The economics of electricity grid defection. A case study
Resumen
The electric power system is beginning to change thanks the rising of distributed energy
resources (DERs) such as small fuel generators, electricity storage systems, small wind,
combined heat and power plants and solar photovoltaic (PV). DER technological improvements
and policy incentives are enabling the emergence of new grid configuration trends for the enduser. The ability to store the energy produced by power generation systems is improving every day,
thanks to innovations driven by the automotive industry on electric vehicles (EVs). Ramp up in
production capacity for electric vehicles has driven down the cost of large‐scale battery storage
for power. Additionally, the cost of photovoltaic panels has fallen substantially in recent years.
This is increasing the social and economic acceptance of these new grid configuration options. This thesis focuses on two of these new customer usage trends: grid integrated and grid
defection. Grid integrated enables customers to install PV systems that export power to the
utility grid. In grid defection, consumers fully depend on their on‐site power generation, using
storage and a power management system to provide power to the home when needed. The
methodology is implemented in the Distributed Energy Resources Customer Adoption Model
(DER‐CAM), and a case study is performed on solar PV and electricity storage system for
rigorous assessment of the economic feasibility of leaving the grid on three representative
Spain geographies (Córdoba, Guadalajara and Oviedo). Sensitivity analyses are carried out over
important parameters such as DER capital costs, electricity export option to the grid, interest
rate and rooftop PV available space. This thesis concludes and presents the findings of the
analysis and provides a guide to future research. Los sistemas de energía eléctricos están empezando a cambiar gracias al auge de los sistemas
de recursos energéticos distribuidos (DER), tales como pequeños generadores diesel, sistemas
de almacenamiento de energía, plantas de cogeneración y plantas fotovoltaicas. Las mejoras
tecnológicas en estos sistemas junto a unas políticas de incentivos están posibilitando la
aparición de nuevas tendencias de configuraciones de red para los usuarios finales. La habilidad para almacenar la energía producida por sistemas solares mejora cada día gracias a
las innovaciones en la industria de la automoción sobre los vehículos eléctricos (EVs). El
aumento en la capacidad de producción de vehículos eléctricos ha hecho bajar el coste en la
producción a gran escala de baterías de almacenamiento de energía. Además, el coste de los
paneles fotovoltaicos ha disminuido sustancialmente en los últimos años. Esto está
incrementando la aceptación social y económica de estas nuevas opciones.Esta tesis se centra en dos de estas nuevas tendencias: la integración con la red y estar
totalmente aislado de la red eléctrica. La integración con la red permite a los consumidores la
instalación de un sistema fotovoltaico y exportar los excesos de energía a la red de suministro.
Aislados de la red eléctrica, los consumidores dependen completamente de la generación de
energía in situ, usando un sistema de almacenamiento y de gestión de energía para suministrar
energía a la casa cuando sea necesario. La metodología es implementada mediante un modelo
en DER‐CAM y se realiza un caso de estudio sobre un sistema fotovoltaico y de almacenamiento
para una evaluación rigurosa de la viabilidad económica de abandonar la red en tres zonas
geográficas representativas de España (Córdoba, Guadalajara y Oviedo). Un análisis de
sensibilidad es llevado a cabo sobre importantes parámetros tales como los costes de capital de
las tecnologías DERs, la posibilidad o no de exportar electricidad en la red, el tipo de interés y el
área disponible para la instalación fotovoltaica. Por último, esta tesis concluye y presenta los
resultados del análisis, introduciendo algunas posibles directrices para futuras investigaciones.
Tesis Doctoral
The economics of electricity grid defection. A case studyTitulación / Programa
Master in the Electric Power IndustryMaterias/ UNESCO
33 Ciencias tecnológicas3322 Tecnología energética
332203 Generadores de energía
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