Estudio de la Hibridación de energía solar fotovoltaica y energía eólica

Abstract

El objetivo principal del proyecto es estudiar la viabilidad de la hibridación de un parque eólico con una planta solar fotovoltaica. Para poder llevar a cabo un estudio detallado se ha decidido estudiar la viabilidad: técnica, legal y económica. En la energía eólica, se parte de un estudio de mercado y un estudio del proyecto eólico existente. El proyecto estácompuesto por 17 aerogeneradores Gamesa G58 de 0.85 MW. Con estas condiciones, el proyecto tiene 14.45 MW y una producción horaria de alrededor de 1,807 horas anuales. Además del parque eólico original, se estudian otros dos casos de este mismo parque repotenciado con aerogeneradores Nordex Acciona N149 y N163 (3,078 horas). Para la energía solar fotovoltaica, se exponen las tecnologías principales, se realiza un estudio de mercado y se definen los componentes más interesantes de cara a montar una planta solar fotovoltaica hoy en día. Con estos equipos se simula la producción de una planta de 1 MWp. Una vez ambas tecnologías quedan estudiadas, se estudia la hibridación. Por esta razón, se contrastan las producciones horarias de los tres escenarios eólicos enfrentados a la producción de energía horaria de una planta solar fotovoltaica de tamaño variable desde 1MWp hasta los 20 MWp. Este estudio permite calcular el exceso de energía que existe en cada caso y dimensionar el tamaño en MWp de la planta solar fotovoltaica. El resultado que arroja el estudio es que la configuración más adecuada es una planta solar fotovoltaica de 15 MWp junto con el parque repotenciado con N 163. Una vez definido el proyecto hibrido se procede a estudiar la monitorización del conjunto de ambas instalaciones. Finalmente, se realiza un estudio económico, que arroja un valor neto actual del proyecto de 4.8 M€ para una tasa de descuento del 6% obteniendo una TIR del 9.3%.

The main objective of the project is to study the feasibility of hybridizing a wind farm with a solar PV plant. In order to carry out a detailed study, it has been decided to study the technical, legal and economic feasibility. In wind energy, the starting point is a market study and aa analysis of the existing wind farm. The wind farm consists of 17 Gamesa G58 wind turbines of 0.85 MW. With these conditions, the project has 14.45 MW and an hourly production of about 1,807 hours per year. In addition to the original wind farm, two other scenarios of this same wind farm repowered with Nordex Acciona N149 and N163 wind turbines (3,078 hours) are studied. For solar PV energy, the main technologies are presented, a market study is carried out and the most interesting components for setting up a solar PV plant nowadays are defined. With this equipment, the production of a 1 MWp plant is simulated. Once both technologies are studied, hybridization is studied. For this reason, the hourly productions of the three wind scenarios are contrasted with the hourly energy production of a solar photovoltaic plant of variable size from 1 MWp to 20 MWp. This study allows to calculate the excess energy that exists in each case and to dimension the size in MWp of the solar photovoltaic plant. The result of the study is that the most suitable configuration is a 15 MWp solar photovoltaic plant together with the repowered farm with N 163. Once the hybrid project has been defined, we proceed to study the monitoring of both installations. To finish with, an economic study is carried out, which yields a net present value of the project of 4.8 M€ for a discount rate of 6%, obtaining an IRR of 9.3%.