Instalación fotovoltaica de tejado con paneles solares de alta eficiencia

Abstract

Existe un interés creciente por el despliegue de las energías renovables en terreno urbano donde el espacio disponible es muy limitado. Esto favorece la instalación de tecnologías de alta eficiencia que permitan maximizar la energía generada en un espacio dado.

Los sistemas fotovoltaicos (FV) de concentración clásicos presentan una muy alta eficiencia, pero, debido a sus características, requieren de un mecanismo externo de seguimiento de la trayectoria solar que no es utilizable en instalaciones de tejado.

A fin de solventar esta limitación, diversas empresas y centros de investigación de todo el mundo están desarrollando una tecnología de concentración con seguimiento integrado, que permite instalar los paneles en estructuras fijas y por tanto permiten su utilización en tejado residencial o comercial. Sin embargo, al tratarse de tecnologías noveles, existe incertidumbre sobre su rendimiento energético anual, y no está claro como utilizar las herramientas estándar de modelado con estas. La motivación de este TFM es precisamente estudiar la aplicación de una herramienta estándar de la industria para la previsión energética de este tipo de tecnologías, y comparar su rendimiento con el de otras tecnologías de generación FV.

Para la realización de este trabajo se ha definido una instalación fotovoltaica en un tejado comercial, la azotea de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial, utilizando la tecnología de concentración con seguimiento integrado. Además, se ha modelado un sistema con panel plano convencional con fines comparativos. El productible se estimará utilizando herramientas de simulación validadas como PVSyst.

Como el modelo de PVSyst no permite realizar la simulación de este tipo de tecnología, ha sido necesario desarrollar una metodología novedosa que implica procedimientos adicionales a los disponibles en la herramienta PVSyst, basados en las características de los sistemas fotovoltaico de concentración con seguimiento integrado.

De forma paralela también se simula una de las instalaciones existentes en la escuela. Esta simulación, además de servir de comprobación al poderse comprar los resultados con los datos medidos en la instalación, puede ser de utilidad a futuros estudiantes de la escuela que quieran seguir estudiando el funcionamiento de las instalaciones existentes en la azotea de esta.

Buscando también la generación de valor añadido a la escuela donde se realiza el máster, se ha realizado un estudio del consumo eléctrico de esta y se ha generado un perfil horario según el consumo mensual y las características de ocupación de este. Una de las ventajas de disponer de este estudio es que el perfil horario permite una mayor precisión en el estudio de la rentabilidad de instalaciones FV como las propuestas