aire funciona preferentemente cuando hay electricidad solar disponible. Por la noche o cuando está nublado, interviene la calefacción convencional.
Ejemplo económico
Situación inicial: Vivienda unifamiliar, 120 m², calefacción de gas con impulsión a 65°C, consumo anual 18.000 kWh de gas (2.160 €/a a 0,12 €/kWh). El ático se sobrecalienta en verano.
Medida: Instalación de un aire acondicionado split con 3,5 kW de potencia de calefacción en el salón/comedor y ampliación del sistema FV en 3 kWp.
Resultado después de un año:
- La BC aire-aire asume el 30% de la carga de calefacción
- El consumo de gas baja a 12.600 kWh/a (−5.400 kWh)
- Ahorro en costes de gas: 648 €/a
- Consumo eléctrico aire-aire: 1.500 kWh (SCOP 3,5)
- De los cuales de FV: 900 kWh (gratis)
- Electricidad de red restante: 600 kWh × 0,35 € = 210 €/a
- Refrigeración en verano: Principalmente del excedente FV
- Ahorro anual: 648 € − 210 € = 438 €
- Ganancia de confort adicional: refrigeración en verano
Con costes de inversión de 4.500 € para la unidad split y 3.500 € para la ampliación FV, esto resulta en un período de amortización de unos 18 años. Si se tiene en cuenta la ganancia de confort por la refrigeración – los aires acondicionados portátiles comparables consumen tres veces más electricidad – el balance mejora significativamente.
Dimensionamiento: tamaño FV para funcionamiento aire-aire
Para la demanda eléctrica adicional de una bomba de calor aire-aire, se recomienda la siguiente ampliación FV:
| Potencia aire-aire | Demanda eléctrica (SCOP 3,5) | Ampliación FV |
|---|---|---|
| 2,5 kW (mono-split) | ~700 kWh/a | +1–2 kWp |
| 3,5 kW (mono-split) | ~1.000 kWh/a | +2–3 kWp |
| 5,0 kW (multi-split) | ~1.500 kWh/a | +3–4 kWp |
La ampliación FV debería dimensionarse más generosamente si la función de refrigeración también se usará intensivamente en verano. La buena noticia: en verano, cuando la demanda de refrigeración es máxima, el sistema FV produce más electricidad.
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Ventajas y desventajas de la fotovoltaica
La fotovoltaica ofrece numerosas ventajas pero también tiene límites. Una evaluación realista ayuda en la decisión.
Las ventajas son evidentes: la electricidad solar es prácticamente gratuita después de la instalación y hace más independiente del aumento de los precios de la electricidad. La tecnología está madura, requiere poco mantenimiento y tiene una vida útil de 25 a 30 años. Las normativas gubernamentales como la exención de IVA y las tarifas de inyección garantizadas ofrecen seguridad de planificación. Además, un sistema FV mejora significativamente el balance de CO₂ del hogar.
Algunas desventajas compensan las ventajas: la producción de electricidad fluctúa con la hora del día y el tiempo. Sin almacenamiento, la producción se detiene precisamente cuando el consumo de la tarde es máximo. Los costes de inversión son considerables, aunque se amortizan a largo plazo. Además, no todos los tejados son adecuados – el sombreado, la orientación y la capacidad de carga ponen límites.
Preguntas frecuentes
¿Todavía vale la pena la fotovoltaica en 2026?
Sí, las condiciones son favorables. Los precios de los módulos están históricamente bajos mientras que los precios de la electricidad permanecen altos. La exención de IVA hace los sistemas aún más atractivos. Con una amortización de 8 a 12 años y una vida útil del sistema de 25 a 30 años, queda una ventaja económica significativa.
¿Qué tamaño debería tener mi sistema FV?
Como regla general: 1 kWp por 1.000 kWh de consumo eléctrico anual. Si el espacio en el tejado lo permite, más está bien – los costes marginales por kWp adicional disminuyen con el tamaño del sistema. Si planeas adquirir una bomba de calor o un coche eléctrico, el sistema debería dimensionarse más grande desde el principio.
¿Necesito un sistema de almacenamiento en batería?
El almacenamiento aumenta el autoconsumo del típico 30% al 50-70% y proporciona mayor independencia de la red eléctrica. Económicamente, sin embargo, se amortiza más lentamente que el propio sistema FV. El almacenamiento tiene sentido principalmente cuando el hogar consume mucha electricidad por la tarde o cuando se desea capacidad de respaldo.
¿Puedo combinar la FV con mi antiguo sistema de calefacción?
Un sistema FV puede combinarse con cualquier sistema de calefacción. Particularmente sensata es la adición de una bomba de calor aire-aire (aire acondicionado split). Utiliza la electricidad solar para calefacción y refrigeración sin requerir la sustitución de la calefacción existente. En verano, el excedente FV puede usarse directamente para la refrigeración.
Conclusión
Punto clave: La fotovoltaica se ha convertido en la forma más económica de producción de electricidad para hogares privados. Con costes de inversión de 1.200 a 1.600 euros por kWp y precios de electricidad en aumento, un sistema se amortiza en 8 a 12 años. La combinación con bombas de calor aumenta el autoconsumo y la rentabilidad. Las bombas de calor aire-aire son particularmente interesantes como complemento rápido y económico a los sistemas de calefacción existentes – utilizan la electricidad solar para calefacción en invierno y refrigeración en verano.
La decisión por un sistema FV debe estar bien preparada. Una planificación profesional considera el estado del tejado, el perfil de consumo y desarrollos futuros como la movilidad eléctrica o el despliegue de bombas de calor. Con los componentes adecuados y un dimensionamiento apropiado, la fotovoltaica se convierte en el fundamento de un suministro energético sostenible.
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Fuentes
- Fraunhofer ISE: Datos actuales sobre fotovoltaica en Alemania
- Agencia Federal de Redes: tarifas de remuneración EEG
- BSW Solar: Asociación alemana de la industria solar
- BAFA: Oficina Federal de Economía y Control de Exportaciones – Ayudas
- KfW: Energías renovables – Estándar (Programa 270)
- VDI 4650: Cálculo del coeficiente de rendimiento anual de los sistemas de bombas de calor
- DIN EN 14825: Acondicionadores de aire y bombas de calor – Ensayos y evaluación del rendimiento
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