APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

L'objectiu principal d'aquest treball final de grau és dimensionar una instal·lació solar fotovoltaica per tal de cobrir la despesa energètica addicional que ha suposat la construcció d'una piscina en un habitatge unifamiliar. Per fer-ho, s'ha realitzat un estudi sobre com funciona una piscina climatitzada, permetent així entendre els consums energètics derivats de l'escalfament de l'aigua del refugi climàtic i un anàlisi del funcionament de cada un dels components. No obstant, amb els estudis esmentats anteriorment no ha sigut suficient. També ha sigut necessari considerar la irradiància solar disponible i quantificar la demanda elèctrica que es vol cobrir amb la instal·lació fotovoltaica. Un cop determinada la viabilitat i dimensionada la instal·lació, s'ha dut a terme un estudi de mercat de cada un dels components de la instal·lació: panells solars, inversors, proteccions i cablejat. D'aquesta manera s'ha aconseguit finalitzar la primera part del projecte. La segona fase del projecte de final de grau, ha consistit en la optimització del consum energètic per tal de maximitzar el retorn de la inversió. Aquesta optimització s'ha fet implementant un algoritme basat en un arbre de decisions, que contempla diferents factors com la energia generada, consumida i per consumir. Addicionalment, en aquesta fase del treball s'ha decidit la tarifa elèctrica a usar. La tarifa triada és la regulada pel Govern Espanyol, que contempla un preu diferent per a cada franja horària del dia. El resultat del treball és una instal·lació solar fotovoltaica composta per 8 panells solars de 600 Watts de potència pic. Per transformar la energia generada en la primera part de la instal·lació, que treballa en corrent contínua, s'ha fet ús d'un inversor de 5 quilowatts. Aquest inversor s'ha sobredimensionat ja que els preus dels inversors del mateix model però de potència superior varien poc en comparació amb el preu del model inferior. D'aquesta forma, en un futur és podrien instal·lar més plaques solars sense haver de substituir l'inversor. Finalment, s'ha triat una secció de cable de 10 mil·límetres quadrats i s'han instal·lat les proteccions: dos fusibles en la part de corrent contínua i un magnetotèrmic i un diferencial per la part de corrent alterna. En l'estudi econòmic realitzat s'ha descobert que la instal·lació, al llarg de la seva vida útil estimada en 25 anys, té un retorn de la inversió baix.A més, s'ha descobert que aquest retorn és altament sensible al preu de la energia. Per aquests motius, malgrat complir amb els objectius de desenvolupament sostenible, es recomana als propietaris de la residència no continuar endavant amb la inversió i alternativament es recomana als propietaris la contractació d'energia amb Garanties d'Origen Renovable.

El cambio climático es uno de los grandes retos que tiene que afrontar nuestra generación. La reducción de emisiones y la gestión del incremento del consumo de electricidad, son pilares fundamentales en la luchar contra el calentamiento global y todos los problemas que traerá. La utilización de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo, es una de las vías de acción para disminuir la cantidad de fuentes de generación dependiente de los combustibles fósiles. Sin embargo, sin la utilización de sistemas de almacenamiento, el uso de la energía fotovoltaica se reduce a las horas de consumo instantáneo, es decir, se desaprovechan los excedentes fotovoltaicos. Los sistemas de almacenamiento permiten la utilización de esta energía en el momento que más nos convenga, además de permitir flexibilizar la demanda con las ventajas a nivel económico y energético que eso acarrea. Una de las grandes desventajas que tienen los sistemas de almacenamiento actualmente son sus altos costes. Este trabajo propone un modelo matemático para optimizar el dimensionado de instalaciones fotovoltaicas con almacenamiento con un sistema de gestión energética (EMS). El objetivo del algoritmo de optimización es dar la combinación de módulos solares y capacidad de baterías que sean más rentables en términos económicos valorando el equilibrio entre ahorros y el coste de la instalación. Este trabajo busca analizar la implementación de sistemas de almacenamiento y generación fotovoltaica de forma rentable, motivar su utilización, aumentar el autoconsumo de energía y por consecuente, reducir las emisiones de CO2