Proyecto de ejecución de una planta solar fotovoltaica de gran potencia

Abstract

El consiguiente estudio presenta el desarrollo del proyecto de una planta solar fotovoltaica de 57,425 MWp y 49,4 kWn. Esta se sitúa en La Roda, municipio de Albacete y consta de todo lo necesario para su ejecución e interconexión a la red.

1. Introducción La realidad que supone el cambio climático llevó al mundo a cerrar el Acuerdo de París, en el que se fijaron las metas para alcanzar la neutralidad de emisiones contaminantes. Entre ellas, se sitúan la reducción del 55% de las emisiones de gases de efecto invernadero, el aumento, como mínimo, del 32,5% en la eficiencia energética y la incorporación de energías renovables en el 32% de la generación. Es por tanto necesaria una transición energética. Debemos deshacernos de aquellas tecnologías con emisiones de gases contaminantes y tender hacia aquellas que generen energía renovable y limpia. Es por ello que el consiguiente trabajo presenta el desarrollo de una planta solar fotovoltaica de gran potencia, que ayude a reducir las emisiones y a alcanzar los objetivos marcados en el Acuerdo de París. Mediante la instalación de 49,4 MWn, se quiere aportar generación para llegar a los 37 GW de potencia fotovoltaica instalada marcada por el PNIEC para 2030.

2. Definición del Proyecto El presente proyecto se define en base a cuatro etapas diferenciadas. - Selección del emplazamiento Primeramente, se han estudiado y comparado tres lugares del territorio español para aprovechar al máximo el recurso solar. El emplazamiento escogido, en La Roda, cuenta con 100 hectáreas, no cuenta con espacios protegidos, se sitúa cercano a la subestación de interconexión y es totalmente llano. - Funcionamiento de las plantas solares Se ha realizado una extensa explicación del funcionamiento y componentes de las plantas solares fotovoltaicas, desde sus inicios hasta su estado actual, desarrollando las diversas tecnologías y los fenómenos para que estas funcionen. - Optimización de la planta Mediante el programa PVsyst, se han realizado las simulaciones necesarias para optimizar los equipos de la planta. Además, se reflejan los cálculos eléctricos para la correcta instalación eléctrica del parque fotovoltaico. - Viabilidad económica Finalmente, se ha llevado a cabo un estudio de la viabilidad económica del proyecto, reflejando las razones económicas por las que este ha de desarrollarse.

3. Descripción del parque fotovoltaico La planta fotovoltaica consta de los siguientes elementos: - Generador fotovoltaico Formado por 104.409 módulos de 550 Wp, organizados en strings de 27 paneles, conformando 3867 cadenas. Además, se dispone de 967 seguidores 2V y 242 cajas de continua. Los paneles los proporciona la empresa JA Solar, mientras que los seguidores los distribuirá Soltec. - Power Stations La planta está compuesta por trece Power Stations MV Skid de la empresa Power Electronics. Cada PS consta de un inversor de 3800 kW y un transformador 690V/20kV de 4390 kVA. - Subestación Elevadora La subestación 20/132 kV permite elevar la tensión a los niveles de interconexión te la subestación conectada a red. También se compone de las líneas de baja, media y alta tensión, así como de todas las protecciones necesarias. Gracias a esta instalación se proporciona una energía media de 104.422,75 MWh durante los 25 años de vida útil de la planta.

4. Viabilidad Económica

Para la realización de este proyecto será necesaria una inversión de 41.505.608,37 €. Estableciendo una tasa de descuento del 5% y unos costes de operación de 7,5 €/MWh, se obtiene un VAN de 19.546.827,02 € y un TIR del 9,42%. La inversión se recuperaría en un período de 9,35 años, siendo esta totalmente rentable. El LCOE obtenido es de 35,23 €/MWh, coherente con los actuales y menor que el precio medio de casación del mercado. 5. Conclusiones

La ejecución de la planta solar fotovoltaica de 57,425 MWp resulta interesante tanto desde el punto de vista energético como económico. Mediante la instalación de este nuevo parque solar, se conseguiría una gran aportación en la consecución de un país cuyo objetivo es alcanzar las cero emisiones netas en el año 2050. Además, se estimularía la creación de empleo y ayudaría a España a destacar con respecto a otros países europeos.

The following study presents the development of a 57,425 MWp and 49,4 kWn photovoltaic solar plant project. It is located in La Roda, municipality of Albacete and consists of everything necessary for its implementation and interconnection to the grid.

1. Introduction The reality of climate change led the world to sign the Paris Agreement, in which goals were set to achieve neutrality of pollutant emissions. These include a 55% reduction in greenhouse gas emissions, an increase of at least 32.5% in energy efficiency and the incorporation of renewable energies in 32% of generation [1]. An energy transition is therefore necessary. We must get rid of those technologies with polluting gas emissions and move towards those that generate renewable and clean energy. This is the reason why this work presents the development of a high power solar photovoltaic plant, which helps to reduce emissions and to achieve the goals set in the Paris Agreement. Through the installation of 49,4 MWn, the aim is to provide generation to reach the 37 GW of installed photovoltaic capacity set by the PNIEC for 2030 [2].

2. Project Definition This project is defined on the basis of four distinct stages. - Site selection Firstly, three locations in Spain have been studied and compared in order to take maximum advantage of the solar resource. The chosen site, in La Roda, has 100 hectares, no protected areas, is close to the interconnection substation and is completely flat. - Operation of the solar plants An extensive explanation of the operation and components of photovoltaic solar plants has been made, from their beginnings to their current state, developing the various technologies and phenomena for them to work. - Plant optimization Using the PVsyst program, the necessary simulations have been carried out to optimize the plant equipment. In addition, the electrical calculations for the correct electrical installation of the photovoltaic park are reflected. - Economic Feasibility Finally, a study of the economic feasibility of the project has been carried out, reflecting the economic reasons why it has to be developed.

3. Description of the photovoltaic plant The photovoltaic plant consists of the following elements: - Photovoltaic generator Formed by 104.409 modules of 550 Wp, organized in strings of 27 panels, forming 3867 strings. In addition, there are 967 2V trackers and 242 DC boxes. The panels will be supplied by JA Solar, while the trackers will be distributed by Soltec. - Power Stations The plant consists of thirteen MV Skid Power Stations from Power Electronics. Each PS consists of a 3800 kW inverter and a 4390 kVA 690V/20kV transformer. - Substation The 20/132 kV substation allows the voltage to be raised to the interconnection levels of the grid-connected substation. It also consists of the low, medium and high voltage lines, as well as all the necessary protections. Thanks to this installation, an average energy supply of 104.422,75 MWh will be provided during the 25 years of the plant's useful life.

4. Economic feasibility An investment of 49.971.485,96 € will be necessary to carry out this project. Establishing a discount rate of 5% and operating costs of 7.5 €/MWh, an NPV of 11.980.949,43 € and an IRR of 7,37% is obtained. The investment would be recovered in a period of 11,09 years, being totally profitable. The LCOE obtained is 40,29 €/MWh, consistent with the current ones and lower than the average market matching price.

5. Conclusions The execution of the 57,425 MWp solar photovoltaic plant is interesting both from an energy and economic point of view. The installation of this new solar park would make a major contribution to the achievement of a country's goal of achieving zero net emissions by 2050. It would also stimulate job creation and help Spain stand out from other European countries.