Diseño de instalación fotovoltaica para autoconsumo y generación en un edificio industrial

Abstract

El incremento de la demanda energética, la necesidad de transitar hacia un modelo energético sostenible, han impulsado el desarrollo y adopción de tecnologías de generación de energía renovable. Entre estas, la energía solar fotovoltaica se ha consolidado como una solución eficiente y escalable. Este estudio busca evaluar la viabilidad de incorporar una instalación fotovoltaica en una nave industrial de una empresa para su autoconsumo.

El proyecto consistirá en la implementación de una planta fotovoltaica con una potencia pico que se estima en unos 100 kW en una nave industrial ubicada en Vizcaya, España. Se llevará a cabo un estudio que incluirá tanto los aspectos técnicos como económicos. Desde la definición de las características de la planta y estimación de la producción, hasta la evaluación de los costes de inversión, operación y mantenimiento, y los beneficios económicos esperados.

Se diseñará la instalación fotovoltaica atendiendo a las especificaciones de las fichas técnicas de los fabricantes y a la normativa presente en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT). También se hará uso de bases de datos del PVIGS, una herramienta desarrollada por la Comisión Europea, para estimar la producción de la instalación y cotejarla con la estimación calculada analíticamente mediante Excel. A partir de las estimaciones anteriores, se realizó un análisis económico que incluyó indicadores como el Valor Actual Neto (VAN), la Tasa Interna de Retorno (TIR), el Coste Nivelado de la Energía (LCOE) y el periodo de recuperación de la inversión.

La viabilidad de la instalación se estudiará mediante la proyección de los ahorros futuros. Los resultados evidencian la factibilidad del proyecto. Se obtiene un VAN de 169.503,37€, una TIR del 13%, un LCOE de 72,71 €/MWh y un periodo de recuperación de la inversión de 7,9 años. Asimismo, se estima un Retorno de la Inversión (ROI) del 288,7%. En caso de apalancamiento financiero con un crédito al 7%, la TIR aumentaría a 20,1%.

El análisis desarrollado en este trabajo demuestra la viabilidad de la incorporación de una planta fotovoltaica en una fábrica desde el punto de vista técnico y económico. La energía solar fotovoltaica representa una oportunidad para las empresas para mejorar su sostenibilidad y reducir sus costes energéticos. Sin embargo, se identificaron líneas de investigación futuras, como la integración de sistemas de almacenamiento de energía y el análisis de la factibilidad de sistemas de seguimiento solar.

The increase in energy demand and the need to transition towards a sustainable energy model have driven the development and adoption of renewable energy generation technologies. Among these, photovoltaic solar energy has established itself as an efficient and scalable solution. This study aims to assess the feasibility of incorporating a photovoltaic installation in an industrial warehouse for a company's self-consumption.

The project will consist of the implementation of a photovoltaic plant with an estimated peak power of about 100 kW in an industrial warehouse located in Vizcaya, Spain. A study will be carried out that will include both technical and economic aspects. From the definition of the plant’s characteristics and estimation of production to the evaluation of investment, operation and maintenance costs, and the expected economic benefits.

The photovoltaic installation will be designed according to the specifications of the manufacturers' technical sheets and the regulations present in the Low Voltage Electrotechnical Regulation (REBT). The PVGIS database, a tool developed by the European Commission, will also be used to estimate the installation's production, and compare it with the estimation calculated analytically using Excel. From the previous estimates, an economic analysis was carried out that included indicators such as the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR), the Levelized Cost of Energy (LCOE), and the payback period.

The feasibility of the installation will be studied by projecting future savings. The results demonstrate the feasibility of the project. An NPV of €169,503,37, an IRR of 13%, a LCOE of €72,71/MWh, and a payback period of 7,9 years are obtained. Likewise, a Return on Investment (ROI) of 288,7% is estimated. In case of financial leverage with a 7% loan, the IRR would increase to 20,1%.

The analysis developed in this work demonstrates the viability of incorporating a photovoltaic plant in a factory from a technical and economic point of view. Photovoltaic solar energy represents an opportunity for companies to improve their sustainability and reduce their energy costs. However, future lines of research were identified, such as the integration of energy storage systems and the analysis of the feasibility of solar tracking systems.