Model for the design of Distributed Generation Resources: Photovoltaic Plant for self-consumption in a sports facility

Abstract

El objetivo de este Trabajo Fin de Máster pasa por el desarrollo de un modelo para el diseño de plantas de autoconsumo fotovoltaico en cualquier cubierta de edificio de una cadena de gimnasios española en el medio plazo. El modelo proporciona una solución escalable basada en dos funciones de programación que desarrollan un estudio de producción y económico respectivamente, calculando la potencia óptima a instalar en campo fotovoltaico y evaluando la rentabilidad del proyecto.

Con este propósito, el modelo se ha aplicado en un proyecto piloto que será realmente ejecutado en la práctica. Por tanto, este Trabajo Fin de Máster consiste en un proyecto real de ingeniería que aborda todos los requerimientos propios de un proyecto técnico en España: memoria descriptiva, especificaciones técnicas, estudio de seguridad y salud, planos de proyecto y presupuesto.

La precisión del modelo de programación se ha contrastado con una simulación desarrollada mediante el software profesional PVsyst. Los estudios de producción y económico han sido replicados bajo las mismas hipótesis, restricciones y suposiciones en aras de verificar la validez del modelo.

En resumen, se espera que la planta de autoconsumo fotovoltaico diseñada mediante la aplicación del modelo en este proyecto piloto genere 200 MWh de energía limpia cada año, implicando una reducción del consumo de red de casi el 40% para la instalación objeto de estudio, y evitando la emisión de más de 50 toneladas equivalentes de dióxido de carbono a la atmósfera cada año.

The aim of this Master Thesis stands for developing a model to design photovoltaic plants for self-consumption at any building's roof of a Spanish gym chain in the medium term. The model provides a scalable solution based on two programming functions that performs a production and an economic study respectively, computing the optimal photovoltaic power to install and assessing the profitability of the project.

To this end, the model has been developed and applied to a pilot project that will be executed in practice. Therefore, the Master Thesis consists of a real engineering project that covers all the documents required by a Spanish technical project: project memory, technical specifications, health and safety study, project plans and project budget.

The accuracy of the programming model has been contrasted with a simulation developed through the professional software PVsyst. The production and economic studies have been replicated under the same hypothetical constraints, parameters and assumptions in order to verify the precision of the model.

In conclusion, the photovoltaic plant designed through the application of the scalable model on this pilot project is expected to generate almost 200 MWh of clean energy per year, implying a yearly grid consumption reduction of almost 40% for the analysed facility, and avoiding the annual emission of more than 50 tonnes of carbon dioxide to the atmosphere.