Instal·lació d'energia solar fotovoltaica en una impulsió d'aigua

1 Treball Final de Grau INSTAL·LACIÓ D’ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN UNA IMPULSIÓ D’AIGUA POTABLE Grau en Enginyeria Mecànica Curs 21/22 Autor: Víctor Segura Esteve Director: Sergi Grau Torrent Data: Juliol 2022 Localitat: Manresa Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 ABSTRACT Català El model energètic es troba en un procés de canvi en el qual es busca eliminar la utilització de combustibles fòssils per generar energia elèctrica i optar per la utilització de mètodes renovables. Amb aquesta principal motivació, en aquest treball es busca dissenyar una instal·lació d’energia solar fotovoltaica de manera eficient i econòmicament viable. Per tal d’aconseguir aquests objectius, es realitzen tres estudis; un hidràulic, donada la naturalesa de l’aplicació, un energètic-solar, donada la tecnologia aplicada, i un econòmic, per valorar el rendiment d’aquesta instal·lació. Un cop realitzats aquests estudis, s’obté un punt de balanç entre generació elèctrica i retribució econòmica que marca el dimensionat de la instal·lació. A partir de les dades obtingudes, es dissenya una instal·lació fotovoltaica orientada al sud, situada sobre la coberta del dipòsit circular situat a l’oest, amb una potència de 28,8 kWp. Alimentarà un inversor de potència nominal de 25 kW que es sincronitza amb la xarxa de manera eficient. Amb aquesta instal·lació es preveu reduir una emissió de més de 14.500 kg de CO2 anuals. Es així, doncs, que en un futur pròxim, instal·lacions d’aquest tipus estaran en constant implementació en una gran varietat d’aplicacions i envergadures. S’espera que aquest treball pugui ser utilitzat en altres instal·lacions similars com a base per a una implementació adequada. Español El modelo energético se encuentra en un proceso de cambio en el cual se busca eliminar la utilización de combustibles fósiles para generar energía eléctrica y optar por la utilización de métodos renovables Con esta principal motivación, en este trabajo se busca diseñar una instalación de energía solar fotovoltaica de manera eficiente i económicamente viable. Para conseguir estos objetivos, se realizan tres estudios; uno hidráulico, dada la naturaleza de la aplicación, uno energético-solar, dada la tecnología aplicada, y uno económico, para valorar el rendimiento de esta instalación. Una vez realizados estos estudios, se obtiene un punto de equilibrio entre la generación eléctrica y la retribución económica que marca el dimensionado de la instalación. En base a los datos obtenidos, se diseña una instalación fotovoltaica orientada al sur, ubicada encima de la cubierta del depósito situado al oeste, con una potencia de 28,8 kWp. Alimentara un inversor de potencia nominal de 25 kW, que se sincroniza con la red de manera eficiente. Con esta instalación se prevé reducir una emisión de más de 14.500 kg de CO2 anuales. Así pues, en un futuro próximo, instalaciones de este tipo estarán en constante implementación en una gran variedad de aplicaciones y envergaduras. Se espera que este trabajo pueda ser utilizado en otras instalaciones similares como base para una implementación adecuada. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 3 English The energy model is in a process of change which seeks to eliminate the use of fossil fuels to generate electricity and opt for the use of renewable methods. With this main motivation, this work seeks to design a photovoltaic solar energy installation in an efficient and economically viable way. In order to achieve these goals, three studies are conducted; a hydraulic one, given the nature of the application, a solar-powered one, given the technology applied, and an economic one, to assess the performance of this installation. Once these studies have been carried out, a balance point is obtained between electricity generation and economic remuneration that marks the size of the installation. Based on the data obtained, a south-facing photovoltaic installation is designed, located on one the top of the tank situated to the east, with a power of 28.8 kWp. It will power a 25 kW rated power inverter that synchronizes with the grid efficiently. With this installation it is expected to reduce an emission of more than 14,500 kg of CO2 per year. Thus, in the near future, such facilities will be constantly implemented in a wide variety of applications and areas. It is hoped that this work can be used in other similar facilities as a basis for proper implementation. PARAULES CLAU: Fotovoltaica, solar, mòdul fotovoltaic, rendiment, implementació, impulsió d’aigua, estalvi energètic. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 4 INDEX ABSTRACT ........................................................................................................................... 2 1. ANTECEDENTS I ESTAT DE L'ART ............................................................................. 7 2. OBJECTIU ................................................................................................................... 10 3. ESTAT ACTUAL .......................................................................................................... 11 4. CÀLCULS HIDRÀULICS .............................................................................................. 14 4.1. CONSUMS MENSUALS ....................................................................................... 14 4.2. CONSUMS HORARIS .......................................................................................... 15 4.3. CAPACITAT D’EMMAGTEMATGE ....................................................................... 16 4.4. ESTIMACIÓ ENERGÈTICA .................................................................................. 17 4.5. COMPARATIVA AMB CONSUMS REALS............................................................ 18 5. CÀLCULS INSTAL·LACIÓ FOTOVOLTAICA ............................................................... 19 6. ESTUDI D'ALTERNATIVES, SOLUCIÓ PROPOSADA ................................................ 21 6.1. CONDICIONS DE LES ALTERNATIVES .............................................................. 21 6.1.1. ESTUDI ENERGÈTIC .................................................................................... 21 6.1.2. ESTUDI ECONÒMIC ..................................................................................... 23 6.2. RESULTATS DELS L’ESTUDIS ........................................................................... 24 6.2.1 RESULTATS ESTUDI ENERGÈTIC ................................................................... 24 6.2.2 RESULTATS ESTUDI ECONÒMIC..................................................................... 26 6.3. PROPOSTA DE SOLUCIÓ ................................................................................... 29 7. AMORTITZACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ PROPOSADA .............................................. 31 8. DESCRIPCIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ .......................................................................... 33 8.1. GENERAL ............................................................................................................ 33 8.2. PUNT DE CONNEXIÓ A XARXA .......................................................................... 33 8.3. COMPONENTS DE LA INSTAL·LACIÓ ................................................................ 33 8.3.1. MÒDULS FOTOVOLTAICS ........................................................................... 33 8.3.2. INVERSOR .................................................................................................... 34 8.3.3. COMPTADORS I EQUIPS DE MESURA ....................................................... 35 8.3.4. CAIXA DE PROTECCIONS CC I CA ............................................................. 35 8.3.5. CABLEJAT .................................................................................................... 36 8.3.6. SISTEMA DE FIXACIÓ .................................................................................. 37 9. SERVEIS AFECTATS .................................................................................................. 38 10. COMPATIBILITAT URBANÍSTICA ........................................................................... 38 11. IMPACTE I INTEGRACIÓ PAISATGÍSTICA ............................................................. 38 12. CONTROL DE QUALITAT........................................................................................ 38 Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 5 13. CONDICIONS SANITARIES .................................................................................... 38 14. CONDICIONS D’EXECUCIÓ .................................................................................... 39 15. SISTEMA I TERMINI D’EXECUCIÓ DE LES OBRES .............................................. 39 16. PROGRAMA D’EXECUCIÓ ...................................................................................... 39 17. TERMINI DE GARANTIA ......................................................................................... 39 18. PLEC DE CONDICIONS .......................................................................................... 39 19. REVISIÓ DE PREUS ................................................................................................ 40 20. RESUM DEL PRESSUPOST ................................................................................... 40 21. DOCUMENTS DE QUE CONSTA EL PROJECTE D’EXECUCIÓ ............................ 40 22. CARÀCTER D’OBRA COMPLETA ........................................................................... 40 ANNEX I: CÀLCULS HIDRÀULICS ....................................................................................... 1 CONSUM MENSUAL ........................................................................................................ 1 CONSUM HORARI ............................................................................................................ 3 CAPACITAT D’EMMAGATZEMATGE ............................................................................... 6 ESTIMACIÓ ENERGÈTICA ............................................................................................... 7 COMPARATIVA AMB CONSUMS REALS ........................................................................ 9 CONSUMS ACTUALS ..................................................................................................... 10 ANNEX II CÀLCULS ENERGÈTICS I DE RADIACIÓ SOLAR .............................................. 1 VARIABLES DE L’ESTUDI ENERGÈTIC .......................................................................... 1 PROPOSTA 20 MÒDULS – 9 kWp .................................................................................. 3 PROPOSTA 35 MÒDULS – 15,75 KWP ............................................................................ 6 PROPOSTA 50 MÒDULS – 22,5 KWP .............................................................................. 9 PROPOSTA 65 MÒDULS – 29,25 WP ............................................................................ 12 PROPOSTA 75 MÒDULS – 33,75 WP ............................................................................ 15 PROPOSTA 85 MÒDULS – 38,25 WP ............................................................................ 18 ANNEX III: CÀLCULS ECONÒMICS .................................................................................... 1 ESTUDI SENSE MODIFCACIONS .................................................................................... 2 PROPOSTA 20 MÒDULS – 9 kWp ................................................................................... 3 PROPOSTA 35 MÒDULS – 15,75 kWp ............................................................................. 5 PROPOSTA 50 MÒDULS – 22,5 kWp ............................................................................... 7 PROPOSTA 65 MÒDULS – 29,25 kWp ............................................................................. 9 PROPOSTA 75 MÒDULS – 33,75 kWp ........................................................................... 11 PROPOSTA 85 MÒDULS – 38,25 kWp ........................................................................... 13 ANNEX IV: ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT ........................................................ 1 OBJECTE DE L’ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT ............................................. 1 JUSTIFICACIÓ DE L’ESTUDI ........................................................................................... 1 Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 6 PRINCIPIS GENERALS APLICABLES DURANT L’EXECUCIÓ DE L’OBRA .................... 1 CARACTERÍSTIQUES DE L’OBRA .................................................................................. 2 ACCÉS A LES OBRES ..................................................................................................... 2 IDENTIFICACIÓ DELS RISCOS ....................................................................................... 2 RISCS PROFESSIONALS ............................................................................................. 3 PREVENCIÓ DELS RISCS PROFESSIONALS ................................................................ 3 MESURES PREVENTIVES COL·LECTIVES ................................................................. 3 PROTECCIONS INDIVIDUALS ..................................................................................... 3 FORMACIÓ ................................................................................................................... 3 MEDICINA PREVENTIVA .............................................................................................. 4 PREVENCIÓ DE RISCOS A TERCERS ........................................................................ 4 RELACIÓ DE NORMES I REGLAMENT APLICABLE ....................................................... 4 ANNEX V: DOCUMENTACIÓ TÈCNICA I FITXES TÈCNIQUES .......................................... 1 DOCUMENTS TÉCNICS CONSULTATS .......................................................................... 2 ANNEX VI: PLÀNOLS DE LA INSTAL·LACIÓ....................................................................... 1 PLEC DE CONDICIONS ....................................................................................................... 1 CONDICIONS GENERALS ............................................................................................... 1 OBJECTE ...................................................................................................................... 1 DOCUMENTS AL PROJECTE ....................................................................................... 1 COMPATIBILITAT ENTRE DOCUMENTS ..................................................................... 1 NORMATIVES ............................................................................................................... 1 CONDICIONS TÈCNIQUES .............................................................................................. 3 DISSENY ....................................................................................................................... 3 CLAUS EN MÀ............................................................................................................... 4 MANTENIMENT ............................................................................................................. 4 CONDICIONS FACULTATIVES ........................................................................................ 5 DRETS I OBLIGACIONS DEL CONTRACTISTA ........................................................... 5 LIQUIDACIÓ I GARANTIA ............................................................................................. 5 CONDICIONS LEGALS ..................................................................................................... 5 PRESSUPOST DE LA INSTAL·LACIÓ ................................................................................. 1 Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 7 1. ANTECEDENTS I ESTAT DE L'ART En l’emplaçament que a continuació es descriu es pretén realitzar una instal·lació solar fotovoltaica d’autoconsum. Es situa a la localitat de Santpedor, al Bages, Barcelona. El present projecte es realitza per a garantir una eficiència i rendiment òptims de la instal·lació presentada. D’acord amb el Decret Llei 16/2019, del 26 de novembre, de mesures urgent per a l’emergència climàtica i l’impuls a les energies renovables, ha donat eines per abordar la manca d’instal·lacions d’energies renovables. Aquesta legislació obliga a actuar el més aviat possible i amb la major celeritat per assolir una producció energia renovable i incentivar l’autoconsum. Degut a que les energies renovables més desenvolupades són la hidràulica, l’eòlica i la solar fotovoltaica, el Decret Llei 16/2019 incentiva i regula aquestes dues últimes. Per altre costat, el fons Next Generation EU aportat per la Unió Europea i administrat per l’Estat i el Govern de la Generalitat, destina una fracció d’aquest en ajuts per incentivar l’autoconsum i emmagatzament d’energia renovable. El fons Next Generation té pressupostat uns ajuts per incentivar l’autoconsum en empreses, administracions i residencials, subvencionant fins al 50% del cost de la instal·lació. Respecte a la comarca del Bages, trobem tres fonts d’energia renovable, ja esmentades anteriorment; la hidràulica, la eòlica i la solar fotovoltaica. Gràcies al riu Llobregat i al riu Cardener, la generació hidràulica és la majoritària, amb un 57,7% de les energies renovables l’any 2020. L’energia solar fotovoltaica representa un 8,4% d’aquest sector, amb 13,9 MW instal·lats. Respecte Catalunya, aquestes produccions representen un 0,7% pel que fa la hidràulica, i un 4,0% pel que fa la solar fotovoltaica. Cal afegir, que a Catalunya, el total d’energies renovables produeixen el 19,8%, mentre que a l’Estat espanyol la producció és del 43,6%, notablement superior. A continuació una gràfica de producció d’energies renovables a la comarca del Bages. Figura 1. producció d’energies renovables a la comarca del Bages, 2020. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 8 Ara bé, al comparar aquests valors amb el consum elèctric a la comarca del Bages, l’anàlisi conclou que les energies renovables nomes subministren el 9,3% de l’energia elèctrica consumida. A de més, es una comarca altament importadora d’energia elèctrica, donat que la única instal·lació no renovable existent a la comarca és una central de cogeneració que produeix uns 8,2MW. L’autoabastiment del Bages és del 12,3%. Per aquests motius, el Consell Comarcal del Bages i l’Agència Comarcal d’Energia del Bages proposen un pla de transició energètica cap a un 2050 neutre en emissions de CO2. Aquest pla preveu un 50% d’energies renovables al 2030 i la totalitat al 2050, tal i com estableix l’article 19.1.c) de la Llei 16/2017. Per dur-ho a terme, caldrà un increment molt important de tres tipus d’instal·lacions: parcs eòlics, parcs solars sobre el terreny i instal·lacions fotovoltaiques en cobertes. La previsió de dades per als tres tipus d’instal·lacions s’observen en les següents taules: CATALUNYA [MW] 2020 2030 2050 Eòlica 1.270 4.000 12.000 Fotovoltaica 344 6.000 360000 FV-Terreny 259 3.600 21.600 FV-Cobertes 85 2.400 14.400 Taula 1. Potència d'energies renovables instal·lada a Catalunya. Actual i previsió. BAGES [MW] 2020 2030 2050 Eòlica 15,0 47,2 141,7 Fotovoltaica 13,9 242,1 1.452,3 FV-Terreny 10,43 139,3 835,5 FV-Cobertes 3,45 102,8 618,8 Taula 2. Potència d'energies renovables al Bages. Actual i previsió. RÀTIO [MW] 2020 2030 2050 Eòlica 1,2% 1,2% 1,2% Fotovoltaica 4,0% 4,0% 4,0% FV-Terreny 4,0% 3,9% 3,9% FV-Cobertes 4,1% 4,3% 4,3% Taula 3. Ràtio de potència d'energia renovable instal·lada al Bages respecte Catalunya. Actual i previsió. Per tant, l’energia fotovoltaica tindrà un gran creixement, tant sobre terreny com sobre cobertes. La potència actual s’haurà de multiplicar per 17,4 pel 2030 i, a la vegada la del 2030, s’haurà de multiplicar per 6 en l’horitzó del 2050. L’any 2015, les Nacions Unides van establir els Objectius de Desenvolupament Sostenible. Es un llistat de 17 objectius a complir per 2030. En concret, l’Objectiu 7 és garantir l’accés a una energia assequible, segura, sostenible i moderna per tothom. Es busca erradicar la Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 9 contaminació a causa d’energies fòssils i la ineficàcia dels governs per implementar energies netes i renovables. D’aquesta manera, es busca, per aquesta vesant, combatre les conseqüències del canvi climàtic. L’objecte del present projecte és el de calcular les necessitats energètiques per la següent instal·lació fotovoltaica, així com descriure i calcular el disseny i la distribució dels panells solars per tal de generar l’energia pel propi autoconsum. Un cop es tingui aquest dimensionat, es calcularà el cost i l’estalvi econòmic de la instal·lació, així com el temps d’amortització d’aquesta. La instal·lació fotovoltaica resultant serà d’autoconsum amb compensació d’excedents de menys de 100kW. S’analitzaran els següents aspectes del projecte: - Descripció general dels elements que conformaran la instal·lació, indicant les característiques tècniques dels equips i sistemes a instal·lar. - Funcionament de la tecnologia fotovoltaica. - El càlcul de la radiació disponible i previsió de l’energia generada. - El càlcul elèctric (distribució, esquema, cablejat i altres elements). - L’estudi econòmic (amortització, retorn econòmic i pressupost). Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 16 Aquestes gràfiques de subministrament mostren els volums anual acumulats en franges horàries d’una hora. S’observen unes hores vall entre la 23h de la nit i les 6h de la matinada, on la demanda es força reduïda. Al mati, a primera hora, apareix el primer pic, que al llarg del dia va disminuint progressivament. Finalment, al vespre, entre les 19h i les 22h, apareix el segon pic. En contra posició, la corba de bombeig és la següent: Figura 8. Bombament per hores, total anual. En aquesta corba s’observa que la majoria del bombament es realitza a les hores nocturnes. D’aquesta manera s’aprofiten les hores vall d’energia elèctrica, que tenen un cost econòmic més baix. A mitja tarda, apareix un altre accionament de les bombes per tal d’augmentar les reserves per al pic de demanda al vespre vist anteriorment. 4.3. CAPACITAT D’EMMAGTEMATGE L’estació de bombament subministra a dos dipòsits de 500 i 300 metres cúbics. El total de 800 m3 regulen les reserves per al subministrament a les dues xarxes que alimenten. Per tal de complir normativa, les reserves no s’han de veure mai reduïdes a menys de 240 m3. Això es degut a que s’ha de garantir un subministrament de 120 m3/h durant dues hores als hidrants, en cas d’incendi. Les dades anteriorment esmentades, i el consum diari obtingut a partir de dividir el consum mensual entre els dies de cada mes, ens proporciona els següents resultat: • El mes amb més demanda, juliol, els dipòsits plens garanteixen un subministrament del 68% del dia fins arribar a la reserva mínima per l’abastiment d’hidrants. • El mes amb menys demanda, febrer, els dipòsits plens garanteixen un subministrament del 135 % del dia fins arribar a la reserva mínima per l’abastiment d’hidrants. 0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 22500 BOMBAMENT HORARI (m3) Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 17 4.4. ESTIMACIÓ ENERGÈTICA Un dimensionament correcte de la instal·lació és essencial per un bon rendiment econòmic. Es així, doncs, que una primera aproximació es realitza a partir del volum d’aigua i la diferència de cotes entre l'estació de bombeig i els dipòsits de destí. Es dona que l’energia necessària per elevar un volum d’aigua una certa altura es directament proporcional a aquest volum. Així doncs, es busca aquest factor pel qual, si coneixem un volum concret, es pot trobar l’energia requerida per el transport d’aquest. La fórmula base és la següent: 𝑊 = 𝑉 · 1000 · 𝑔 · ∆𝐻 · 𝐾 𝜂 On: • W, energia necessària: En joules [J], megajoules [MJ] i en quilowatts-hora [kWh]. • V, volum d’aigua: Volum d’aigua desplaçada des de la cota més baixa a la cota més alta. En metres cúbics [m3]. • g, gravetat: Valor de la constant universal de la gravetat, en m/s2. • ΔH, diferència d’altura: Diferència d’altura entre la cota més baixa, del bombeig, i la cota més alta, dels dipòsits de destí. En metres [m]. • Factor de seguretat (K): Es considera un valor d’1,25. • Rendiment de la instal·lació (η): Es considera un valor del 70%. Substituint pels valors esmentats, la proporció resulta la següent: 𝑊 [𝑘𝑊ℎ]=𝑉 [𝑚3]·1000 · 9,8 · 36,3 · 1,25 0,70 ·1 3.6 ·10−6 = 0,17646 · 𝑉[𝑚3] 𝑘𝑊ℎ A partir de les dades hidràuliques obtingudes a l’ANNEX I obtenim l’estimació de consum energètic mensual en kWh: MES CONSUM MENSUAL [kWh] Gener 2506,7 Febrer 2202,9 Març 2903,5 Abril 2734,9 Maig 3167,1 Juny 4236,0 Juliol 4699,3 Agost 3980,6 Setembre 2831,7 Octubre 3118,0 Novembre 2672,1 Desembre 2742,7 TOTAL 37.795 Taula 7. Consums energètics mensuals a partir del volum bombejat. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 18 4.5. COMPARATIVA AMB CONSUMS REALS Per tal de consolidar l’estimació anterior, s’obtenen les dades de factures elèctriques dels consums reals entre el gener del 2019 i el juliol del 2021. Es mostra una taula comparativa mensual entre el consum real i l’estimació anterior: MES CONSUM REAL [kWh] CONSUM ESTIMAT [kWh] DESVIACIÓ [%] Gener 2426 2506,7 3,33 Febrer 2870 2202,9 -23,24 Març 2743 2903,5 5,84 Abril 2799 2734,9 -2,30 Maig 2918 3167,1 8,53 Juny 4046 4236,0 4,70 Juliol 5708 4699,3 -17,67 Agost 3992 3980,6 -0,27 Setembre 3513 2831,7 -19,38 Octubre 3288 3118,0 -5,17 Novembre 2631 2672,1 1,56 Desembre 2067 2742,7 32,69 Taula 8. Comparativa entre els valors teòrics obtinguts i els valors obtinguts a la factura. Les desviacions més accentuades poden ser degudes a la diferencia d’any de les mostres, així com a aproximacions incorrectes en valors presos en l’estimació. Per aquests motius, pels càlculs de dimensionament de la instal·lació fotovoltaica, s’utilitzaran els obtinguts a partir de factures elèctriques, i per tant, consums elèctrics reals de la instal·lació. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 19 5. CÀLCULS INSTAL·LACIÓ FOTOVOLTAICA En aquest punt del projecte, es realitza el càlcul de la instal·lació fotovoltaica. Per tal de realitzar un dimensionament adequat, cal tenir certes dades sobre la instal·lació. Les dades es divideixen en dos grans grups, les dades respecte als consums d’energia, i les dades respecte a la producció. En quant a consum, les dades donen informació sobre la quantitat i temps que es consumeix energia. Es a dir, quan i quant es bombeja aigua. L’obtenció d’aquestes dades l’obtenim de dos fonts diferents. La primera es la dada obtinguda en el punt anterior, a partir dels consum hidràulics. Tot i no obtenir un valor real, ens permet conèixer les hores de més consum d’aigua i la quantitat en cada moment. La segona, es a partir de les factures elèctriques. Amb aquesta font, obtenim el consum elèctric real, mensual. Amb aquest conjunt de dades es pot realitzar un dimensionament correcte de la instal·lació. Per l’altre costat, tenim les dades sobre la producció d’energia. El càlcul de la producció te una dependència de nombroses variables, esmentades en el punt 6.1.1 i en l’annex A. Un altre mètode d’obtenció de dades de producció energètica es mitjançant l’aplicatiu web de la Comissió Europea, PVGIS. On introduint les dades de localització, orientació i inclinació, dona l’energia mensual produïda. Amb aquestes dues fonts de dades, podrem fer una comparació per veure si el valor obtingut es verídic. A continuació s’expressarà com es calcula l’energia produïda a partir de la orientació i la inclinació dels mòduls fotovoltaics. En el nostre cas, obtenim les dades de radiació a partir de l’Atles de Radiació Solar de Catalunya, a l’estació de Manresa. La orientació és de 0º respecte l’azimut (orientació SUD) i la inclinació és de 30º respecte la horitzontal. Les dades de radiació solar són: MES RADIACIÓ DIÀRIA [MJ/m2·dia] Gener 10,57 Febrer 13,64 Març 17,46 Abril 20,71 Maig 22,62 Juny 23,32 Juliol 23,09 Agost 21,79 Setembre 19,05 Octubre 15,21 Novembre 11,56 Desembre 9,53 Anual 17,40 Taula 9. Radiació diària a Manresa, per mesos. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 20 Un cop obtingudes aquestes dades, es realitza el càlcul d’Hores Solar Pic, en que la radiació rebuda es superior als 1000W/m2 sobre la superfície dels mòduls. Les unitats son kWh/m2·dia. Aquest càlcul és: 𝐻𝑆𝑃 𝑑𝑖𝑎 = 0,2778 · 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 = 𝑃𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑖𝑐 𝐹𝑉 · 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡 · 𝐻𝑆𝑃 𝑑𝑖𝑎 Amb aquest càlcul, es pot començar a realitzar l’estudi d’alternatives amb diferent nombre de mòduls i potència pic instal·lada. Com a segona font de dades, s’utilitzarà el programa desenvolupat per la Comissió Europea anomenat PVGIS. En cada proposta es realitzarà la comparativa entre els resultats obtingut mitjançant el càlcul anterior i les dades obtingudes pel PVGIS. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 21 6. ESTUDI D'ALTERNATIVES, SOLUCIÓ PROPOSADA El dimensionament ideal de la instal·lació tractarà d’amortitzar aquesta en el mínim temps, sempre garantint un impacte sensible en la generació sostenible i autoconsum d’energia. Així doncs, s’inicia un estudi amb 20 mòduls fotovoltaics que generen una potència pic total de 9kW i es va augmentant progressivament fins als 85 mòduls, amb una potència pic de 38,25kW. Progressivament, amb l’augment de potència i generació, es cobreixen els consums elèctrics fins al punt on la compensació d’excedents cobreix el cost absolut de l’energia consumida. En contrapunt a aquestes propostes, es presenta l’alternativa nul·la, o de no actuació. En aquesta es contempla l’impacte econòmic i ecològic de no realitzar cap instal·lació fotovoltaica. 6.1. CONDICIONS DE LES ALTERNATIVES 6.1.1. ESTUDI ENERGÈTIC La primera de les dues parts en l’estudi d’alternatives consisteix en l’estudi energètic de la instal·lació. En aquest estudi es busca trobar quina producció elèctrica es genera, en funció de diferents variables i es compara amb el consum elèctric. L’objectiu es trobar quanta energia s’autoconsumeix, quanta es compensa amb excedents i quanta s’adquireix de la xarxa elèctrica. L’obtenció d’aquestes dades es basa en variables que s’explicaran a continuació. Aquestes afecten de diferent manera en l’estudi. Aquestes són: • Consum mensual: El consum varia en funció de cada més de l’any. Els mesos d’estiu, degut a major incidència solar, temperatures i necessitat de regadiu, el consum d’aigua augmenta. Juntament amb l’entrada de funcionament de piscines, trobem el pic de consum el més juliol. En canvi, els mesos d’hivern com desembre, el consum es redueix un 60%. Aquests valors venen donats per l’històric de consums elèctrics de la instal·lació des del gener de 2019 fins al juliol del 2021. • Potencia pic instal·lada: Aquest valor s’obté multiplicant el nombre de mòduls instal·lats per la potència pic de cada un d’aquests. Es tracta de la potència màxima teòrica de la instal·lació, donada on la incidència, estat dels mòduls i temperatura són ideals. En aquest cas, es dimensiona a partir de mòduls de 450Wp, i s’incrementa el nombre de mòduls instal·lats progressivament. • Radiació solar: Aquesta dada es obtinguda de l’Atles de Radiació solar (REF). Aquesta valor ve determinat per la orientació i inclinació dels mòduls. Amb aquesta dada, s’obté un valor H que representa les hores teòriques de producció solar. Juntament amb la potencia pic instal·lada s’obté la producció diària i mensual de la instal·lació. Per aquesta instal·lació, donada la llibertat de col·locació de mòduls, en quantitat, orientació i inclinació, és decideix obtenir els valors de l’estació de Manresa, amb orientació SUD (azimut 180º) i inclinació de 30º respecte la horitzontal. • Rendiment de la instal·lació: Com tota instal·lació, s’han de tenir en compte les pèrdues obtingudes des de la producció al consum final. El rendiment de la instal·lació Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 22 s’estima en un 80% degut a aquestes pèrdues, que venen donades per una varietat de motius. Aquests són: o Ombres ocasionals: Ombres donades per núvols puntuals, arbres o altres elements opacs. o Contaminació superficial: Pols, fulles o altres elements que cobreixin total o parcialment algun mòdul afecten negativament la seva producció. Donada la seva inclinació, aquestes pèrdues es veuen reduïdes sensiblement. o Pèrdues en el cablejat: Degut a l’efecte Joule, degut a la resistivitat del cablejat, aquest transforma part de l’energia en calor. Aquestes pèrdues es redueixen al màxim escollint una secció adequada, estudi que es pot comprovar en el punt 8.3.5. o Pèrdues en transformació: Tot i tenir una alta eficiència l’inversor que transforma el voltatge i corrent continues en alterna trifàsica apta per al consum té unes pèrdues en aquest procés. • Proporció d’energia autoconsumida: Es de naturalesa d’aquestes instal·lacions que en certs moments, l’energia produïda no serà consumida. En aquest cas, l’energia s’avoca a la xarxa per a una compensació d’excedents. Donada la capacitat d’emmagatzematge d’aigua i, per tant, energia dels dipòsits, s’estima un autoconsum del 90% de l’energia produïda. Amb aquestes variables, s’obtenen les següents dades: • Producció d’energia mensual: Defineix la producció mensual obtinguda a partir de les variables. Aquesta producció es dividirà en energia autoconsumida i energia excedent avocada a la xarxa. Es tracta d’un càlcul directe entre la potència instal·lada, la orientació i inclinació i el rendiment de la instal·lació. • Energia autoconsumida mensual: Energia consumida amb origen de la instal·lació fotovoltaica. Donada la proporció d’energia autoconsumida i la producció, s’obté aquest valor. • Energia excedent mensual: L’energia excedent es aquella que s’avoca a la xarxa quan la seva producció supera el consum de la instal·lació. Aquest valor ve definit, o bé pel valor escollit d’energia autoconsumida si la producció mensual es inferior al consum total de la instal·lació, o bé per la diferència entre la producció i l’autoconsum si la producció es superior al consum total. • Energia consumida de la xarxa elèctrica mensual: L’energia de la xarxa es consumeix quan la producció fotovoltaica no subministra suficient energia com per cobrir el consum de la instal·lació. Aquest consum sol aparèixer en dies ennuvolats o en hores nocturnes. Aquest valor es calcula amb la diferència entre el consum mensual i l’autoconsum provinent de la instal·lació fotovoltaica. • Estalvi CO2 mensual: La producció d’energia elèctrica amb mòduls fotovoltaics no genera CO2. Per aquest fet, es pot realitzar un càlcul on, multiplicant per un factor la producció elèctrica, s’obté la quantitat de CO2 estalviat en comparació en producció mitjançant la producció de combustibles fòssils. Un cop s’obtenen aquestes dades i es tenen en compte les variables esmentades, es procedeix a l’elaboració de l’estudi econòmic. Els resultats d’aquest estudi es troben, resumits en el punt 6.2 i extensament en l’annex B: Estudi energètic. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 23 6.1.2. ESTUDI ECONÒMIC La segona part d’aquest estudi tracta els costs i ingressos implicats en aquesta instal·lació, així com l’estalvi generat. Com a dades d’entrada s’utilitzaran dades obtingudes de l’estudi mencionat en el punt 6.1.1, així com d’altres externes com ara pressupostos o rendiments. Les dades d’entrada per a l’estudi són: • Pressupost de la instal·lació: Cost inicial de la inversió. Inclou el material d’aquesta (mòduls, inversors, cablejat...), així com l’execució de l’obra i la legalització d’aquesta. Aquest valor es obtingut a partir de pressupostos amb costs reals de material. • Producció anual: Dada obtinguda de l’estudi energètic. A partir d’aquesta dada es podrà obtenir l’estalvi per autoconsum i el retorn per compensació d’excedents. • Cost mitjà d’energia: Segons les factures proporcionades per Aigües de Manresa, S.A., s’obté el cost mitja de l’electricitat obtinguda de la xarxa. El cost s’inicia a l’any 1 en 0,11 €/kWh. Aquest cost se li aplica un augment anual del 2%. Actualment tant el cost mig del kWh, com l’augment anual són força superiors donada la situació social i política. • Reducció d’eficiència dels mòduls: Segons el fabricant, anualment els mòduls perden un 0,4% d’eficiència de producció. Aquesta pèrdua s’aplica directament a la producció anual. • Ingrés per compensació: Dada obtinguda contrastant diferents contractes de vàries comercialitzadores amb tarifes dedicades a l’autoconsum. Es el preu de compra del kWh produït per la instal·lació que s’avoca a la xarxa. El valor es del 50% del cost de compra. Aquest valor es una estimació donades les condicions de diferents comercialitzadores elèctriques consultades. Amb aquestes dades, es realitza l’estudi on s’obtenen els resultats per dur a terme la presa de decisió. Els resultats obtinguts són: • Estalvi en autoconsum: Es tracta del cost estalviat directament al reduir el consum de xarxa. Es comptabilitza l’estalvi avaluant amb el cost de compra a la comercialitzadora, donat que es l’import estalviat. • Ingressos per compensació d’excedents: Es tracta del retorn obtingut per la injecció d’energia excedent a la xarxa. Aquest valor mai podrà superar al consum de la xarxa. • Estalvi acumulat: Es el sumatori de l’estalvi en autoconsum i els ingressos per compensació. Es fa també, el còmput total a 20 anys. • ROI: Retorn sobre la inversió. Computat amb l’estalvi acumulat als 20 anys i la inversió inicial o pressupost. • Temps d’amortització: Temps emprat en recuperar la inversió inicial. Punt en el que l’estalvi i la inversió són equivalents. Els resultats d’aquest estudi es troben breument en el apartat 6.2 i extensament en l’annex III. Amb aquests resultats, es pren la decisió d’instal·lar un nombre de plaques concret. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 24 6.2. RESULTATS DELS L’ESTUDIS En aquest punt s’exposen els resultats obtinguts en l’estudi energètic i en l’estudi econòmic. Aquests estudis es troben complets en els annexes II i III respectivament. S’han realitzat 7 estudis amb diferents dimensionaments. El primer es tracta del cas on no es realitza cap actuació. Es segueix consumint energia 100% de la xarxa elèctrica. Els següents casos es van afegint mòduls des de 20 fins a 85. En la taula a continuació es mostren els casos amb els mòduls instal·lats, la potència instal·lada i la potència nominal de la instal·lació. CAS NOMBRE DE MÒDULS POTÈNCIA PIC INSTALADA [kWp] POTÈNCIA NOMINAL [kW] 1 0 0 0 2 20 9 8 3 35 15,75 15 4 50 22,50 20 5 65 29,25 25 6 75 33,75 30 7 85 38,25 35 Taula 10. Dades bàsiques dels casos exposats. 6.2.1 RESULTATS ESTUDI ENERGÈTIC La producció generada per la instal·lació fotovoltaica es proporcional a l’àrea exposada a la radiació, per tant, es proporcional al nombre de mòduls instal·lats. En funció del nombre de mòduls instal·lats, escalonadament s’incrementa la potència de l’inversor necessari per transformar l’energia a unes característiques aptes per al consum. Es mostra, a continuació, la producció anual en kWh en funció del nombre de mòduls fotovoltaics. Figura 9. Producció anual en funció del nombre de mòduls. S’observa una progressió lineal amb una pendent d’uns 640 kWh anuals per cada mòdul de 450W instal·lat. Aquest resultat es l’esperat donada la linealitat de la producció respecte la potència instal·lada. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Producció annual (kWh) Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 25 Aquesta producció te un efecte sobre l’energia autoconsumida i els excedents generats, així com la produïda respecte el consum actual obtingut. Figura 10. Ràtios respecte el consum en funció del nombre de mòduls. La gràfica d’energia produïda es lineal. Aquest resultat és l’esperat degut a que el consum es constant i la producció lineal. En la gràfica d’energia autoconsumida, s’observa una tendència a equilibrar-se al voltant del 0,85, o 85%, a partir de les 65 plaques, aproximadament. Això és degut a que, encara que l’energia produïda excedeixi el consum necessari, no sempre es produirà energia quan es necessitada, i per tant, una part d’aquesta sempre obtinguda de la xarxa. En la gràfica d’excedents, s’observa que mai es nul·la (excepte en el cas de no realitzar cap instal·lació). Això es degut a que no sempre que es produeixi energia, aquesta serà utilitzada. A partir d’aquí, una fracció d’aquesta energia serà abocada a la xarxa per a compensar excedents. S’observa un increment marcat a partir dels 55-65 mòduls instal·lats, sent més exagerada en incrementar el nombre d’aquests. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Ratios respecte consum Ràtio respecte autoconsum Ràtio respecte produit Ràtio respecte excedents Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 32 acumulat és de 63.352€. Un resum de les dades d’aquesta amortització es mostra a continuació: Pressupost instal·lació 33.120 € Estalvi anual mínim 4.134 € Estalvi acumulat (20 anys) 63.352 € Temps d’amortització 7 anys i 7 mesos ROI (Return of Investment) 0,913 Taula 13. Resultats de l'estudi de la solució proposada. L’amortització de la instal·lació està estretament relacionada amb el cost de compra de l’energia. Aquest afecta a l’estalvi generat per l’autoconsum, és a dir, energia que es deixa de comprar a la xarxa i al retorn per compensació d’excedents, que és defineix amb un 50% del cost de compra. Aquest preu del kWh s’ha definit en acord amb factures elèctriques de l’any 2019 i principis del 2020. En l’actualitat, a l’any 2022, el cost de l’electricitat s’ha vist augmentat per diferents motius. L’augment del preu del gas i el sistema marginalista que determina el cost de l’energia són els principals factors d’aquest augment. No s’ha tingut en compte aquest increment, situant-nos així, en la situació on el retorn econòmic és veu més reduït. Qualsevol encariment de l’energia proporcionarà un rendiment econòmic més favorable. pitjor situació. Per tal d’observar la sensibilitat de les dades econòmiques respecte el cost de l’energia, es realitza la comparativa següent analitzant els valors de ROI, temps d’amortització i l’estalvi acumulat en 20 anys. Cost Energia [€/kWh] ROI Amortització Estalvi acumulat [€] 0,11 0,913 7 anys i 7 mesos 63.352 € 0,15 1,972 5 anys i 8 mesos 98.433 € 0,20 3,296 4 anys i 3 mesos 142.285 € 0,25 4,620 3 anys i 6 mesos 186.136 Taula 14. Comparativa de diferents valors econòmics en funció del cost energètic. Amb un increment del 36,3% del cost de l’energia, el ROI augmenta un 116%, l’estalvi acumulat augmenta un 55,37% i el temps d’amortització es redueix al 74,7%. En el cas més extrem, on el cost es situa als 0,25€/kWh, l’augment del cost representa un 127%, el ROI augmenta un 406%, el temps d’amortització es redueix al 46,1% i l’estalvi acumulat augmenta un 194%. Per tant, queda demostrada la sensibilitat del cost d’energia per les dades econòmiques resultants. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 33 8. DESCRIPCIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ 8.1. GENERAL El sistema es basa en la transformació de la corrent continua generada pels panells solars en corrent alterna de la mateixa qualitat (tensió, freqüència,..) que la que circula per la xarxa comercial elèctrica. Aquesta transformació es realitza a través del inversor, element que té a més altres funcions: - Realitzar l’acoblament automàtic amb la xarxa - Incorporar part de les proteccions requerides per la legislació vigent La instal·lació fotovoltaica estarà composta per: - Plaques fotovoltaiques: emplaçades en les cobertes dels dipòsits. Els mòduls fotovoltaics seran de la marca JASOLAR, de 450 Wp de potència màxima. - Inversor: Es situarà a la sala de bombament. Es tractarà d’un inversor trifàsic d’ona pura de la marca SOLIS model SOLIS 25K-5G de 25kW de potencia nominal. - Cablejat de connexió: Circularà per l’exterior des de el punt de producció fins a la sala de bombament, on es troba el QGD. Per a la col·locació dels mòduls fotovoltaics es preveu que vagin fixats sobre els dipòsits d’aigua, mitjançant un suport d'alumini ancorat amb tacs químics a la coberta d’aquests. Per tal de garantir que al instal·lar el tac químic no es perfora completament la coberta, s’instal·la una sobrecoberta de formigó sobre l’existent, d’entre 5 i 10 cm de gruix, recobrint tota la superfície. 8.2. PUNT DE CONNEXIÓ A XARXA El punt de connexió a la xarxa elèctrica serà al Quadre General de Distribució de la instal·lació, situat pròxim a l’inversor, dins de la sala de bombament. 8.3. COMPONENTS DE LA INSTAL·LACIÓ 8.3.1. MÒDULS FOTOVOLTAICS Els mòduls que estaran instal·lats són del model JAM78S10-450/MR de la marca JASOLAR. Són mòduls de 78 cèl·lules monocristal·lines i alta eficiència, amb protecció catòdica. La garantia de producció del fabricant és de 25 anys amb com a mínim el 80% de la potència inicial. En total són 64 mòduls de 450 Wp, per un total de 28.800 Wp. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 34 Dades físiques Dimensions 2.005 x 1.001 x 30 mm Pes 22 kg Taula 15. Dades físiques dels mòduls. Dades elèctriques Potència nominal 450Wp Tensió nominal 45,51V Corrent nominal 9,89 A Tensió circuit obert 53,58 V Corrent curtcircuit 10,52 A Coef. Temp. Potencia -0,35%·ºC-1 Coef. Temp. Voltatge -0.272%·ºC-1 Taula 16. Dades elèctriques dels mòduls. 8.3.2. INVERSOR L’inversor es l’element que permet canviar la corrent continua generada pels mòduls fotovoltaics a una corrent alterna apta pels consums elèctrics. En aquest cas, la corrent subministrada per l’inversor serà trifàsica i sincronitzada amb la xarxa, per tal de poder unificar-la amb aquesta. L’inversor escollit per aquesta instal·lació és el model Solis-25K-5G, de la marca Solis. Aquest te les següents característiques: Potència nominal de sortida 25 kW Potència d’entrada màxima 33 kW Rang de voltatges 200-1000 Voltatge nominal 600 Numero de MPPT 3 Taula 17. Dades de l'inversor. Per tal de verificar la configuració dels mòduls, la seva distribució ha de ser compatible amb les capacitats de tensió de l’inversor. Per aquest motiu, es realitzen uns càlculs en que es troben les tensions màximes a les que es pot trobar l’inversor per l’efecte de la temperatura. Els coeficients de voltatge i potència per temperatura es troben a la Taula 16. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 35 L’inversor admet 3 entrades, de fins a dues línies en paral·lel cadascuna. Per tant, es proposen 6 línies, 4 de 11 mòduls cadascuna, i dues de 10 mòduls cadascuna, on dues d’aquestes línies, en paral·lel, formaran cadascun dels diferents MPP. L’inversor escollit compleix amb les demandes de les plaques segons les temperatures extremes del dia (-10 i 50 ºC): 𝑈𝑜𝑐 = 11 ∗(53,58 +(−10 −25)∗ −0,00272 ∗ 53,58)=645,45 𝑉 < 𝑈𝑐𝑐 𝑚à𝑥 𝑈𝑝𝑚𝑝 𝑚à𝑥 = 11 ∗(45,51 +(−10 −25)∗ −0,0035 ∗ 45,51)=553,17 𝑉 𝑑𝑖𝑛𝑠 𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑛𝑔 𝑈𝑝𝑚𝑝 𝑚í𝑛 = 10 ∗(45,51 +(50 −25)∗ −0,0035 ∗ 45,51)=415,27 𝑉 𝑑𝑖𝑛𝑠 𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑛𝑔 L’amperatge màxim de cada línia es de 10,52 A. Per tant, al connectar-se dues en paral·lel, l’amperatge màxim per cada MPP és de 21,04 A, per sota del màxim admès per l’inversor. 8.3.3. COMPTADORS I EQUIPS DE MESURA El comptador de subministre elèctric compleix amb el requisit de bidireccionalitat establert pel Capítol IV, article 10.2 del RD 244/2019. És accessible 24h per la distribuïdora. La instal·lació de connexió a xarxa de distribució complirà amb els requisits establerts en la sol·licitud de connexió a l’empresa distribuïdora. El sistema de monitorització recollirà les dades de l’energia elèctrica produïda i el consum energètic de manera diària, mensual i anual. Constarà d’una pantalla en un lloc visible mitjançant la qual es podrà regular el funcionament de la instal·lació i revisar-ne les dades. La presa d’aquestes dades es durà a terme mitjançant una pinça amperimètrica connectada a un smartmeter. Aquest, ja sigui mitjançant cable RJ45, Bluetooth o qualsevol altre connexió sense cable, registrarà les dades obtingudes. 8.3.4. CAIXA DE PROTECCIONS CC I CA 8.3.4.1. Proteccions en CC L’inversor conté protecció contra sobretensions de CC tipus II i de polaritat inversa. També incorpora protecció contra curtcircuit, sobretensions i sobreescalfament. Cada línia de mòduls incorpora un fusible previ a la connexió amb l’inversor de 15A. 8.3.4.2. Proteccions en CA L’inversor conté un protector de sobretensions de CA, contra sobreintensitat en CA, anti-illa. Després de l’inversor, s’instal·larà: • Caixa plàstica amb grau de protecció IP55 o superior amb placa de muntatge, resistent a l’impacte, complint la normativa IEC 60670. • Interruptor diferencial 40A/300mA/IV Tipus A • Interruptor magneto-tèrmic 40/IV Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 36 8.3.5. CABLEJAT El cablejat es divideix en dos trams, en funció del tipus de corrent que porten i les parts que uneixen. El dimensionat de la secció del cablejat es regeix per dos criteris: 8.3.5.1. Criteri de caiguda de tensió El reglament de baixa tensió estableix que la caiguda de tensió al llarg de la longitud del cable ha de ser menor del 1,5% respecte la tensió nominal. A secció mínima es calcula de la següent manera: 𝑆 = 2 · 𝑃 · 𝐿 𝑝 · 𝑈𝑙í𝑛𝑖𝑎 · 𝑐𝑑𝑡 On: • P és la potència nominal total dels mòduls fotovoltaics de cada línia. • U línia és el voltatge total dels panells en sèrie • L és la longitud del cable • ρ =56/Ωmm2 és la conductivitat del cable • CDT és la caiguda de tensió admissible, en aquest cas, 1,5% segons ITC-BT-40. 8.3.5.2. Criteri de intensitat màxima Per comprovar que els cables suportaran el calor evacuat en el conductor, es calcula la intensitat de curtcircuit dels panells (la màxima que poden donar en condicions normals) i se li aplica un coeficient de seguretat d’1,25. 𝐼𝑑𝑖𝑠𝑠𝑒𝑛𝑦 = 1.25 · 𝐼𝑐𝑐 En quant a la intensitat admissible pels conductors, es segueixen les indicacions del REBT. En funció de la secció i el tipus de cablejat escollit i aplicant una sèrie de coeficients es troba una Imax. Per últim, es comprova que aquesta és superior a la Idisseny. 8.3.5.3. Cablejat entre mòduls i inversor El primer tram uneix les línies de mòduls fotovoltaics amb l’inversor. Es tractarà d’un cablejat de pol positiu i un de pol negatiu per cada línia, de corrent contínua. Criteri de caiguda de tensió Longitud (m) Mòduls en sèrie Potència (W) Voltatge línia (V) CDT màxima de la línia (V) Secció mínima (mm2) 50 10 4.950 500,61 7,51 2,94 Taula 18. Dades del càlcul de caiguda de tensió (CC). Per tant, donada aquesta secció mínima, es proposa un cablejat de 4 mm2 de secció. Criteri d’intensitat màxima Donada la secció proposada de 4 mm2, apliquem el criteri d’intensitat màxima amb aquesta secció. 𝐼𝑑𝑖𝑠𝑠𝑒𝑛𝑦 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 · 1,25 =10,52 · 1,25 =13,15 𝐴 < 𝐼𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 37 Per tant, havent aplicat els dos criteris, preval el criteri de caiguda de tensió, aplicant així una secció de 4 mm2. 8.3.5.4. Cablejat entre inversor i QGD El segon tram uneix la sortida de l’inversor amb el QGD. Es tracta d’un cablejat de 4 cables + terra, de corrent alterna. Criteri de caiguda de tensió Longitud (m) Voltatge (V) Potència (kW) CDT màxima (V) Secció mínima (mm2) 10 400 25 6 1.86 Taula 19. Dades del càlcul de caiguda de tensió (CA). Per tant, donada aquesta secció mínima, es proposa un cablejat de 4 mm2 de secció. Criteri d’intensitat màxima Donat que la secció proposada de 4 mm2 resultarà insuficient, es proposa una secció de 16 mm2. Apliquem el criteri d’intensitat màxima amb aquesta secció. 𝐼𝑑𝑖𝑠𝑠𝑒𝑛𝑦 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 · 1,25 =41,8 · 1,25 =52,25 𝐴 < 𝐼𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 Per tant, havent aplicat els dos criteris, preval el criteri d’intensitat màxima, aplicant així una secció de 16 mm2. 8.3.6. SISTEMA DE FIXACIÓ Els mòduls han de quedar instal·lats de tal manera que la seva eficiència estigui optimitzada. Per aconseguir aquesta elevada eficiència, s’han de reduir les ombres al mínim i utilitzar una orientació i inclinació òptimes. Per aconseguir aquesta inclinació, s’opta per la següent solució. Els suports i fixacions dels mòduls seran estructures d’alumini extruït ancorats a la superfície o coberta dels dipòsits mitjançant tacs químics. Aquests suports permeten una flexibilitat en la inclinació dels mòduls adient per una optima eficiència. L’ancoratge realitzat mitjançant tacs químics no afecta a l’interior del dipòsit. Figura 18. Exemple de fixació per tac químic. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 38 9. SERVEIS AFECTATS Donada la naturalesa del lloc on es realitza la instal·lació, s’ha de fer un estudi sobre les possibles afectacions a serveis, especialment el de subministrament d’aigua. La instal·lació i obra es pot realitzar paral·lelament amb el funcionament habitual de la instal·lació, sense que aquest es vegi afectat de cap manera. En el moment de realitzar la connexió elèctrica, el subministrament elèctric de la instal·lació es veurà interromput momentàniament. Aquest fet, però, no afecta al subministrament d’aigua, donat que els dipòsits tenen capacitat d’emmagatzematge suficient per abastir la demanda d’aigua durant el temps d’aquesta actuació. Pel que fa el servei de residus, no escau cap gestió especial de residus. No es generaran runes. Els residus generats es tracten d’embalatges i aïllaments amb el qual el material es subministrat. 10. COMPATIBILITAT URBANÍSTICA Segons el Pla d’Ordenació Urbanística Municipal de Santpedor, article 75.3 i article 107.7, els mòduls fotovoltaics hauran de ser integrats al sostre de l’edifici o poc visibles de dels espais públics. Respecte l’article 118bis, en cobertes inclinades, els mòduls han d’instal·lar-se coplanars a aquesta, mentre que en cobertes planes (el cas d’aquesta instal·lació), no poden excedir 1 metre des de el pla horitzontal de la coberta. En el nostre cas, donada la inclinació i dimensions dels mòduls, es compleix aquesta normativa. Els altres elements no afecten en cap punt a la normativa urbanística. La instal·lació es troba en un sol categoritzat com sòl rústic industrial agrari. La normativa no aplica més restriccions a aquest tipus de sòl. 11. IMPACTE I INTEGRACIÓ PAISATGÍSTICA La instal·lació es troba en situada a les afores de Santpedor, rodejada de camps de cultiu i pròxima a zones residencials. Per aquest motiu, la instal·lació serà instal·lada de manera que l’impacte visual sigui nul des de zones de pas públiques. Per naturalesa de l’espai, cap via pública te línia de visió directa amb les superfícies dels dipòsits, zona on s’instal·laran els mòduls fotovoltaics. Els altres elements de la instal·lació es troben sota cobert o canalitzats per vies ja existents, pel que no representen un impacte en la integració paisatgística. 12. CONTROL DE QUALITAT Els materials utilitzats en la instal·lació o qualsevol producte implicat en el muntatge i funcionament d’aquesta ha de dur el marcat CE. El correcte funcionament de la instal·lació es garantirà mitjançant una inspecció tècnica corresponent per part d’un enginyer qualificat. S’asseguraran els materials, connexions i aïllaments necessaris, així com una producció energètica de qualitat i apte per al consum. També s’analitzarà una producció acord amb la dimensió de la instal·lació, garantint així el rendiment energètic i econòmic esperat. 13. CONDICIONS SANITARIES Durant les obres de la instal·lació no s’afectarà en cap moment a la part interna dels dipòsits d’aigua, d’aquesta manera, aquests es mantindran en les condicions sanitàries correctes. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 39 Tampoc es realitzen obres en el subsol de manera que pugues afectar amb filtracions o afectacions similars, així com, complint altres exigències marcades pel RD 140/2003. 14. CONDICIONS D’EXECUCIÓ Durant la realització d’aquesta instal·lació, es complirà amb totes les condicions d’execució establertes en el RD 140/2003 del 7 de febrer, que estableix els criteris sanitaris de la qualitat de l’aigua per consum humà. 15. SISTEMA I TERMINI D’EXECUCIÓ DE LES OBRES Es recomana que el sistema d'execució de les obres s'efectuï pel sistema de contracte, sense perjudici de que l'entitat peticionària adopti el sistema més convenient als seus interessos. S’estima que la tramitació de permís d’obres, així com els procés de registre i legalització de la instal·lació no suposi més de dos mesos. L’execució de l’obra s’estima que es durà a terme en un mes. Així doncs, el termini d’execució de les obres és de TRES MESOS. 16. PROGRAMA D’EXECUCIÓ S’ha de considerar que les obres es realitzen per remodelar i ampliar unes instal·lacions actualment en funcionament, i que asseguren el subministra d’aigua potable a un sector important de la població de Santpedor. Es recomana l’inici de les obres el mes de setembre per a poder-les realitzar quan el consum d’aigua es menor, l’hivern. Durant l’estiu es considera poc recomanable dur-les a terme ja que el bombament als dipòsits de subministrament es pot veure afectat temporalment. A grans trets, es proposa iniciar les obres d’instal·lació de mòduls i cablejat, així com la connexió entre inversor i circuit elèctric actual paral·lelament amb el normal funcionament de la instal·lació. Sempre, amb els sistemes de connexió desconnectats. Un cop feta la instal·lació, es realitza la connexió, capaç de realitzar-se en pocs minuts. Cal assegurar en tot moment el subministre d’aigua potable de manera que caldrà planificar acuradament i realitzar en el millor moment (habitualment, durant la nit) els canvis de configuració del circuit elèctric. 17. TERMINI DE GARANTIA Al moment de procedir al lliurament i recepció de l’obra, seran d’aplicació els articles 147 a 151 de la Llei de contractes de les administracions públiques d'acord amb el Reial Decret 2/2.000, del 16 de juny, amb el qual s’aprova el text refós de la Llei de contractes de les administracions públiques i el Reial Decret 1.098/2.001, del 12 d’octubre, amb el qual s’aprova el Reglament de la Llei de contractes de les administracions públiques. El termini de Garantia de les obres executades serà D'UNY ANY, comptat a partir de la data en que la Direcció Facultativa de l'obra lliuri la preceptiva Acta de Recepció d’Obres. Durant aquest temps, el Contractista adjudicatari de les obres estarà obligat a realitzar, a càrrec seu, els treballs necessaris per a corregit els possibles desperfectes que hagin pogut aparèixer. 18. PLEC DE CONDICIONS Es consideren vigents i d'aplicació la Llei 2/2.000, de 16 de juny, de contractes de les administracions públiques i el Reial Decret 1.098/2.001, del 12 d’octubre, amb el qual s’aprova el Reglament de la Llei de contractes de les administracions públiques, així com el Plec de Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 40 clàusules administratives generals per la contractació d’obres de l’Estat aprovat pel Decret 3854/1970, de 31 de desembre, sempre i quan no s’oposi als anteriors, així com també el Plec de condicions tècniques particulars que defineix les condicions necessàries i suficients per contractar i executar les obres projectades. 19. REVISIÓ DE PREUS Degut a que el termini d'execució de l'obra projectada no excedeix d’un any, no procedeix l'atorgament de la revisió de preus. Tanmateix, quan el desenvolupament de l'obra impliqués el dret del Contractista a una possible revisió de preus, s'atendrà a la legislació vigent, d’acord amb l’article 42 del Reial Decret 9/2007, del 8 de novembre, amb el qual s’aprova el text refós de la Llei de contractes de les administracions públiques. 20. RESUM DEL PRESSUPOST EL PRESSUPOST GENERAL D’EXECUCIÓ MATERIAL puja a la quantitat de TRENTA-UN MIL NOU-CENTS VINT Euros amb ( 31.920,00 EUROS ). EL PRESSUPOST PEL CONEIXEMENT DE L’ADMINISTRACIÓ, amb IVA inclòs, puja a la quantitat de TRENTA-TRES MIL CENT VINT Euros amb ( 33.120,00 EUROS ). 21. DOCUMENTS DE QUE CONSTA EL PROJECTE D’EXECUCIÓ DOCUMENT 1: MEMÒRIA I ANNEXES Memòria Annex A: Càlculs hidràulics Annex B: Càlculs energètics Annex C: Càlculs econòmics Annex D: Estudi bàsic de seguretat i salut DOCUMENT 2: PLÀNOLS Plànol 1: Situació Plànol 2: Emplaçament Plànol 3: Planta Plànol 4: Unifilar DOCUMENT 3: PLEC DE CONDICIONS TÈCNIQUES PARTICULARS DOCUMENT 4: PRESSUPOST 22. CARÀCTER D’OBRA COMPLETA Es fa constar que les obres compreses en el present Projecte fan referència a una obra completa susceptible d’ésser donada al ús general o al servei públic una vegada finalitzada, amb la Llei de contractes de les administracions públiques i el Reglament de la Llei de contractes de les administracions públiques actualment vigents. 1 ANNEX I: CÀLCULS HIDRÀULICS En aquest punt s’estudien les dades obtingudes del bombament des de la estació de bombament del Mirador, fins als dipòsits del mirador. També s’obtenen les dades dels caudals subministrats a la xarxa elevada de Santpedor (a partir d’ara, s’anomenarà Santpedor) i la xarxa del Mirador de Montserrat (a partir d’ara, s’anomenarà Mirador). Les dades obtingudes consten dels caudals impulsats en m3/h en els tres punts esmentats anteriorment en intervals de 15 minuts. Un exemple de les dades en brut seria el següent: DATA HORA BOMB MIRADOR CABAL MIRADOR CABAL SANTPEDOR 01/01/2021 0:00:00 60,6 2 9 01/01/2021 0:15:00 60,6 2 7 01/01/2021 0:30:00 60,8 2 10 01/01/2021 0:45:00 60,4 2 10 01/01/2021 1:00:00 60,5 2 15 Taula 20. Dades em brut del caudals de la instal·lació. En m3/h. El rang de les dades preses és des de les 00:00 del dia 1 de gener del 2021, fins a les 23:45 del dia 31 de desembre del 2021, un any complert. Amb aquestes dades es busca obtenir una aproximació del consum d’aigua mensual al llarg de l’any i del consum horari al llarg del dia. Un cop s’obtinguin les dades de volums bombejats per mes i hora, es podrà realitzar, mitjançant una aproximació, el consum energètic que suposa aquest bombament. Així doncs, ens permet iniciar una primera aproximació del dimensionament de la instal·lació. CONSUM MENSUAL El consum mensual permetrà veure la variació de consum dels mesos càlids d’estiu envers als mesos més freds d’hivern. L’ús de piscines, dutxes exteriors, i en general, l’increment de consum d’aigua per pair les altes temperatures generen un augment del consum hídric, mentre que l’absència d’aquests factors, permet tenir un consum més reduït altres mesos. Per tal d’obtenir les dades necessàries, s’ha fet un filtratge mitjançant la funció d’Excel “SUMA.SI.CONJUNT”, separant per mesos els consums. Cal apuntar que la dada en brut obtinguda d’aquesta funció s’ha de dividir entre 4, donat que el valor del caudal ve donat en m3/h, en intervals de ¼ d’hora. S’han realitzat tres columnes de dades, una pel bombament des de l’estació, i les altres dues d’alimentació a les xarxes corresponents. Com es podrà observar, la suma a nivell anual dels volums subministrats a les xarxes i el volum bombejat no resulten iguals. Aquesta diferència es deguda al error de les lectures dels sensors. Com es podrà observar, l’error es suficientment petit com per donar els càlculs per vàlids. La taula de resultats és la següent: Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 8 𝑊 [𝑘𝑊ℎ]=𝑉 [𝑚3]·1000 · 9,8 · 36,3 · 1,25 0,70 ·1 3.6 ·10−6 = 0,17646 · 𝑉 Per tant, les estimacions energètiques mensuals i horàries de les dades de bombament queden de la següent manera: MES CONSUM MENSUAL [kWh] Gener 2506,7 Febrer 2202,9 Març 2903,5 Abril 2734,9 Maig 3167,1 Juny 4236,0 Juliol 4699,3 Agost 3980,6 Setembre 2831,7 Octubre 3118,0 Novembre 2672,1 Desembre 2742,7 Taula 25. Estimació del consum elèctric mensual. De Fins CONSUM HORARI [kWh] 0:00 1:00 8,56 1:00 2:00 9,30 2:00 3:00 9,03 3:00 4:00 8,42 4:00 5:00 7,63 5:00 6:00 5,19 6:00 7:00 2,78 7:00 8:00 3,77 8:00 9:00 3,70 9:00 10:00 2,57 10:00 11:00 2,07 11:00 12:00 1,50 12:00 13:00 1,30 13:00 14:00 1,26 14:00 15:00 2,92 15:00 16:00 4,97 16:00 17:00 4,92 17:00 18:00 4,74 Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 9 18:00 19:00 1,93 19:00 20:00 1,11 20:00 21:00 1,70 21:00 22:00 2,43 22:00 23:00 4,66 23:00 0:00 7,08 Taula 26. Estimació del consum elèctric per hores. Aquesta segona taula ens dona una informació sobre la quantitat d’energia que es consumeix, de mitjana, cada hora del dia. Cal remarcar que al ser una mitjana, ens indica una tendència i no l’energia real consumida per bombejar l’aigua fins als dipòsits. COMPARATIVA AMB CONSUMS REALS A partir de les factures elèctriques obtingudes entre el gener del 2019 i el juliol del 2021, s’obtenen les mitges de consums mensuals, en kWh. MES CONSUM REAL [kWh] CONSUM ESTIMAT [kWh] DESVIACIÓ [%] Gener 2426 2506,7 3,33 Febrer 2870 2202,9 -23,24 Març 2743 2903,5 5,84 Abril 2799 2734,9 -2,30 Maig 2918 3167,1 8,53 Juny 4046 4236,0 4,70 Juliol 5708 4699,3 -17,67 Agost 3992 3980,6 -0,27 Setembre 3513 2831,7 -19,38 Octubre 3288 3118,0 -5,17 Novembre 2631 2672,1 1,56 Desembre 2067 2742,7 32,69 Taula 27. Comparativa entre el consum real i el consum estimat. Tot i que hi ha mesos en que el consum estimat i el consum real tenen valors molt aproximats, en els mesos de febrer, setembre o desembre, la diferència es notable. Això pot ser degut per uns valors no del tot precisos en la estimació, o bé, per la diferència del rang de la mostra de dades. Per tant, a partir d’ara, s’optarà per realitzar els càlculs elèctric a partir dels consums reals de la instal·lació. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 10 CONSUMS ACTUALS Els consums actuals han sigut obtinguts a partir de les factures compreses entre el mes de gener del 2019 i el mes de juliol del 2021. D’aquestes factures, s’obté el consum total mensual i el cost mig del kWh. El preu mig del kWh es de 0,106€/kWh. El consum mig es de 3250 kWh mensuals, sent el més màxim juliol amb 5708 kWh i el mínim desembre, amb 2067 kWh. La taula a continuació mostra, mensualment, els consums i el preu mig del kWh. ANY MES CONSUM [kWh] Cost [€/kWh] 2019 Gener 2293 0,1265 2019 Febrer 3675 0,1358 2019 Març 2378 0,0980 2019 Abril 3435 0,0955 2019 Maig 2459 0,0964 2019 Juny 5749 0,0936 2019 Juliol 8111 0,1204 2019 Agost 3634 0,1030 2019 Setembre 3083 0,1145 2019 Octubre 3106 0,1017 2019 Novembre 2542 0,1028 2019 Desembre 1484 0,1107 2020 Gener 2469 0,1088 2020 Febrer 2451 0,1098 2020 Març 2699 0,1472 2020 Abril 2707 0,1075 2020 Maig 3148 0,1053 2020 Juny 3093 0,1049 2020 Juliol 5173 0,1032 2020 Agost 4349 0,1021 2020 Setembre 3942 0,1021 2020 Octubre 3470 0,1043 2020 Novembre 2720 0,1441 2020 Desembre 2650 0,1035 2021 Gener 2516 0,0925 2021 Febrer 2484 0,0915 2021 Març 3153 0,0922 2021 Abril 2256 0,0914 2021 Maig 3148 0,0904 2021 Juny 3299 0,0985 2021 Juliol 3840 0,0949 Taula 28. Dades reals de consums i cost elèctrics. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 1 ANNEX II CÀLCULS ENERGÈTICS I DE RADIACIÓ SOLAR El dimensionament de la instal·lació té tres pilars principals. Cadascun d’aquests pilars, limita de certa manera la instal·lació a dissenyar. L’objectiu d’aquest estudi es arribar a un punt on la instal·lació esta optimitzada per aquests tres pilars. El primer pilar es l’econòmic. La instal·lació ha de ser rentable econòmicament. Al final, l’objectiu reduir costos d’energia per a la instal·lació en qüestió. La inversió inicial i el retorn, ja sigui en estalvi o en compensació d’excedents son els agents que participen en aquest terç de la instal·lació. El segon pilar es la producció. Aquesta ha de ser suficient per poder observar un impacte notable en la reducció de consum de xarxa. Per l’altre costat el dimensionament no ha de ser excessiu. Doncs, una producció excessiva comporta una inversió inicial major. Donat el fet que no es pot obtenir benefici econòmic (només es pot compensar el consum de xarxa), no s’obté retribució per aquesta sobre inversió. Aquest pilar va lligat als consums actuals de la instal·lació. El tercer pilar es l’espai físic. Tant sigui per consums, com per rendiment econòmic, es pot donar la situació que l’espai físic no sigui suficient per a una instal·lació optima en producció i rendiment econòmic. En el cas actual, això no suposa una limitació. Complementari als càlculs, es realitza la comparació amb les dades obtingudes pel programari desenvolupat per la Comissió Europea, PVGIS. Aquest programari realitza el càlcul, en funció de localització, inclinació i orientació, de la producció energètica en funció de la potència instal·lada. A continuació, es mostren les variables independents i dependents per a l’estudi energètic i l’estudi econòmic. VARIABLES DE L’ESTUDI ENERGÈTIC La primera de les dues parts en l’estudi d’alternatives consisteix en l’estudi energètic de la instal·lació. En aquest estudi es busca trobar quina producció elèctrica es genera, en funció de diferents variables i es compara amb el consum elèctric. L’objectiu es trobar quanta energia s’autoconsumeix, quanta es compensa amb excedents i quanta s’adquireix de la xarxa elèctrica. L’obtenció d’aquestes dades es basa en variables que s’explicaran a continuació. Aquestes afecten de diferent manera en l’estudi. Aquestes són: • Consum mensual: El consum varia en funció de cada més de l’any. Els mesos d’estiu, degut a major incidència solar, temperatures i necessitat de regadiu, el consum d’aigua augmenta. Juntament amb l’entrada de funcionament de piscines, trobem el pic de consum el més juliol. En canvi, els mesos d’hivern com desembre, el consum es redueix un 60%. Aquests valors venen donats per l’històric de consums elèctrics de la instal·lació des del gener de 2019 fins al juliol del 2021. • Potencia pic instal·lada: Aquest valor s’obté multiplicant el nombre de mòduls instal·lats per la potència pic de cada un d’aquests. Es tracta de la potència màxima teòrica de la instal·lació, donada on la incidència, estat dels mòduls i temperatura són ideals. En aquest cas, es dimensiona a partir de mòduls de 450Wp, i s’incrementa el nombre de mòduls instal·lats progressivament. • Radiació solar: Aquesta dada es obtinguda de l’Atles de Radiació solar (REF). Aquesta valor ve determinat per la orientació i inclinació dels mòduls. Amb aquesta Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 dada, s’obté un valor H que representa les hores teòriques de producció solar. Juntament amb la potencia pic instal·lada s’obté la producció diària i mensual de la instal·lació. Per aquesta instal·lació, donada la llibertat de col·locació de mòduls, en quantitat, orientació i inclinació, és decideix obtenir els valors de l’estació de Manresa, amb orientació SUD (azimut 180º) i inclinació de 30º respecte la horitzontal. • Rendiment de la instal·lació: Com tota instal·lació, s’han de tenir en compte les pèrdues obtingudes des de la producció al consum final. El rendiment de la instal·lació s’estima en un 80% degut a aquestes pèrdues, que venen donades per una varietat de motius. Aquests són: o Ombres ocasionals: Ombres donades per núvols puntuals, arbres o altres elements opacs. o Contaminació superficial: Pols, fulles o altres elements que cobreixin total o parcialment algun mòdul afecten negativament la seva producció. Donada la seva inclinació, aquestes pèrdues es veuen reduïdes sensiblement. o Pèrdues en el cablejat: Degut a l’efecte Joule, degut a la resistivitat del cablejat, aquest transforma part de l’energia en calor. Aquestes pèrdues es redueixen al màxim escollint una secció adequada. o Pèrdues en transformació: Tot i tenir una alta eficiència l’inversor que transforma el voltatge i corrent continues en alterna trifàsica apta per al consum té unes pèrdues en aquest procés. • Proporció d’energia autoconsumida: Es de naturalesa d’aquestes instal·lacions que en certs moments, l’energia produïda no serà consumida. En aquest cas, l’energia s’avoca a la xarxa per a una compensació d’excedents. Donada la capacitat d’emmagatzematge d’aigua i, per tant, energia dels dipòsits, s’estima un autoconsum del 90% de l’energia produïda. Amb aquestes variables, s’obtenen les següents dades: • Producció d’energia mensual: Defineix la producció mensual obtinguda a partir de les variables. Aquesta producció es dividirà en energia autoconsumida i energia excedent avocada a la xarxa. Es tracta d’un càlcul directe entre la potència instal·lada, la orientació i inclinació i el rendiment de la instal·lació. • Energia autoconsumida mensual: Energia consumida amb origen de la instal·lació fotovoltaica. Donada la proporció d’energia autoconsumida i la producció, s’obté aquest valor. • Energia excedent mensual: L’energia excedent es aquella que s’avoca a la xarxa quan la seva producció supera el consum de la instal·lació. Aquest valor ve definit, o bé pel valor escollit d’energia autoconsumida si la producció mensual es inferior al consum total de la instal·lació, o bé per la diferència entre la producció i l’autoconsum si la producció es superior al consum total. • Energia consumida de la xarxa elèctrica mensual: L’energia de la xarxa es consumeix quan la producció fotovoltaica no subministra suficient energia com per cobrir el consum de la instal·lació. Aquest consum sol aparèixer en dies ennuvolats o en hores nocturnes. Aquest valor es calcula amb la diferència entre el consum mensual i l’autoconsum provinent de la instal·lació fotovoltaica. • Estalvi CO2 mensual: La producció d’energia elèctrica amb mòduls fotovoltaics no genera CO2. Per aquest fet, es pot realitzar un càlcul on, multiplicant per un factor la producció elèctrica, s’obté la quantitat de CO2 estalviat en comparació en producció mitjançant la producció de combustibles fòssils. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 3 PROPOSTA 20 MÒDULS – 9 kWp La proposta de 20 mòduls es tracta de la més conservadora. Amb mòduls de 450 Wp, consta d’una potència pic de 9 kWp, suficient per subministrar a un inversor de partir de 8 kW de potència nominal. Suposa una producció del 32% dels consums totals, i s’estima un autoconsum del 29%. En tots els mesos s’observa una gran dependència de la xarxa. A nivell energètic es queda substancialment per sota del desitjat. En la taula a continuació, s’observa la radiació obtinguda i les degudes hores de producció teòriques, la producció diària i conseqüentment, la producció mensual. MES RAD S 0º INCL. 30º (MJ/m2·dia) H PROD. TEÒRICA SUD PRODUCCIÓ DIÀRIA SUD [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] PROD. MENSUAL [kWh] Gener 10.00 2.78 20.00 2426 620 Febrer 13.11 3.64 26.22 2870 813 Març 17.09 4.75 34.18 2743 1060 Abril 20.67 5.74 41.34 2799 1282 Maig 22.90 6.36 45.80 2918 1420 Juny 23.77 6.60 47.54 4046 1474 Juliol 23.47 6.52 46.94 5708 1455 Agost 21.87 6.08 43.74 3992 1356 Setembre 18.80 5.22 37.60 3513 1166 Octubre 14.72 4.09 29.44 3288 913 Novembre 10.99 3.05 21.98 2631 681 Desembre 8.98 2.49 17.96 2067 557 Taula 29. Producció mensual de la proposta de 20 mòduls. Amb els valors de la producció i consums mensuals, suposant un autoconsum del 90%, obtenim el següent gràfic de barres. Es mostra el consum de la xarxa elèctrica i l’autoconsum. La suma d’aquests dos valors dona el valor del consum mensual mig calculat. Apareix, també, la producció excedent que s’avoca a la xarxa. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 4 Figura 24. Repartiment d'energia mensual. Per ajudar a la visualització del repartiment d’energia, es mostra aquest a nivell anual en un gràfic de sectors. Figura 25. Distribució de consum energètic anual. Les dades amb les quals s’ha realitzat el gràfic anterior son obtingudes de la taula a continuació. Per columnes, s’observa la producció, obtinguda de la Taula 29, el consum, obtingut de la Taula 28, l’energia autoconsumida i els excedents, obtinguts amb el ràtio de 90%-10%, sempre i quant no s’arribi al consum total, i el consum d’energia de la xarxa. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 Repartiment d'energia en kWh Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) 29% 3% 68% Distribució de consums anual Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 5 MES PROD. MENSUAL [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] AUTOCONSUMIDA [kWh] EXCEDENTS [kWh] CONSUM DE LA XARXA ELÈCTRICA [kWh] ESTALVI CO2 [kg] Gener 620 2426 558 62 1868 221 Febrer 813 2870 732 81 2138 290 Març 1060 2743 954 106 1790 378 Abril 1282 2799 1153 128 1646 458 Maig 1420 2918 1278 142 1640 507 Juny 1474 4046 1326 147 2720 526 Juliol 1455 5708 1310 146 4398 520 Agost 1356 3992 1220 136 2771 484 Setembre 1166 3513 1049 117 2463 416 Octubre 913 3288 821 91 2467 326 Novembre 681 2631 613 68 2018 243 Desembre 557 2067 501 56 1566 199 TOTALS 12796 39001 11516 1280 27485 4568 Taula 30. Resultats de producció, consums i estalvis ecològics mensuals i totals. Aprofitant la primera columna, que ens indica les dades de producció de la instal·lació, fem una comparativa amb les dades obtingudes mitjançant l’aplicació web de la Comissió Europea PVGIS. Figura 26. Comparativa entre el càlcul realitzat i el resultat de PVGIS. Els valors en els mesos d’alta producció son pràcticament idèntics, mentre que en els mesos de mes baixa producció, el càlcul realitzat dona uns nombres mes conservadors. L’estudi complet generat pel programari PVGIS esta situat a l’annex de documentació tècnica. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 CÀLCUL PVGIS Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 6 PROPOSTA 35 MÒDULS – 15,75 KWP La següent proposta és de 35 mòduls de 450 Wp. En total, consta d’una potència pic de 15,75 kWp, suficient per subministrar a un inversor de partir de 15 kW de potència nominal. Suposa una producció del 56% dels consums totals, i s’estima un autoconsum del 51%. En tots els mesos s’observa una dependència moderada de la xarxa. A nivell energètic es queda lleugerament per sota del desitjat. En la taula a continuació, s’observa la radiació obtinguda i les degudes hores de producció teòriques, la producció diària i conseqüentment, la producció mensual. MES RAD S 0º INCL. 30º (MJ/m2·dia) H PROD. TEÒRICA SUD PRODUCCIÓ DIÀRIA SUD [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] PROD. MENSUAL [kWh] Gener 10,00 2,78 35,00 2426 1085 Febrer 13,11 3,64 45,89 2870 1423 Març 17,09 4,75 59,82 2743 1854 Abril 20,67 5,74 72,35 2799 2243 Maig 22,90 6,36 80,16 2918 2485 Juny 23,77 6,60 83,20 4046 2579 Juliol 23,47 6,52 82,15 5708 2547 Agost 21,87 6,08 76,55 3992 2373 Setembre 18,80 5,22 65,81 3513 2040 Octubre 14,72 4,09 51,52 3288 1597 Novembre 10,99 3,05 38,47 2631 1193 Desembre 8,98 2,49 31,43 2067 974 Taula 31. Producció mensual de la proposta de 35 mòduls. Amb els valors de la producció i consums mensuals, suposant un autoconsum del 90%, obtenim el següent gràfic de barres. Es mostra el consum de la xarxa elèctrica i l’autoconsum. La suma d’aquests dos valors dona el valor del consum mensual mig calculat. Apareix, també, la producció excedent que s’avoca a la xarxa. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 7 Figura 27. Repartiment d'energia mensual. Per ajudar a la visualització del repartiment d’energia, es mostra aquest a nivell anual en un gràfic de sectors. Figura 28. Distribució de consums anuals. Les dades amb les quals s’ha realitzat el gràfic anterior son obtingudes de la taula a continuació. Per columnes, s’observa la producció, dada directament obtinguda de la Taula 31, el consum, obtingut de la Error! No s'ha trobat l'origen de la referència.28, l’energia autoconsumida i els excedents, obtinguts amb el ràtio de 90%-10%, sempre i quant no s’arribi al consum, i el consum d’energia de la xarxa. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 Repartiment d'energia en kWh Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) 49% 5% 46% Distribució de consums anual Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 14 MES PROD. MENSUAL [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] AUTOCONSUMIDA [kWh] EXCEDENTS [kWh] CONSUM DE LA XARXA ELÈCTRICA [kWh] ESTALVI CO2 [kg] Gener 2015 2426 1814 202 612 719 Febrer 2642 2870 2378 264 492 943 Març 3444 2743 2469 975 274 1229 Abril 4165 2799 2519 1646 280 1487 Maig 4615 2918 2627 1988 292 1647 Juny 4790 4046 3641 1149 405 1710 Juliol 4730 5708 4257 473 1451 1688 Agost 4407 3992 3592 815 399 1573 Setembre 3789 3513 3161 627 351 1352 Octubre 2966 3288 2670 297 618 1059 Novembre 2215 2631 1993 221 638 791 Desembre 1810 2067 1629 181 438 646 TOTALS 41587 39001 32749 8837 6252 14847 Taula 36. Resultats de producció, consums i estalvis ecològics mensuals i totals. Aprofitant la primera columna, que ens indica les dades de producció de la instal·lació, fem una comparativa amb les dades obtingudes mitjançant l’aplicació web de la Comissió Europea PVGIS. Figura 35. Comparativa entre el càlcul realitzat i el resultat de PVGIS. Els valors en els mesos d’alta producció son pràcticament idèntics, mentre que en els mesos de mes baixa producció, el càlcul realitzat dona uns nombres mes conservadors. L’estudi complet generat pel programari PVGIS esta situat a l’annex de documentació tècnica. Aquest resultat es similar, en proporció, a les altres propostes. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 CÀLCUL PVGIS Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 15 PROPOSTA 75 MÒDULS – 33,75 WP La proposta a continuació és de 75 mòduls. Es tracta del segon dimensionat més gran. Amb mòduls de 450 Wp, consta d’una potència pic de 33,75 kWp, suficient per subministrar a un inversor de partir de 30 kW de potència nominal. Suposa una producció del 121% dels consums totals, i s’estima un autoconsum del 87,7%. En cap més s’observa una dependència de la xarxa, excepte l’esperada per els dies ocasionals de núvol o pics de demanda. Tots els mesos es presenten uns excedents notables o alts. A nivell energètic es una proposta lleugerament sobredimensionada donada la seva quantitat d’energia excedent respecte el consum. En la taula a continuació, s’observa la radiació obtinguda i les degudes hores de producció teòriques, la producció diària i conseqüentment, la producció mensual. MES RAD S 0º INCL. 30º (MJ/m2·dia) H PROD. TEÒRICA SUD PRODUCCIÓ DIÀRIA SUD [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] PROD. MENSUAL [kWh] Gener 10,00 2,78 75,01 2426 2325 Febrer 13,11 3,64 98,33 2870 3048 Març 17,09 4,75 128,19 2743 3974 Abril 20,67 5,74 155,04 2799 4806 Maig 22,90 6,36 171,76 2918 5325 Juny 23,77 6,60 178,29 4046 5527 Juliol 23,47 6,52 176,04 5708 5457 Agost 21,87 6,08 164,04 3992 5085 Setembre 18,80 5,22 141,01 3513 4371 Octubre 14,72 4,09 110,41 3288 3423 Novembre 10,99 3,05 82,43 2631 2555 Desembre 8,98 2,49 67,36 2067 2088 Taula 37. Producció mensual de la proposta de 75 mòduls. Amb els valors de la producció i consums mensuals, suposant un autoconsum del 90%, obtenim el següent gràfic de barres. Es mostra el consum de la xarxa elèctrica i l’autoconsum. La suma d’aquests dos valors dona el valor del consum mensual mig calculat. Apareix, també, la producció excedent que s’avoca a la xarxa. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 16 Figura 36. Repartiment d'energia mensual. Per ajudar a la visualització del repartiment d’energia, es mostra aquest a nivell anual en un gràfic de sectors. Figura 37. Distribució de consums anuals. Les dades amb les quals s’ha realitzat el gràfic anterior son obtingudes de la taula a continuació. Per columnes, s’observa la producció, dada directament obtinguda de la Taula 37, el consum, obtingut de la Taula 28Error! No s'ha trobat l'origen de la referència., l’energia autoconsumida i els excedents, obtinguts amb el ràtio de 90%-10%, sempre i quant no s’arribi al consum, i el consum d’energia de la xarxa. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 Repartiment d'energia en kWh Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) 67% 25% 8%Distribució de consums anual Autoconsumida Excedents Consum de la xarxa elèctrica Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 17 MES PROD. MENSUAL [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] AUTOCONSUMIDA [kWh] EXCEDENTS [kWh] CONSUM DE LA XARXA ELÈCTRICA [kWh] ESTALVI CO2 [kg] Gener 2325 2426 2093 233 333 830 Febrer 3048 2870 2583 465 287 1088 Març 3974 2743 2469 1505 274 1419 Abril 4806 2799 2519 2287 280 1716 Maig 5325 2918 2627 2698 292 1901 Juny 5527 4046 3641 1886 405 1973 Juliol 5457 5708 4911 546 797 1948 Agost 5085 3992 3592 1493 399 1815 Setembre 4371 3513 3161 1210 351 1561 Octubre 3423 3288 2959 463 329 1222 Novembre 2555 2631 2300 256 331 912 Desembre 2088 2067 1860 228 207 745 TOTALS 47985 39001 34716 13268 4285 17131 Taula 38. Resultats de producció, consums i estalvis ecològics mensuals i totals. Aprofitant la primera columna, que ens indica les dades de producció de la instal·lació, fem una comparativa amb les dades obtingudes mitjançant l’aplicació web de la Comissió Europea PVGIS. Figura 38. Comparativa entre el càlcul realitzat i el resultat de PVGIS. Els valors en els mesos d’alta producció son pràcticament idèntics, mentre que en els mesos de mes baixa producció, el càlcul realitzat dona uns nombres mes conservadors. L’estudi complet generat pel programari PVGIS esta situat a l’annex de documentació tècnica. Aquest resultat es similar, en proporció, a les altres propostes. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 CÀLCUL PVGIS Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 18 PROPOSTA 85 MÒDULS – 38,25 WP La proposta a continuació és de 85 mòduls. Es tracta del dimensionat més gran. Amb mòduls de 450 Wp, consta d’una potència pic de 38,25 kWp, suficient per subministrar a un inversor de partir de 35 kW de potència nominal. Suposa una producció del 137% dels consums totals, i s’estima un autoconsum del 88%. Tots els mesos tenen una baixa dependència de la xarxa i pressenten un accentuat volum d’energia excedent. A nivell energètic es una proposta extremadament sobredimensionada respecte als consums actuals. En la taula a continuació, s’observa la radiació obtinguda i les degudes hores de producció teòriques, la producció diària i conseqüentment, la producció mensual. MES RAD S 0º INCL. 30º (MJ/m2·dia) H PROD. TEÒRICA SUD PRODUCCIÓ DIÀRIA SUD [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] PROD. MENSUAL [kWh] Gener 10,00 2,78 85,01 2426 2635 Febrer 13,11 3,64 111,44 2870 3455 Març 17,09 4,75 145,28 2743 4504 Abril 20,67 5,74 175,71 2799 5447 Maig 22,90 6,36 194,67 2918 6035 Juny 23,77 6,60 202,06 4046 6264 Juliol 23,47 6,52 199,51 5708 6185 Agost 21,87 6,08 185,91 3992 5763 Setembre 18,80 5,22 159,81 3513 4954 Octubre 14,72 4,09 125,13 3288 3879 Novembre 10,99 3,05 93,42 2631 2896 Desembre 8,98 2,49 76,34 2067 2366 Taula 39. Producció mensual de la proposta de 85 mòduls. Amb els valors de la producció i consums mensuals, suposant un autoconsum del 90%, obtenim el següent gràfic de barres. Es mostra el consum de la xarxa elèctrica i l’autoconsum. La suma d’aquests dos valors dona el valor del consum mensual mig calculat. Apareix, també, la producció excedent que s’avoca a la xarxa. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 19 Figura 39. Repartiment d'energia mensual. Per ajudar a la visualització del repartiment d’energia, es mostra aquest a nivell anual en un gràfic de sectors. Figura 40. Distribució de consums anuals. Les dades amb les quals s’ha realitzat el gràfic anterior son obtingudes de la taula a continuació. Per columnes, s’observa la producció dada directament obtinguda de la Taula 39, el consum, obtingut de la Taula 28Error! No s'ha trobat l'origen de la referència., l’energia autoconsumida i els excedents, obtinguts amb el ràtio de 90%-10%, sempre i quant no s’arribi al consum, i el consum d’energia de la xarxa. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 Producció d'energia en kWh Consum de la xarxa elèctrica (kWh) Autoconsumida (kWh) Excedents (kWh) 60% 33% 7% Distribució de consums anual Autoconsumida Excedents Consum de la xarxa elèctrica Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 20 MES PROD. MENSUAL [kWh] CONSUM MENSUAL [kWh] AUTOCONSUMIDA [kWh] EXCEDENTS [kWh] CONSUM DE LA XARXA ELÈCTRICA [kWh] ESTALVI CO2 [kg] Gener 2635 2426 2183 452 243 941 Febrer 3455 2870 2583 872 287 1233 Març 4504 2743 2469 2035 274 1608 Abril 5447 2799 2519 2928 280 1945 Maig 6035 2918 2627 3408 292 2154 Juny 6264 4046 3641 2622 405 2236 Juliol 6185 5708 5137 1048 571 2208 Agost 5763 3992 3592 2171 399 2057 Setembre 4954 3513 3161 1793 351 1769 Octubre 3879 3288 2959 920 329 1385 Novembre 2896 2631 2368 528 263 1034 Desembre 2366 2067 1860 506 207 845 TOTALS 54383 39001 35101 19282 3900 19415 Taula 40. Resultats de producció, consums i estalvis ecològics mensuals i totals. Aprofitant la primera columna, que ens indica les dades de producció de la instal·lació, fem una comparativa amb les dades obtingudes mitjançant l’aplicació web de la Comissió Europea PVGIS. Figura 41. Comparativa entre el càlcul realitzat i el resultat de PVGIS. Els valors en els mesos d’alta producció son pràcticament idèntics, mentre que en els mesos de mes baixa producció, el càlcul realitzat dona uns nombres mes conservadors. L’estudi complet generat pel programari PVGIS esta situat a l’annex de documentació tècnica. Aquest resultat es similar, en proporció, a les altres propostes. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 CÀLCUL PVGIS Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 1 ANNEX III: CÀLCULS ECONÒMICS L’estudi econòmic tracta els costs i ingressos implicats en aquesta instal·lació, així com l’estalvi generat. Com a dades d’entrada s’utilitzaran dades obtingudes de l’estudi mencionat en el punt anterior, així com d’altres externes com ara pressupostos o rendiments. Les dades d’entrada per a l’estudi són: • Pressupost de la instal·lació: Cost inicial de la inversió. Inclou el material d’aquesta (mòduls, inversors, cablejat...), així com l’execució de l’obra i la legalització d’aquesta. Aquest valor es obtingut a partir de pressupostos amb costs reals de material. • Producció anual: Dada obtinguda de l’estudi energètic. A partir d’aquesta dada es podrà obtenir l’estalvi per autoconsum i el retorn per compensació d’excedents. • Cost mitjà d’energia: Segons les factures obtingudes, s’obté el cost mitja de l’electricitat obtinguda de la xarxa. El cost s’inicia a l’any 1 en 0,11 €/kWh. Aquest cost se li aplica un augment anual del 2%. • Reducció d’eficiència dels mòduls: Segons el fabricant, anualment els mòduls perden un 0,4% d’eficiència de producció. Aquesta pèrdua s’aplica directament a la producció anual. • Ingrés per compensació: Dada obtinguda contrastant diferents contractes de vàries comercialitzadores amb tarifes dedicades a l’autoconsum. Es el preu de compra del kWh produït per la instal·lació que s’avoca a la xarxa. El valor es del 50% del cost de compra. Amb aquestes dades, es realitza l’estudi on s’obtenen els resultats per dur a terme la presa de decisió. Els resultats obtinguts són: • Estalvi en autoconsum: Es tracta del cost estalviat directament al reduir el consum de xarxa. Es comptabilitza l’estalvi avaluant amb el cost de compra a la comercialitzadora, donat que es l’import estalviat. • Ingressos per compensació d’excedents: Es tracta del retorn obtingut per la injecció d’energia excedent a la xarxa. Aquest valor mai podrà superar al consum de la xarxa. • Estalvi acumulat: Es el sumatori de l’estalvi en autoconsum i els ingressos per compensació. Es fa també, el còmput total a 20 anys. • ROI: Retorn sobre la inversió. Computat amb l’estalvi acumulat als 20 anys i la inversió inicial o pressupost. • Temps d’amortització: Temps emprat en recuperar la inversió inicial. Punt en el que l’estalvi i la inversió són equivalents. Aquests resultats i estudis s’aplicaran a les propostes de l’Annex B i en l’hipotètic cas de no realitzar cap instal·lació. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 ESTUDI SENSE MODIFCACIONS Amb objectius comparatius, es realitza un estudi o proposta basat en no realitzar cap modificació, és a dir, l’energia obtinguda per la instal·lació és totalment subministrada per la xarxa. Amb aquesta proposta, es podrà realitzar una aproximació del cost total energètic acumulat en 20 anys. Utilitzant els mateixos criteris que en les propostes amb mòduls, es realitzarà un càlcul econòmic de costs energètic. Aquests resultats seran útils per a realitzar una comparativa amb les diferents propostes, tant a nivell econòmic com energètic. En l’actualitat, l’energia elèctrica consumida es obtinguda exclusivament de la xarxa, a través d’una comercialitzadora. Aquesta energia no sempre te un origen renovable. Quan s’utilitzen combustibles fòssils per a la producció d’energia, les principals conseqüències son: • Encariment de l’energia: El gas o el carbó son matèries d’alt cost, i per tant la producció mitjançant aquestes matèries encareix el preu del kWh. Donat el sistema de mercat marginalista actual, en el moment que es comença a produir energia amb gas, tota l’energia consumida obtindrà el cost d’aquesta. Això sumat a l’augment del cost del gas, representa un handicap força marcat per aquest estudi. • Producció de CO2: Al produir energia mitjançant combustibles fòssils es generen grans quantitats de gasos d’efecte hivernacle. Sense cap actuació, es continua consumint energia amb empremta de CO2, envers la producció fotovoltaica. L’estudi energètic i econòmic es fan conjuntament, donat que al no haver-hi producció per autoconsum, el cost es directament calculat del consum de xarxa. El cost acumulat al cap de 20 anys es de 112.312 €, on es pot observar l’evolució en el següent gràfic. -120000,00 -110000,00 -100000,00 -90000,00 -80000,00 -70000,00 -60000,00 -50000,00 -40000,00 -30000,00 -20000,00 -10000,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ANY Flux de caixa acumulat Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 3 PROPOSTA 20 MÒDULS – 9 kWp La primera proposta compta amb una inversió inicial de 10.350,00€. Donades les dades d’autoconsum, compensació i excedents, i tenint en compte l’encariment de l’energia i pèrdua d’eficiència dels mòduls, el temps d’amortització és calcula en 86 mesos o 7 anys i 2 mesos. L’estalvi mínim anual, essent aquest el primer any de la instal·lació, és de 1.363,92€. Acumulat en 20 anys, aplicant les correccions, l’estalvi total és de 21.476,18€. Amb aquest estalvi i la inversió inicial, s’obté un ROI o Return of Investment de 1,075. Cal recordar la sensibilitat al cost de l’energia analitzada en la Taula 14. En aquesta simulació es situa inicialment en 0,11€/kWh, el pitjor dels casos. La gràfica a continuació mostra l’evolució de l’estalvi acumulat. En la següent pàgina es mostra la taula amb les dades econòmiques obtingudes per aquesta proposta, al llarg de 20 anys des de l’inici de la instal·lació. -15.000,00 -10.000,00 -5.000,00 0,00 5.000,00 10.000,00 15.000,00 20.000,00 25.000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ANY Flux de caixa acumulat 10 ANY Cost compra (€/kWh) Rendiment panells (%) Producció neta (kWh) Producció consumida total (kWh) Estalvi amb autoconsum (€) Ingressos per compensació d'excedents (€) Flux d'efectiu (€) Flux d'efectiu acumulat (€) Estalvi CO2 0 0,1100 -33.637,50 -33.637,50 0,00 1 0,1122 100,00% 41.586,88 32.749,39 3.674,48 495,78 4.170,27 -29.467,23 13.910,81 2 0,1144 99,60% 41.420,53 32.618,40 3.732,98 503,68 4.236,66 -25.230,58 13.855,17 3 0,1167 99,20% 41.254,85 32.487,92 3.792,41 511,69 4.304,10 -20.926,48 13.799,75 4 0,1191 98,80% 41.089,83 32.357,97 3.852,78 519,84 4.372,62 -16.553,85 13.744,55 5 0,1214 98,41% 40.925,47 32.228,54 3.914,12 528,12 4.442,24 -12.111,61 13.689,57 6 0,1239 98,02% 40.761,77 32.099,62 3.976,43 536,52 4.512,96 -7.598,66 13.634,81 7 0,1264 97,62% 40.598,72 31.971,23 4.039,74 545,07 4.584,80 -3.013,85 13.580,27 8 0,1289 97,23% 40.436,33 31.843,34 4.104,05 553,74 4.657,79 1.643,94 13.525,95 9 0,1315 96,84% 40.274,58 31.715,97 4.169,39 562,56 4.731,95 6.375,88 13.471,85 10 0,1341 96,46% 40.113,49 31.589,10 4.235,76 571,51 4.807,28 11.183,16 13.417,96 11 0,1368 96,07% 39.953,03 31.462,75 4.303,20 580,61 4.883,81 16.066,97 13.364,29 12 0,1395 95,69% 39.793,22 31.336,90 4.371,70 589,86 4.961,56 21.028,53 13.310,83 13 0,1423 95,30% 39.634,05 31.211,55 4.441,30 599,25 5.040,55 26.069,08 13.257,59 14 0,1451 94,92% 39.475,51 31.086,70 4.512,01 608,79 5.120,79 31.189,88 13.204,56 15 0,1480 94,54% 39.317,61 30.962,36 4.583,84 618,48 5.202,32 36.392,19 13.151,74 16 0,1510 94,17% 39.160,34 30.838,51 4.656,81 628,33 5.285,14 41.677,33 13.099,13 17 0,1540 93,79% 39.003,70 30.715,15 4.730,95 638,33 5.369,28 47.046,61 13.046,74 18 0,1571 93,41% 38.847,68 30.592,29 4.806,27 648,49 5.454,76 52.501,36 12.994,55 19 0,1602 93,04% 38.692,29 30.469,92 4.882,78 658,81 5.541,60 58.042,96 12.942,57 20 0,1635 92,67% 38.537,52 30.348,04 4.960,52 669,30 5.629,82 63.672,78 12.890,80 11 PROPOSTA 75 MÒDULS – 33,75 kWp La cinquena proposta compta amb una inversió inicial de 38.812,50€. Donades les dades d’autoconsum, compensació i excedents, i tenint en compte l’encariment de l’energia i pèrdua d’eficiència dels mòduls, el temps d’amortització és calcula en 95 mesos o 7 anys i 11 mesos. L’estalvi mínim anual, essent aquest el primer any de la instal·lació, és de 4.639,54€. Acumulat en 20 anys, aplicant les correccions, l’estalvi total és de 69.448,01€. Amb aquest estalvi i la inversió inicial, s’obté un ROI o Return of Investment de 0,789. Cal recordar la sensibilitat al cost de l’energia analitzada en la Taula 14. En aquesta simulació es situa inicialment en 0,11€/kWh, el pitjor dels casos. La gràfica a continuació mostra l’evolució de l’estalvi acumulat. En la següent pàgina es mostra la taula amb les dades econòmiques obtingudes per aquesta proposta, al llarg de 20 anys des de l’inici de la instal·lació. -40.000,00 -30.000,00 -20.000,00 -10.000,00 0,00 10.000,00 20.000,00 30.000,00 40.000,00 50.000,00 60.000,00 70.000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ANY Flux de caixa acumulat 12 ANY Cost compra (€/kWh) Rendiment panells (%) Producció neta (kWh) Producció consumida total (kWh) Estalvi amb autoconsum (€) Ingressos per compensació d'excedents (€) Flux d'efectiu (€) Flux d'efectiu acumulat (€) Estalvi CO2 0 0,1100 -38.812,50 -38.812,50 0,00 1 0,1122 100,00% 47.984,86 34.716,40 3.895,18 744,36 4.639,54 -34.172,96 16.050,94 2 0,1144 99,60% 47.792,92 34.577,53 3.957,19 756,21 4.713,40 -29.459,56 15.986,73 3 0,1167 99,20% 47.601,75 34.439,22 4.020,19 768,25 4.788,44 -24.671,12 15.922,79 4 0,1191 98,80% 47.411,35 34.301,47 4.084,19 780,48 4.864,67 -19.806,45 15.859,10 5 0,1214 98,41% 47.221,70 34.164,26 4.149,21 792,91 4.942,12 -14.864,33 15.795,66 6 0,1239 98,02% 47.032,81 34.027,60 4.215,27 805,53 5.020,80 -9.843,53 15.732,48 7 0,1264 97,62% 46.844,68 33.891,49 4.282,37 818,35 5.100,73 -4.742,81 15.669,55 8 0,1289 97,23% 46.657,30 33.755,93 4.350,55 831,38 5.181,93 439,12 15.606,87 9 0,1315 96,84% 46.470,67 33.620,90 4.419,81 844,62 5.264,43 5.703,55 15.544,44 10 0,1341 96,46% 46.284,79 33.486,42 4.490,17 858,06 5.348,24 11.051,79 15.482,26 11 0,1368 96,07% 46.099,65 33.352,47 4.561,66 871,72 5.433,38 16.485,17 15.420,33 12 0,1395 95,69% 45.915,25 33.219,06 4.634,28 885,60 5.519,88 22.005,05 15.358,65 13 0,1423 95,30% 45.731,59 33.086,19 4.708,06 899,70 5.607,76 27.612,80 15.297,22 14 0,1451 94,92% 45.548,67 32.953,84 4.783,01 914,02 5.697,03 33.309,84 15.236,03 15 0,1480 94,54% 45.366,47 32.822,03 4.859,15 928,57 5.787,73 39.097,56 15.175,08 16 0,1510 94,17% 45.185,01 32.690,74 4.936,51 943,36 5.879,87 44.977,43 15.114,38 17 0,1540 93,79% 45.004,27 32.559,98 5.015,10 958,38 5.973,48 50.950,91 15.053,93 18 0,1571 93,41% 44.824,25 32.429,74 5.094,94 973,63 6.068,57 57.019,48 14.993,71 19 0,1602 93,04% 44.644,95 32.300,02 5.176,05 989,13 6.165,19 63.184,67 14.933,74 20 0,1635 92,67% 44.466,37 32.170,82 5.258,46 1.004,88 6.263,34 69.448,01 14.874,00 13 PROPOSTA 85 MÒDULS – 38,25 kWp La sisena proposta compta amb una inversió inicial de 43.987,50€. Donades les dades d’autoconsum, compensació i excedents, i tenint en compte l’encariment de l’energia i pèrdua d’eficiència dels mòduls, el temps d’amortització és calcula en 99 mesos o 8 anys i 3 mesos. L’estalvi mínim anual, essent aquest el primer any de la instal·lació, és de 5.020,04€. Acumulat en 20 anys, aplicant les correccions, l’estalvi total és de 73.151,65€. Amb aquest estalvi i la inversió inicial, s’obté un ROI o Return of Investment de 0,663. Cal recordar la sensibilitat al cost de l’energia analitzada en la Taula 14. En aquesta simulació es situa inicialment en 0,11€/kWh, el pitjor dels casos. La gràfica a continuació mostra l’evolució de l’estalvi acumulat. En la següent pàgina es mostra la taula amb les dades econòmiques obtingudes per aquesta proposta, al llarg de 20 anys des de l’inici de la instal·lació. -45.000,00 -35.000,00 -25.000,00 -15.000,00 -5.000,00 5.000,00 15.000,00 25.000,00 35.000,00 45.000,00 55.000,00 65.000,00 75.000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ANY Flux de caixa acumulat 14 ANY Cost compra (€/kWh) Rendiment panells (%) Producció neta (kWh) Producció consumida total (kWh) Estalvi amb autoconsum (€) Ingressos per compensació d'excedents (€) Flux d'efectiu (€) Flux d'efectiu acumulat (€) Estalvi CO2 0 0,1100 -43.987,50 -43.987,50 0,00 1 0,1122 100,00% 54.382,85 35.100,90 3.938,32 1.081,72 5.020,04 -38.967,46 18.191,06 2 0,1144 99,60% 54.165,31 34.960,50 4.001,02 1.098,94 5.099,96 -33.867,50 18.118,30 3 0,1167 99,20% 53.948,65 34.820,65 4.064,72 1.116,43 5.181,15 -28.686,36 18.045,82 4 0,1191 98,80% 53.732,86 34.681,37 4.129,43 1.134,21 5.263,63 -23.422,72 17.973,64 5 0,1214 98,41% 53.517,93 34.542,65 4.195,17 1.152,26 5.347,43 -18.075,29 17.901,75 6 0,1239 98,02% 53.303,85 34.404,48 4.261,95 1.170,61 5.432,56 -12.642,73 17.830,14 7 0,1264 97,62% 53.090,64 34.266,86 4.329,80 1.189,24 5.519,05 -7.123,69 17.758,82 8 0,1289 97,23% 52.878,28 34.129,79 4.398,73 1.208,18 5.606,91 -1.516,78 17.687,78 9 0,1315 96,84% 52.666,76 33.993,27 4.468,76 1.227,41 5.696,17 4.179,39 17.617,03 10 0,1341 96,46% 52.456,10 33.857,30 4.539,90 1.246,95 5.786,86 9.966,25 17.546,56 11 0,1368 96,07% 52.246,27 33.721,87 4.612,18 1.266,80 5.878,98 15.845,23 17.476,38 12 0,1395 95,69% 52.037,29 33.586,98 4.685,61 1.286,97 5.972,58 21.817,81 17.406,47 13 0,1423 95,30% 51.829,14 33.452,63 4.760,20 1.307,46 6.067,66 27.885,47 17.336,85 14 0,1451 94,92% 51.621,82 33.318,82 4.835,98 1.328,27 6.164,26 34.049,72 17.267,50 15 0,1480 94,54% 51.415,33 33.185,55 4.912,97 1.349,42 6.262,39 40.312,11 17.198,43 16 0,1510 94,17% 51.209,67 33.052,81 4.991,19 1.370,90 6.362,09 46.674,20 17.129,64 17 0,1540 93,79% 51.004,83 32.920,59 5.070,65 1.392,73 6.463,37 53.137,57 17.061,12 18 0,1571 93,41% 50.800,81 32.788,91 5.151,37 1.414,90 6.566,27 59.703,84 16.992,87 19 0,1602 93,04% 50.597,61 32.657,76 5.233,38 1.437,42 6.670,80 66.374,65 16.924,90 20 0,1635 92,67% 50.395,22 32.527,13 5.316,70 1.460,31 6.777,00 73.151,65 16.857,20 1 ANNEX IV: ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT OBJECTE DE L’ESTUDI BÀSIC DE SEGURETAT I SALUT Estudi Bàsic de Seguretat i Salut estableix, durant l’execució d’aquesta obra, les previsions respecte a la prevenció de riscos d’accidents i malalties professionals, així com informació útil per efectuar en el seu dia, en les degudes condicions de seguretat i salut, els previsibles treballs posteriors de manteniment. Servirà per donar unes directius bàsiques a l’empresa constructora per dur a terme les seves obligacions en el terreny de la prevenció de riscos professionals, facilitant el seu desenvolupament, d’acord amb el Reial Decret 1627/1997 de 24 d’octubre, pel qual s’estableixen disposicions mínimes de seguretat i de salut a les obres de construcció. JUSTIFICACIÓ DE L’ESTUDI El estudi bàsic de seguretat i salut, es redacta d’acord amb allò que disposa el Reial decret 1627/1997 de 24 d’octubre de 1997, i en concret dóna compliment a l’article 4 d’aquest Reial decret. PRINCIPIS GENERALS APLICABLES DURANT L’EXECUCIÓ DE L’OBRA L’article 10 del R.D.1627/1997 estableix que s’aplicaran els principis d’acció preventiva recollits en l’art.15è de la “Ley de Prevención de Riesgos Laborales (Ley 31/1995, de 8 de noviembre) ”durant l’execució de l’obra i en particular en les següents activitats: 1. El manteniment de l’obra en bon estat d’ordre i neteja 2. L’elecció de l’emplaçament dels llocs i àrees de treball, tenint en compte les seves condicions d’accés i la determinació de les vies o zones de desplaçament o circulació 3. La manipulació dels diferents materials i la utilització dels mitjans auxiliars 4. El manteniment, el control previ a la posada en servei i el control periòdic de les instal·lacions i dispositius necessaris per a l’execució de l’obra, amb 5. objecte de corregir els defectes que poguessin afectar a la seguretat i salut dels treballadors. 6. La delimitació i condicionament de les zones d’emmagatzematge i dipòsit dels diferents materials, en particular si es tracta de matèries i substàncies perilloses 7. La recollida dels materials perillosos utilitzats 8. L’emmagatzematge i l’eliminació o evacuació de residus i runes 9. L’adaptació en funció de l’evolució de l’obra del període de temps efectiu que s’haurà de dedicar a les diferents feines o fases de treball. 10. La cooperació entre els contractistes, subcontractistes i treballadors autònoms. 11. Les interaccions i incompatibilitats amb qualsevol altre tipus de feina o activitat que es realitzi a l’obra o prop de l’obra Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 Els principis d’acció preventiva establerts a l’article 15è de la llei 31/95 són els següents: 1. L’empresari aplicarà les mesures que integren el deure general de prevenció, d’acord amb els següents principis generals: • Evitar riscos • Avaluar els riscos que no es puguin evitar • Combatre els riscos a l’origen • Adaptar el treball a la persona, en particular amb el que respecta a la concepció dels llocs de treball, l’elecció dels equips i els mètodes de treball i de producció, per tal de reduir el treball monòton i repetitiu i reduir els efectes del mateix a la salut • Tenir en compte l’evolució de la tècnica • Substituir allò que és perillós per allò que tingui poc o cap perill • Planificar la prevenció • Adoptar mesures que posin per davant la protecció col·lectiva a la individual • Donar les degudes instruccions als treballadors 2. L’empresari tindrà en consideració les capacitats professionals dels treballadors en matèria de seguretat i salut en el moment d’encomanar les feines 3. L’empresari adoptarà les mesures necessàries per garantir que només els treballadors que hagin rebut informació suficient i adequada puguin accedir a les zones de risc greu i específic. 4. L’efectivitat de les mesures preventives haurà de preveure les distraccions i imprudències no temeràries que pogués cometre el treballador. 5. Podran concertar operacions d’assegurances que tinguin com a finalitat garantir com a àmbit de cobertura la previsió de riscos derivats del treball, l’empresa respecte dels seus treballadors, els treballadors autònoms respecte d’ells mateixos i les societats cooperatives respecte els socis, l’activitat dels quals consisteixi en la prestació del seu treball personal. CARACTERÍSTIQUES DE L’OBRA ACCÉS A LES OBRES Cada contractista controlarà els accessos a l’obra de manera que tant sols les persones autoritzades i amb les proteccions personals que són obligades puguin accedir a l’obra. IDENTIFICACIÓ DELS RISCOS Sense perjudici de les disposicions mínimes de Seguretat i Salut aplicables a l’obra establertes a l’annex IV del Reial Decret 1627/1997 del 24 d’octubre, s’enumeren a continuació els riscos particulars de diferents treballs d’obra, tot i considerant que alguns d’ells es poden donar durant tot el procés d’execució de l’obra o bé ser aplicables a d’altres feines. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 3 RISCS PROFESSIONALS • Caigudes del personal al mateix nivell • Caigudes des de punts alts • Interferències amb altres instal·lacions • Cops i talls • Risc elèctric • Contactes elèctrics directes o indirectes PREVENCIÓ DELS RISCS PROFESSIONALS MESURES PREVENTIVES COL·LECTIVES • Baranes • Xarxes verticals • Xarxes horitzontals • Escales auxiliars adequades • Neteja de les zones de treball i trànsit • Senyals de trànsit • Senyals de seguretat • Conductors de proteccions i piques de presa a terra • Interruptors diferencials de 300mA per força PROTECCIONS INDIVIDUALS • Ús del casc • Ús de guants • Ús de guants resistents a l’electrocució • Ús de calçat de protecció FORMACIÓ En la contractació de cada treballador i periòdicament, se li informarà de les mesures de seguretat i higiene que ha d’adoptar a la seva feina, així com l’obligació que té de complir-les. Abans de començar a treballar haurà de comprovar-se que cada treballador coneix perfectament la utilització de les eines i maquinària que se li facilita i que les utilitza sense risc per ell mateix i per les persones que té al seu voltant. En cas de que no sigui així, se li facilitaran les normes de formació necessàries que ho garantissin. A partir de la tria del personal més qualificat, es designarà qui actuarà com a socorrista a l’obra. Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 4 MEDICINA PREVENTIVA Farmaciola Es disposarà d’una farmaciola amb el contingut del material especificat en l’Ordenança General de Seguretat i Higiene en el Treball. Assistència als accidentats S’informarà al començament de l’obra de l’emplaçament dels diferents centres mèdics on s’han de traslladar els accidentats. És convenient disposar a l’obra i en lloc visible d’una llista amb els telèfons i adreces dels centres assignats per urgències, ambulàncies, taxis, etc. per garantir el trasllat ràpid dels possibles accidentats als centres d’assistència. PREVENCIÓ DE RISCOS A TERCERS Es senyalitzarà, d’acord amb la normativa vigent, l’enllaç de la zona d’obres amb el carrer, i s’adoptaran les mesures de seguretat que cada cas requereixi. Es senyalitzaran els accessos naturals a l’obra, i es prohibirà el pas a tota persona aliena, col·locant una tanca i les indicacions necessàries. RELACIÓ DE NORMES I REGLAMENT APLICABLE Directiva 92/57/CEE de 24 de juny (DO: 26/08/92) Disposiciones mínimas de seguridad y de salud que deben aplicarse en las obras de construcción temporales o móviles. RD 1627/1997 de 24 octubre (BOE: 25/10/97) Disposiciones mínimas de Seguridad y de Salud en las obras de construcción. Transposición de la Directiva 92/57/CEE Deroga el RD 555/86 sobre obligatoriedad de la inclusión del estudio de Seguridad e Higiene en proyectos de edificación y obras Públicas. 1 ANNEX V: DOCUMENTACIÓ TÈCNICA I FITXES TÈCNIQUES Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 DOCUMENTS TÉCNICS CONSULTATS • Reial Decret 244/2019, de 5 de abril, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energia elèctrica. Boletín Oficial del Estado, 83, de 6 de abril de 2019. https://www.boe.es/eli/es/rd/2019/04/05/244 • Reial Decret 16/2019, de 26 de noviembre, de medidas urgentes para la emergencia climática y el impulso a las energias renovables. Boletín Oficial del Estado, 12, de 14 de enero de 2020. https://www.boe.es/eli/es-ct/dl/2019/11/26/16 • Institut Català d’Energia, Departament d’Indústria Comerç i Turisme, Generalitat de Catalunya. (2001, setembre). Atlas de Radiació Solar de Catalunya. Factoria Gràfica. https://icaen.gencat.cat/web/.content/10_ICAEN/17_publicacions_informes/09_fons_docume ntal/02_estudis_monografics/arxius/monografic12.pdf • European Comission. (2016, 11 enero). JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) - European Commission. PVGIS. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/ • Ministerio de Ciencia y Tecnología. Instalaciones Generadoras de Baja Tensión. http://www.uco.es/electrotecnia-etsiam/reglamentos/REBT/ITC_BT_40.pdf 1 ANNEX VI: PLÀNOLS DE LA INSTAL·LACIÓ Nº PLÀNOLESCALA DATACODI PLÀNOL AUTOR SITUACIÓ PROJECTE BÀSIC TITULAR 1/2000 Situació 1 Memòria d'una instal·lació fotovoltaica d'autoconsum amb compensació d'excedents Referència Cadastral: 08191A007000320000FD Coordenades UTM: X:403423 ; Y:4626942 ; Fus 31T Víctor Segura Esteve Estació de bombament del Mirador Santpedor Juliol de 2022 Aigües de Manresa Nº PLÀNOLESCALA DATACODI PLÀNOL AUTOR SITUACIÓ PROJECTE BÀSIC TITULAR 1/1000 Emplaçament 2 Memòria d'una instal·lació fotovoltaica d'autoconsum amb compensació d'excedents Referència Cadastral: 08191A007000320000FD Coordenades UTM: X:403423 ; Y:4626942 ; Fus 31T Víctor Segura Esteve Estació de bombament del Mirador Santpedor Juliol de 2022 Aigües de Manresa INVERSOR CA QGD SIMBOLOGIA INSTAL·LACIÓ FOTOVOLTAICA MÒDUL FOTOVOLTAIC CABLEJAT(DINS DE SAFATA O TUB) INVERSOR QUADRE GENERAL DE DISTRIBUCIÓ PROTECCIONS CORRENT ALTERNA CA INVERSOR ZONA SOTA COBERTA QGD Nº PLÀNOLESCALA DATACODI PLÀNOL AUTOR SITUACIÓ PROJECTE BÀSIC TITULAR 1/500 Víctor Segura Esteve Planta 3 Memòria d'una instal·lació fotovoltaica d'autoconsum amb compensació d'excedents Estació de bombament del Mirador Santpedor Juliol de 2022 Aigües de Manresa INVERSOR CAIXA DE CONNEXIONS I DE PROTECCIONS CA Caixa seccionadora de terra de l'edifici I.M 40A/IV I.D 40A/300mA/IV TIPUS A Quadre General de Distribució XARXA ELÈCTRICA Comptador del punt frontera SMART METER 3P MPPT1 MONITORITZACIÓ SOLIS STICK WIFI Cable comunicació RS485 2 x 11 mòduls fotovoltaics Cable 4X4mm2 Cable 1x4mm² Fusibles 15A/1000V a cada string MPPT2 Cables 1x4mm² MPPT3 2 x 11 mòduls fotovoltaics 2 x 10 mòduls fotovoltaics CAIXA DE PROTECCIONS - Fusibles de 15A/1000V per CC - Interruptor magnetotèrmic 40A/IV - Interruptor diferencial TIPUS A 40/300mA/IV - Connexió de CA aigües avall de l'IGA Nº PLÀNOLESCALA DATACODI PLÀNOL AUTOR SITUACIÓ PROJECTE BÀSIC TITULAR Esquema unifilar de la instal·lació 4 Memòria d'una instal·lació fotovoltaica d'autoconsum amb compensació d'excedents Víctor Segura Esteve Estació de bombament del Mirador Santpedor Juliol de 2022 Aigües de Manresa 1 PLEC DE CONDICIONS Aquest plec de condicions està basat en el Plec de Condicions Tècniques d’instal·lacions connectades a xarxa sobre instal·lacions d’energia solar fotovoltaica redactat per l’IDAE. CONDICIONS GENERALS OBJECTE L’objecte d’aquest plec de condiciones es establir les condicions tècniques mínimes que ha de complir la instal·lació sola fotovoltaica d’autoconsum connectada a xarxa descrita en aquest projecte. Es consideren subjectes a les condicions d’aquest plec tots els documents adjunts al present projecte. DOCUMENTS AL PROJECTE El projecte consta dels següents documents: • Memòria i annexes • Plànols • Plec de condicions • Pressupost COMPATIBILITAT ENTRE DOCUMENTS En cas de contradicció entre documents, es farà cas d’aquest plec de condicions. En cas de manca d’informació en qualsevol dels documents, es durà a terme com si estigués escrit en tots els documents del projecte. Sempre que en aquest document no estigui especificat, s’haurà de dirigir al PCT nomenat anteriorment i/o als documents originals dels fabricants NORMATIVES Per dur a terme aquest projecte, les següents normatives han de ser aplicades. Son totes aquelles que afecten a les instal·lacions solars fotovoltaiques. - Llei 54/1997, de 27 de novembre, del Sector Elèctric. 1. Norma UNE-EN 62466: Sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Requisitos mínimos de documentación, puesta en marcha e inspección de un sistema. 2. Resolución de 31 de mayo de 2001 por la que se establecen modelo de contrato tipo y modelo de factura para las instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión. Proyecto de instalación fotovoltaica de autoconsumo para una comunidad de propietarios 4 3. Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión. 4. Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica. 5. Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico por Baja Tensión (B.O.E. de 18-9-2002). Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 2 6. Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación. 7. Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. 8. Real Decreto 1110/2007, de 24 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Unificado de puntos de medida del sistema eléctrico. 9. Real Decreto 1578/2008, de 26 de septiembre, de retribución de la actividad de producción de energía eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica para instalaciones posteriores a la fecha límite de mantenimiento de la retribución del Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, para la llamada tecnología. 10. Real Decreto 244/2019, de 5 de abril, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo. BOE (boletín oficial del estado). Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 3 CONDICIONS TÈCNIQUES DISSENY INVERSOR - S’ajustarà a la potència generada, per poder proporcionar la màxima eficiència possible. - No funcionarà en mode aïllat. El punt de màxima potencia i eficiència serà adquirit per un seguidor integrat. - Haurà d’estar equipat amb aïllament galvànic per protegir la instal·lació. Si no es així, haurà d’incorporar aquest tipus de protecció. - Ha de complir les directives de compatibilitat electromagnètica, així com de seguretat elèctrica. Les corresponents proteccions son exigides. - El consum paràsit o consum intern haurà de ser inferior al 2% de la potencia de sortida. - Garantia de funcionament a temperatures compreses entre els 0ºC i 40ºC i humitats relatives entre el 0% i el 85% MODULS FOTOVOLTAICS - Les següents especificacions són d’obligatori compliment: - Marcat CE visible. - UNE-EN 61730, que defineix la seguretat dels mòduls fotovoltaics. - UNE-EN 50380, sobre la informació necessària en fulls de dades i plaques identificaries i de característiques dels mòduls. - Tots els mòduls han de ser del mateix model. Si no es possible, caldrà instal·lar mòduls compatibles, d’igual potencia, voltatge i intensitat de sortida. S’ha de garantir l’equilibrat dels strings. - Han d’anar equipats amb díodes de derivació de bloqueig i de bypass. - El grau mínim d’IP es de 65. - Els marcs laterals o estructura exterior ha de ser d’alumini o acer inoxidable. - L’estructura es connectarà a terra, amb el cablejat de proporcionat. Si no existís, s’ancora un cable a qualsevol punt metàl·lic de l’estructura. - Per motius de seguretat i manteniment, s’instal·laran fusibles, interruptors i qualsevol element que garanteixi la desconnexió independent de cada string. - El fabricant ha de garantir una vida mínima de 10 anys i un rendiment superior al 80% en 25 anys. Tal i com s’especifica en el DBHE Secció 5, s’ha de complir amb que les pèrdues seran inferiors als límits de la següent taula: Orientació i inclinació Ombres Total General 10% 10% 15% Superposició 20% 15% 30% Integració arquitectònica 40% 20% 50% Instal·lació d’energia solar fotovoltaica Víctor Segura Esteve 4 ESTRUCTURES - Incloent el pes i superfície dels mòduls, han de poder resistir, tal i com especifica el CTE, les sobrecàrregues de vent i neu. - Els ancoratges i cargols necessaris, seran d’acer inoxidable. Els cargols poden ser galvanitzats o amb qualsevol tractament superficial que impedeixi la corrosió. CABLEJAT - Caldrà una separació física adient i un marcat visible i que eviti les confusions per cada grup de positius i negatius. Aquests aniran protegits. - El material del cablejat serà coure. La secció es calcularà per evitar caigudes de tensió superior al 1,5% o per suportar 1,25 vegades la màxima intensitat prevista, escollint sempre la secció més restrictiva. - No es generaran tensions físiques en elements dels extrems ni es deixarà cable penjant. Per aconseguir aquestes característiques, caldrà una longitud de cable suficient. - Compliment de la norma UNE 21123. PROTECCIONS - S’ha de garantir un aïllament elèctric entre la instal·lació i el xarxa de distribució. Aquest aïllament es situarà al quadre general de distribució de la instal·lació. - Tots els elements necessaris per evitar contactes directes, sobretensions o curtcircuits seran instal·lats de manera que es garanteixi la protecció per les persones i la instal·lació en menció. POSTA A TERRA - Una única terra connectarà les masses, tant de la vesant DC com de la vesant AC. La presa a terra serà en un únic punt. Aquesta terra no pot ser el neutre de la empresa distribuïdora, com especifica el REBT. CLAUS EN MÀ - L’empresa instal·ladora entregarà a l’usuari últim un document on constin materials i components utilitzats, així com documentació necessària per mantenir i controlar la instal·lació. Cada part signarà i es quedarà un exemplar. - L’empresa instal·ladora ha de mostrar el correcte funcionament i posta en marxa de la instal·lació. MANTENIMENT - Un contracte de manteniment de com a mínim 3 anys, que inclou elements de la instal·lació, és obligatori. - El manteniment serà responsabilitat de l’empresa instal·ladora. - El manteniment preventiu necessari constarà de la comprovació d’un correcte funcionament i garantia de prestacions i protecció mitjançant una inspecció visual. Es realitzarà cada 6 mesos. - Es requerirá un manteniment correctiu per garantir el funcionament de la instal·lació. Es realitzarà sempre que algun element o conjunt no funcioni correctament. - Tots els manteniments quedaran anotats a un llibre de manteniment.