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

Abstract

El proyecto consiste en diseñar una instalación solar fotovoltaica para autoconsumo en una vivienda unifamiliar situada en Las Rozas (Madrid). La instalación será con compensación de excedentes generados, para verterlos a la red eléctrica y recibir compensación económica en la factura eléctrica. La instalación se diseñará con el programa PVsyst, para simular distintas instalaciones con diferentes potencias y analizar posteriormente la opción más rentable. Finalmente, tras analizar varios escenarios, se decidió que la instalación sería de 3,9 kWp y 3,6 kWn. La idea surge del crecimiento exponencial de las energías renovables y la posibilidad de reducir la dependencia de la red eléctrica. Para ello, se han analizado varios factores que son cruciales para un dimensionamiento adecuado. Se ha descrito el emplazamiento en el que se encontrará la instalación, analizando la idoneidad de la cubierta y se ha realizado un estudio energético del consumo eléctrico de la vivienda de dos maneras diferentes: mediante una estimación y mediante la recopilación de las facturas eléctricas. Se ha estudiado también el recurso solar disponible en la vivienda, distinguiendo entre los distintos tipos de radiación y obteniendo datos necesarios de bases de datos meteorológicas, analizando las variaciones entre unas y otras. Con el programa PVsyst se han realizado diversas simulaciones variando la potencia pico y la potencia nominal de la instalación, con el fin de ver como variaba la generación y el consumo de la energía generada por la instalación. Finalmente, se realizó un estudio de rentabilidad para decidir si es más rentable una instalación con batería para almacenar parte de la energía generada para un posterior consumo o una instalación sin batería. Se concluyó que la opción elegida sería sin batería ya que la instalación con batería presentaba una rentabilidad negativa.

The project involves designing a photovoltaic solar installation for self-consumption in a single-family home located in Las Rozas (Madrid). The system will include compensation for surplus energy, allowing excess electricity to be fed into the power grid in exchange for financial compensation on the electricity bill. The installation will be designed using PVsyst software to simulate various setups with different capacities and later determine the most cost-effective option. After analyzing several scenarios, a system of 3.9 kWp and 3.6 kWn was ultimately selected. The concept rises from the exponential growth of renewable energy sources and the opportunity to reduce dependence on the conventional power grid. To achieve this, several key factors were analyzed to ensure proper system sizing. The site for the installation was assessed, including the suitability of the rooftop, and an energy consumption study of the household was conducted using two methods: an estimation based on expected usage, and an analysis of electricity bills of the recent years. The solar resource available at the site was also studied, differentiating between various types of solar radiation and sourcing necessary meteorological data from databases, with variations between sources being considered. Using PVsyst, simulations were performed by varying the system's peak and nominal power to evaluate how energy generation and usage would be affected. Finally, a profitability study was conducted to determine whether a battery equipped system, capable of storing part of the energy for later use, was more advantageous than a battery free one. It was concluded that the battery free option was more viable, as the system with storage showed negative profitability.