Diseño de una instalación solar fotovoltaica para autoconsumo eléctrico en el sector residencial

Abstract

Este trabajo de fin de grado explora el diseño y análisis de una instalación solar fotovoltaica para autoconsumo en el sector residencial, con el objetivo de reducir la dependencia de la red eléctrica y fomentar el uso de fuentes de energía renovable. El trabajo comienza con una visión general de las tecnologías de energía solar y del marco regulatorio relacionado con el autoconsumo en entornos residenciales. A continuación, se centra en el dimensionamiento de un sistema fotovoltaico conectado a la red, adaptado al perfil de demanda eléctrica de una vivienda unifamiliar en Málaga. La instalación propuesta se evalúa tanto desde un punto de vista técnico como económico. El análisis técnico incluye la selección de componentes adecuados, como módulos fotovoltaicos, inversores y estructuras de soporte, así como la estimación de la producción anual de energía utilizando datos locales de irradiación solar. Los rendimientos energéticos se simulan bajo diferentes orientaciones e inclinaciones para identificar la configuración más favorable, utilizando el software PVsyst. Desde la perspectiva económica, el estudio considera los costes de inversión inicial, los gastos de operación y mantenimiento, y los ahorros potenciales en la factura eléctrica, así como un posible aumento futuro de los precios de la energía y una disminución del rendimiento energético debido a un factor de degradación de los módulos fotovoltaicos. Se calculan indicadores financieros clave como el período de retorno de la inversión, el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR) para evaluar la viabilidad del proyecto. Los resultados demuestran que las instalaciones fotovoltaicas residenciales para autoconsumo pueden ofrecer importantes ahorros a largo plazo, al mismo tiempo que contribuyen a la sostenibilidad energética y a la reducción de emisiones de carbono. Mediante el diseño de un sistema eficiente y escalable, este proyecto contribuye a la promoción de soluciones energéticas más limpias y al fomento del autoconsumo solar distribuido en el ámbito residencial.

This bachelor’s thesis explores the design and analysis of a solar photovoltaic (PV) installation for self-consumption in the residential sector, with the aim of reducing dependency on the electricity grid and promoting the use of renewable energy sources. The work begins with an overview of solar energy technologies and the regulatory framework surrounding self-consumption in residential settings. It then focuses on the dimensioning of a grid-connected PV system tailored to the electricity demand profile of a single-family household in Málaga. The proposed installation is evaluated both technically and economically. The technical analysis involves the selection of suitable components, including photovoltaic modules, inverters, and mounting structures, as well as the estimation of annual energy production using local solar irradiation data. Energy yields are simulated under different orientations and inclinations to identify the most favorable configuration using the PVsyst software. From an economic perspective, the study considers initial investment costs, operating and maintenance expenses, and potential savings on electricity bills as well as an increase in the future energy prices and a decrease in energy yield with a PV degradation factor. Key financial indicators such as the payback period, net present value (VAN), and internal rate of return (IRR) are calculated to assess the feasibility of the investment. The findings demonstrate that residential PV installations for self-consumption can offer significant long-term savings while contributing to energy sustainability and carbon emission reductions. By designing an efficient and scalable PV system, this project will contribute to promoting cleaner energy solutions and encouraging wider adoption of distributed solar generation in the residential sector.