Análisis técnico-económico de la solución óptima para la instalación de paneles fotovoltaicos en una nave logística

Abstract

En este proyecto se ha creado un programa que diseña la instalación fotovoltaica óptima, tanto su aspecto técnico como el económico, para cualquier nave logística española con un gran espacio de cubierta disponible. Este programa, creado con Matlab, tiene dos criterios de diseño: máxima producción de energía y máximo beneficio económico. Para contrastar los resultados obtenidos por el programa se utiliza el programa de simulación PVsyst. La tecnología fotovoltaica posee las siguientes ventajas principales: es renovable, no produce gases de efecto invernadero y la fuente de energía es gratuita y está presente en todo el mundo. Además, esta tecnología ha permitido el desarrollo de una manera diferente a la tradicional de generación: el autoconsumo eléctrico. Hasta el año 2019 la legislación española dificultaba las instalaciones de paneles fotovoltaicos como las de este proyecto. Esta situación cambió cuando entró en vigor el Real Decreto 244/2019 que reguló las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica, con el objetivo de promoverlo. En este proyecto las instalaciones se acogen a la modalidad de autoconsumo con venta de excedentes al mercado eléctrico. La motivación principal es mejorar las instalaciones fotovoltaicas, aportando diseños más eficientes y menos costosos que los presentes en las instalaciones actuales. Esta mejora depende principalmente de los siguientes elementos: orientación e inclinación de los paneles, distancia entre filas de paneles, y paneles e inversores escogidos. En las distintas soluciones que se han calculado, se ha logrado unos valores de rendimiento alrededor del 83%, y unos tiempos de amortización que rondan los cuatro años y seis meses; lo cual refleja que se ha mejorado lo presente actualmente en España.

In this project, a program has been created using Matlab to design the optimal photovoltaic installation, considering both technical and economic aspects, for any Spanish logistics warehouse with a large available roof space. This program has two design criteria: maximum energy production and maximum economic benefit. To validate the results obtained by the program, the PVsyst simulation program is used. Photovoltaic technology offers the following main advantages: it is renewable, does not produce greenhouse gases, and the energy source is free and available worldwide. Additionally, this technology has allowed for a different approach to energy generation: self-consumption. Until the year 2019, Spanish legislation made it challenging to install photovoltaic panels as described in this project. This situation changed when the Royal Decree 244/2019 came into effect, regulating the administrative, technical, and economic conditions for electricity self-consumption, aiming to promote it. In this project, the installations follow the self-consumption modality with surplus energy being sold to the electrical market. The main motivation behind this project is to enhance photovoltaic installations by providing more efficient and cost-effective designs compared to those currently present. This improvement mainly depends on the following elements: panel orientation and tilt, distance between panel rows, and the choice of panels and inverters. Through the various calculated solutions, a performance value of approximately 83% has been achieved, with payback periods of around four years and six months. This indicates an improvement over the current state of photovoltaic installations in Spain.