Análisis de almacenamiento de energía en un sistema solar de autoconsumo en edificaciones industriales

Abstract

Este trabajo ha desarrollado un análisis detallado de la implementación de un sistema de autoconsumo fotovoltaico con almacenamiento en una edificación industrial. Alineado a los Objetivos de Desarrollo Sostenible y la PNIEC 2021-2030, para este caso de estudio aplicando almacenamiento al sistema de autoconsumo se logra un periodo de retorno en un caso favorable entre 7,4 a 8,2 años. El incremento de la demanda energética, y la necesidad hacia Transición Energética Renovable, ha impulsado el desarrollo y la utilización de la tecnología fotovoltaica. Hoy en día esta tecnología se ha consolidado como una solución eficiente y escalable. En tal sentido este proyecto busca evaluar la necesidad de implementar un sistema de autoconsumo fotovoltaico con almacenamiento en una edificación industrial. El proyecto consiste en implementar un Sistema de Autoconsumo Fotovoltaico con una potencia pico del generador de 84,2 kW y una potencia nominal en inversores de 75 kW, la edificación es una nave industrial ubicada en Madrid-España. Se implementará diferentes escenarios de almacenamiento energético mediante baterías ion litio. Se realizará un estudio en considerando criterios técnicos y económicos. Iniciando en la definición del comportamiento de su perfil de demanda, parametrización del tamaño del generador fotovoltaico, estimación de la producción eléctrica, evaluación del coste de inversión, ahorros por el uso energía mediante el autoconsumo con almacenamiento, ahorros de la energía inyectada a red y por último se realiza la evaluación económica mediante el tiempo de retorno (Payback period). En ese sentido, los criterios técnicos de evaluación serán la tasa de autosuficiencia y la tasa de autoconsumo, las cuales varían según la capacidad de almacenamiento. Tomando como referencia el consumo promedio diario de 424 kWh, se establece este valor para una capacidad de almacenamiento de Cn=1. En los escenarios siguientes, la capacidad de almacenamiento se reduce progresivamente a Cn=0,5, Cn=0,25 y Cn=0,125. De acuerdo con el aumento de la inversión inicial debido al incremento del tamaño de las baterías, se proponen una serie de estrategias para reducir la huella de carbono. Se recomienda, en función de su capacidad nominal, optar por valores de Cn=0,125 y Cn=0,25, donde se observó una mejora considerable en la tasa de autosuficiencia, alcanzando entre el 56,20% y el 63,99%. En estos casos, el periodo de retorno se sitúa entre 7,4 y 8,2 años. Estas estrategias como ser el ajuste del perfil de consumo horario hacia horas donde se cuenta con mayor radiación solar, la optimización del tamaño del sistema de almacenamiento, propuesta de mejora de eficiencia energética de la edificación, y analizar el caso de implementación de PPA. Estas estrategias que buscan minimizar la inversión inicial y reducir el tiempo de retorno (Payback period). La aplicación de estas estrategias podría generar beneficios económicos y medioambientales significativos, de esa manera se contribuye a la reducción de la huella de carbono aplicables a este caso de estudio.