Análisis técnico-económico de plantas con paneles bifaciales : Agro fotovoltaica frente a modelo convencional

Rojo Portolés, Ignacio (2021). Análisis técnico-económico de plantas con paneles bifaciales : Agro fotovoltaica frente a modelo convencional. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM).

Description

Title: Análisis técnico-económico de plantas con paneles bifaciales : Agro fotovoltaica frente a modelo convencional
Author/s:
  • Rojo Portolés, Ignacio
Contributor/s:
  • Martín Blázquez, Luis
  • Veguillas, Roberto
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Energías Renovables y Medio Ambiente
Date: July 2021
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: None

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Abstract

El descenso de precios y la facilidad de adaptación de procesos de fabricación de paneles bifaciales está produciendo una rápida expansión de la tecnología fotovoltaica en el sector energético. Además, los cada vez más exigentes objetivos de lucha contra el cambio climático favorecen el crecimiento de la potencia instalada en forma de plantas fotovoltaicas. Los incrementos en producción que suponen tanto la tecnología bifacial como las estructuras con seguimiento los convierten en la norma a la hora de diseñar proyectos, especialmente los de mayor escala. Esta rápida expansión provoca que comiencen a escasear los terrenos idóneos o mejor cualificados para la construcción de proyectos fotovoltaicos. Para estos proyectos se buscan terrenos con buenas condiciones climatológicas e irradiación a lo largo del año, así como pendientes y rugosidades bajas para minimizar los gastos en obra civil. Estas son cualidades que comparten con los terrenos destinados a la agricultura. El modelo agro fotovoltaico funciona como nexo y permite tanto la explotación energética del terreno como la agropecuaria. La principal ventaja de este modelo es el incremento de oportunidades para la construcción de proyectos fotovoltaicos mediante alquiler de terrenos sin privar a sus dueños de continuar con las actividades agropecuarias. Por ese motivo y por otros como la preservación del medio natural y la conservación de los suelos, este tipo de práctica es común en diversos países europeos y es cada vez más frecuente en España. Con estos conceptos en mente, en este trabajo se analiza y evalúa el comportamiento de una planta fotovoltaica de 11MW de potencia instalada con tecnología bifacial en Alcalá de Guadaira (Sevilla), con dos planteamientos distintos: un modelo convencional frente a otro modelo agro fotovoltaico que es cada vez más común y en ocasiones se impone como un condicionante. El primero usa la tecnología más habitual en plantas fotovoltaicas actuales como son estructuras de seguimiento a un eje N-S. El caso agro fotovoltaico emplea estructuras fijas y más elevadas que en el caso anterior, buscando un menor sombreado de los cultivos. Se evalúan ambos casos tanto energética como económicamente, estudiando producciones, albedos, bifacialidad, así como rentabilidad y valor generado. Se siguió un procedimiento similar al del desarrollo de un proyecto real, realizando un estudio del terreno y diseñando las plantas para ambos casos. A continuación, se realizó una evaluación energética con PVsyst. Las simulaciones mostraron una mayor producción energética del modelo convencional que el modelo agro fotovoltaico (en torno a un 13%). También se comprobó que en el modelo agro fotovoltaico hay un mayor aprovechamiento de la cara trasera del panel, principalmente debido al incremento de altura estructural. A su vez se estudió el efecto del albedo sobre el rendimiento de las plantas, y se comprobó que el modelo agro fotovoltaico produce en torno a un 1.6% menos energía anual, debido a una menor radiación reflejada por los cultivos (un 18% de radiación reflejada en vez del 20% habitual). Finalmente, un estudio económico permite evaluar la rentabilidad y estimar el valor que generarían ambos proyectos si fueran desarrollados. Considerando una tarifa PPA como fuente de ingresos los resultados mostraron, que, aunque ambos modelos resultan rentables, el modelo convencional el que más valor genera y el de mayor rentabilidad (6.5% de TIR, frente a un 6.3%). Sin embargo, si se tiene en cuenta la actividad agrícola, se comprueba que con el modelo agro fotovoltaico se obtiene un mayor rendimiento del terreno y se crea más beneficio por hectárea. En este proyecto se concluye que la tecnología bifacial ha llegado para quedarse y puede integrarse de multitud de formas. El modelo convencional sigue siendo más rentable, pero el modelo agro fotovoltaico es una buena alternativa cuando los terrenos escaseen.

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Item ID: 69369
DC Identifier: https://oa.upm.es/69369/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:69369
Deposited by: Ignacio IRP Rojo
Deposited on: 11 Jan 2022 12:20
Last Modified: 11 Jan 2022 12:20
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