Diseño de un plan de implantación progresiva de instalaciones fotovoltaicas en las cubiertas del Campus de Vera de la Universitat Politècnica de València

Abstract

[ES] La realización de estudios de potencial energético renovable constituye una interesante vía para para el ahorro energético, detectando con ellos la viabilidad tanto técnica como económica de la implantación. En el presente Trabajo Fin de Máster, se realiza el estudio del potencial fotovoltaico de cada cubierta del conjunto de edificios pertenecientes al Campus de Vera, de la Universitat Politècnica de València, considerando para ello, el espacio disponible teniendo en cuenta los obstáculos y el sombreado generado por estos y los edificios colindantes. Se han estudiado varios escenarios. En el primer escenario, las instalaciones fotovoltaicas están conectadas a red bajo el esquema de autoconsumo sin venta de excedentes, por tanto, el sistema se dimensiona para no producir excedentes ya que, estos estos no se retribuirán a la UPV. En el segundo escenario se analiza utilizar todas las cubiertas disponibles para instalar en ellas fotovoltaica debido a que la energía excedente se venderá, obteniendo con ello un beneficio económico. Además, se ha hecho un análisis de sensibilidad en el que únicamente se ha variado con respecto a los anteriores el ángulo de inclinación y el precio de compra de la electricidad de red. Se evalúa técnica, energética y económicamente los beneficios que se pueden conseguir en estos escenarios, estimando el ahorro energético y económico y, la reducción de emisiones de CO2 asociado. Como diseño final se propone ocupar toda la superficie disponible en las cubiertas, es decir 69.950 m2 para la instalación de 6,3 MW y, que en caso de existir capacidad disponible en el punto de conexión, el sistema sea de autoconsumo con excedentes, con objeto de recibir una compensación monetaria por la energía excedente vertida. En este escenario, la inversión inicial es de 5.791.765 €, el periodo de retorno descontado es de 5,84 años y el TIR del 18%. Los principales softwares utilizados para el estudio han sido HOMER y SAM. Por último, con la información obtenida del análisis previo, se ha realizado un plan de implantación a 10 años para todas las instalaciones fotovoltaicas del campus, en el que se propone comenzar la implantación por las cubiertas más prometedoras. En dicho plan de implantación se propone instalar cada dos años las siguientes potencias: 1,103 MW, 1,319 MW, 1,322 MW, 1,331 MW y 1,199 MW.

[CAT] La realització d'estudis de potencial energètic renovable constitueix una interessant via per a per a l'estalvi energètic, detectant amb ells la viabilitat tant tècnica com econòmica de la implantació. En el present Treball Fi de Màster, es realitza l'estudi del potencial fotovoltaic de cada coberta del conjunt d'edificis pertanyents al Campus de Vera, de la Universitat Politècnica de València, considerant per a això, l'espai disponible tenint en compte els obstacles i l'ombreig generat per aquests i els edificis confrontants. S'han estudiat diversos escenaris. En el primer escenari, les instal·lacions fotovoltaiques estan connectades a xarxa sota l'esquema d'autoconsum sense venda d'excedents, per tant, el sistema es dimensiona per a no produir excedents ja que, aquests aquests no es retribuiran a la UPV. En el segon escenari s'analitza utilitzar totes les cobertes disponibles per a instal·lar en elles fotovoltaica pel fet que l'energia excedent es vendrà, obtenint amb això un benefici econòmic. A més, s'ha fet una anàlisi de sensibilitat en el qual únicament s'ha variat respecte als anteriors l'angle d'inclinació i el preu de compra de l'electricitat de xarxa. S'avalua tècnica, energètica i econòmicament els beneficis que es poden aconseguir en aquests escenaris, estimant l'estalvi energètic i econòmic i, la reducció d'emissions de CO2 associat. Com a disseny final es proposa ocupar tota la superfície disponible en les cobertes, és a dir 69.950 m² per a la instal·lació de 6,3 MW i, que en cas d'existir capacitat disponible en el punt de connexió, el sistema siga d'autoconsum amb excedents, a fi de rebre una compensació monetària per l'energia excedent abocada. En aquest escenari, la inversió inicial és de 5.791.765 €, el període de retorn descomptat és de 5,84 anys i el TIR del 18%. Els principals softwares utilitzats per a l'estudi han sigut HOMER i SAM. Finalment, amb la informació obtinguda de l'anàlisi prèvia, s'ha realitzat un pla d'implantació a 10 anys per a totes les instal·lacions fotovoltaiques del campus, en el qual es proposa començar la implantació per les cobertes més prometedores. En aquest pla d'implantació es proposa instal·lar cada dos anys les següents potències: 1,103 MW, 1,319 MW, 1,322 MW, 1,331 MW i 1,199 MW.

[EN] Carrying out studies of renewable energy potential is an interesting way to save energy, detecting with them both the technical and economic feasibility of the implementation. In this Master's thesis, the photovoltaic potential of each roof of the set of buildings belonging to the Vera Campus of the Universitat Politècnica de València is studied, considering the available space, taking into account the obstacles and shading generated by these and the adjacent buildings. Several scenarios have been studied. In the first scenario, the photovoltaic installations are connected to the grid under the scheme of self-consumption without selling surpluses, therefore, the system is dimensioned so as not to produce surpluses as these will not be paid to the UPV. The second scenario analyses the use of all available roofs to install photovoltaics on them, as the surplus energy will be sold, thus obtaining an economic benefit. In addition, a sensitivity analysis has been carried out in which only the angle of inclination and the purchase price of electricity from the grid have been varied with respect to the previous scenarios. The benefits that can be achieved in these scenarios are evaluated technically, energetically, and economically, estimating the energy and economic savings and the associated reduction in CO2 emissions. As a final design, it is proposed to occupy the entire available roof area, i.e. 69.950 m2 for the installation of 6,3 MW and, if there is available capacity at the connection point, the system will be self-consumption with surpluses, in order to receive monetary compensation for the surplus energy discharged. In this scenario, the initial investment is 5.791.765 €, the discounted payback period is 5,84 years, and the IRR is 18%. The main software used for the study were HOMER and SAM. Finally, with the information obtained from the previous analysis, a 10-year implementation plan has been drawn up for all the photovoltaic installations on the campus, in which it is proposed to start implementation on the most promising roofs. In this implementation plan, it is proposed to install the following capacities every two years: 1,103 MW, 1,319 MW, 1,322 MW, 1,331 MW and 1,199 MW.