Análisis y propuesta de mejora energética de instalación l

Abstract

El objetivo de este proyecto es evaluar la viabilidad técnica y económica de implementar un sistema de energía renovable para autoconsumo en una vivienda unifamiliar ubicada en La Granja de San Ildefonso (Segovia, España). Se analizaron cinco configuraciones diferentes mediante el software de simulación PVSYST, combinando módulos fotovoltaicos con opciones como la venta de excedentes energéticos, almacenamiento de energía y generación eólica de pequeña escala. Cada configuración fue evaluada en función de parámetros técnicos y financieros clave: Coste nivelado de la energía (LCOE), Tasa interna de retorno (TIR), Periodo de retorno (Payback), Valor Actual Neto (VAN) y emisiones de CO2 evitadas. Los escenarios fueron diseñados para representar de forma realista las necesidades energéticas de la vivienda. Entre las cinco propuestas, el sistema más rentable a corto plazo fue el que contaba con un único subconjunto fotovoltaico sin inyección a red, con un periodo de retorno de 5,1 años y una TIR superior al 21%. Sin embargo, la configuración que incluía vertido de excedentes mostró un mayor ahorro a largo plazo y la mayor reducción de emisiones de CO2. El estudio incluye un análisis del impacto ambiental y proporciona una guía de toma de decisiones basada en la capacidad de inversión del usuario, el consumo energético total y sus objetivos de sostenibilidad. Se concluye que la integración de energías renovables en viviendas no solo es viable económicamente, sino que también contribuye significativamente a la mitigación del cambio climático. Finalmente, el proyecto ofrece un diseño preliminar del sistema, un análisis de fiabilidad y una evaluación económica de los costes de implementación, con el objetivo de proporcionar una herramienta integral para que los usuarios puedan analizar su propio proyecto fotovoltaico.

The aim of this project is to evaluate the technical and economic feasibility of implementing a renewable energy system for self-consumption in a single-family home located in La Granja de San Ildefonso (Segovia, Spain). Five different system configurations were analyzed using PVSYST simulation software, combining photovoltaic modules with options such as selling energy surpluses, energy storage, and small-scale wind generation equipment. Each configuration was assessed based on key technical and financial parameters: Levelized Cost of Energy (LCOE), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period, Net Present Value (NPV), and CO2 emissions avoided. Scenarios were designed to represent realistically the house´s energy needs. Among the five proposals, the most cost-effective system in the short term was the one with a single photovoltaic array and no grid injection, with a payback period of 5,1 years and an IRR of over 21%. However, the configuration that included surplus energy export showed greater long-term savings and the highest CO2 emission reduction. The study includes an environmental impact analysis and provides a decision-making guide based on the user´s investment capacity, total energy consumption, and sustainability goals. It concludes that integrating renewable energy in residential buildings is not only economically viable, but also contributes significantly to climate change mitigation. Finally, the project offers a preliminary system design, a reliability analysis, and an economic assessment of implementation costs, aiming to provide a comprehensive tool for users to analyze their own photovoltaic project.