Análisis económico y ambiental de un sistema fotovoltaico de microconcentración

Abad Escarpa, David (2019). Análisis económico y ambiental de un sistema fotovoltaico de microconcentración. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Análisis económico y ambiental de un sistema fotovoltaico de microconcentración
Author/s:
  • Abad Escarpa, David
Contributor/s:
  • San Miguel Alfaro, Guillermo
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería de la Energía
Date: September 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Análisis de ciclo de vida, análisis de costes de ciclo de vida, sistema fotovoltaico de microconcentración, SimaPro
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La electricidad es indispensable en nuestras vidas, tanto es así que la demanda de energía eléctrica continúa aumentando en España desde el año 2015, ganando importancia las energías renovables con el objetivo de disminuir las toneladas de CO2 derivadas de la generación eléctrica. A pesar del aumento de demanda eléctrica, se ha emitido un 13,8 % menos de toneladas de CO2 que en el año 2017, gracias a este aumento en participación de las energías renovables. España es de los países de Europa que se podría obtener una mayor energía anual fotovoltaica. No obstante, Alemania tiene instalada casi 10 veces la potencia fotovoltaica de España y continúa invirtiendo en este tipo de energía año tras año. Los paneles fotovoltaicos suelen rondar el 15 % de rendimiento, por eso, en este proyecto se analiza una tecnología menos conocida denominada fotovoltaica de concentración (CPV, concentrator photovoltaics). Esta tecnología utiliza lentes para concentrar la radiación solar sobre una célula de menor tamaño, lo que disminuye los costes y además permite obtener un rendimiento que supera el 40 %. Sin embargo, los sistemas CPV en su gran mayoría necesitan seguir el sol en todo momento por lo que requieren de una estructura que permita enfocar la radiación solar directa a la célula en todo momento. Con el fin de reducir aún más los costes, se ha propuesto la reducción de escala de los módulos CPV, creando una nueva categoría de módulos de microconcentración fotovoltaica (micro-CPV, microconcentrator photovoltaics). Esta nueva tecnología permite disminuir aún más el tamaño de las células, reduciendo los costes de instalación, pero con consecuencias negativas en la fabricación por su pequeño tamaño. En este TFM se realiza un análisis ambiental y económico de esta tecnología novedosa denominada micro-CPV. El análisis ambiental se ha realizado con los siguientes impactos ambientales: cambio climático, toxicidad humana, material particulado, formación de ozono troposférico, acidificación, eutrofización terrestre, uso del suelo y agotamiento de recursos. Los resultados se analizan para tres escenarios que utilizando distintos materiales de fabricación: lentes PMMA (polimetilmetacrilato), lentes SOG (silicone over glass) y placa PMMA (tereftalato de polietileno). Esta comparación permite valorar cuál de los siguientes escenarios genera menor impacto para cada uno de los impactos ambientales analizados durante todo el ciclo de vida. Las etapas que se consideran en este proyecto para el ciclo de vida de un sistema micro-CPV son: extracción y fabricación, transporte, construcción, operación y mantenimiento y fin de vida. Los resultados se han obtenido con el software SimaPro. Este programa permite realizar cálculos de impactos ambientales, sociales y económicos asociados a un producto, servicio u organización a lo largo de todo su ciclo de vida. La metodología utilizada es ILCD 2011 Midpoint+. Los resultados no solo se muestran obtenidos para esta metodología, sino que también se expresan con la normalización europea y ponderados. Las conclusiones que se llegan en el análisis ambiental son que las lentes SOG reducen el impacto ambiental en acidificación y eutrofización un 6,5 % y 4,8 %, respectivamente en comparación a utilizar lentes PMMA. Por su parte, el escenario placa PMMA genera un 11,8 % y un 8,5 % más impacto que el escenario de lentes PMMA.

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Item ID: 69586
DC Identifier: https://oa.upm.es/69586/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:69586
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 25 Jan 2022 14:08
Last Modified: 29 Aug 2022 08:46
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