Evaluación técnico/económica de un parque solar con sistema BESS

Abstract

Este Trabajo Fin de Grado evalúa la viabilidad técnica y económica de una planta fotovoltaica de 30 MWp integrada con un sistema de almacenamiento en baterías (BESS) de 15 MW / 30 MWh, ubicada de forma conceptual en el entorno de Almendralejo, Badajoz. El estudio se desarrolla a nivel de anteproyecto e incluye la selección preliminar del emplazamiento, el dimensionamiento de los principales equipos, la definición de la arquitectura eléctrica, la estimación de producción energética y el análisis financiero del conjunto.

La planta fotovoltaica se compone de 48.000 módulos bifaciales TOPCon de 625 Wp, organizados en 1.920 strings y conectados a 100 inversores string de 250 kW. El BESS adopta una configuración AC-coupled formada por seis bloques modulares de aproximadamente 5 MWh, cada uno asociado a su PCS bidireccional y a un transformador BT/MT. La red colectora interna se plantea a 30 kV y la evacuación mediante una subestación elevadora 30/132 kV.

La simulación realizada con PVGIS estima una producción inicial de 48,71 GWh/año y una producción acumulada de aproximadamente 1,37 TWh durante 30 años. El CAPEX total se estima en 30,47 M€ y el OPEX anual en 0,735 M€. Con una tasa de descuento del 6 %, el escenario base obtiene un VAN de 5,922 M€, una TIR del 7,81 % y un payback descontado de 19,7 años. Se concluye que la solución es técnicamente coherente y económicamente viable en los escenarios base y optimista, aunque su rentabilidad depende de los precios eléctricos, el valor capturado por el BESS y los costes reales de inversión y conexión.This Final Degree Project assesses the technical and economic feasibility of a 30 MWp photovoltaic plant integrated with a 15 MW / 30 MWh battery energy storage system (BESS), conceptually located near Almendralejo, Badajoz, Spain. The study is developed at preliminary design level and includes site selection, sizing of the main equipment, definition of the electrical architecture, estimation of energy production and financial evaluation of the overall project.

The photovoltaic plant consists of 48,000 bifacial TOPCon modules rated at 625 Wp, arranged in 1,920 strings and connected to 100 string inverters rated at 250 kW each. The BESS uses an AC-coupled configuration formed by six modular blocks of approximately 5 MWh, each associated with a bidirectional power conversion system and an LV/MV transformer. The internal collector network operates at 30 kV, and power is exported through a 30/132 kV step-up substation.

The PVGIS simulation estimates an initial annual production of 48.71 GWh and a cumulative output of approximately 1.37 TWh over a 30-year lifetime. Total capital expenditure is estimated at €30.47 million, while annual operating expenditure amounts to €0.735 million. Using a 6% discount rate, the base scenario achieves an NPV of €5.922 million, an IRR of 7.81% and a discounted payback period of 19.7 years. The results indicate that the proposed system is technically consistent and economically feasible in the base and optimistic scenarios, although profitability remains highly dependent on electricity prices, the value captured by the BESS, and the actual investment and grid-connection costs.