Análisis y diseño de una instalación fotovoltaica en un bloque de viviendas: evaluación técnica y económica

Resumen

El trabajo de fin de grado que se va a exponer, examina el estudio energético, económico, técnico y legal de una instalación fotovoltaica conectada a red, con excedentes, en un edificio residencial en Madrid, compuesto por 27 apartamentos y áreas comunes.

Se parte de los consumos de una vivienda tipo y se extrapola a este bloque de viviendas.

El objetivo es adquirir conocimientos sobre esta tecnología renovable emergente, la cual va a crecer exponencialmente en los años venideros. No se enfoca exclusivamente en la viabilidad económica, teniendo en cuenta que existen numerosas alternativas para el dimensionamiento de cada elemento, si no que se escogerá la más simple entre estas.

Usando SketchUp, se modelará el edificio en tres dimensiones para luego importarlo a la herramienta PV*SOL, que facilitará el dimensionamiento de la instalación.

Se busca diseñar una instalación fotovoltaica capaz de cubrir la mayor parte de la demanda máxima de electricidad durante las horas de mayor radiación solar en las superficies de los paneles solares, las horas centrales del día, suponiendo que se da el misma requerimiento eléctrico en todos los apartamentos. Se considerarán los periodos en los que la generación será nula o menor, necesitando la energía de la red para satisfacer la demanda.

Posteriormente, se analizarán los distintos elementos que conforman la instalación fotovoltaica.

Se llevará a cabo un estudio económico que considerará la energía solar generada, tanto utilizada por los consumidores como la energía excedente inyectada a la red. También se contemplará la energía suministrada por la distribuidora cuando no se pueda abastecer a partir de la generación solar.

Finalmente, se abordarán aspectos legales, ambientales y sociales que deben ser considerados en proyectos de ingeniería, teniéndose en cuenta el impacto tanto en las personas como en el medio ambiente, asegurando la sostenibilidad y conformidad con las regulaciones pertinentes.

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This undergraduate thesis investigates the energy, economic, technical, and legal analysis of a grid-connected photovoltaic system with surplus capacity, installed in a residential building in Madrid, comprising 27 apartments and communal spaces.

The analysis begins with the energy consumption profile of a typical residential unit and it is extrapolated to the entire apartment complex. The objective is to acquire knowledge about this emerging renewable technology, which will grow exponentially in the coming years. It does not focus exclusively on the economic viability, considering that there are numerous alternatives for the sizing of each element, but will choose the simplest among these.

Using SketchUp, a three-dimensional model of the building will be modeled, subsequently imported into the PV*SOL tool to facilitate system sizing. The aim is to design a photovoltaic installation capable of fulfilling a significant portion of the peak electricity demand during the hours of highest solar radiation on the surfaces of the solar panels, particularly at midday. This design assumes uniform electrical requirements across all apartments. The analysis accounts for periods of negligible or reduced generation when grid energy is needed to meet electricity demand.

Subsequent phases involve a comprehensive analysis of the various elements constituting the photovoltaic system. An economic appraisal will include solar energy generation, both for on-site consumption by residents and surplus energy fed back into the grid. Additionally, the analysis will consider energy supplied by the utility provider during periods when solar generation falls short.

Ultimately, the thesis will address the legal, environmental, and social dimensions intrinsic to engineering projects. This includes a consideration of impacts on individuals and the environment, ensuring sustainability and adherence to pertinent regulations.