Evaluación de la autonomía energética de la isla de Formentera mediante la instalación de energías renovables con producción hidrógeno como almacenamiento

Resumen

El objetivo de este Trabajo Final de Máster (TFM) consiste en evaluar la autonomía energética de la isla de Formentera mediante la instalación de energías renovables e hidrógeno como almacenamiento. Para ello, se ha utilizado el programa de hibridación de tecnologías HOMER Pro, para analizar las necesidades de generación eólica y solar y almacenamiento de la isla.

Los cálculos realizados se han basado en los datos de demanda energética horaria real de la isla en 2022, descargados de la página web de Red Eléctrica, y los datos de radiación solar y velocidad del viento en la zona, obtenidos de la fuente NASA POWER database. La optimización de este programa tiene en cuenta principalmente los costes económicos de las instalaciones y datos de eficiencias de las diferentes tecnologías. Por tanto, ha sido necesario realizar una importante búsqueda bibliográfica de los precios, eficiencias y vida útil de los diferentes componentes simulados, para que la optimización fuera lo más fiable posible.

En el proyecto se parte del caso actual de producción eléctrica en la isla, para comparar los resultados del Valor Actual Neto (VAN), el Coste Nivelado de la Energía (LCOE) y los costes de operación, con otros escenarios propuestos en los que se incluyen energías renovables y distintas opciones de almacenamiento, como baterías o hidrógeno (pila de combustible y turbina de gas).

Los resultados obtenidos indican que es necesario que el precio de la producción y almacenamiento de hidrógeno se reduzca un 80% respecto a los precios actuales para que sea competitivo económicamente con las baterías y con la situación actual de producción eléctrica.

Una vez evaluado el recurso eólico y solar y el almacenamiento óptimo para la isla, se ha realizado un dimensionamiento preliminar de la planta solar requerida en PVsyst, y del parque eólico en WindPRO, para analizar las zonas de la isla en las que podrían instalarse las diferentes tecnologías. Los cálculos se han realizado en base al recurso solar y eólico obtenidos de las fuentes Meteonorm 8.1 y ERA5 respectivamente en las zonas escogidas para la instalación de los parques.

La propuesta más viable extraída de la evaluación consiste en instalar un parque solar de 83.7 MW en la zona de Cala Saona, que ocuparía un 1.6% de la isla; y un parque eólico de 33 MW en la zona de El Pilar de la Mola, que constaría de 5 aerogeneradores de 6.6 MW cada uno.

Finalmente, se han integrado en HOMER Pro los perfiles de producción solar y eólica resultantes de PVsyst y WindPRO, para recalcular el almacenamiento final de hidrógeno requerido. Se ha observado que este almacenamiento depende de manera importante del perfil de generación de la isla, por lo que para establecer unos resultados fiables se recomienda realizar medidas de recurso solar y eólico en las zonas propuestas. De forma preliminar, el almacenamiento constaría de 686 tanques de hidrógeno de 133 m3 cada uno y 2 electrolizadores de 17.5 MW y 8.7 MW, junto con un generador de 23 MW que queme 100% hidrógeno como combustible.