Evaluación técnica y económica de una planta de generación eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica conectada a red.Evaluación técnico/económica de un parque solar, eólico BESS

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado presenta la evaluación técnica y económica de una planta de generación eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica conectada a la red, con el objetivo de analizar su viabilidad y optimizar su diseño. El estudio se enmarca en el contexto de la transición energética y del creciente protagonismo de las energías renovables como herramienta para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y avanzar hacia un modelo energético más sostenible.

En primer lugar, se analiza el estado actual de la energía fotovoltaica, su evolución tecnológica y su implantación en España, identificando la Región de Murcia como emplazamiento óptimo debido a sus elevados niveles de irradiación solar y condiciones climáticas favorables. Posteriormente, se desarrolla el diseño técnico de una planta fotovoltaica utility-scale, incluyendo la selección de módulos fotovoltaicos e inversores, la configuración eléctrica, el diseño del layout, el análisis de pérdidas y el diseño de la subestación y la conexión a la red eléctrica.

La producción energética anual se estima mediante simulaciones específicas, considerando las características del emplazamiento y el rendimiento de los equipos. A continuación, se realiza un análisis económico completo basado en la estimación del CAPEX, los costes de operación y mantenimiento (OPEX), los ingresos derivados de la venta de electricidad y el cálculo de indicadores financieros como el Valor Actual Neto (VAN), la Tasa Interna de Retorno (TIR), el periodo de recuperación de la inversión (Payback) y el Coste Nivelado de la Energía (LCOE).

Los resultados obtenidos muestran que la planta es técnica y económicamente viable, alcanzando un VAN de 678.463 €, una TIR del 11,6 % y un periodo de recuperación de 8,18 años. Asimismo, el análisis de sensibilidad confirma la robustez del proyecto frente a variaciones en las principales variables económicas. Finalmente, se concluye que una adecuada optimización del diseño permite maximizar la rentabilidad y la eficiencia energética, contribuyendo al desarrollo de un sistema eléctrico más sostenible y alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible.This Final Degree Project presents the technical and economic evaluation of a grid-connected photovoltaic power plant, with the aim of assessing its feasibility and optimizing its design. The study is developed within the context of the global energy transition, where renewable energy technologies play a fundamental role in reducing greenhouse gas emissions and promoting a more sustainable energy system.

The project begins with an analysis of the current status and development of photovoltaic technology, as well as its expansion in Spain. The Region of Murcia is selected as the study location due to its high solar irradiation levels and favorable climatic conditions. Based on this analysis, the technical design of a utility-scale photovoltaic power plant is carried out, including the selection of photovoltaic modules and inverters, electrical configuration, plant layout, system loss assessment, and the design of the electrical substation and grid connection.

Annual energy production is estimated through dedicated simulation tools, taking into account the site's solar resource, meteorological conditions, and equipment performance. A comprehensive economic assessment is then performed, including the estimation of capital expenditures (CAPEX), operation and maintenance costs (OPEX), revenues from electricity sales, and the calculation of key financial indicators such as Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period, and Levelized Cost of Energy (LCOE).

The results demonstrate that the proposed photovoltaic plant is both technically and economically feasible, achieving a Net Present Value of €678,463, an Internal Rate of Return of 11.6%, and a payback period of 8.18 years. Furthermore, the sensitivity analysis confirms the robustness of the project under different economic scenarios, particularly regarding electricity prices, investment costs, and annual energy production. Overall, the study concludes that an optimized photovoltaic plant design can achieve high energy performance and attractive profitability while making a significant contribution to decarbonization and supporting the Sustainable Development Goals through the deployment of renewable energy technologies.