UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
MÁSTER UNIVERSITARIO EN
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
TRABAJO FIN DE MÁSTER
GENERACIÓN ELÉCTRICA RENOVABLE
MEDIANTE TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
EN EDIFICIOS Y ESPACIOS DE
APARCAMIENTO DE LOS CAMPUS DE
CIUDAD UNIVERSITARIA Y SUR DE LA UPM
LEONARDO JAVIER SÁLAMO GIRÁLDEZ
2020
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE INGENIEROS DE
MÁSTER
UNIVERSITARIO
EN
ENERGÍA
SOLAR
FOTOVOLTAICA
TRABAJO FIN DE MÁSTER
Título:
Generación eléctrica renovable mediante tecnología fotovoltaica en
edificios y espacios de aparcamiento de los campus de Ciudad Universitaria
y Sur de la UPM
Autor:
D. Leonardo Javier Sálamo Giráldez
Tutor:
D.ª María Estefanía Caamaño Martín
Cotutor:
D. Lorenzo Olivieri
Departamento:
Electrónica Física, Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada.
Construcción y Tecnología Arquitectónica.
Este trabajo ha sido financiado por la Universidad Politécnica de Madrid y el Banco Santander
en la Convocatoria del Programa de Campus Sostenible 2020.
MIEMBROS DEL TRIBUNAL
Presidente:
D. César Tablero Crespo
Vocal:
D. David Fuertes Marrón
Secretario:
D. Jesús Fraile
1º Suplente:
D. Ignacio Antón Hernández
2º Suplente:
D. Antonio Martí Vega
3º Suplente:
D. Carlos Algora del Valle
Los miembros del tribunal arriba nombrados acuerdan otorgar la calificación de: ………
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
MÁSTER UNIVERSITARIO EN
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
TRABAJO FIN DE MÁSTER
GENERACIÓN ELÉCTRICA RENOVABLE
MEDIANTE TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA EN
EDIFICIOS Y ESPACIOS DE APARCAMIENTO
DE LOS CAMPUS DE CIUDAD UNIVERSITARIA
Y SUR DE LA UPM
LEONARDO JAVIER SÁLAMO GIRÁLDEZ
2020
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE INGENIEROS DE
A mi familia, amigos y compañeros por todo su apoyo.
i
RESUMEN
En el presente trabajo se diseñarán y analizarán desde el punto de vista energético como económico
diversos proyectos fotovoltaicos destinados al autoconsumo y a la creación de puestos de recarga para
vehículos eléctricos todos ellos ubicados en centros específicos de la Universidad Politécnica de
Madrid, aprovechando las azoteas sobre los edificios o los aparcamientos de espacio abierto para la
implementación de los sistemas de generación que garanticen el óptimo de producción eléctrica y un
alto rendimiento.
De esta forma se contribuirá a la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero inherentes
a la utilización de la energía proveniente de la red eléctrica y a la utilización de combustibles de origen
fósil. En definitiva, con el alto grado de desarrollo tecnológico junto con la competitividad económica
que ha alcanzado la generación eléctrica fotovoltaica resulta propicio el apostar por el desarrollo de
proyectos fotovoltaicos y que además conllevaría a la obtención de una universidad más sostenible.
SUMMARY
In this work, various photovoltaic projects for self-consumption and the creation of charging stations
for electric vehicles will be designed and analysed from the energy and economic point of view, all
located in specific buildings of the Polytechnic University of Madrid, taking advantage of the rooftops
on the buildings or open space car parks for the implementation of generation systems that guarantee
optimum electrical production and high performance.
In this way, it will contribute to the reduction of greenhouse gas emissions inherent in the use of energy
from the electricity grid and the use of fossil fuels. In short, with the high degree of technological
development together with the economic competitiveness that photovoltaic electricity generation has
achieved, it is propitious to bet on the development of photovoltaic projects and which would also lead
to obtaining a more sustainable university.
PALABRAS CLAVE
Energía, fotovoltaica, renovable, UPM, tesis de máster, sostenible, ODS, autoconsumo, autosuficiencia,
vehículo eléctrico, recarga, PVsyst, ahorro, campus Moncloa, campus Sur.
KEYWORDS
ii
ÍNDICE DEL CONTENIDO
1.
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ... 1
1.1.
Introducción ... 1
1.2.
Objetivos ... 1
2.
DESARROLLO DE LOS PROYECTOS FOTOVOLTAICOS ... 3
2.1.
Introducción ... 3
2.2.
Diseño de las instalaciones fotovoltaicas en edificios ... 3
2.2.1.
Módulos fotovoltaicos... 4
2.2.2.
Inversores ... 5
2.2.3.
Simulación en PVsyst ... 5
2.3.
Diseño de las instalaciones fotovoltaicas en aparcamientos ... 7
2.3.1.
Módulo e inversor ... 7
2.3.2.
Soluciones estructurales ensayadas ... 8
2.3.3.
Emplazamientos ... 8
2.3.4.
Simulación en PVsyst ... 9
2.4.
Diseño de los puntos de recarga del vehículo eléctrico ... 10
2.4.1.
Estimación del número de puntos de recarga ... 11
2.4.2.
Demanda energética estimada ... 12
2.4.3.
Análisis de potencia fotovoltaica instalada y almacenamiento en PVsyst ... 14
2.4.4.
Simulación en PVsyst ... 16
3.
RESULTADOS DE LOS PROYECTOS FOTOVOLTAICOS ... 18
3.1.
RECTORADO ... 18
3.2.
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y DEL DEPORTE ... 19
3.3.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN ... 19
3.4.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y
PUERTOS ... 20
3.5.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y
DE BIOSISTEMAS ... 20
3.6.
CAMPUS SUR ... 20
3.7.
Disminución de emisiones de CO
2... 22
3.8.
Análisis económico ... 24
4.
CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS ... 28
4.1.
Conclusiones ... 28
4.2.
Líneas futuras ... 28
iii
ANEXO A.
HOJA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS MÓDULOS
FOTOVOLTAICOS ... 31
ANEXO B.
HOJA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS INVERSORES
FOTOVOLTAICOS ... 35
ANEXO C.
HOJA DE CARACTERÍSTICAS DE LAS BATERÍAS ... 48
ANEXO D.
ESTRUCTURAS DE MARQUESINAS FOTOVOLTAICAS 51
ANEXO E.
APARCAMIENTOS ANALIZADOS ... 57
ANEXO F.
PRESUPUESTO DEL TRABAJO DE FIN DE MÁSTER ... 61
1
1.
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
1.1.
I
NTRODUCCIÓN
La Universidad Politécnica de Madrid en el año 2018 fijó su “Plan de Sostenibilidad Ambiental”[1],
estableciendo diferentes líneas de actuación independientes como son la mejora de la ecoeficiencia en
la gestión de la universidad, la movilidad sostenible, entre otros, a la fecha del mes de marzo de 2020,
el grado de implementación de este plan es del 60%. Adicionalmente, el pasado año por motivo de la
celebración de la Cumbre de Clima efectuada en Madrid (COP25) la universidad se ha comprometido
a tomar acciones frente a la situación de cambio climático que nos engloba [2], en concreto, alineándose
con los Objetivos para el Desarrollo Sostenible (ODS) de la agenda 2030 [3], estos objetivos fueron
aprobados en el 2015 por la ONU con la intención de fijar un camino orientado hacia la erradicación de
la pobreza, la protección del medioambiente y la consecución de una prosperidad común.
Una tarea a la vez ambiciosa como necesaria para cambiar el rumbo hacia un mejor futuro y que con
la colaboración de los diferentes entes públicos, privados y la sociedad civil se podría conseguir. Un
ejemplo de ello ha sido la acción tomada por la universidad este mismo año con la creación del Comité
para la Descarbonización de la UPM [4] trazándose diferentes objetivos como el anular las emisiones
directas netas de gases de efecto invernadero para el 2030 para conseguir la neutralidad climática en
2040 [2].
El presente trabajo de fin de máster, en relación con lo comentado previamente, pretende contribuir con
el Plan de Sostenibilidad ambiental así como con los ODS, en concreto con los objetivos número 7
(energía asequible y no contaminante), 8 (trabajo decente y crecimiento económico), 9 (industria,
innovación e infraestructura), 11 (ciudades y comunidades sostenibles), 12 (producción y consumo
responsable) y finalmente y no menos importante 13 (acción por el clima), mediante el diseño de
instalaciones fotovoltaicas destinadas al autoconsumo y que permitan el aprovechamiento del recurso
solar en las azoteas de los edificios seleccionados de la Universidad Politécnica de Madrid, así como
también de las zonas de estacionamiento en donde además se incluirá el diseño de puntos de recarga
eléctrica para diferentes vehículos eléctricos. Para ello se llevará a cabo un estudio de mercado en
relación con los componentes que se utilizarán y también se manejarán herramientas comerciales de
uso extendido dentro del sector fotovoltaico que permitan analizar el comportamiento energético
detallado de los diferentes proyectos, y así determinar una solución óptima y viable.
1.2.
O
BJETIVOS
Los objetivos de este TFM se recogen a continuación:
o
Diseñar y analizar el comportamiento de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red
eléctrica, mediante herramientas software de referencia en el sector fotovoltaico.
o
Analizar los edificios seleccionados pertenecientes al Campus de Ciudad Universitaria para
posteriormente diseñar instalaciones fotovoltaicas sobre las azoteas de forma que se
complementen diversos estudios previos llevados a cabo por la universidad, con el objeto de
analizar las posibilidades que presentan las instalaciones desde el punto de vista del
autoconsumo.
o
Analizar las zonas abiertas de aparcamiento perteneciente a diversas escuelas tanto del Campus
de Ciudad Universitaria como del Campus Sur para el diseño de instalaciones como
marquesinas fotovoltaicas con una doble funcionalidad energética: contribución a la cobertura
de la demanda de los edificios adyacentes y la creación de puntos de recarga de vehículos
eléctricos.
Máster en Energía Solar Fotovoltaica TFM Curso 19-20
Leonardo Javier Sálamo Giráldez
2
3
2.
DESARROLLO DE LOS PROYECTOS
FOTOVOLTAICOS
2.1.
I
NTRODUCCIÓN
La Universidad Politécnica de Madrid cuenta con numerosos centros repartidos en diferentes campus y
en todos ellos se encuentra presente un potencial de aprovechamiento energético, por ejemplo, en las
azoteas de los edificios o los espacios abiertos circundantes a estos. En los que respecta a este trabajo
se abarcara un estudio en los centros tanto del campus de Ciudad Universitaria, concretamente:
Rectorado, ETSIT (telecomunicaciones), INEF (ed. física), ETSICCP (caminos), ETSIAAB
(agrónomos), como del campus sur con todos sus centros presentes.
Figura 1. Mapa de los centros sujeto a estudio en los campus de ciudad universitaria y sur [5].
En todos estos se llevaron a cabo tres tipos de proyectos distintos, el primero, consistió en el diseño de
instalaciones fotovoltaicas sobre las cubiertas planas de edificios seleccionados, concerniendo al
Rectorado e INEF, destinadas al autoconsumo, de esta forma se complementan estudios previos
llevados a cabo en otros edificios del Campus de Ciudad Universitaria [6][7]. Cabe destacar que este
tipo de proyecto se acoge, en lo que a la normativa se refiere, a la modalidad de “autoconsumo con
excedentes” según el artículo 4 del Real Decreto 244/2019 [8], perteneciendo también a la clasificación
de “Instalaciones generadoras de baja tensión” (REBT: ITC-BT-40 [9]).
El segundo tipo de proyecto concierne al resto de centros y consistió en el diseño de instalaciones
fotovoltaicas en los aparcamientos sobre estructuras nuevas o ya existentes, con la misma finalidad del
proyecto tipo 1. Y adicionalmente, en los mismos espacios abiertos se diseñaron puestos de recarga
eléctrica para vehículos y cuya fuente de energía proviene de la tecnología fotovoltaica, siendo este el
tercer tipo de proyecto y acogido al Real Decreto 647/2011 [10], con relación a los servicios de recarga
energética para los vehículos eléctricos.
Como ejemplo de la metodología de diseño tomada para cada tipo de proyecto se utilizarán el Rectorado
(1), la ETSIT (2) y finalmente la ETSICCP (3). El resto de los proyectos realizados para los centros
restantes se recogen en los anexos.
2.2.
D
ISEÑO DE LAS INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS EN EDIFICIOS
El primer aspecto a tomar en cuenta para el diseño de los sistemas fotovoltaicos es el relativo a la
captación del recurso solar, dada su importancia en el desempeño final de los sistemas, la configuración
en la disposición de los módulos ideal (α
opt, β
opt) no siempre representan la mejor opción en las cubiertas
planas dado que otros factores deben ser considerados como la propia orientación de los edificios, una
desviación de esta supone un peor aprovechamiento de las superficies disponibles. Por otra parte, una
disminución en la inclinación optima permitiría reducir las distancias entre las filas de módulos y por
tanto conlleva a la inclusión de más generadores en la misma superficie.
Máster en Energía Solar Fotovoltaica TFM Curso 19-20
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4
de configuración en donde las pérdidas por captación son menores al 5%, teniéndose un amplio margen
para el diseño con una penalización energética aceptable.
Figura 2. Diagrama de captación de la irradiación anual en Madrid [11].
Por ende la inclinación elegida para los módulos es de 30º. Con respecto a la orientación, el Rectorado
cuenta con tres edificios mientras que INEF con uno, como se aprecia en la Figura 1, no obstante las
orientaciones de estos son múltiples. Las superficies en donde se implementaron los módulos
fotovoltaicos fueron seleccionadas tras analizar la presencia de objetos como equipos de refrigeración,
antenas y de las sombras generadas por las estructuras próximas, desniveles entre plantas, arboles, etc.
Como se refleja en la Tabla 1, el conjunto de la inclinación y azimut de los edificios conlleva a unos
pequeños valores de pérdidas por captación respecto al óptimo, el valor máximo obtenido corresponde
al edificio b del Rectorado con un 2%.
Tabla 1. Resumen de las ubicaciones de los sistemas en edificios
Rectorado A
Rectorado B
INEF
Inclinación (β)
30º
30º
30º
30º
Azimut (α)
-11º
0º
26º
-19º
Pérdida de irradiación anual
con respecto al óptimo
-0,7%
-0,4%
-2%
-1,3%
2.2.1.
Módulos fotovoltaicos
Para este proyecto se decidió elegir dos tipos de módulos fotovoltaicos de diferente tecnología: silicio
monocristalino y policristalino con el objetivo adicional de poder analizar el grado de aprovechamiento
energético de las superficies disponibles además de poder ofrecer dos alternativas que difieren también
en lo económico.
5
Tabla 2. Características eléctricas y mecánicas de los módulos fotovoltaicos [12][13].
Propiedades Eléctricas
SP-X22-360-COM
CS3U-360P
Potencia máxima [W]
360
360
Tensión, V
PMP[V]
51,9
39,6
Corriente, I
PMP[A]
6,09
9,1
Tensión de circuito abierto, V
OC[V]
69,5
47
Corriente de cortocircuito, I
SC[V]
6,48
9,67
Eficiencia máxima [%]
22,1
18,15
Propiedades Mecánicas
Células
96 - monocristalinas
72 x 2 - policristalinas
Dimensiones [mm]
1559 x 1046 x 46
2000 x 992 x 35
Peso [kg]
18,6
22,5
2.2.2.
Inversores
En lo que respecta a los inversores se han utilizado distintos modelos del fabricante Huawei
Technologies por diversas razones tales como la presencia de curvas de eficiencia con un alto
rendimiento a diversos rangos de operación y un número considerable de entradas con seguimiento del
punto de máxima potencia (SPMP) lo cual favorece a la optimización de las asociaciones en serie de
módulos ante las variaciones en la producción, caso que se podría dar por ejemplo con la presencia de
sombras u orientaciones distintas.
Un aspecto fundamental para la selección de cualquier inversor es la compatibilidad en tensión,
corriente y potencia de estos equipos con los generadores y no solo en las condiciones estándar de
medida (CEM), sino también en los casos extraordinarios en donde se produce un aumento de la
irradiación y por tanto las corrientes generadas en los generadores son mayores, o ante la presencia de
temperaturas altas o bajas el voltaje de los módulos varía. Por lo cual los inversores deben garantizar la
seguridad y el buen desempeño de los sistemas. Los inversores trifásicos utilizados cuentan con
diferentes rangos de potencia nominal, en concreto de 33kW, 50kW y 60kW
(Anexo B) , el uso de cada
uno depende de la potencia del generador fotovoltaico.
2.2.3.
Simulación en PVsyst
El software PVsyst es una herramienta cada vez más utilizada por su amplio abanico de herramientas
para el diseño y simulación de sistemas fotovoltaicos conectados a la red, aislados o de bombeo [14].
A continuación, se tratarán las principales consideraciones tomadas en cuenta para el diseño de las
instalaciones:
o
Fuente de datos meteorológicos
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6
o
Pérdidas energéticas
Para el análisis de las pérdidas el programa las divide en dos: las relativas al generador fotovoltaico y
las ocasionadas por las sombras. En cuanto a las primeras se consideraron las siguientes pérdidas:
-
Calidad del Módulo: la desviación de la eficiencia respecto a la especificaciones del
fabricante es de un 1%, la degradación inducida por luz (LID por sus siglas en inglés) se
parametriza en un 2% y en cuanto a la dispersión del punto de máxima potencia se dejó por
defecto.
-
Ángulo de incidencia: las calculadas por defecto en el programa mediante el modelo de
Pérez considerando el factor de transposición (ratio de irradiancias global inclinada y global
horizontal).
-
Suciedad: se estima en un 3%.
-
Óhmicas: las calculadas por defecto en el programa para el cableado de un 1,5%.
-
Térmicas: se toma en cuenta el tipo de montaje así como la circulación de aire alrededor de
los módulos y calcula la temperatura de operación de la célula con un coeficiente lineal de
pérdida de 29W/m
2K.
En lo que respecta a las sombras su análisis se divide también en dos: las generadas por las filas de
generadores y por obstáculos cercanos. Primeramente, las distancias de separación entre las filas para
las dos variantes de módulos fueron calculadas bajo el mismo criterio energético, en concreto aquel que
garantiza al menos dos horas de sol libres en torno al medio día solar para todo el año, y que al poseer
los módulos dimensiones diferentes las separaciones lo fueron también, para la distancia con el muro
que rodea todos los bordes de la azotea se tomó este mismo criterio de separación.
Segundamente, para el análisis de sombras por objetos u obstáculos el programa permite crear un
entorno 3D en donde se llevó a cabo la construcción de los edificios, obstáculos en las azoteas y zonas
de vegetación circundante que puedan influir en la producción. La construcción de los edificios se hizo
mediante el uso del programa de diseño Sketchup [16], partiendo de los planos en 2D que el
Ayuntamiento de Madrid pone a disposición en sus modelos de cartografía [17], la caracterización en
3D tanto de los edificios como objetos en azoteas y arboles se llevó a cabo mediante la herramienta de
medición 3D que el programa Google Earth Pro ofrece [18]. Como ejemplo de lo anterior en la Figura
3 se presentan los resultados del edificio B del Rectorado, en donde además se muestra para cada color
las ramas de generadores conectados en serie y que se conectarán a las entradas de los seguidores
independientes del punto de máxima potencia (SPMP) que para el caso en concreto el inversor dispone
de 4 seguidores (cabe destacar que la paleta de colores del programa es limitada y por ello se repiten
colores para ramas en series distintas).
Figura 3. Entorno 3D del Rectorado B para el análisis de sombras en PVsyst.
7
zonas su rendimiento seria significativamente menor al resto y se produciría también un encarecimiento
de la instalación un ejemplo de esto son las dos azoteas sin utilizar de la Figura 3, en donde está presente
un desnivel de plantas pero sobre todo numerosos arboles de grandes dimensiones.
De forma análoga se procedió con el edificio A del Rectorado. Posteriormente se llevaron a cabo las
simulaciones durante un año típico de funcionamiento obteniendo así los resultados recogidos en la
Tabla 3, en el que también están incluidos los equipos implementados.
Tabla 3. Resumen y producción de los sistemas fotovoltaicos en el Rectorado UPM.
Tecnología de
Módulo
Edificio
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
E
FVAnual[MWh/año]
PR
[%]
Silicio
Policristalino
Rectorado
A
37,8
105
SUN2000
-33KTL
33
54,8
76,5
Rectorado
B
50,4
140
SUN2000
-50KTL
50
71,9
76,2
TOTAL
88,2
245
-
83
126,7
76,4
Silicio
Monocristalino
Rectorado
A
41,8
116
SUN2000
-40KTL
40
60,6
76,6
Rectorado
B
70,6
196
SUN2000
-60KTL
60
102,5
77,5
TOTAL
112,4
312
-
100
163,1
77,1
En total la opción con los módulos CanadianSolar, de silicio policristalino, tiene una potencia de
88,2kWp y una producción anual de 127MWh, mientras que la variante con módulos SunPower, de
silicio monocristalino se consigue instalar una mayor potencia, 112,4kWp y por tanto una mayor
producción anual de 163MWh. En el capítulo 3.1
de resultados se llevará a cabo una comparativa más
a fondo los resultados obtenidos.
2.3.
D
ISEÑO
DE
LAS
INSTALACIONES
FOTOVOLTAICAS
EN
APARCAMIENTOS
Las espacios abiertos alrededor de los edificios de las escuelas son abundantes y variados cada uno con
características propias de superficie, forma y entorno próximo (diversidad de árboles o estructuras) y
en los cuales la adición de la tecnología fotovoltaica puede llevarse a cado de muy diferentes formas,
por ejemplo, desde añadir módulos individuales junto a las farolas que rodean los accesos hasta la
instalación de estructuras de gran tamaño con una mayor cantidad de módulos. Por ello, en este trabajo
se estudiaron las posibles implementaciones a gran escala en los estacionamientos con el objetivo de
obtener la mayor generación eléctrica renovable posible, ya sea por la colocación de los equipos en
estructuras ya existentes o en marquesinas nuevas que proporcionarían adicionalmente sombras a los
vehículos.
Los centros en donde se evaluará este tipo de proyecto son los de la ETSIT, ETSICCP, ETSIAAB y el
Campus Sur ya que cuentan con aparcamientos de tamaño significativo resultando atractivos. Tal y
como se comentó con anterioridad se presentará a continuación el diseño para la ETSIT.
2.3.1.
Módulo e inversor
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8
selectos en función de la potencia de los generadores fotovoltaico y además por poseer varias entradas
con SPMP lo que resulta un factor determinante dado que las sombras sobre las estructuras son
abundantes debido a los árboles próximos.
2.3.2.
Soluciones estructurales ensayadas
A diferencia de las instalaciones en los edificios en donde generalmente la opción de orientación de los
captadores suele ser la misma que poseen estos, en los aparcamientos pueden encontrarse múltiples
opciones para orientar, la opción preferente será hacia el sur pero esto no es posible en todos los lugares.
Otra diferencia notable con respecto a los edificios es el grado de inclinación, las estructuras de
marquesinas suelen manejar valores más reducidos.
Por ello, en cada aparcamiento analizado se estudiaron diferentes tipos de marquesinas fotovoltaicas
comerciales ,que resultaron compatibles con la utilización del módulo fotovoltaico elegido, con distintas
orientaciones, siempre que la orientación hacia el sur esté descartada. Los modelos 3D de las
marquesinas fueron creados mediante la herramienta Sketchup basando sus dimensiones y
características en los modelos comerciales que ofrece la compañía Circutor [19], en total se manejaron
4 marquesinas diferentes en la Figura 4 se tienen los modelos en donde el número de plazas es de 3
vehículos cada una y en la figura 5 los modelos dobles en donde se duplican las plazas de aparcamiento.
Figura 4. Modelos 3D de marquesinas fotovoltaicas simples.
Figura 5. Modelos 3D de marquesinas fotovoltaicas dobles.
2.3.3.
Emplazamientos
9
(el detalle del análisis se tratará en el apartado siguiente). En la parte trasera las estructuras se orientan
hacia el sur utilizando el modelo PVS2.
No obstante, en este caso en particular, en el aparcamiento posterior se estudió un cambio en la
distribución de las plazas disponibles de modo que los vehículos se coloquen de forma similar al
aparcamiento frontal, con la circulación de los vehículos alrededor de las plazas respetando las medidas
mínimas de los canales, y poder así colocar una marquesina doble (PVS4) orientada al sur. Y dado que
el cambio no supondría una dificultad adicional al proyecto, en lo que respecta al número de plazas no
se vería significativamente penalizado pasando de 50 sitios (distribución actual) a 46 sitios (distribución
propuesta) y además la cantidad de módulos pasaría de 84 a 180 unidades, es decir más de doble, por
lo tanto de cara a la solución de proyecto final se utilizará el cambio en la redistribución dado que
conlleva a un aprovechamiento del espacio significativamente mayor. Estas dos opciones se recogen en
la parte izquierda de la Figura 6.
Figura 6. Superficies para la colocación de las marquesinas fotovoltaicas en la ETSIT.
2.3.4.
Simulación en PVsyst
Las principales consideraciones tomadas en cuenta para el diseño de las instalaciones siguen los mismos
criterios expuestos en el apartado 2.2.3, del primer tipo de proyecto, en cuanto a la fuente de datos
meteorológicos y a las pérdidas energéticas respectivas al generador fotovoltaico.
Para el análisis de sombras por objetos u obstáculos al igual que las instalaciones en las azoteas se
crearon los modelos 3D de los edificios, teniendo esta vez una relevancia adicional dada la proximidad
y diferencia de nivel con las estructuras, y los árboles de mayor dimensión fueron tomados en cuenta
también para la simulación como se muestra en la Figura 7, en donde nuevamente se resaltan las
conexiones en serie de los módulos con distintos colores que a su vez se conectan en paralelo como
corresponda hasta las entradas con SPMP de los inversores.
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10
Tal y como se comentó previamente, diferentes simulaciones se llevaron a cabo en el aparcamiento
frente al IES para las distintas estructuras de marquesinas y poder así determinar el modelo definitivo
y orientación con las mejores prestaciones energéticas, los resultados obtenidos fueron los siguientes:
Tabla 4. Variantes de estructuras y orientaciones analizadas en la parte frontal del IES.
Variante
Modelo
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
E
FVAnual[MWh/año]
PR
[%]
Este
PVS4
13,7
38
ABB-PVI-12I
12
15,6
69,6
Oeste
PVS4
13,7
38
ABB-PVI-12I
12
16,8
74,0
Este -Oeste
PVY4
13,7
38
ABB-PVI-12I
12
16,0
71,1
La variante orientada hacia el oeste es la que presenta mejor índice de funcionamiento así como la
mayor producción energética anual, por tanto es la elegida para el proyecto. A continuación, en la Tabla
4 se tienen los resultados definitivos de las simulaciones individuales y en conjunto de las marquesinas
fotovoltaicas.
Tabla 5. Resumen y producción de los sistemas fotovoltaicos en la ETSIT.
Proyecto
ETSIT
N.º
PVS4
(Uds.)
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
E
FVAnual[MWh/año]
PR
[%]
Parte
frontal
1
13,7
38
ABB-PVI-12I
12
16,8
74,0
Parte
trasera
4
64,8
180
SUN200-55KTL
55
84,0
74,3
TOTAL
5
78,5
218
-
67
101
74,4
El conjunto alcanza una potencia de 78,2kWp y una producción anual de 101MWh, la cual irá destinada
a la cobertura de la demanda de la Escuela y cuyos resultados detallados se recogen en el capítulo 3.3.
2.4.
D
ISEÑO DE LOS PUNTOS DE RECARGA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO
El vehículo eléctrico a lo largo de los años ha ido aumentando su porcentaje de participación dentro del
parque automovilístico nacional, para valorar de forma más apropiada esta evolución es importante
distinguir entre las dos categorías las cuales se engloban dentro de los vehículos eléctricos: en primer
lugar se tienen a los vehículos híbridos enchufables (PHEV), en donde el año pasado el modelo más
vendido en España fue el Mini Countryman, y en segundo lugar los vehículos eléctricos puros (BEV),
con el Tesla Model 3 a la cabeza de las ventas [20].
11
Figura 8. Evolución de los puntos de recarga y vehículos matriculados en España [9].
Se aprecia que hasta el año 2019 el número de vehículos tanto BEV como PHEV seguía una tendencia
exponencial, mientras que los resultados hasta el mes de mayo del 2020 reflejan el efecto de la pandemia
en el número de ventas de los vehículos, hecho que también afectó al número de estaciones. El
crecimiento de estaciones de carga “rápida” ha sido mucho más moderado que las estaciones carga
“normales”.
En el presente trabajo se diseñaron estaciones de recarga eléctrica en las marquesinas fotovoltaicas
entrando así dentro del grupo de estaciones denominadas “fotolineras”, con una potencia de carga por
puesto de 7,2kW en alimentación monofásica. El equipo encargado de la gestión de recarga de los
vehículos sería el Wallbox-RVE-MIX-Smart del fabricante Circutor [21] con dos puntos accesibles,
este dispositivo permitiría los modos de carga 1 (cable simple), 2 (cable con terminal de comunicación
y supervisión de la recarga) o 3 (toma de corriente especifica con monitorización de la carga).
La potencia elegida para los puntos permitiría la recarga parcial de los vehículos en cortos periodos de
tiempo si tomamos por ejemplo una distancia considerable de 30km y un consumo medio de
0,16kWh/km el tiempo de recarga sería de 42 minutos (valor aproximado ya que la relación de carga
no es realmente lineal y depende por ejemplo del estado de carga de la batería). Este tiempo de carga
resulta razonable permitiéndole a los usuarios la reposición de la energía gastada para llegar a la
universidad y garantizándoles así sus respectivos retornos.
2.4.1.
Estimación del número de p untos de recarga
Para determinar el número de puntos de recarga a situar en cada estacionamiento se siguieron los
criterios establecidos en la Guía técnica de aplicación de la ITC-BT52 [22], en donde establece que para
aparcamientos de propiedades privadas de nueva construcción la relación de estaciones de recarga por
el número de plazas será 1:40. Para ello se analizaron las diferentes escuelas y los resultados fueron los
siguientes:
Tabla 6. Puntos de recarga por aparcamiento analizado.
Proyecto
Aparcamiento
N.º de plazas
N.º de puntos de recarga
ETSIT
A1
50
1
A2
50
1
ETSICCP
A1
215
5
A2
105
3
ETSIAAB
A1
42
1
A2
137
3
Campus Sur
A1
64
1
A2
56
1
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
E.C rápida (>22kW) E.C normal (≤22kW) BEV
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Leonardo Javier Sálamo Giráldez
12
A3
72
2
A4
75
2
Las superficies al detalle de aparcamientos denominados con la letra “A” para cada proyecto se recogen
en el Anexo E. En la Figura 9, se muestran los aparcamientos analizados del Campus en donde el A4 a
pesar de pertenecer a la vía pública fue considerado dada su proximidad a las instalaciones del campus
y sobre todo por su alto potencial de producción eléctrica, tanto por sus dimensiones como por sus
orientación al sur favorable.
Figura 9. Aparcamientos analizados del Campus Sur UPM [5].
Cabe mencionar que por temas de logística o por ubicación desfavorable para la producción de energía
en las marquesinas en un determinado estacionamiento los puntos de recarga correspondientes se
desplazaron a otro aparcamiento, por supuesto siempre dentro del mismo proyecto. Un ejemplo de ello
es la colocación de los 8 puntos de recarga correspondientes a la ETSICCP en el aparcamiento A1 lejos
de los edificios y árboles en lugar del utilizar el A2 (Anexo E).
2.4.2.
Demanda energética estimada
Una vez definida la potencia de los puntos de carga de los vehículos eléctricos (7,2kW), se procedió a
hacer una aproximación de los tiempos de recarga de vehículos con participación significativa en el
mercado Español cada uno con distintos consumos [23][24] y a la vez estos tiempos se asocian a
distintas distancias equivalentes. Cabe destacar que para esta estimación se considera que los puntos
están trabajando a su potencia nominal, los resultados se recogen en la Tabla 7.
Tabla 7. Estimación de los tiempos de recarga en función del tipo de vehículo y la distancia [24][23]
Tipo de Vehículo
Marca / modelo
Consumo
[kWh/100km]
Tiempos de recarga/distancia [min]
10 km
25 km
50 km
Automóvil
Nissan / Leaf
16,32
14
34
68
Renault / ZOE
14,69
12
31
61
Tesla / Model 3
18,50
15
39
77
Tesla / Model X
23,10
19
48
96
13
En cuanto a los automóviles solo en el caso de recargar para una distancia de 50km se sobrepasaría la
hora de recarga, mientras que para la motocicleta considerada el tiempo es de aproximadamente 35
minutos, resultan valores de tiempo razonables teniendo en cuenta que la estancia de los usuarios en el
centro puede ser muy superior por ejemplo en el caso de estudiantes.
Dado que los tiempos de recarga de los vehículos eléctricos en los puntos son relativamente cortos, y
ante el desconocimiento de la posible afluencia real así como la permanencia de los vehículos en los
puntos de recarga se ha optado por una análisis que en lugar de estar enfocado hacia los usuarios lo está
hacia el desempeño de las instalaciones de recarga, por lo cual se disocia del número en concreto de
usuarios y se enfoca en el porcentaje de ocupación de los puestos disponibles. Como ejemplo
demostrativo se tomará a la ETSICCP, si durante una hora la utilización de los 8 puntos es la máxima,
es decir que están ocupados, el número de usuarios puede variar ya que uno pude salir y ser
inmediatamente reemplazado por otro. La ventaja de este enfoque es que nos permite analizar el
comportamiento que tendrían las instalaciones ante diferentes perfiles de demanda.
Para ello, se analizaron en todos los emplazamientos dos escenarios distintos de demanda:
-
Escenario 1: menor demanda diaria (230kWh).
-
Escenario 2: mayor demanda diaria (374kWh), un 60% más que el escenario 1.
En la Figura 10 se refleja el caso concreto de la ETSICCP, ambos escenarios tienen un perfil que se
asemeja a la afluencia de los centros universitarios con un pico en las primeras horas de apertura
(estudiantes de grado, personal docente e investigador o el personal de administración y servicios) y
otro en torno de las 15:00 (estudiantes de posgrado, personal de investigación ) de menor magnitud que
el primero.
Figura 10. Perfil de demanda diaria de los escenarios 1 y 2 de la ETSICCP.
Cabe destacar que se consideraron para el análisis anual los de cierres de los centros durante los fines
de semana, las vacaciones de agosto y diciembre al ser los períodos más extensos.
Adicionalmente se estudiaron dos escenarios más (Escenarios 3 y 4) con el objetivo de cuantificar las
variaciones de los resultados ante un cambio en la forma de distribución de la curva, con otro perfil
que podría también ser válido con una demanda máxima a las primeras horas y posteriormente un
decrecimiento progresivo. Para llevar a cabo una apropiada comparativa de los resultados, los
escenarios 3 y 4 suministran la misma cantidad de energía diaria que los casos 1 y 2 como se muestra
en la Figura 11.
230,4 374,4
100 150 200 250 300 350 400 450 500
0% 20% 40% 60% 80% 100%
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00
DEM
AN
DA
DI
AR
IA
[
k
W
h
]
O
O
CU
PACI
Ó
N
[%
]
Máster en Energía Solar Fotovoltaica TFM Curso 19-20
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14
Figura 11. Perfil de demanda diaria de los escenarios 3 y 4 de la ETSICCP.
2.4.3.
Análisis de potencia fotovoltaica instalada y almacenamiento en PVsyst
Una vez definidos los perfiles de consumo (escenario 1 y 2) que tendrían los usuarios de los puntos de
recarga de la ETSICCP se procedió a realizar diferentes simulaciones con PVsyst modificando en cada
una las variables como la potencia fotovoltaica a instalar sobre las marquesinas (P
FV) o la opción de
añadir un almacenamiento todo ello con el objetivo de encontrar una configuración que refleje un buen
desempeño. Los coeficientes que permitirán hacer una comparativa de las distintas simulaciones son el
autoconsumo (AC) y la autosuficiencia (AS) cuyos significados se recogen en las fórmulas 1 y 2 [25].
La AS será el coeficiente de mayor interés para el tipo de proyecto dado que a mayor autosuficiencia
mayor es el grado de independencia energética de la instalación.
AC
=
Energía FV consumida in situ
Energía FV generada
(1)
AS
=
Energía FV consumida in situ
Energía demandada por el usuario
(2)
En primer lugar, se analizaron distintos tamaños de campo fotovoltaico, partiendo desde la potencia
mínima para abastecer los 8 puntos de recarga de 7,2kW cada uno (57,6kWp), con un almacenamiento
en baterías de litio de una capacidad cercana a la demanda diaria del escenario 1 de 230kWh, en concreto
se utilizaron baterías de fabricante LG Chem con una capacidad de 207kWh (un 90% respecto a la
demanda diaria).
Esta fue considerada la capacidad máxima del sistema de almacenamiento debido a diferentes razones,
una de ellas corresponde a lo económico, el seguir aumentando el almacenamiento para disponer de
más energía que la que se demanda al día implicaría un encarecimiento considerable de la instalación,
otra razón se relaciona con la finalidad de respaldo de las baterías, acumulando energía cuando hay
excedentes y entregándola ante una alta demanda, a diferencia de un sistema aislado de la red eléctrica
si se demandase más energía en un momento preciso que la que el sistema fotovoltaico y las baterías
pudiesen entregar se tomaría de la red por tanto no es necesario sobredimensionar los sistemas de
almacenamiento. Los resultados obtenidos del análisis se tienen en la tabla inferior.
230,4 374,4
100 150 200 250 300 350 400 450 500
0% 20% 40% 60% 80% 100%
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00
DEM
AN
DA
DI
AR
IA
[
k
W
h
]
OO
CUP
ACIÓ
N
[%
]
15
Tabla 8. Resultados de simulaciones de la ETSICCP para distintas potencias y un almacenamiento de 207kWh.
C
Baterías[kWh]
Escenario
P
FV/
P
Recarga[%]
P
FV[kWp]
N.º
Módulos
E
FVAnual[MWh]
AC
[%]
AS
[%]
ΔAS
[%]
207
1
100
57,6
160
79,9
54,6
83,7
-
110
63,4
176
87,5
51,2
86,2
2,5
120
69,1
192
95,6
47,8
87,9
4,2
130
74,9
208
105,7
44,5
90,2
6,5
140
80,6
224
111,3
42,5
90,8
7,1
2
100
57,6
160
79,9
68,3
64,5
-
110
63,4
176
87,5
66,2
68,4
3,9
120
69,1
192
95,6
63,2
71,4
6,9
130
74,9
208
103,7
60,7
74,3
9,8
140
80,6
224
111,3
58,3
76,7
12,2
Los resultados alcanzan altos valores de autosuficiencia tanto para el escenario 1 como el 2, en el
primero al aumentar inicialmente la potencia los incrementos de la AS son significativos mientras que
al pasar del 130% al 140% de relación de potencia instalada el incremento es muy pequeño por lo que
seguir aumentando la potencia no conllevaría a muchos más beneficios, si nos fijamos en el caso del
130% se obtiene un incremento de la AS de un 6,53% con respecto a la potencia inicialmente simulada.
En el segundo escenario los valores de AS son un poco menores y siguen la misma tendencia de
crecimiento mientras que los incrementos de AS son superiores, en el caso comentado anteriormente el
valor obtenido es de casi un 10% justificando aún más el incremento de la potencia hasta los 130%.
También, al aumentar la potencia instalada el nivel de AC disminuye, esto se aprecia en ambos
escenarios, y el segundo al poseer una mayor demanda se consiguen valores superiores de AC.
En segundo lugar se procedió a repetir el análisis variando la capacidad de almacenamiento hasta los
85,3kWh ( representando un 37% frente a la demanda diaria) siendo este el valor mínimo que el
programa PVsyst permite incluir en el sistema para los rangos de potencia fotovoltaica manejados (dado
que se toma en cuenta los periodos de carga y descarga en los que trabajaría así como la seguridad).
Los resultados fueron los siguientes:
Tabla 9. Resultados de simulaciones de la ETSICCP para distintas potencias y un almacenamiento de 85,3kWh.
C
Baterías[kWh]
Escenario
P
FV/
P
Recarga[%]
P
FV[kWp]
N.º
Módulos
E
FVAnual[MWh]
AC
[%]
AS
[%]
ΔAS
[%]
85,3
1
100
57,6
160
79,9
50,8
77,9
-
110
63,4
176
87,5
47,9
80,4
2,5
120
69,1
192
95,6
44,8
82,3
4,4
130
74,9
208
103,7
42,2
84,1
6,1
140
80,6
224
111,3
40,0
85,6
7,6
2
100
57,6
160
79,9
62,6
59,4
-
110
63,4
176
87,5
61,0
63,1
3,7
120
69,1
192
95,6
58,5
66,1
6,7
130
74,9
208
103,7
56,2
68,9
9,5
140
80,6
224
111,3
54,1
71,2
11,8
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16
a disposición de los usuarios. No obstante, los valores de AS siguen siendo muy prometedores. Por
tanto de cara al diseño se elegirá la potencia de 74,88kWp (130%) y a continuación se valorará el tamaño
a utilizar de baterías.
Tabla 10. Resultados de simulaciones de la ETSICCP con distintos almacenamientos para una potencia de 74,88kWp.
P
FV[kWp]
Opción
de
Batería
C
Baterías[kWh]
C
Baterías/C
dm[%]
Escenario 1
Escenario 2
AC [%] AS [%] AC [%]
AS [%]
74,88
1
207,0
90%
44,9
89,4
60,7
74,3
2
171,0
74%
44,4
88,3
59,7
73,2
3
128,0
56%
43,6
86,8
58,2
71,4
4
85,3
37%
42,2
84,1
56,2
68,9
5
0,0
0%
31,4
62,7
44,1
54,0
Cabe destacar de la tabla anterior, la diferencia de resultados entre el caso 5, en donde no se cuenta con
ningún almacenamiento, y el caso 4 en donde el aumento de la AS es significativo hecho que podría
justificar la inclusión de las baterías produciendo así mayores beneficios. El seguir aumentado la
capacidad no conlleva a un incremento significativo de los coeficientes y el encarecimiento de los
sistemas sería muy alto es por ello en los diseños de las instalaciones se valorará el uso de un
almacenamiento mínimo.
Finalmente, como se comentó anteriormente se realizaron simulaciones con los escenarios 3 y 4 para
así ver la repercusión en el cambio del perfil de demanda de los puesto de recarga, obteniéndose:
Tabla 11. Resultados de las simulaciones de la ETSICCP con los escenarios de demanda 3 y 4.
P
FV[kWp]
Opción
de
Batería
C
Baterías[kWh]
Escenario 3
Esc. 1
Escenario 4
Esc. 2
AC [%] AS [%]
ΔAS
[%]
AC [%]
AS [%]
ΔAS
[%]
74,88
4
85,3
42,0
83,7
-0,38
56,3
68,9
0,04
5
0,0
32,3
64,3
1,61
46,0
56,4
2,36
En cuanto al escenario 3 con respecto al 1 las variaciones en la AS disminuyen levemente para la opción
4 y aumentan en más de un punto para la opción 5. Y al comparar el escenario 4 con el 2 las variaciones
son similares. En definitiva, los resultados no se ven influenciados en una medida significativa por la
distribución de la demanda presente en los escenarios 1 y 2.
2.4.4.
Simulación en PVsyst
17
Figura 12. Entorno 3D de la ETSICCP para el análisis de sombras en PVsyst.
A continuación, en la Tabla 12 se tienen los resultados definitivos:
Tabla 12. Resultados de las simulaciones de los puntos de recarga en la ETSICCP.
Proyecto
ETSICCP
N.º
PVS4
N.º
Puntos
recarga
Potencia
Pico
[kWp]
Potencia
Trifásic
a [kW]
C
Baterías[kWh]
AC
[%]
AS
[%]
PR
[%]
Escenario 1
5
8
74,9
60
85,3
42,2
84,1
78,7
Escenario 2
5
8
74,9
60
85,3
56,2
68,9
78,9
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18
3.
RESULTADOS DE LOS PROYECTOS
FOTOVOLTAICOS
3.1.
RECTORADO
Los resultados del proyecto en el Rectorado se recogen en la Tabla 3, adicionalmente a ello, a
continuación se realiza una comparación entre la utilización de módulos de si-monocristalino
(SunPower) y si-policristalino (CanadianSolar). En las Figuras 13 y 14 se recogen los resultados del
edificio A y B del Rectorado respectivamente analizando en el eje izquierdo la energía efectiva a la
salida de los módulos y en el eje derecho el coeficiente que relaciona la producción entre el área total
de las azoteas de cada edificio, dicho coeficiente permitirá un mejor análisis de los resultados
energéticos.
Figura 13. Comparativa entre tecnologías de módulos en el Rectorado A.
Figura 14. Comparativa entre tecnologías de módulos en el Rectorado B.
En ambos la energía producida por los módulos SunPower es superior dado que este módulo posee unas
dimensiones más compactas para la misma potencia nominal como se apreció en la Tabla 2, con el mes
de julio como el de máxima producción, sin embargo la diferencia es mucho más notoria en el caso del
edificio B. Hecho que se refleja en los coeficientes de producción por superficie, en el edificio A las
curvas están más próximas que en el B, por lo cual la utilización de los módulos SunPower en el A no
conlleva a un aprovechamiento significativo de las azoteas frente a los CanadianSolar, como sí sucede
en el B.
Tomando por ejemplo los resultados del mes de julio la diferencia entre los coeficientes en el A es de
apenas 4,6kWh/m
2mientras que en el B resulta de 21kWh/m
2, la razón principal de esta diferencia en
el aprovechamiento de las áreas tiene que ver con la forma de los edificios, en el caso del edificio B al
tener una forma más regular se permite la inclusión de más hileras de módulos SunPower, debido a que
el espaciado entre estas es menor al ser más compactos, que de módulos CanadianSolar.
0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C OEF IC IE N T E D E PR OD U C C IÓN POR S U PE R FIC IE [ k W h /m 2 ] E N E R GÍA E FE C T IV A A L A S A L ID A D E L OS M OD U L OS [MW h ] MESES
Eout SunPower Eout CanadianSolar Eout/Sup SunPower Eout/Sup CanadianSolar
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C OEF IC IE N T E D E PR OD U C C IÓN POR S U PE R FIC IE [ k W h /m 2 ] E N E R GÍA E FE C T IV A A L A S A L ID A D E L OS M OD U L OS [MW h ] MESES
19
En definitiva, se demuestra que los resultados a favor de la utilización de un tipo de tecnología u otra
no solo depende del grado de eficiencia de conversión que posean los módulos sino que la forma de los
espacios disponibles en las azoteas también resulta determinante a la hora de elegir cual es la opción
más conveniente.
3.2.
FACULTAD
DE
CIENCIAS
DE
LA
ACTIVIDAD
FÍSICA
Y
DEL
DEPORTE
De forma análoga al Rectorado, los resultados de implementar los diferentes módulos son los recogidos
en la Tabla 11 junto con la comparativa entre tecnologías en la Figura 15, en la cual los resultados se
asemejan al edificio B del Rectorado con una diferencia significativa en la producción a favor de los
módulos SunPower, durante el mes más favorable la diferencia de los coeficientes de producción por
la superficie es de 9,6kWh/m
2.
Tabla 13. Resumen y producción de los sistemas fotovoltaicos en INEF.
Tecnología de
Módulo
Edificio
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
Producción
de energía
[MWh/año]
PR
[%]
Silicio
Policristalino
INEF
65,5
182
SUN2000
-60KTL
60
98,3
79,6
Silicio
Monocristalino
INEF
82,8
230
SUN2000
-50KTL
92
124,4
79,7
Figura 15. Comparativa entre tecnologías de módulos en INEF.
3.3.
ESCUELA
TÉCNICA
SUPERIOR
DE
INGENIEROS
DE
TELECOMUNICACIÓN
Los resultados del proyecto destinado al autoconsumo se encuentran en la Tabla 5. En lo referente a los
puntos de recarga, los módulos utilizados para la generación eléctrica sobre las marquesinas fueron los
del fabricante SunPower por sus ventajas en la adaptación sobre las estructuras, los resultados se
presentan en la Tabla 14, obteniéndose niveles de autosuficiencia del 80,4% y 66,2% para los escenarios
1 y 2 correspondientemente.
Tabla 14. Resultados de las simulaciones de los puntos de recarga en la ETSIT.
Proyecto
ETSIT
N.º
Puntos
recarga
Potencia
Pico
[kWp]
Producción
de energía
[MWh/año]
C
Baterías[kWh]
AC [%]
AS [%]
PR
[%]
Escenario 1
2
18,7
22,8
21,6
40,1
80,4
69,6
Escenario 2
51,9
66,2
69,9
0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 80 100 120 140 160
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
COE F IC IE NT E DE P ROD UC CI ÓN POR S U PE R FIC IE [ k W h /m 2 ] E N E R GÍA E FE C T IV A A L A S A L ID A D E L OS M OD U L OS [MW h ] MESES
Eout SunPower Eout CanadianSolar
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20
3.4.
ESCUELA
TÉCNICA
SUPERIOR
DE
INGENIEROS
DE
CAMINOS,
CANALES
Y
PUERTOS
En primer lugar, con respecto al proyecto de autoconsumo la única orientación estudiada para las
marquesinas fue hacia el suroeste, dado que la otra posibilidad era hacia el noreste y esta fue descartada
por razones energéticas. Los resultados del proyecto en cuestión se resumen en la Tabla 15 con una
potencia instalada muy significativa, de 601kWp y una producción anual de 791MWh.
Tabla 15. Resumen y producción de los sistemas fotovoltaicos en ETSICCP.
Proyecto
ETSICCP
N.º
PVS4
(Uds.)
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
Producción
de energía
[MWh/año]
PR
[%]
37
601
1670
ABB-CORE500
500
791
77,3
Por otra parte, los puntos de recarga diseñados junto con sus resultados se mostraron anteriormente en
la Tabla 12.
3.5.
ESCUELA
TÉCNICA
SUPERIOR
DE
INGENIERÍA
AGRONÓMICA,
ALIMENTARIA
Y
DE
BIOSISTEMAS
Los resultados del proyecto destinado al autoconsumo se resumen en la Tabla 16. Sobre las estructuras
orientadas hacia el sur se instaló una potencia de 74,9kWp, la producción anual resultante fue de
110MWh y un coeficiente PR superior a los obtenidos previamente debido a poseer menores pérdidas
por sombras.
Tabla 16. Resumen y producción de los sistemas fotovoltaicos en ETSIAAB.
Proyecto
ETSIAAB
N.º
PVS2
(Uds.)
Potencia
Pico
[kWp]
N.º
Módulos
Inversor
Potencia
Trifásica
[kW]
Producción
de energía
[MWh/año]
PR
[%]
10
74,9
208
SUN2000
-60KTL
60
110
82,5
En cuanto a los puntos de recarga los resultados se presentan en la Tabla 17, obteniéndose niveles de
autosuficiencia del 89,8% y 77% para los escenarios 1 y 2 respectivamente.
Tabla 17. Resultados de las simulaciones de los puntos de recarga en la ETSIAAB.
![Figura 1. Mapa de los centros sujeto a estudio en los campus de ciudad universitaria y sur [5]](https://thumb-us.123doks.com/thumbv2/123dok_es/6818235.834865/12.892.109.788.331.552/figura-mapa-centros-sujeto-estudio-campus-ciudad-universitaria.webp)
![Figura 2. Diagrama de captación de la irradiación anual en Madrid [11].](https://thumb-us.123doks.com/thumbv2/123dok_es/6818235.834865/13.892.241.654.154.449/figura-diagrama-captacion-irradiacion-anual-madrid.webp)
![Tabla 2. Características eléctricas y mecánicas de los módulos fotovoltaicos [12][13].](https://thumb-us.123doks.com/thumbv2/123dok_es/6818235.834865/14.892.106.778.128.484/tabla-caracteristicas-electricas-mecanicas-modulos-fotovoltaicos.webp)
![Figura 8. Evolución de los puntos de recarga y vehículos matriculados en España [9].](https://thumb-us.123doks.com/thumbv2/123dok_es/6818235.834865/20.892.150.741.106.371/figura-evolucion-puntos-recarga-vehiculos-matriculados-espana.webp)
![Tabla 7. Estimación de los tiempos de recarga en función del tipo de vehículo y la distancia [24] [23]](https://thumb-us.123doks.com/thumbv2/123dok_es/6818235.834865/21.892.109.788.286.614/tabla-estimacion-tiempos-recarga-funcion-tipo-vehiculo-distancia.webp)
