Aprèn - José López López

Este trabajo se basa en la estimación y el estudio de los efectos del consumo de los vehículos eléctricos enchufables (PEV) dentro de la provincia de Cataluña para el 2030. Para comenzar se detalla la infraestructura de puntos de carga que entregará la energía eléctrica, distinguiendo 6 tipos de instalaciones. Seguidamente se realiza el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas con almacenamiento para abastecer el consumo con 3 días de autonomía. Estas instalaciones se tratan de una planta de generación conectada a la red eléctrica y de sistemas aislados de autoconsumo en cada punto de carga. Después se analizan los resultados obtenidos de simulaciones con 3 perfiles de consumo (horas del día en las que se concentra la conexión de los vehículos). De esta forma se establece que tipo de instalación se vería beneficiada de la reducción de almacenamiento según el estado de la batería a lo largo del tiempo. Además, se valoran los incentivos y ayudas que ofrecen las instituciones públicas para impulsar el incremento de PEV en el parque Español. Finalmente, se realiza un análisis económico tanto desde el punto de vista de la producción de la energía como de su comercialización en los 2 tipos de instalaciones. Como resultado se obtiene la cantidad contribución que debería realizar el estado, ya que la tecnología solar fotovoltaica con almacenamiento supone un gran coste.

Aquest treball es basa en l'estimació i l'estudi dels efectes del consum dels vehicles elèctrics endollables (PEV) dins de la província de Catalunya per al 2030. Per començar, es detalla la infraestructura de punts de càrrega que lliurarà l'energia elèctrica, distingint 6 tipus d'instal·lacions. Tot seguit es realitza el dimensionament d'instal·lacions fotovoltaiques amb emmagatzematge per abastir el consum amb 3 dies d'autonomia. Aquestes instal·lacions són una planta de generació connectada a la xarxa elèctrica i de sistemes aïllats d'autoconsum a cada punt de càrrega. Després s'analitzen els resultats obtinguts de simulacions amb 3 perfils de consum (hores del dia en què es concentra la connexió dels vehicles). D'aquesta manera s'estableix que el tipus d'instal·lació es veuria beneficiada de la reducció d'emmagatzematge segons l'estat de la bateria al llarg del temps. A més, es valoren els incentius i els ajuts que ofereixen les institucions públiques per impulsar l'increment de PEV al parc Espanyol. Finalment, es fa una anàlisi econòmica tant des del punt de vista de la producció de l'energia com de la comercialització en els 2 tipus d'instal·lacions. Com a resultat s'obté la quantitat de contribució que hauria de fer l'estat, ja que la tecnologia solar fotovoltaica amb emmagatzematge suposa un gran cost.

This work is based on the estimation and study of the effects of the consumption of plug-in electric vehicles (PEV) within the province of Catalonia for 2030. To begin with, the infrastructure of charging points that will deliver the electric energy is detailed, distinguishing 6 types of installations. Then, the sizing of photovoltaic installations with storage to supply consumption with 3 days of autonomy is carried out. These installations are a generation plant connected to the electrical grid and isolated self-consumption systems at each charging point. Then, the results obtained from simulations with 3 consumption profiles (hours of the day in which the connection of the vehicles is concentrated) are analyzed. In this way, it is established what type of installation would benefit from the reduction of storage according to the state of the battery over time. In addition, the incentives and aid offered by public institutions to promote the increase of PEV in the Spanish fleet are assessed. Finally, an economic analysis is carried out from the point of view of both energy production and its marketing in the two types of facilities. The result is the amount of contribution that the state should make, since solar photovoltaic technology with storage entails a high cost.

Disseny d'un sistema de generació d'energia renovable pel bombeig d'aigua de la comunitat de regants Vilaseques Altes Solanes

Treball Final de Grau

Agusti Vilaro, Núria

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2025

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

En el present treball es desenvolupa el dimensionament d'una instal·lació fotovoltaica amb suport d'emmagatzematge energètic, aïllada de la Xarxa Elèctrica, per tal de cobrir les necessitats energètiques d'una Comunitat de Regants que gestiona l'aigua de reg de 385 ha. La potència útil que tenen instal·lada en bombeig d'aigua és de 850 kW. S'analitzarà la viabilitat tècnica mitjançant una simulació del consum horari de les bombes durant un any, i de les tecnologies de generació d'energia que configuren la instal·lació. Posteriorment, s'estudiarà la viabilitat econòmica estimant un pressupost del sistema dimensionat, i finalment es farà un càlcul de les emissions de CO₂ estalviades amb la substitució de l'actual infraestructura d'obtenció d'energia per la instal·lació dimensionada.

En el presente Trabajo se desarrolla el dimensionado de una instalación fotovoltaica con soporte de almacenamiento energético, aislada de la Red Eléctrica, con el objetivo de cubrir las necesidades energéticas de una Comunidad de Regantes que gestiona el agua de riego de 385 ha. La potencia útil que tienen instalada en bombeo de agua es de 850 kW. Se analizará la viabilidad técnica mediante una simulación del consumo horario de las bombas durante un año, así como de las tecnologías de generación de energía que configuran la instalación. Posteriormente, se estudiará la viabilidad económica estimando un presupuesto del sistema dimensionado, y finalmente se realizará un cálculo de las emisiones de CO₂ ahorradas con la sustitución de la actual infraestructura de obtención de energía por la instalación dimensionada.

This project develops the sizing of a photovoltaic installation with energy storage support, isolated from the Power Grid, aiming to meet the energy needs of an Irrigation Community managing the irrigation water for 385 ha. The installed pumping power is 850 kW. A technical feasibility analysis will be conducted through a simulation of the hourly pump consumption over one year and the energy generation technologies that make up the installation. Subsequently, the economic feasibility will be evaluated by estimating a budget for the designed system, and finally, a calculation of the CO₂ emissions saved will be performed by replacing the current energy infrastructure with the designed installation.

Simulació i disseny d'instal·lacions fotovoltaiques amb emmagatzematge per autoconsum individual i compensació d'excedents

Treball Final de Grau

Merchán Marquez, Carla

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2025

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Aquest projecte té com a objectiu definir les condicions tècniques i econòmiques per implementar tres sistemes de generació elèctrica mitjançant energia solar fotovoltaica amb emmagatzematge. Les instal·lacions es dissenyen per tres edificis diferents: un ajuntament, una escola i un poliesportiu, seguint la modalitat d'autoconsum individual amb compensació d'excedents. El treball s'estructura en quatre parts principals, on la memòria descriptiva presenta els edificis on s'implanten les instal·lacions fotovoltaiques i s'analitzen les característiques essencials dels edificis per avaluar-ne els perfils de consum. La memòria constructiva descriu detalladament les instal·lacions fotovoltaiques i els seus components (mòduls, inversors, bateries, cablejat, estructures de suport, etc.), així com les rases i elements constructius necessaris. Els càlculs tècnics presenten els càlculs elèctrics de baixa tensió i els càlculs estructurals basats en simulacions amb K2 Base, que justifiquen el dimensionament i el contingut de la memòria constructiva. La simulació energètica examina les necessitats energètiques de cada edifici, s'ha realitzat amb PVSyst. Amb MATLAB i EXCEL s'ha analitzat el consum anual, la generació elèctrica i l'energia emmagatzemada. El pressupost dels projectes, desenvolupat amb el programari TCQ, inclou totes les fases, des de la sol·licitud inicial fins a la legalització i posada en marxa de les instal·lacions. Les partides del pressupost pertanyen a la base de dades BEDEC, que proporciona informació tècnica, econòmica i mediambiental sobre materials i sistemes constructius. Finalment, es presenten els plànols detallats de les instal·lacions, incloent l'esquema unifilar, detalls estructurals i el pla de treball per a l'execució dels projectes executius. Les conclusions del projecte es basen en una anàlisi exhaustiva tant des del punt de vista econòmic com energètic, amb l'objectiu de determinar la viabilitat i eficiència de les instal·lacions proposades. On es valora la viabilitat global del projecte relacionant els factors tècnics, econòmics i ambientals

Este proyecto tiene como objetivo definir las condiciones técnicas y económicas para implementar tres sistemas de generación eléctrica mediante energía solar fotovoltaica con almacenamiento. Las instalaciones se diseñan para tres edificios diferentes: un ayuntamiento, una escuela y un polideportivo, siguiendo la modalidad de autoconsumo individual con compensación de excedentes. El trabajo se estructura en cuatro partes principales, donde la memoria descriptiva presenta los edificios donde se implantan las instalaciones fotovoltaicas y se analizan las características esenciales de los edificios para evaluar sus perfiles de consumo. La memoria constructiva describe detalladamente las instalaciones fotovoltaicas y sus componentes (módulos, inversores, baterías, cableado, estructuras de soporte, etc.), así como las zanjas y elementos constructivos necesarios. Los cálculos técnicos presentan los cálculos eléctricos de baja tensión y los cálculos estructurales basados en simulaciones con K2 Base, que justifican el dimensionamiento y el contenido de la memoria constructiva. La simulación energética examina las necesidades energéticas de cada edificio, se ha realizado con PVSyst. Con MATLAB y EXCEL se ha analizado el consumo anual, la generación eléctrica y la energía almacenada. El presupuesto de los proyectos, desarrollado con el software TCQ, incluye todas las fases, desde la solicitud inicial hasta la legalización y puesta en marcha de las instalaciones. Las partidas del presupuesto pertenecen a la base de datos BEDEC, que proporciona información técnica, económica y medioambiental sobre materiales y sistemas constructivos. Finalmente, se presentan los planos detallados de las instalaciones, incluyendo el esquema unifilar, detalles estructurales y el plan de trabajo para la ejecución de los proyectos ejecutivos. Las conclusiones del proyecto se basan en un análisis exhaustivo tanto desde el punto de vista económico como energético, con el objetivo de determinar la viabilidad y eficiencia de las instalaciones propuestas. Donde se valora la viabilidad global del proyecto relacionando los factores técnicos, económicos y ambientales.

This project aims to define the technical and economic conditions for implementing three electrical generation systems using photovoltaic solar energy with storage. The installations are designed for three different buildings: a town hall, a school, and a sports center, following the individual selfconsumption modality with surplus compensation. The work is structured in four main parts, where the descriptive report presents the buildings where the photovoltaic installations are implemented and analyzes the essential characteristics of the buildings to evaluate their consumption profiles. The construction report describes in detail the photovoltaic installations and their components (modules, inverters, batteries, wiring, support structures, etc.), as well as the necessary trenches and constructive elements. The technical calculations present the low voltage electrical calculations and structural calculations based on simulations with K2 Base, which justify the dimensioning and content of the construction report. The energy simulation examines the energy needs of each building, carried out with PVSyst. Annual consumption, electrical generation, and stored energy have been analyzed using MATLAB and EXCEL. The project budget, developed with TCQ software, includes all phases, from the initial application to the legalization and commissioning of the installations. The budget items belong to the BEDEC database, which provides technical, economic, and environmental information about materials and construction systems. Finally, detailed plans of the installations are presented, including the single-line diagram, structural details, and the work plan for the execution of the executive projects. The project conclusions are based on a comprehensive analysis from both an economic and energy perspective, with the aim of determining the viability and efficiency of the proposed installations. The overall project viability is assessed by relating technical, economic, and environmental factors.

Sistemes d'emmagatzematge d'energia elèctrica a gran escala

Treball Final de Grau

García Dorado, Òscar

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2025

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Aquest treball final de grau analitza les tecnologies d'emmagatzematge d'energia elèctrica a gran escala, amb èmfasi en la seva importància per a la integració d'energies renovables al sistema energètic. El projecte examina els desafiaments associats a la intermitència de fonts renovables com l'energia solar o eòlica, i estudia diverses solucions tecnològiques per mitjà de l'emmagatzematge d'energia de manera eficient i sostenible. S'hi inclou una revisió de diferents sistemes d'emmagatzematge, com les bateries de ió liti, els sistemes hidroelèctrics de bombeig, els sistemes d'aire comprimit, l'emmagatzematge d'energia per gravetat amb materials sòlids, les bateries de flux redox i els sistemes basats en hidrogen. Cada tecnologia es contextualitza en termes de la seva aplicabilitat, capacitat, i viabilitat futura. A l'aplicació pràctica, es realitza un estudi sobre la implementació d'un sistema d'emmagatzematge per donar suport a una instal·lació fotovoltaica destinada a alimentar un centre de dades. Aquesta anàlisi inclou la selecció tecnològica, simulacions amb MATLAB, i una estimació de l'impacte econòmic i ambiental. El treball ofereix una visió integradora sobre les possibilitats i limitacions dels diferents sistemes d'emmagatzematge, tot ressaltant la seva contribució al desenvolupament d'un model energètic sostenible.

Este trabajo final de grado analiza las tecnologías de almacenamiento de energía eléctrica a gran escala, con énfasis en su importancia para la integración de energías renovables en el sistema energético. El proyecto examina los desafíos asociados a la intermitencia de fuentes renovables como la energía solar o eólica, y estudia diversas soluciones tecnológicas mediante el almacenamiento de energía de manera eficiente y sostenible. Se incluye una revisión de diferentes sistemas de almacenamiento, como las baterías de ion litio, los sistemas hidroeléctricos de bombeo, los sistemas de aire comprimido, el almacenamiento de energía por gravedad con materiales sólidos, las baterías de flujo redox y los sistemas basados en hidrógeno. Cada tecnología se contextualiza en términos de su aplicabilidad, capacidad y viabilidad futura. En la aplicación práctica, se realiza un estudio sobre la implementación de un sistema de almacenamiento para dar soporte a una instalación fotovoltaica destinada a alimentar un centro de datos. Este análisis incluye la selección tecnológica, simulaciones con MATLAB y una estimación del impacto económico y ambiental. El trabajo ofrece una visión integradora sobre las posibilidades y limitaciones de los diferentes sistemas de almacenamiento, resaltando su contribución al desarrollo de un modelo energético sostenible.

This final degree project analyzes large-scale electrical energy storage technologies, emphasizing their importance for integrating renewable energies into the energy system. The project examines the challenges associated with the intermittency of renewable sources such as solar or wind energy and studies various technological solutions for energy storage in an efficient and sustainable way. It includes a review of different storage systems, such as lithium-ion batteries, pumped hydroelectric systems, compressed air systems, gravity-based energy storage with solid materials, redox flow batteries, and hydrogen-based systems. Each technology is contextualized in terms of its applicability, capacity, and future viability. As part of the practical analysis, a study is conducted on the implementation of a storage system to support a photovoltaic installation aimed at powering a data center. This analysis includes technology selection, MATLAB simulations, and an estimation of the economic and environmental impact. The project provides an integrative view of the possibilities and limitations of different storage systems, highlighting their contribution to developing a sustainable energy model.

Estudio de la evolución de la generación de energía eléctrica por las diferentes fuentes y sus emisiones durante los últimos quince años en España y su previsión para cumplir con la Agenda 2030 y los objetivos de desarrollo sostenible de la ONU

Treball Final de Grau

Alfonseca Obrero, José Manuel

Tutor/a - Director/a: Buenestado Caballero, Pablo; López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Aquest projecte se centra en l'anàlisi del comportament diari i l'evolució de les diferents infraestructures energètiques de l'Espanya peninsular durant els darrers quinze anys per determinar la possibilitat de complir els objectius energètics de l'Agenda 2030 de l'ONU. Per a fer-ho, es realitza una anàlisi de la demanda de l'electricitat i l'energia elèctrica i les emissions de gasos d'efecte hivernacle produïdes per les diferents tecnologies elèctriques a través de sèries temporals horàries per observar el comportament diari, mensual, estacional i anual dels sistemes de generació d'electricitat. Per obtenir la previsió del sistema energètic per a l'any 2030, s'utilitzen models predictius a partir de sèries temporals per avaluar la producció elèctrica i les emissions produïdes per cada tecnologia cap al final de la dècada. Posteriorment, la previsió del 2030 es compara amb les dades energètiques del 2023 i s'avalua la possibilitat de complir l'Objectiu de Desenvolupament Sostenible 7, que és produir energia neta, eficient i sostenible, sota dos escenaris alternatius.

Este proyecto se enfoca en el análisis del comportamiento diario y la evolución de las diversas infraestructuras energéticas de la España peninsular durante los últimos quince años para determinar la posibilidad de cumplir con los objetivos energéticos de la Agenda 2030 de la ONU. Para ello, se realiza un análisis de la demanda de electricidad y la energía eléctrica y emisiones de gases de efecto invernadero producidas por las diferentes tecnologías eléctricas mediante series temporales horarias con la finalidad de observar el comportamiento diario, mensual, estacional y anual de los sistemas de generación de electricidad. Para obtener la previsión del sistema energético para el año 2030, se utilizan modelos predictivos a partir de series temporales para evaluar la generación eléctrica y las emisiones producidas por cada tecnología hacia el final de la década. Posteriormente, el pronóstico de 2030 se compara con los datos energéticos del año 2023 y se evalúa la posibilidad de cumplir con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 7, que es producir energía limpia, eficiente y sostenible, bajo dos escenarios alternativos.

This project focuses on the analysis of the daily behaviour and evolution of various energy infrastructures in mainland Spain over the last fifteen years to determine the possibility of meeting the energy goals of the UN's 2030 Agenda. To achieve this, an analysis is conducted on the electricity demand and the electrical energy and greenhouse gas emissions produced by the different electricity technologies using hourly time series, with the aim of observing the daily, monthly, seasonal and annual behaviour of the electricity generation systems. To obtain the energy system forecast for the year 2030, predictive models based on time series are used to evaluate the electricity generation and emissions produced by the end of the decade. Subsequently, the 2030 forecast is compared with the energy data from the year 2023, and the possibility of meeting Sustainable Development Goal 7, which is to produce clean, efficient and sustainable energy, is assessed under two alternative scenarios.

Diseño de una planta fotovoltaica de 2 MWp conectada a la red y viabilidad de la implementación de un sistema de almacenamiento

Treball Final de Grau

Sancho Oliver, Joan

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Diseño de una planta de hidrógeno verde generado a partir de energía fotovoltaica para alimentar a una flota de autobuses en Palma de Mallorca

Treball Final de Grau

Coll Costa, Natalia

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Aquest treball es centra en el disseny d'una planta d'hidrogen verd generat a partir d'energia solar fotovoltaica, destinada a l'alimentació del transport públic a Palma de Mallorca. L'objectiu principal és proposar una infraestructura energètica neta, basada en l'hidrogen verd, per a la propulsió d'autobusos, per ajudar a reduir la dependència dels combustibles fòssils. L'estudi inclou el disseny i dimensionament de la planta fotovoltaica i de la planta d'hidrogen, realitzant una selecció detallada de tots els elements necessaris per a la generació d'hidrogen i per a la seva aplicació en el transport. Es realizta un anàlisi tècnica, econòmica i ambiental del disseny per valorar els aspectes positius que comporta aquesta tecnologia. Com a resultats, amb el canvi de combustibles fòssils a l'hidrogen generat per la planta, s'obte una reducció de 4,6 t de CO2 anuals. A partir d'aquest resultat, s'avalua la viabilitat del disseny comprant altres dels factors clau i les diferèncias que es troben enfront de l'ús de combustibles fòssils o vehicles elèctrics.

Este trabajo se enfoca en el diseño de una planta de hidrógeno verde generado a partir de energía solar fotovoltaica, para ser destinado a la alimentación del transporte público en Palma de Mallorca. El objetivo principal es proponer una infraestructura energética limpia, basada en hidrógeno verde para la propulsión de autobuses, para ayudar a reducir la dependencia de los combustibles fósiles. El estudio incluye el diseño y dimensionamiento de la planta fotovoltaica y de la planta de hidrógeno, realizando una selección detallada de todos los elementos necesarios para la generación de hidrógeno y para su aplicación en el transporte. Se realiza un análisis técnico, económico y medioambiental del diseño para valorar los aspectos positivos que conlleva esta tecnología. Como resultados, con el cambio de combustibles fósiles al hidrógeno generado por la planta, se obtiene una reducción de 4,6 t de CO2 anuales. A partir de este resultado, se evalúa la viabilidad del diseño comparando otros de los factores clave y las diferencias que se encuentran ante el uso de combustibles fósiles o vehículos eléctricos.

This work focuses on the design of a green hydrogen plant generated form photovoltaic solar energy, intended for powering public transportation in Palma de Mallorca. The main objective is to propose a clean energy infrastructure, based on green hydrogen for bus propulsion, to help reduce dependence on fossil fuels. The study includes the design and sizing of the photovoltaic plant and the hydrogen plant, conducting a detailed selection of all necessary elements for hydrogen generation and its application in transportation. A thecnical, economic and eviromental analysis of the design is performed to assess the positive aspects associated with this technology. As a result, by switching form fossil fuels to hydogen generated by the plant, an anual reduction of 4,6 tons of CO2 is achieved. Based on this result, the viability of the design is evaluated by comparing other key factors and differences encountered when using fossil fuels or electric vehicles.

Análisis y predicción de la demanda de energía eléctrica en España

Treball Final de Grau

Prieto González, Mario

Tutor/a - Director/a: Buenestado Caballero, Pablo; López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Aquest treball presenta una anàlisi profunda i detallada sobre la demanda d'energia elèctrica a Espanya, amb l'objectiu de comprendre les tendències del consum energètic i desenvolupar un model predictiu capaç d'anticipar les seves variacions al llarg del temps. A través de l'ús de dades històriques i l'aplicació d'eines estadístiques avançades, es busca no només generar prediccions precises, sinó també optimitzar la gestió i la planificació del sistema elèctric, contribuint així a un ús més eficient dels recursos. El projecte no es limita a l'estudi teòric de la predicció de la demanda, sinó que també aborda la implementació pràctica d'un model automatitzat. Aquest model, basat en regles ben definides, té la capacitat de generar projeccions de manera autònoma, reduint la necessitat d'intervenció manual i minimitzant el risc d'errors humans. A més, s'analitzen patrons estacionals i factors externs, com el clima i l'activitat econòmica, que impacten la demanda, proporcionant un enfocament integral i dinàmic. L'objectiu final d'aquest treball és oferir una eina predictiva robusta i eficient, que no només permeti una millor planificació, sinó que també obri el diàleg sobre la necessitat d'una gestió energètica més sostenible en el context de la transició cap a fonts d'energia renovable. D'aquesta manera, es busca contribuir activament a la planificació d'un futur energètic més sostenible i resilient a Espanya.

Este trabajo presenta un análisis profundo y detallado sobre la demanda de energía eléctrica en España, con el objetivo de comprender las tendencias del consumo energético y desarrollar un modelo predictivo capaz de anticipar sus variaciones a lo largo del tiempo. A través del uso de datos históricos y el empleo de herramientas estadísticas avanzadas, se busca no solo generar predicciones precisas, sino también optimizar la gestión y planificación del sistema eléctrico, contribuyendo así a un uso más eficiente de los recursos. El proyecto no se limita al estudio teórico de la predicción de demanda, sino que también aborda la implementación práctica de un modelo automatizado. Este modelo, basado en reglas bien definidas, tiene la capacidad de generar proyecciones de forma autónoma, reduciendo la necesidad de intervención manual y minimizando el riesgo de errores humanos. Además, se analizan patrones estacionales y factores externos, como el clima y la actividad económica, que impactan en la demanda, proporcionando un enfoque integral y dinámico. El objetivo final de este trabajo es ofrecer una herramienta predictiva robusta y eficiente, que no solo permita una mejor planificación, sino que también abra el diálogo sobre la necesidad de una gestión energética más sostenible en el contexto de la transición hacia fuentes de energía renovable. De esta manera, se busca contribuir activamente a la planificación de un futuro energético más sostenible y resiliente en España.

This work presents an in-depth and detailed analysis of electricity demand in Spain, aiming to understand energy consumption trends and develop a predictive model capable of anticipating its variations over time. By using historical data and applying advanced statistical tools, the goal is not only to generate accurate predictions but also to optimize the management and planning of the electricity system, thus contributing to more efficient resource use. The project goes beyond the theoretical study of demand forecasting, addressing the practical implementation of an automated model. This model, based on well-defined rules, can autonomously generate projections, reducing the need for manual intervention and minimizing the risk of human error. In addition, seasonal patters and external factors such as climate and economic activity, which affect demand, are analysed, offering a comprehensive and dynamic approach. The goal of this work is to provide a robust and efficient predictive tool that not only improves planning but also opens the dialogue on the need for more sustainable energy management in the context of the transition to renewable energy sources. In this way, it seeks to actively contribute to the planning of a more sustainable and resilient energy future for Spain.

Formulación y caracterización de un electrolito híbrido sólido para su integración en una batería de litio en estado sólido

Treball Final de Grau

Aguado Cat, Júlia

Tutor/a - Director/a: López López, José; Borràs Cristòfol, Núria; Aucher, Christophe; Escamilla, Angel Manuel

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Accés al text complet

Comunitat energètica: exemple de transició energètica dins una gran ciutat

Projecte Final de Màster Oficial

Fontanals Palacios, Judit

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2024

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

Veure detall Accés al text complet

Aquest projecte es desenvolupa en el context de la necessitat d'un canvi de model energètic en les ciutats, amb el cas d'estudi centrat a Barcelona. Inicialment, es duu a terme una etapa de documentació per comprendre els conceptes bàsics i l'estat actual del tema a Barcelona. Aquesta fase inclou la recopilació d'informació teòrica i visites presencials a instal·lacions de la comunitat energètica estudiada. A més, es recull informació de primera mà assistint a assemblees per conèixer els reptes i objectius futurs d'una comunitat energètica de la ciutat. Durant aquest procés, es crea un mapa de Barcelona utilitzant el programari QGIS, que serveix com a resum de les dades recopilades, incloent informació sobre la radiació als terrats, la ubicació de les instal·lacions energètiques, les xarxes de distribució de calor i els possibles emplaçaments de turbines elèctriques. Després de recopilar la informació sobre les solucions implementades a Barcelona, es passa a l'extrapolació d'aquestes solucions a un àmbit més ampli. Es plantegen hipòtesis per a cada solució i es calculen els possibles projectes utilitzant una fulla de càlcul per obtenir dades d'energia i altres característiques importants. El mapa generat també serveix per definir la mida d'algunes propostes. Finalment, es realitza l'avaluació dels projectes desenvolupats segons criteris de sostenibilitat social, econòmica i ambiental. Els resultats analitzen la viabilitat de les propostes, oferint una opinió informada basada en l'estudi realitzat durant el TFM i un mapa resum dels projectes energètics a Barcelona i com es podrien expandir.

Este proyecto se desarrolla en el contexto de la necesidad de un cambio de modelo energético en las ciudades, con el caso de estudio centrado en Barcelona. Inicialmente, se lleva a cabo una etapa de documentación para comprender los conceptos básicos y el estado actual del tema en Barcelona. Esta fase incluye la recopilación de información teórica y visitas presenciales a instalaciones de la comunidad energética estudiada. Además, se recoge información de primera mano asistiendo a asambleas para conocer los retos y objetivos futuros de una comunidad energética de la ciudad. Durante este proceso, se crea un mapa de Barcelona utilizando el software QGIS, que sirve como resumen de los datos recopilados, incluyendo información sobre la radiación en las azoteas, la ubicación de las instalaciones energéticas, las redes de distribución de calor y los posibles emplazamientos de turbinas eléctricas. Después de recopilar la información sobre las soluciones implementadas en Barcelona, se pasa a la extrapolación de estas soluciones a un ámbito más amplio. Se plantean hipótesis para cada solución y se calculan los posibles proyectos utilizando una hoja de cálculo para obtener datos de energía y otras características importantes. El mapa generado también sirve para definir el tamaño de algunas propuestas. Finalmente, se realiza la evaluación de los proyectos desarrollados según criterios de sostenibilidad social, económica y ambiental. Los resultados analizan la viabilidad de las propuestas, ofreciendo una opinión informada basada en el estudio realizado durante el TFM y un mapa resumen de los proyectos energéticos en Barcelona y cómo se podrían expandir.

This project is developed in the context of the need for a change in the energy model in cities, with the case study focused on Barcelona. Initially, a documentation phase is carried out to understand the basic concepts and the current state of the topic in Barcelona. This phase includes the collection of theoretical information and on-site visits to the facilities of the studied energy community. Additionally, first-hand information is gathered by attending assemblies to understand the challenges and future objectives of an energy community in the city. During this process, a map of Barcelona is created using QGIS software, which serves as a summary of the collected data, including information on rooftop radiation, the location of energy installations, heat distribution networks, and possible locations for electric turbines. After collecting information about the solutions implemented in Barcelona, the focus shifts to extrapolating these solutions to a broader context. Hypotheses are proposed for each solution, and possible projects are calculated using a spreadsheet to obtain data on energy and other important characteristics. The generated map also helps to define the size of some proposals. Finally, the developed projects are evaluated according to social, economic, and environmental sustainability criteria. The results analyse the feasibility of the proposals, providing an informed opinion based on the study conducted during the TFM and a summary map of the energy projects in Barcelona and how they could be expanded.

Propuestas para implementar estrategias de la economía circular en una empresa del Vallés Oriental

Treball Final de Grau

Siria García, Àlex

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Accés al text complet

Análisis de la viabilidad económica y ambiental de una instalación de producción de energía geotérmica para la climatización de un edificio residencial

Treball Final de Grau

Mussi, Agustina Martina

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2024

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

En el present treball de final de grau es dimensiona una instal·lació geotèrmica de molt baixa temperatura per a climatizar i produir aigua calenta sanitària en un habitatge de nova construcció. Per a això, mitjançant diversos softwares en els quals es defineixen les característiques de l'habitatge, es calculen les necessitats energètiques de l'edifici tenint en compte la normativa del Codi Tècnic de l'Edificació en la ubicació de Sant Pol de Mar, també es fa ús del Reglament d'Instal·lacions Tèrmiques per a calcular la demanda d'aigua calenta sanitària. Una vegada obtingudes les càrregues tèrmiques i la demanda de l'habitatge, es procedeix a triar una bomba de calor geotèrmica adequada per a proveir la càrrega tèrmica necessària de l'edifici en els pitjors moments de l'any i es dimensiona el bescanviador geotèrmic enterrat per a proveir les necessitats de l'habitatge. Es calcula el pressupost aproximat de la instal·lació, on es veu la gran inversió inicial que suposa. Es conclou que aquest tipus de tecnologia és molt eficient, ja que té un alt rendiment i en comparació amb altres tecnologies té un impacte ambiental molt baix, ja que pràcticament no emet diòxid de carboni.

En el presente trabajo de final de grado se dimensiona una instalación geotérmica de muy baja temperatura para climatizar y producir agua caliente sanitaria en una vivienda de nueva construcción. Para ello, mediante varios softwares en los que se definen las características de la vivienda, se calculan las necesidades energéticas del edificio teniendo en cuenta la normativa del Código Técnico de la Edificación en la ubicación de Sant Pol de Mar, también se hace uso del Reglamento de Instalaciones Térmicas para calcular la demanda de agua caliente sanitaria. Una vez obtenidas las cargas térmicas y la demanda de la vivienda, se procede a escoger una bomba de calor geotérmica adecuada para abastecer la carga térmica necesaria del edificio en los peores momentos del año y se dimensiona el intercambiador geotérmico enterrado para abastecer las necesidades de la vivienda. Se calcula el presupuesto aproximado de la instalación, donde se ve la gran inversión inicial que supone. Se concluye que este tipo de tecnología es muy eficiente, ya que tiene un alto rendimiento y en comparación con otras tecnologías tiene un impacto ambiental muy bajo, ya que prácticamente no emite dióxido de carbono.

In this final degree work, a very low temperature geothermal installation is dimensioned for air conditioning and domestic hot water production in a newly built house. For this, using several softwares in which the characteristics of the house are defined, the energy needs of the building are calculated taking into account the regulations of the Technical Building Code in the location of Sant Pol de Mar, also using the Regulation of Thermal Installations to calculate the demand for domestic hot water. Once the thermal loads and the demand of the house have been obtained, a suitable geothermal heat pump is chosen to supply the necessary thermal load of the building in the worst moments of the year and the buried geothermal heat exchanger is sized to supply the needs of the house. The approximate budget of the installation is calculated, where the large initial investment involved is shown. It is concluded that this type of technology is very efficient, since it has a high performance and compared to other technologies it has a very low environmental impact, since it emits practically no carbon dioxide.

Análisis de utilización de materiales y energía en el proceso productivo de una curtiduría de pieles del entorno del Vallés

Projecte Final de Màster Oficial

Jimeno Izquierdo, Ignacio

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

Veure detall Accés al text complet

El projecte consta d'una primera part que inclou una anàlisi integral d'una empresa de peleteria per avaluar el seu estat actual i el seu rendiment en les àrees de la gestió de residus, l'impacte ambiental derivat de la seva activitat i les seves necessitats de consum energètic, també s'avaluarà el curs de l'aigua pel flux de treball de l'empresa. La segona part consistirà a identificar les àrees en les quals es puguin fer propostes de millora. En primer lloc, la gestió de residus; l'empresa s'enfronta a reptes relacionats amb l'eliminació adequada de diferents tipus de residus, com ara restes orgàniques, residus inorgànics líquids i residus sòlids. Es mirarà la seva gestió actual i s'identificarà la necessitat de millorar o no la gestió d'aquests residus, reduir costos i buscar solucions sostenibles en el futur, per millorar la circularitat del procés i donar una segona oportunitat als residus, així com observar d'on s'obtenen les matèries primeres. Pel que fa a l'àmbit del circuit tèrmic, l'empresa utilitza actualment una caldera que funciona amb gas natural per escalfar l'aigua que s'utilitza per distribuir calor a tota la instal·lació. Es mirarà la possibilitat d'optimitzar l'eficiència energètica i reduir les pèrdues de calor en el sistema de transport d'aigua calenta. A més, s'avaluarà la viabilitat d'alternatives com l'ús de biogàs per reduir la dependència del gas natural en el futur. Pel que fa al consum elèctric, actualment és un punt clau per a qualsevol empresa degut a les grans fluctuacions en els preus. Per això, s'analitzarà l'estat actual dels consums i les millors solucions disponibles per millorar la situació. En l'apartat del confort tèrmic, l'empresa realitza anàlisis de la temperatura a la qual estan sotmesos els treballadors en diferents llocs de treball a la fàbrica. En alguns casos, treballen sota estrès tèrmic, la qual cosa s'agreuja a l'estiu. Es buscarà alguna solució que es pugui adaptar a les condicions necessàries per poder dur a terme

El proyecto tiene una primera parte que consta de un análisis integral de una empresa de curtidos, para evaluar su estado actual y su desempeño en las áreas de la gestión de residuos, el impacto ambiental derivado de su actividad y sus necesidades de consumos energéticos, también se evaluará el curso del agua por el flujo de trabajo de la empresa. La segunda parte consistirá identificar las áreas en las que se puedan dar propuestas de mejora. En primer lugar, la gestión de residuos, la empresa se enfrenta a desafíos relacionados con la eliminación adecuada de diferentes tipos de residuos, como restos orgánicos, residuos inorgánicos líquidos y residuos sólidos. Se observará su gestión actual y se identificará la necesidad de mejorar o no la gestión de estos residuos, reducir costos y buscar soluciones sostenibles en el futuro, para mejorar la circularidad del proceso dando una segunda oportunidad a los residuos y observando de donde se obtienen las materias primas. En el ámbito del circuito térmico, la empresa utiliza actualmente una caldera que funciona con gas natural para calentar el agua que se utiliza para distribuir calor por toda la instalación. Se observará la posibilidad de optimizar la eficiencia energética y reducir las pérdidas de calor en el sistema de transporte de agua caliente. Además, se evaluará la viabilidad de alternativas como el uso de biogás para reducir la dependencia del gas natural en el futuro. En cuanto al consumo eléctrico actualmente es un punto clave para cualquier empresa debido a las grandes fluctuaciones en los precios, es por ello que se analizará el estado actual de los consumos y las mejores soluciones disponibles para mejorar la situación. En el apartado de confort térmico la empresa tiene análisis de temperatura a la que están sometidos los trabajadores en diferentes puestos de trabajo en la fábrica, en algunos casos, trabajan bajo estrés térmico lo cual en verano se agrava se buscará algún tipo de solución que pueda adoptarse

The project consists of a first part that includes a comprehensive analysis of a tannery company to assess its current state and performance in the areas of waste management, environmental impact resulting from its activities, and its energy consumption needs. It will also evaluate the course of water in the company's workflow. The second part will involve identifying areas where improvement proposals can be made. Firstly, in waste management, the company faces challenges related to the proper disposal of different types of waste, such as organic waste, liquid inorganic waste, and solid waste. Its current management will be examined, and the need to improve or not improve the management of these wastes, reduce costs, and seek sustainable solutions in the future will be identified to enhance the circularity of the process by giving a second chance to waste and observing where raw materials are sourced. In the thermal circuit context, the company currently uses a boiler that operates on natural gas to heat the water used for distributing heat throughout the facility. The possibility of optimizing energy efficiency and reducing heat losses in the hot water transportation system will be explored. Additionally, the feasibility of alternatives such as the use of biogas to reduce dependence on natural gas in the future will be evaluated. Regarding electrical consumption, it is currently a key point for any company due to significant price fluctuations. Therefore, the current state of consumption and the best available solutions to improve the situation will be analyzed. In the area of thermal comfort, the company conducts temperature analyses to which workers are exposed in different job positions in the factory. In some cases, they work under thermal stress, which worsens during the summer. Some type of solution will be sought that can be adapted to the necessary conditions to carry out the activity. In summary, the project will encompass various key areas to improve

Application of a BESS optimisation algorithm for frequency control in Spain and Germany

Projecte Final de Màster Oficial

Landaribar Pagazaurtundua, Clara

Tutor/a - Director/a: López López, José; Smajila, Luka

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)

Veure detall Accés al text complet

La transició energètica ha provocat un augment significatiu de les fonts d'energia renovable a la xarxa elèctrica, especialment en el sector elèctric. No obstant això, les fonts renovables tenen la característica d'ésser intermitents i mancar d'inèrcia, fet que ha incrementat la necessitat de mecanismes de regulació. Les bateries d'emmagatzematge d'energia s'han identificat com una possible solució per a la regulació de la freqüència, sobretot per al control de freqüència primària, ja que tenen una resposta ràpida. Aquest projecte se centra en avaluar l'impacte ambiental de l'ús de bateries per al control primari de freqüència a Alemanya i Espanya. S'han desenvolupat tres models per a aquest propòsit: un per analitzar estadísticament la freqüència de la xarxa alemanya, un altre per calcular la quantitat d'energia utilitzada pel sistema de bateries i un tercer per estimar l'impacte ambiental total del sistema al llarg de la seva vida útil. Els resultats mostren que a Alemanya, amb l'ús de bateries, es pot reduir significativament l'impacte ambiental en comparació amb l'ús de carbó o gas natural. A més, es realitza una anàlisi de sensibilitat que indica que augmentar la capacitat d'emmagatzematge té un impacte positiu addicional en la reducció de les emissions. Pel que fa a Espanya, tot i les limitacions d'informació i la falta d'un mercat específic per al control primari de freqüència, l'ús de bateries també mostra un impacte ambiental considerablement menor que el carbó i el gas natural. Els resultats destaquen la importància de la fase d'ús en la determinació de l'impacte ambiental de les bateries, i suggereixen que els sistemes de bateries podrien tenir un paper crucial a mesura que la xarxa elèctrica redueixi la seva empremta de carboni. Finalment, es recomana la creació d'un marc regulador i un mercat específic per al control primari de freqüència a Espanya.

La transición energética ha llevado a una mayor incorporación de fuentes de energía renovable en la red eléctrica, especialmente en el sector eléctrico. Sin embargo, la naturaleza intermitente de las fuentes renovables y su falta de inercia han aumentado la necesidad de mecanismos de regulación. Las baterías de almacenamiento de energía se consideran una solución potencial para la regulación de la frecuencia, especialmente para el control de la frecuencia primaria debido a su respuesta rápida. Este proyecto se centra en evaluar el impacto ambiental de la utilización de baterías para el control primario de frecuencia en Alemania y España. Se han desarrollado tres modelos con este propósito: uno para analizar estadísticamente la frecuencia de la red alemana, otro para calcular la cantidad de energía utilizada por el sistema de baterías y un tercero para estimar el impacto ambiental total del sistema a lo largo de su vida útil. Los resultados muestran que en Alemania, el uso de baterías puede reducir significativamente el impacto ambiental en comparación con el uso de carbón o gas natural. Además, se realiza un análisis de sensibilidad que indica que aumentar la capacidad de almacenamiento tiene un impacto positivo adicional en la reducción de las emisiones. En cuanto a España, a pesar de las limitaciones de información y la falta de un mercado específico para el control primario de frecuencia, el uso de baterías también muestra un impacto ambiental considerablemente menor que el carbón y el gas natural. Los resultados resaltan la importancia de la fase de uso en la determinación del impacto ambiental de las baterías y sugieren que los sistemas de baterías podrían desempeñar un papel crucial a medida que la red eléctrica reduzca su huella de carbono. Finalmente, se recomienda la creación de un marco regulatorio y un mercado específico para el control primario de frecuencia en España.

The energy transition has led to a greater integration of renewable energy sources into the electrical grid, especially in the electrical sector. However, the intermittent nature of renewable sources and their lack of inertia have increased the need for regulation mechanisms. Energy storage systems in batteries are considered a potential solution for frequency regulation, particularly for primary frequency control due to their rapid response. This project focuses on assessing the environmental impact of using batteries for primary frequency control in Germany and Spain. Three models have been developed for this purpose: one for statistically analyzing the frequency of the German grid, another for calculating the amount of energy used by the battery system, and a third for estimating the overall environmental impact of the system over its lifespan. The results show that in Germany, the use of batteries can significantly reduce the environmental impact compared to the use of coal or natural gas. Additionally, a sensitivity analysis indicates that increasing storage capacity has an additional positive impact on emissions reduction. Regarding Spain, despite information limitations and the absence of a specific market for primary frequency control, the use of batteries also demonstrates a considerably lower environmental impact compared to coal and natural gas. The results highlight the importance of the usage phase in determining the environmental impact of batteries and suggest that battery systems could play a crucial role as the electrical grid reduces its carbon footprint. Finally, it is recommended to establish a regulatory framework and a specific market for primary frequency control in Spain.

Estudio de viabilidad para el autoabastecimiento de energía mediante fuentes renovables de la isla Reunión

Treball Final de Grau

Mateos Linacero, Esther

Tutor/a - Director/a: Bullich Massagué, Eduard; López López, José

Data de publicació: 2023

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Moltes illes depenen en gran mesura dels combustibles fòssils i experimenten alts costos de generació d'energia, en part, a causa del seu aïllament i la manca d'interconnexions amb altres territoris. No obstant això, moltes d'aquestes illes poden accelerar la seva independència energètica aprofitant el seu potencial en energies renovables. Aquest és el cas de l'illa francesa de La Reunió, que té com a objectiu l'autonomia energètica per a l'any 2030. Aquest estudi té com a objectiu avaluar la viabilitat d'aquest objectiu. Per fer-ho, primer s'estudiaran tres escenaris de demanda, considerant les mesures de control de consum i la integració de vehicles elèctrics. A continuació, se seleccionarà l'escenari més factible i es continuarà avaluant el potencial d'energies renovables disponibles a l'illa. En els següents apartats es realitzarà una optimització amb Matlab per trobar les potències i capacitats òptimes que caldria instal·lar per aconseguir l'autoabastiment. Els resultats mostren que s'hauria d'utilitzar gairebé tot el potencial de solar fotovoltaica, eòlica terrestre i marina, hidràulica, bombeig, geotèrmia i l'ús àmpliament estès a l'illa de biocombustibles com el bagàs. Finalment, l'optimització determina el valor de les bateries a instal·lar. El resultat de l'optimització, amb l'objectiu de minimitzar el cost total de producció, ascendeix a 21,6 M€ pel mes de major demanda, incloent una capacitat de les bateries considerable. Finalment, s'ha analitzat, mitjançant Matpower (complement del programari Matlab), el flux de potència de la nova xarxa elèctrica de l'illa Reunió després d'introduir el nou parc elèctric resultat de l'optimització anterior, i s'ha comprovat que, després d'uns ajustos a la xarxa, el sistema no presenta inestabilitats de tensió.

Muchas islas dependen en gran medida de los combustibles fósiles y experimentan altos costes de generación de la energía, en parte, debido a estar aisladas y no tener ninguna interconexión con otros territorios. No obstante, muchas de estas islas pueden acelerar su independencia energética aprovechando su potencial en energías renovables. Este es el caso de la isla francesa de La Reunión, la cual tiene como objetivo la autonomía energética para el año 2030. Este estudio tiene como objetivo evaluar la viabilidad de tal objetivo. Para ello, primero se estudiarán tres escenarios de demanda, considerando las medidas de control de consumo e integración de vehículos eléctricos. A continuación, se seleccionará el escenario más factible y se continuará evaluando el potencial de energías renovables disponibles en la isla. En los siguientes apartados se realizará una optimización con Matlab para encontrar las potencias y capacidades óptimas que se deberían instalar para lograr el autoabastecimiento. Los resultados muestran que se debería usar casi todo el potencial de solar fotovoltaica, eólica terrestre y marina, hidráulica, bombeo, geotermia y el tan extendido uso en la isla de biocombustibles como el bagazo. Por último, la optimización determina el valor de las baterías a instalar. El resultado de la optimización, cuyo objetivo es el mínimo coste de producción, asciende a 21,6 M€ para el mes de mayor demanda, incluyendo una capacidad de las baterías considerable. Por último, se ha analizado, mediante Matpower (complemento del software Matlab), el flujo de potencia de la nueva red eléctrica de la isla Reunión después de introducir el nuevo parque eléctrico resultante de la optimización anterior y se ha comprobado que, tras un par de ajustes en la red, el sistema no presenta inestabilidades de voltaje.

Many islands heavily rely on fossil fuels and experience high energy generation costs, in part, due to their isolation and lack of interconnections with other territories. However, many islands can improve their energy independence by harnessing their potential in renewable energies. This is the case of the French island of La Réunion, which aims to achieve energy autonomy by the year 2030. The objective of this study is to assess the feasibility of this goal. To do so, three demand scenarios will be examined initially, considering measures for consumption control and the integration of electric vehicles. Subsequently, the most feasible scenario will be selected, and the assessment of the available potential in renewable energies on the island will continue. In the following sections, an optimization will be conducted with Matlab to determine the optimal power capacities and installations required to achieve self-sufficiency. The results indicate that nearly all the potential of photovoltaic solar, onshore and offshore wind, hydropower, pumping, geothermal, and the widespread use of biofuels like bagasse should be harnessed. Finally, the optimization establishes the value of the batteries to be installed. The outcome of the optimization, aimed at minimizing production costs, amounts to €21.6 million for the month with the highest demand, including a substantial battery capacity. Lastly, an analysis of the power flow of the upgraded electrical grid on Réunion Island has been conducted through Matpower (a Matlab software extension) after the introduction of the new power plant resulting from the previous optimization. It has been verified that, following a couple of network adjustments, the system does not exhibit voltage instabilities.

Estudio de viabilidad para el autoabastecimiento de energía mediante fuentes renovables de la isla Reunión

Treball Final de Grau

Mateos Linacero, Esther

Tutor/a - Director/a: López López, José; Bullich Massagué, Eduard

Data de publicació: 2023

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Estudi energètic i optimització de consums i produccions d'un habitatge residencial

Treball Final de Grau

Hortés Gutierrez, Sergi

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2023

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

La crisi energètica ha suposat un abans i un després en la gestió energètica a tots els seus nivells. En aquest cas es pot veure la reducció i optimització del consum d'un habitatge unifamiliar que te un alt consum elèctric a través de la implementació d'una planta solar fotovoltaica Aquest document mostra tot el recull d'anàlisis, càlculs, simulacions i decisions preses davant d'un cas de rehabilitació energètica. Durant la primera part del treball es pot veure un anàlisis d'eficiència energètica a través del programa de certificació C3EX el qual ens dona una orientació de l'eficiència de l'habitatge i, on es proposen punts de millora. Seguidament, i després d'haver estudiat la naturalesa de l'habitatge, es fa un anàlisis de les possibles renovables que tenen cabuda i seguidament s'implementa un sistema solar fotovoltaic. Una vegada es te implementat el sistema solar fotovoltaic, es veuen i valoren quines opcions són viables d'implementar per a finalment, optimitzar la rendibilitat, i l'autosuficiència energètica, analitzant diferents opcions com aprofitar els excedents amb una resistència elèctrica o moure les hores de consum de l'usuari. Amb les dades i els resultats obtinguts es pot observar una alta reducció del consum gràcies a l'autoconsum i, per tant, en la despesa energètica sent una inversió atractiva, i una millora en l'eficiència de l'habitatge, tot i trobant diferents dificultats i hàndicaps com, la limitació de la inclinació dels panells, els ombrejats o la pròpia naturalesa de les necessitats de consum.

La crisis energética ha sido un antes y un después en la gestión energética en todos sus niveles. En este caso de estudio, se puede observar la reducción i optimización del consumo de un edificio residencial unifamiliar a través de la implementación de una planta solar fotovoltaica. Este documento muestra la recogida de datos, análisis. Cálculos, simulaciones y decisiones tomades delante de un caso de rehabilitación energética. Durante la primera parte del trabajo, se puede observar un análisis de la eficiencia energética del edificio a través del programa de certificación C3EX, el cual nos permite tener una orientación de la eficiencia del edificio i, donde se proponen puntos de mejora. A continuación, i después de haber analizado la naturaleza de la vivienda, se hace una anàlisis de las possibles renovables que tienen cabida y seguidamente se implementa un sistema solar fotovoltaico. Una vez se tiene implementado el sistema solar fotovoltaico, se ven i valoran que opciones son viables de optimizar para la rentabilidad i autosuficiencia, analizando diferentes opciones como aprovechar los excedentes con una resistencia eléctrica o mover las horas de consumo del usuario. Con los datos obtenidos se puede observar una alta reducción del consumo gracias al autoconsumo i , por tanto, en nuestra economía energética, siendo una inversión atractiva, y mejorando la eficiencia y las emisiones de la vivienda.

The energy crisis has marked a turning point in energy management at all levels. This case study observes the reduction and optimization of energy consumption in a single-family residential building through the implementation of a photovoltaic solar power system. This document presents the data collection, analysis, calculations, simulations, and decisions made in the context of an energy retrofit project. In the initial part of the work, an analysis of the building's energy efficiency is conducted using the C3EX certification program, which provides an indication of the building's efficiency and suggests areas for improvement. Subsequently, after analysing the nature of the residence, an assessment of possible renewable energy options is carried out, followed by the implementation of a photovoltaic solar system. Once the photovoltaic solar system is in place, various options for optimizing profitability and self-sufficiency are explored and evaluated based on the data obtained. This includes considerations such as using electric resistance to consume surplus energy or adjusting the user's consumption hours. The data reveals a significant reduction in consumption due to self-consumption, making it an attractive investment in our energy economy. This not only improve the efficiency of the residence and in consequence, the emissions.

Model d'evolució del consum energètic en dinàmiques econòmiques basat en teoria qualitativa de sistemes no lineals

Treball Final de Grau

Matamala Ruiz, Pol

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2023

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

En aquest treball s'examina la correlació entre l'àmbit real de l'economia (simbolitzat pel consum energètic) i el sector empresarial de l'energia (reflectit en el cost energètic). S'emprarà el model depredador-presa desenvolupat el 1926 pels matemàtics Lotka i Volterra, que va ser utilitzat per primera vegada en economia per Goodwin el 1967. Els models depredador-presa són útils per comprendre les relacions entre variables econòmiques. La taxa de salaris (el capital) actuaria com a depredador i la taxa d'ocupació (el treball) com a presa. La interacció entre ells genera fluctuacions similars a les observades en la realitat. Tot i que el consum energètic és la força que impulsora del desenvolupament socioeconòmic, ha rebut poca atenció en els estudis d'economia dinàmica. En aquest treball, es proposa aplicar una versió simplificada del model original de Goodwin per analitzar l'estructura interna de les variables energètiques vinculades a sistemes econòmics. Per això, es reemplaçarà la taxa de salaris pel cost energètic i la taxa d'ocupació amb el consum energètic. A diferència dels models tradicionals de cicle econòmic, que es basen en pertorbacions externes en l'economia real, s'enfocarà a identificar els focus interns d'inestabilitat energètica. El model de Goodwin consisteix en un sistema de dues equacions diferencials no lineals. Per analitzar l'estabilitat dels seus punts d'equilibri, s'aplicaran resultats de la teoria qualitativa d'equacions diferencials i processos de linealització, la qual cosa permetrà aplicar localment resultats de sistemes lineals al sistema no lineal

En este trabajo se examina la correlación entre el ámbito real de la economía (simbolizado por el consumo energético) y el sector empresarial de la energía (reflejado en el coste energético). Se empleará el modelo depredador-presa desarrollado en 1926 por los matemáticos Lotka y Volterra, que fue utilizado por primera vez en economía por Goodwin en 1967. Los modelos depredador-presa son útiles para comprender las relaciones entre variables económicas. La tasa de salarios (el capital) actuaría como depredador y la tasa de empleo (el trabajo) como presa. La interacción entre ellos genera fluctuaciones similares a las observadas en la realidad. Aunque el consumo energético es la fuerza que impulsora del desarrollo socioeconómico, ha recibido poca atención en los estudios de economía dinámica. En este trabajo, se propone aplicar una versión simplificada del modelo original de Goodwin para analizar la estructura interna de las variables energéticas vinculadas a sistemas económicos. Para ello, se reemplazará la tasa de salarios por el coste energético y la tasa de empleo con el consumo energético. A diferencia de los modelos tradicionales de ciclo económico, que se basan en perturbaciones externas en la economía real, se centrará en identificar los focos internos de inestabilidad energética. El modelo de Goodwin consiste en un sistema de dos ecuaciones diferenciales no lineales. Para analizar la estabilidad de sus puntos de equilibrio, se aplicarán resultados de la teoría cualitativa de ecuaciones diferenciales y procesos de linealización, lo que permitirá aplicar localmente resultados de sistemas lineales a nuestro sistema no lineal.

This paper examines the correlation between the real scope of the economy (symbolized by energy consumption) and the energy business sector (reflected in energy cost). The predator-prey model developed in 1926 by mathematicians Lotka and Volterra, which was first used in economics by Goodwin in 1967, will be employed. Predator-prey models are useful for understanding the relationships between economic variables. The wage rate (capital) would act as predator and the employment rate (labor) as prey. The interaction between them generates fluctuations similar to those observed in reality. Although energy consumption is the driving force of socioeconomic development, it has received little attention in dynamic economics studies. In this paper, it is proposed to apply a simplified version of Goodwin's original model to analyze the internal structure of energy variables linked to economic systems. For this purpose, the wage rate will replace the energy cost and the employment rate with energy consumption. Unlike traditional business cycle models, which are based on external shocks in the real economy, we will focus on identifying the internal sources of energy instability. Goodwin's model consists of a system of two nonlinear differential equations. To analyze the stability of its equilibrium points, will apply results from the qualitative theory of differential equations and linearization processes, which will allow to locally apply results from linear systems to our nonlinear system.

Dimensionament d'un sistema híbrid de producció d'hidrogen verd i electricitat

Treball Final de Grau

Rufiandis Vigo, Xavier

Tutor/a - Director/a: López López, José

Data de publicació: 2023

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

El present document està dedicat al disseny i càlcul d'una instal·lació de generació d'hidrogen verd, la qual pretén substituir el gas natural consumit en el procés productiu d'una empresa industrial durant l'any 2022. L'objectiu principal és estudiar la viabilitat tècnica i econòmica del projecte. La primera part està dedicada a estimar la quantitat d'hidrogen necessari per tal cobrir la demanda de gas natural actual. Tot seguit, es defineix un sistema d'emmagatzematge d'hidrogen per fer front als períodes de major consum. Paral·lelament, s'estudia quina és la quantitat d'electricitat requerida pels electrolitzadors, que es genera a partir d'un camp fotovoltaic. No obstant, a causa de la variabilitat de la tecnologia fotovoltaica, es produeixen excedents o falta d'energia que seran injectats o absorbits per la xarxa elèctrica. Seguidament, es desenvolupa l'anàlisi econòmic i el resultat en reflecteix que es necessita un cost d'inversió elevat. El projecte mostra una de les possibles vies de transformació del sector industrial envers a la reducció de combustibles fòssils, tenint una viabilitat tècnica favorable, però tenint una viabilitat econòmica altament dependent de possibles incentius econòmics.

El presente documento está dedicado al diseño y cálculo de una instalación de generación de hidrógeno verde, la cual pretende sustituir el gas natural consumido en el proceso productivo de una empresa industrial durante el año 2022. El objetivo principal es estudiar la viabilidad técnica y económica del proyecto. La primera parte está dedicada a estimar la cantidad de hidrogeno necesario para cubrir la demanda de gas natural actual. A continuación, se define un sistema de almacenamiento de hidrógeno para hacer frente a los periodos de mayor consumo. Paralelamente, se estudia cuál es la cantidad de electricidad requerida por los electrolizadores que, se genera a partir de un campo fotovoltaico. No obstante, debido a la variabilidad de la tecnología fotovoltaica, se producen excedentes o falta de energía que serán inyectados o absorbidos de la red eléctrica. Seguidamente, se desarrolla el análisis económico y el resultado refleja que se necesita un coste de inversión elevado. El proyecto muestra una de las posibles vías de transformación del sector industrial hacia la reducción de combustibles fósiles, teniendo una viabilidad técnica favorable, pero teniendo una viabilidad económica altamente dependiente ante posibles incentivos económicos.

This document is dedicated to the design and calculation of a green hydrogen generation facility, which aims to replace the natural gas consumed in the production process of an industrial company during the year 2022. The main objective is to study the technical and economic feasibility of the project. The first part is dedicated to estimating the amount of hydrogen needed to cover the current demand for natural gas. Next, a hydrogen storage system is defined to cope with periods of higher consumption. In parallel, the amount of electricity required by the electrolysers, which is generated from a photovoltaic field, is studied. However, due to the variability of photovoltaic technology, surpluses or shortages of energy are produced, which will be injected into or absorbed from the electricity grid. The economic analysis is then developed and the result show that a high investment cost is required. The project shows one of the possible ways of transforming the industrial sector towards the reduction of fossil fuels, having a favourable technical feasibility, but having an economic feasibility highly dependent on possible economic incentives.