Framework for Project Due Diligence of Solar Photovoltaic Installations - Assessment from a Lender's Perspective
Tutor / Supervisor
Laumert, Björn
Student
Forns Albuixech, Alba
Document type
Master thesis
Date
2021
rights
Open Access
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
El cambio climático no es un problema del futuro. El cambio climático es global, rápido y va en aumento. Una realidad. El último informe presentado por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) destaca que el Antropoceno está detrás del aumento sin precedentes de las temperaturas, lo que lleva a eventos climáticos extremos como olas de calor, sequías, fuertes precipitaciones o ciclones tropicales. Se debe tomar acción climática. La transición energética juega un papel fundamental para el bienestar del planeta. Sin embargo, la financiación de energías renovables siempre ha sido un desafío. Lamentablemente, hasta la fecha, la transición energética ha carecido del soporte suficiente. En 2018, el sistema energético global estuvo por debajo del 50% de la inversión necesaria para mantener el calentamiento global por debajo de 1,5 ° C y evitar las peores consecuencias de la crisis climática [4]. Esta asombrosa estadística muestra claramente que la inversión debe reorientarse hacia la transición energética o deben abrirse nuevos canales de financiación. Seeds Renewables, una startup con sede en California, ha ideado una solución que tiene el potencial de cubrir una parte del déficit de la financiación al permitir que las personas inviertan en proyectos de energía renovable desde tan solo unos céntimos. Antes de permitir que sus usuarios inviertan, Seeds realiza el due diligence de los proyectos para determinar la viabilidad de la instalación. Se identifica que existe una falta de literatura pública y concisa sobre el proceso requerido para determinar la viabilidad técnica y la rentabilidad económica de los proyectos. Esta tesis sirve de guía para prestamistas, como Seeds Renewables, que tienen como objetivo realizar evaluaciones tecno económicas sobre instalaciones solares fotovoltaicas. Este objetivo central se complementa con listas de verificación cualitativas para el desarrollo de proyectos y una pauta legal para proporcionar una descripción general completa de los factores que rodean el análisis tecno económico. Además, se identifica el software óptimo disponible en el mercado para realizar análisis de instalaciones fotovoltaicas. La tesis cubre la investigación en sistemas solares fotovoltaicos, una compilación de las mejores prácticas de due diligence de proyectos, conocimientos sobre financiamiento de proyectos de energía renovable y una revisión de la literatura sobre herramientas de software de análisis fotovoltaico que conduce a la selección de dos softwares. PVsol y PVsyst se comparan mediante un análisis multicriterio. Se lleva a cabo un estudio de una instalación solar fotovoltaica de 63,3 kW instalada en 2016 empleando los softwares seleccionados. La instalación está ubicada en el techo de Rinaldi Tile en Pajaro, California, Estados Unidos de América. El sistema se replica utilizando PVsol y PVsyst. Las predicciones de la simulación se comparan con los datos de producción reales extraídos del sistema. La relación de rendimiento de los datos reales, PVsol y PVsyst son 82,4%, 85,9%, 80,51% respectivamente. La cantidad real de energía producida durante un período de estudio de 5 años es un promedio de 82,24 MWh, mientras que las simulaciones de PVsol y PVsyst predicen 93,49 MWh y 81,30 MWh respectivamente. La discrepancia entre los datos reales y los resultados del software se debe a las limitaciones de ambas herramientas. Después de evaluar la precisión de las herramientas de simulación de energía solar fotovoltaica, el análisis multicriterio califica a PVsyst como la herramienta más deseable. Con este estudio, los ingenieros o inversores tendrán un marco claro a seguir al realizar el proceso de due diligence del proyecto en una instalación solar fotovoltaica y una calificación de los softwares disponibles para evaluar la viabilidad de la instalación
Climate change is no longer a problem of the future. Climate change is global, rapid, and intensifying. A reality. The latest Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) report highlights the Anthropocene is behind the unprecedent rising temperatures, leading to extreme weather events such as heatwaves, droughts, heavy precipitation, or tropical cyclones. Climate action must be taken. The energy transition plays a fundamental role when considering the wellbeing of the planet. However, renewable energy finance has always been a challenge. To date, the energy transition has been regrettably underfunded. In 2018, the global energy system was below 50 % of the investment required to keep global warming below 1.5 °C and avert the worst consequences of the climate crisis [4]. This staggering statistic clearly shows that financial investment needs to either be redirected to the energy transition, or new financing channels must be open. Seeds Renewables, a California-based startup, has come up with a solution which has the potential to cover a portion of the energy financing deficit by enabling people to invest in renewable energy projects from as little as their spare change. Before allowing their users to invest, Seeds carries out the due diligence of the projects to determine the feasibility of the installation. It is identified that there is a current lack of concise and public literature regarding the process required to determine the technical feasibility and economic profitability of projects. This thesis serves as a guide for lenders, such as Seeds Renewables, who aim to conduct techno-economic assessments on solar photovoltaic installations. This core objective is complemented by qualitative checklists for project development and legal due diligence to provide a comprehensive overview of the factors which surround the techno-economic analysis of solar arrays. Furthermore, the optimal software available in the market to carry out an analysis of solar photovoltaic installation is identified. The thesis covers the background research conducted on solar photovoltaic systems, a
compilation of project due diligence best practices, insights on renewable energy project finance and a literature review on photovoltaic analysis software tools which leads to the selection of two softwares. PVsol and PVsyst are compared by means of a Multi-Criteria Analysis. A case study is conducted on a 63.3 kW solar photovoltaic array installed in 2016 to test the selected softwares. The array is located on the roof of Rinaldi Tile in Pajaro, California, United States of America. The array is replicated using PVsol and PVsyst. Consequently, the simulation predictions are compared to the real production data extracted from the system's inverter. The performance ratio from the real data, PVsol and PVsyst are 82.4 %, 85.9 %, 80.51 % respectively. The real quantity of power produced over a 5-year period of study is average of 82.24 MWh while the simulations by PVsol and PVsyst predict 93.49 MWh and 81.30 MWh respectively. The discrepancy between the real data and software results is due to limitations of both tools. After evaluating the accuracy of the solar PV simulation tools, the Multi-Criteria Analysis rates PVsyst as the more desirable tool. Using this study, engineers or investors will have a clear framework to follow when carrying out the project due diligence on a solar photovoltaic installation and a rating of the available softwares to assess the viability of the solar arrays
Klimatförändringarna är inte längre ett framtidsproblem. Klimatförändringarna är globala, snabba och intensifierande. En verklighet. Den senaste Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) rapporten visar att Antropocen ligger bakom de aldrig tidigare skådade temperaturerna, vilket leder till extrema väderhändelser som värmeböljor, torka, kraftig nederbörd eller tropiska cykloner. Klimatåtgärder måste vidtas. Energiomställningen spelar en grundläggande roll när man överväger planetens välbefinnande. Finansiering av förnybar energi har dock alltid varit en utmaning. Hittills har energiomställningen tyvärr varit underfinansierad. År 2018 låg det globala energisystemet under 50% av investeringarna som krävs för att hålla den globala uppvärmningen under 1,5 ° C och avvärja de värsta konsekvenserna av klimatkrisen [4]. Denna häpnadsväckande statistik visar tydligt att finansiella investeringar antingen måste omdirigeras till energiomställningen eller att nya finansieringskanaler måste vara öppna. Seeds Renewables, en Kalifornienbaserad startup, har kommit fram till en lösning som har potential att täcka en del av energifinansieringsunderskottet genom att göra det möjligt för människor att investera i förnybara energiprojekt från så lite som deras växel. Innan de tillåter sina användare att investera, utför Seeds projektets due diligence -analys för att avgöra genomförbarheten av installationen. Det identifieras att det för närvarande saknas kortfattad och offentlig litteratur om processen som krävs för att bestämma projektens tekniska genomförbarhet och ekonomiska lönsamhet. Denna avhandling fungerar som en vägledning för långivare, till exempel Seeds Renewables, som syftar till att göra tekno-ekonomiska bedömningar av solcellsanläggningar. Detta kärnmål kompletteras med kvalitativa checklistor för projektutveckling
och juridisk due diligence för att ge en övergripande överblick över de faktorer som omger den tekno-ekonomiska analysen av solsystem. Dessutom identifieras den optimala programvara som finns tillgänglig på marknaden för att utföra en analys av solcellsinstallation. Avhandlingen omfattar bakgrundsforskning på solcellssystem, en sammanställning av bästa praxis för aktsamhet, insikter om projektfinansiering för förnybar energi och en
litteraturgenomgång om programvara för fotovoltaiska analyser som leder till val av två programvaror. PVsol och PVsyst jämförs med hjälp av en multikriterieanalys. En fallstudie genomförs på en solcellsanläggning på 63,3 kW installerad 2016 för att testa de utvalda programvarorna. Arrayen ligger på taket av Rinaldi Tile i Pajaro, Kalifornien, USA. Arrayen replikeras med PVsol och PVsyst. Följaktligen jämförs simuleringsprognoserna med de verkliga
produktionsdata som extraherats från systemets inverter. Prestandakvoten från de verkliga uppgifterna, PVsol och PVsyst är 82.4 %, 85,9% respektive 80,51%. Den verkliga mängden kraft som produceras under en 5-års studieperiod är i genomsnitt 82,24 MWh medan simuleringarna av PVsol
och PVsyst förutsäger 93,49 MWh respektive 81,30 MWh. Skillnaden mellan de verkliga data- och programvareresultaten beror på begränsningar för båda verktygen. Efter att ha utvärderat noggrannheten i solcells-PV-simuleringsverktygen med multikriterieanalysen bedöms Multi-Criteria Analysis PVsyst som det mer önskvärda verktyget. Med hjälp av denna studie kommer ingenjörer eller investerare att ha en tydlig ram att följa när projektet genomförs due diligence på en solcellsanläggning och en bedömning av de tillgängliga programvarorna för att bedöma matrisernas livskraft
Entitat col·laboradora
Seeds Renewables
Location
Participating teacher
- Laumert, Björn