Design of a Reliable and Cost-Effective Building Microgrid-2

Abstract

Este proyecto estudia un edificio del campus de Colorado School of Mines, analizando su instalación (diagramas unifilares y cargas eléctricas) y su consumo eléctrico (energía, facturas eléctricas y potencia instantánea). Con la intención de mejorar la huella de carbono de este, se diseña la implementación de un sistema fotovoltaico de 37 kW con paneles monocristalinos fijados en el tejado del edificio. Se concluye que se usará un inversor central y que un sistema de almacenamiento en batería no será necesario. La simulación del sistema con un software llamado SAM (System Advisor Model) aporta los datos a futuro de generación de la nueva instalación (tanto de energía como de potencia), además de los costes aproximados. Con esto, se realiza un estudio del impacto medioambiental (comparando con las emisiones de la empresa de suministro eléctrico) y un estudio de viabilidad económica que tiene en cuenta los costes de mantenimiento y el beneficio que produce el ahorro del coste de CO2. Mientras que la reducción de las emisiones resulta ser mas pequeña de lo esperado (1,5%), el sistema de generación de energía fotovoltaica produce beneficios durante 9 años (a partir del año 16 desde la inversión) y supone una inversión educacional para la escuela.

This project studies a building of the Colorado School of Mines, analyzing its electrical installation (one-line diagrams and electrical loads) and its electrical consumption (energy, electricity bills and instantaneous power). With the intention of improving the carbon footprint of this building, the implementation of a 37-kW photovoltaic system with monocrystalline panels fixed on the roof of the building is designed. It is concluded that a central inverter will be used and that a battery energy storage system will not be necessary. The simulation of the system, carried out with a software called SAM (System Advisor Model), provides the data of future generation of the new installation (both power and energy), in addition to the approximate installation costs. With this, a study of the environmental impact is conducted (comparing with the utility’s emissions) as well as an economic feasibility study that takes into account the maintenance costs and the benefit that the saving of the cost of CO2 produces. While the reduction of emissions is smaller than expected (1.5%), the photovoltaic energy generation system produces benefits for 9 years (from year 16 since the investment) and represents an educational investment for the school.