Análisis de Hibridación de Plantas Fotovoltaicas/Eólicas con Almacenamiento en Baterías/Hidrógeno

Abstract

Este proyecto analiza la hibridación de una planta de generación solar fotovoltaica con un sistema de almacenamiento de energía en hidrógeno verde. El objetivo es estudiar y dimensionar una solución viable técnica y económicamente al problema climático actual. La motivación de esta selección radica en el alto potencial de ambas tecnologías para proporcionar electricidad limpia, aprovechando la energía solar irradiada por el Sol y el hidrógeno disponible en el universo.

La instalación propuesta consta de una planta de 50 MWac de generación fotovoltaica, con sobredimensionamiento DC/AC de 1,1 (55 MWp). Se emplean paneles de silicio monocristalino y trackers solares para maximizar la captación solar. El almacenamiento de hidrógeno utiliza electrolizadores, pilas de combustible y tanques de almacenamiento. Las pilas de combustible han sido dimensionadas para operar dos ciclos completos de 4 horas al día, proporcionando resiliencia en condiciones meteorológicas desfavorables.

Tras el estudio de las tecnologías, del marco regulatorio, y el posterior dimensionado y seleccionado de equipos, se han llevado a cabo unas simulaciones (software PVGIS) para elaborar el modelo de negocio. Los resultados de estas muestran que la planta generará 110,68 GWh anuales de electricidad limpia. Considerando la inversión inicial (CAPEX) y los gastos operativos (OPEX), el proyecto presenta una TIR del 8,17%, lo que lo hace atractivo para posibles inversores. El almacenamiento mejora la rentabilidad y la robustez de la planta, lo que se refleja en el posible acuerdo de compra de energía (PPA) con un valor anual de 80€/MWh durante un plazo de 20 años.

En conclusión, este proyecto ofrece una solución práctica y viable al cambio climático, alineada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible. La planta proporciona una producción significativa de energía limpia, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, presenta un modelo de negocio atractivo para inversores externos por su TIR del 8,17%.

This project analyzes the hybridization of a solar photovoltaic generation plant with a green hydrogen energy storage system. The objective is to study and size a technically and economically viable solution to the current climate problem. The motivation for this selection lies in the high potential of both technologies to provide clean electricity, taking advantage of the solar energy radiated by the Sun and the hydrogen available in the universe.

The proposed installation consists of a 50 MWac photovoltaic generation plant, with DC/AC oversizing of 1.1 (55 MWp). Monocrystalline silicon panels and solar trackers are used to maximize solar gain. Hydrogen storage uses electrolyzers, fuel cells and storage tanks. The fuel cells have been sized to operate two full 4-hour cycles per day, providing resilience in unfavorable weather conditions.

After studying the technologies, the regulatory framework, and the subsequent sizing and selection of equipment, simulations (PVGIS software) were carried out to develop the business model. The results show that the plant will generate 110.68 GWh of clean electricity per year. Considering the initial investment (CAPEX) and operating expenses (OPEX), the project has an IRR of 8.17%, which makes it attractive to potential investors. Storage improves the profitability and robustness of the plant, which is reflected in the possible power purchase agreement (PPA) with an annual value of €80/MWh for a term of 20 years.

In conclusion, this project offers a practical and viable solution to climate change, aligned with the Sustainable Development Goals. The plant provides a significant production of clean energy, reducing greenhouse gas emissions. In addition, it presents an attractive business model for external investors due to its IRR of 8.17%.