Instalación fotovoltaica, de potencia nominal lOOkW sobre cubierta de edificio

Abstract

El objetivo de este proyecto es definir los aspectos técnicos, legales, financieros y medioambientales que intervienen en la instalación y conexión a la red eléctrica de una planta de generación fotovoltaica de 100 KW situada en sobre la cubierta de un edificio (en nuestro caso una gran superficie), en la provincia de Alicante. El sistema fotovoltaico de conexión a red eléctrica diseñado para la instalación del presente proyecto se compone de un campo fotovoltaico donde se recoge y transforma la energía procedente de la luz solar en forma de electricidad, y de un sistema de adaptación de esta energía eléctrica para inyectarla en las condiciones adecuadas en la red. El campo fotovoltaico produce energía eléctrica en corriente continua mediante módulos fotovoltaicos interconectados, y con un sistema de acondicionamiento de potencia se transforma en corriente alterna con las características de frecuencia e intensidad que la compañía eléctrica exige .. El RD 661/2.007 establece una tarifa regulada (44,0381 c€ por kWh inyectado a la red, para instalaciones de hasta 100 KW) muy superior al precio del kWh convencional (aproximadamente 0,10 €por kWh consumido de la red) para que el generador solar eléctrico obtenga una compensación económica en su inversión inicial. En caso que el generador solar eléctrico autoconsumiera, estaría perdiendo la diferencia de precio entre el kWh solar y el convencional, lo que haría inútil el concepto de ayuda económica incluida en el RD. Por esta razón el RD establece que toda la energía producida debe ser inyectada en la red. El objetivo de esta legislación es conseguir un ahorro energético selectivo, aprovechando al máximo la energía solar gratuita y limpia, en detrimento de la convencional. De esta manera ahorraremos energía con sistemas eficientes, aumentaremos la independencia energética del país y cumpliremos con lo compromisos en materia de medio ambiente. Será en 201 O cuando las tarifas y primas establecidas se revisarán de acuerdo con la consecución de los objetivos fijados en el Plan de Energías Renovables 2005-201 O y en la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética, y conforme a los nuevos objetivos que se incluyan en el siguiente plan para el periodo 2011- 2020. Las revisiones que se realicen en el futuro de las tarifas no afectarán a las instalaciones ya puestas en marcha. Esta garantía aporta seguridad jurídica para el productor, proporcionando estabilidad al sector y fomentando su desarrollo. Para que la inversión sea rentable es necesario que la evaluación del recurso solar en el emplazamiento sea favorable. Para ello se realiza un estudio energético con el que se estima una producción eléctrica media anual que confirma la ventajosa situación elegida para la ubicación de la planta. La instalación está formada por un campo solar compuesto de 550 módulos. Los módulos están agrupados en subgrupos que se dirigen a cada uno de los 1 O inversores. Estos subgrupos están compuestos de 5 filas en paralelo de 11 módulos en serie. La potencia pico instalada es 104500 Wpico. Los módulos se colocan fijos sobre estructuras soporte llamadas mesas, inclinados 30° y orientados al sur, buscando el máximo aprovechamiento de la energía solar. Tras el campo de paneles se encuentra la unidad de acondicionamiento de potencia, formada por 10 inversores de 10 kW. La señal del inversor estará sincronizada en fase, frecuencia y tensión con la red. La conexión entre el campo de paneles y el inversor se realiza mediante líneas en corriente continua, obteniéndose un sistema equilibrado a la entrada del cuadro de inversores, precedidos por una caja de conexiones con su cuadro de protecciones en corriente continua. A la salida del inversor, se dispondrá de un cuadro de protecciones de corriente alterna que se encargará de controlar la intensidad de salida del inversor y proteger la línea de salida. La potencia será inyectada a través de una línea subterránea a la red local. La energía producida se mide con un contador bidireccional que comparte envolvente con el cuadro general de mando y protección, ambos cumpliendo las especificaciones de la empresa distribuidora. Tras evaluar la viabilidad técnica se realiza un análisis económico a 25 años en base a las tarifas del RD 66112.007, al coste de instalación, aproximadamente 5 €/W, y al resto de parámetros económicos que influyen a medio plazo.Como resultado se obtiene una Tasa Interna de Rentabilidad sobre el proyecto del 10% obteniendo la viabilidad económica del proyecto y siendo valores razonables para este tipo de instalaciones. Como conclusión de todo lo recogido en este proyecto se razona la conveniencia, viabilidad y rentabilidad de la instalación de esta planta fotovoltaica asegurando en condiciones normales una producción eléctrica simple, de carácter renovable, y cada vez más competitiva, que contribuirá a la mejora de la política energética.

The purpose of this project is to define technically, legally, financially and environmentally the aspects that take part in the installation and connection to the mains of a 1 OOKW electrical photovoltaic generation plant located in Alicante. The photovoltaic system of connection to mains designed for the installation of the current project is made up of a photovoltaic field, where the energy coming from the solar light is picked up and adapted to suitable mains conditions in order to inject it. The photovoltaic field produces electrical DC energy by means of interconnected photovoltaic modules, and it is turned into AC, with the characteristics of frequency and intensity that the electrical company requests, with a power conditioning system. The whole solar energy produced would be injected into the mams taking advantage of the present special regime electricity sale legislation. RD 661/2007 establishes a regulated tariff (44,0381 c€ per kWh injected into the mains, for up to 100 KW systems) very higher than the conventional kWh cost (approximately 0.1 O € per kWh consumed) so that the electrical solar generator obtains an economic compensation for its initial investment. If the electrical solar generator were self-consumer, it would be wasting the price difference between the solar kWh and the conventional one, which would make the concept of economic aid including in the RD useless. Therefore the RD establishes that the whole produced energy must be injected into the mains. The airn of this legislation is to obtain a selective power saving, taking advantage of the free and clean solar energy to the maxirnum, instead of the conventional one, since the purpose is to save energy with efficient systems, to increase national power independence and to carry out the commitments concerning to the environment. It will be in 2010 when the tariffs and established premiums will be reviewed in agreement with the attainment of the objectives fixed by the 2005-2010 Renewable Energies Plan and by the Saving and Power Efficiency Strategy, and according to the new aims that will be included in the next plan scheduled for 2011-2020. Future tariff revisions will not affect facilities set off until then. This guarantee contributes to legal security for the producer, providing stability to the sector and promoting its development. In order to the investment to be profitable is necessary that the solar resource evaluation were favourable in the location. For that reason it is done an energy study which estimates an annual average electrical production which confirms that the plant is placed in an advantageous location. The installation is made up of a field of 550 panels of 190 Wp each. Panels are grouped in subgroups which are connected to an inventer. These subgroups are made up of 5 branches of 11 panels in serie. The power obtained is 104500 Wp. Modules are placed fixed on structures called tables, inclined 30º and facing south, with the aim of obtaining the best advantage ofthe solar energy. After the field of panels is the conditioning power unit, which consist of 1 O inverters of 10 kW each. The inverter signal will be synchronous in phase, frequency and tension with the rnains. The connection between the field of panels and the inverter is rnade by means of DC connection routes, obtaining a balanced system at the inverters panel entrance, preceded by a DC protections panel. In the way out of the inverter, it will be an AC protections panel that will be in charge of controlling the inverter exit intensity and protecting the exit line. The power of the moduls will be injected through an underground line into the local mains. The produced energy is measured with a bidirectional electricity meter that shares surrounding with the general control and protection panel, both fulfilling the distributing company specifications. After evaluating the technical viability, an economic analysis to 25 years is done, based on the RD 661/2007 tariffs, on the installation cost, approximately 5 €/W, and on the rest of economic parameters that influence in the mid term. As result it is obtained an 10% project IRR. These are reasonable values for this kind of installations and prove the project economic viability. In conclusion of all aspects regarding this project it is justified the installation convenience, viability and cost-effectiveness of this photovoltaic plant, assuring in normal conditions a simple electrical production of renewable type and increasingly competitiveness that will contribute to the improvement of the energetic policy.