Desarrollo de metodología para obtener y optimizar la rentabilidad de centrales fotovoltaicas operando en el pool del mercado eléctrico español

Abstract

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[ES] A raíz de la publicación del Real Decreto-Ley 1/2012 de 27 de enero de 2012, mediante el cual se suspenden las primas para los sistemas de producción en régimen especial, surge la idea de este proyecto, a través del cual se pretende estimar la rentabilidad económica de centrales fotovoltaicas operando en el pool del mercado eléctrico español, y poder determinar su viabilidad. Para ello se ha construido un modelo, que además servirá para analizar el impacto que determinados factores de diseño tienen sobre la rentabilidad de la central. La construcción del modelo está dividida en dos partes. En primer lugar, hay que estimar el precio de venta que la central tendría durante sus 25 años de vida. Para ello, se ha realizado un análisis profundo de la legislación actual, para determinar cómo vendería su energía la central en el mercado eléctrico español, y, seguidamente, desarrollar un modelo que permite estimar los beneficios de la planta. Dicha estimación se ha basado en los precios de casación importados de la base de datos de OMIE desde 1998 hasta 2013. La construcción de los programas adecuados permite procesar dichos datos en una matriz para cada uno de los meses de los 16 años analizados. En segundo lugar, es necesario estimar la potencia generada para cada hora durante los 25 años de vida de la central. Para ello, se estudia la forma de evaluar el recurso solar disponible y obtener la radiación incidente en un plano inclinado a través de diversos métodos (de forma teórica y haciendo uso del sistema de información geográfico PVGIS junto con el modelo r.sun). Seguidamente, una vez estimada la irradiancia incidente, a partir de las características de los módulos fotovoltaicos y del diseño de la instalación, se cuantifican las pérdidas por irradiancia, por temperatura y por degradación, así como las pérdidas por rendimiento de la instalación, obteniendo finalmente la potencia horaria producida. Todo ello se ha programado en Matlab, pudiendo cuantificar los kWh producidos cada hora del año. Finalmente se hacen converger las dos líneas del modelo, y a través de la programación de nuevas funciones, se cruza la matriz de producciones con cada una de las 16 matrices de precios de casación, y se calculan los beneficios de una central ficticia de 10 MW operando durante los 16 años. A través de los beneficios es posible obtener una línea de tendencia durante el tiempo de operación de la planta, y mediante su extrapolación a 25 años se puede calcular la rentabilidad de la central fotovoltaica operando en el pool del mercado eléctrico español, resultando tener un tiempo de retorno de 13 años, quedando por tanto 12 años de beneficios netos. El modelo construido es de gran valor en sí mismo, debido al novedoso cálculo, tanto de la producción de la central, como de su rentabilidad en el pool. Para concluir el proyecto, se crean diferentes escenarios en los que podría estar operando la planta y se somete a variaciones de sus parámetros para ver, mediante el método desarrollado, el impacto que tienen en la rentabilidad final de la central dentro del pool. Primero se estudia cómo afecta la potencia pico del generador y si mediante su incremento o decremento se mejora la rentabilidad. Luego se realiza la misma simulación dotando a la planta con un sistema de seguimiento. También resulta interesante comprobar los tiempos de retorno de las plantas situadas en diferentes emplazamientos geográficos y ver que variables resultan críticas. Finalmente se estudia el impacto que tendría un aumento del rendimiento de los módulos en la energía producida y qué consecuencias traería en el tiempo de retorno.