Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Autor: Fernando Carrascal Rodrigues de Oliveira Tutor: Miguel Ángel González Cagigal Dpto. de Ingeniería Eléctrica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 iii Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Autor: Fernando Carrascal Rodigues de Oliveira Tutor: Miguel Ángel González Cagigal Profesor Permanente Laboral Dpto. de Ingeniería Eléctrica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2025 v Trabajo de Fin de Grado: Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Autor: Fernando Carrascal Rodrigues de Oliveira Tutor: Miguel Ángel González Cagigal El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2025 El Secretario del Tribunal vii A mi padre, por responderme a todas las preguntas desde pequeño. A mi madre, por enseñarme el valor de hacer bien las cosas. A mi hermano, que, a pesar de la distancia, siempre está cerca. A quien, muchos años antes, cruzaba la calle para verme en la guardería, sin saber que aquel niño acabaría estudiando en el mismo lugar. A quienes, desde cada rincón de mi familia, me han acompañado con su cariño y su apoyo. A mis amigos de siempre, por tanto. A las personas que este camino me regaló. A quien apareció en esta travesía y se convirtió en alguien especial. A todos los que aguantaron explicaciones y datos aburridos. A Miguel Ángel, mi tutor, por ver el potencial en una idea que era solo un esbozo y hoy es este proyecto. A todos los que creyeron en mí. Y por último, a aquel niño que se preguntaba por qué el sol hace la sombra. Fernando Carrascal Rodrigues de Oliveira Sevilla, 2025 ix Resumen n los últimos años, el autoconsumo fotovoltaico ha adquirido una gran relevancia como respuesta a la necesidad de avanzar a un modelo sostenible alineado con los objetivos de descarbonización como los recogidos en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 así como la necesidad de reducir la dependencia energética. Aunque existe una concienciación cada vez mayor sobre los beneficios medioambientales y sociales asociados a la generación renovable, la experiencia reciente ha puesto de manifiesto que, en la práctica, el coste de la instalación, el ahorro económico y la rentabilidad obtenida son los factores que finalmente determinan que un gran número de usuarios particulares decidan invertir en este tipo de soluciones, tal y como se pudo observar con la escalada de precios de la energía de 2022 y 2023. El presente trabajo se enmarca en este contexto y tiene como objetivo el desarrollo de una aplicación capaz de dimensionar instalaciones de autoconsumo considerando no solo parámetros como la potencia pico instalada, la orientación de los módulos y la ubicación geográfica sino también variables económicas y perfil horario de consumo real extraído de los datos facilitados por la plataforma de la distribuidora. La herramienta incorpora funcionalidades de automatización mediante VBA, reduciendo notablemente la intervención manual y agilizando la elaboración de varias propuestas personalizadas para cada usuario, facilitando la comparación entre diferentes escenarios: instalaciones conectadas a red, híbridas con baterías y aisladas, tanto para primeras residencias como para viviendas vacacionales. Asimismo, este trabajo aborda los factores que condicionan la viabilidad económica de una instalación fotovoltaica, tales como la contratación de baterías virtuales, el aprovechamiento de excedentes en otros puntos de suministro o la introducción de nuevos consumos orientados al almacenamiento energético como la recarga de un vehículo eléctrico, la generación de agua caliente sanitaria o calefacción con acumuladores de calor. De este modo se pretende optimizar tanto la rentabilidad como el grado de independencia energética de los usuarios. Finalmente, para validar la herramienta desarrollada se han realizado simulaciones en tres ubicaciones diferentes que reflejan variadas tipologías de uso con viviendas de uso permanente y segundas residencias, permitiendo apreciar las diferencias en el tiempo de retorno de la inversión y las posibles estrategias complementarias que se pueden aplicar en cada caso para maximizar la inversión y el autoconsumo para cada caso. E Figura 3-5: U1S3: Instalación conectada a red con batería virtual. 32 Figura 3-6: U1S3: Consumo y producción diario. 33 Figura 3-7: U1S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. 33 Figura 3-8: U1S4: Consumo y producción diario. 34 Figura 3-9: U1S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. 34 Figura 3-10: U1S5: Consumo y producción diario. 35 Figura 3-11: U1S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. 35 Figura 3-12: U1S6: Consumo y producción diario. 35 Figura 3-13: U1: Resumen de resultados en la ubicación 1. 37 Figura 3-14: U2: Curva de consumo. 38 Figura 3-15: U2S1: Resultado de la primera simulación. 38 Figura 3-16: U2S2: Instalación conectada a red. 39 Figura 3-17: U2S2: Consumo y producción diario. 39 Figura 3-18: U2S3: Instalación conectada a red con batería virtual. 40 Figura 3-19: U2S3: Consumo y producción diario. 40 Figura 3-20: U2S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. 41 Figura 3-21: U2S4: Consumo y producción diario. 41 Figura 3-22: U2S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. 42 Figura 3-23: U2S5: Consumo y producción diario. 42 Figura 3-24: U2S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. 43 Figura 3-25: U2S6: Consumo y producción diario. 43 Figura 3-26: U2: Resumen de resultados en la ubicación 2. 44 Figura 3-27: U3: Curva de consumo. 46 Figura 3-28: U3S1: Resultado de la primera simulación. 47 Figura 3-29: U3S2: Instalación conectada a red. 47 Figura 3-30: U1S2: Consumo y producción diario. 47 Figura 3-31: U3S3: Instalación conectada a red con batería virtual. 48 Figura 3-32: U3S3: Consumo y producción diario. 48 Figura 3-33: U3S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. 49 Figura 3-34: U3S4: Consumo y producción diario. 49 Figura 3-35: U3S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. 50 Figura 3-36: U3S5: Consumo y producción diario. 50 Figura 3-37: U3S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. 51 Figura 3-38: U3S6: Consumo y producción diario. 51 Figura 3-39: U3: Resumen de resultados en la ubicación 3. 52 1 1 INTRODUCCIÓN lo largo de este apartado se realizará un estudio de las características de la energía fotovoltaica y de como el efecto fotoeléctrico es su base. Además, se estudiará el estado en el que se encuentra la generación de electricidad mediante esta tecnología en el mundo al igual que en España. Se ahondará sobre cuales son las circunstancias que han promovido su uso tanto tecnológicas como regulativas. Por último, se estudiará en qué consiste el autoconsumo, en qué estado se encuentra en España y las circunstancias que han promovido su uso. De este modo se establecerán las bases necesarias, que resultará de gran utilidad para el desarrollo de la aplicación en cuestión. 1.1 ¿Qué es la energía fotovoltaica? La enería solar fotovoltaica es aquella que transforma la radiación solar en energía eléctrica haciendo uso del efecto fotoeléctrico. Este fenómeno se da en algunas superficies metálicas, que emiten electrones cuando una radiación electromagnética incide sobre estas. Su descubrimiento se atribuye a Heinrich Hertz en 1887 y fue estudiado por numerosos científicos a lo largo del siglo XIX, pero no fue hasta 1902 cuando Philipp Lenard publica sus investigaciones donde recopila los resultados de muchos experimentos donde encontraba dos de las principales características del efecto fotoeléctrico. [1] Estas fueron que solo se podía obtener energía eléctrica de algunas longitudes de onda de la luz y que la velocidad de los electrones aumentaba con la frecuencia de la luz incidente, pero de forma independiente de la intensidad de esta. Esta tecnología comenzó a desmostrar sus primeros usos comerciales a mediados del siglo XX. En 1954 los Bell Laboratories desarrollaron su primera célula fotovoltaica con eficiencia suficiente para aplicaciones prácticas [2, 3]. Estas primeras celdas fueron usadas en satélites, donde era crucial no depender de una fuente de energía por medio de combustibles o baterías sin alimentación. El primer satélite que hizo uso de esta tecnología fue el Vanguard 1, de la NASA, lanzado al espacio en 1958 y es actualmente el objeto artificial más antiguo que permanece en órbita [3]. Posteriormente, debido a la crisis energética de la década de 1970 esta tecnología tuvo un nuevo impulso y se comenzaron a ver sus primeros usos fuera de la industria espacial. Este impulso consigue que durante los siguientes años el precio de esta tecnología vaya reduciendo de forma considerable. Partiendo de unos 125 $/W en 1975 hasta 0,25 $/W en 2022 como se puede comprobar en la siguiente gráfica: A Introducción 2 Figura 1-1: Evolución del precio de los paneles fotovoltaicos [4]. La energía fotovoltaica está revolucionando la manera en la que generamos electricidad. Esta ofrece la posibilidad de generar electricidad desde prácticamente cualquier punto geográfico que disponga de acceso directo a la radiación solar. Esta ventaja, junto con la concienciación social respecto a los daños que ocasiona el cambio climático, ha permitido su rápida proliferación en los últimos años. Otra de las grandes ventajas de la energía solar fotovoltaica es su gran modularidad, siendo posible tener instalaciones tan pequeñas como una luminaria de alumbrado público alimentada por una celda fotovoltaica, pasando por instalaciones de autoconsumo doméstico hasta grandes instalaciones de generación de varias hectáreas de superficie. Esta gran versatilidad permite la generación distribuida de electricidad y por lo tanto reducir las pérdidas en el transporte y distribución de esta, mientras que esté dimensionada de forma acorde y exacta al consumo. No obstante, el principal factor que ha aumentado la proliferación de la energía fotovoltaica en los últimos años ha sido su viabilidad económica. El coste nivelado de la energía (LCOE en inglés) de esta tecnología se ha reducido drásticamente permitiendo que compita con otras tecnologías establecidas y principalmente contra las basadas en los combustribles fósiles. La reducción de costes se debe en gran medida a la reducción del precio de los módulos solares, pero también a la maduración del sector, las economías de escala obtenidas y las políticas de apoyo gubernamentales de los últimos años. A continuación, se puede observar una comparativa entre diferentes tecnologías de producción: 3 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 1-2: Coste nivelado de la electricidad de diferentes fuentes de generación [5]. Además, otro importante beneficio de esta tecnología es la independencia energética que esta aporta a los países, regiones o individuos que hacen uso de ella. Esta permite satisfacer las necesidades energéticas sin depender de países terceros. Incluso en caso de no contar con una industria establecida para la fabricación de los componentes, una vez adquiridos e instalados se pierde la dependencia con el país de origen. El uso de la energía fotovoltaica, al igual que el resto de renovables tiene importantes implicaciones medioambientales, reduciendo significativamente los gases de efecto invernadero. Las emisiones directas de estas tecnologías son nulas, pero aún teniendo en cuenta las emisiones durante su fabricación las emisiones totales son muy reducidas en comparación con las tecnologías de generación basadas en combustibles fósiles como se puede comprobar a continuación: Figura 1-3: Emisiones de gases de efecto invernadero en el ciclo de vida de las plantas de generación [6]. Introducción 4 1.2 Contexto global de la energía fotovoltaica La energía solar fotovoltaica ha sufrido un crecimiento exponencial desde comienzos del siglo XXI, donde comienza a verse su presencia en el sistema eléctrico [7]. Este crecimiento se debe principalmente a sus avances tecnológicos, reducción de costes, apoyos gubernamentales y capacidad de competir contra otras tecnologías de producción como se ha comentado en el punto anterior. La potencia instalada ha pasado de 5 GW en 2005 a superar los 1000 GW en 2022 según la Agencia Internacional de la Energía (IEA en inglés) [8]. Este crecimiento ha sido liderado por países como Estados Unidos, Japón, India y Alemania, pero sobre todo China, que supera con creces al resto de países con 400 GW instalados. Este liderazgo se debe en gran parte a las políticas gubernamentales que han incentivado su producción e instalación, de este modo además de ser el país con mayor capacidad instalada, se ha convertido en el principal productor mundial de módulos fotovoltaicos, representando más del 80% de la producción. Por otro lado, Estados Unidos también ha sufrido un rápido crecimiento, sobre todo durante los últimos 10 años. Este crecimiento ha sido favorecido con incentivos fiscales, programas de energía renovables y el creciente interés por generar energía de forma más limpia. El país es un lider en capacidad solar, pero esta no se reparte de forma homogénea dentro de su territorio, siendo muy dispares las situaciones en función del estado. En Europa el líder indiscutible es Alemania que fue pionera en adoptar esta tecnología. Su gran crecimiento se debe sobre todo a las tarifas con precios fijos para la producción, estas incentivaron su instalación considerablemente y han servido de ejemplo para otros países que han replicado sus medidas. Claros ejemplos de ello son España, Italia, Francia y Reino Unido. Por otro lado, Japón también cuenta con un importante parque de generación fotovoltaico. Este se vio incrementado debido en gran parte al accidente Nuclear de Fukushima en 2011, tras este trágico acontecimiento el país intentó alejarse de esta tecnología y entre otras, crecieron con gran rapidez la solar fotovoltaica con ayuda de incentivos gubernamentales. Figura 1-4: Potencia instalada fotovoltaica en el mundo [7]. 5 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Por otro lado, cabe destacar el efecto que esta transición está teniendo sobre el empleo. La industria fotovoltaica ha generado una amplia gama de empleos desde la investigación y fabricación hasta la instalación, operación y mantenimiento de las instalaciones. Además, ahora está en auge la investigación y temprana inversión en tecnologías de reciclaje que serán muy necesarias en el futuro. Como se ha mencionado antes, la mayor parte de los empleos en fabricación están concentrados en China, pero el resto de los empleos se encuentran muy repartidos por el mundo, resultando en un impacto positivo para las zonas donde se realizan este tipo de instalaciones. Además de estos empleos directos, surgen otros indirectos como trabajos de limpieza, financiaciones, auditorías y transportes que apoyan aún mas la economía del país donde se instala. 1.3 Situación de la energía fotovoltaica en España España cuenta con un mix eléctrico con una gran penetración de la energía solar fotovoltaica. El crecimiento de esta no ha sido de forma lineal y cuenta con dos pendientes definidas de forma muy clara, cada una impulsada por diferentes factores económicos, políticos y tecnológicos. La primera, desde 2008 hasta 2012, se debió a los grandes incentivos a esta tecnología, con unas tarifas muy generosas. El Real Decreto 661/2007 del 25 de mayo de 2007 regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, entre ellas la energía fotovoltaica. Este mecanismo garantiza una rentabilidad definida a las instalaciones con mecanismos que retribuyen la operación de estas [9]. Estos mecanismos fueron un fuerte incentivo para el sector, atrayendo inversiones nacionales e internacionales. Durante este periodo la potencia instalada en España pasó de prácticamente cero en 2006 hasta 7 GW en 2012. Sin embargo, el crecimiento desmedido del número de instalaciones, el aumento de costes para el sistema eléctrico, la crisis económica de 2008 y el aumento del déficit de tarifa llevaron al gobierno a reducir drásticamente los incentivos en 2010 con el Real Decreto 1565/2010 [10]. Finalmente, en 2012 se eliminaron por completo los incentivos a nuevas plantas de generación fotovoltaica mediante el Real Decreto-ley 1/2012 [11]. Estos cambios regulatorios y de momento económicos provocaron una gran desaceleración del sector fotovoltaico en España, reduciendo el desarrollo de instalaciones de este tipo hasta prácticamente cero durante los próximos años. La segunda ola de crecimiento comenzó en 2018 y continúa hasta la actualidad. En primer lugar, la reducción de costes mencionada anteriormente consigue reducir el precio de los paneles fotovoltaicos un 90% entre 2008 y 2018 y hasta un 95% en 2022 [4]. En segundo lugar, la transición a un sistema eléctrico descarbonizado lleva al gobierno a realizar medidas para promover de nuevo las energías renovables, el primer impulso que toman es con las subastas de energía renovable, que comenzaron en 2017 [12] y que aún persisten y posteriormente todas estas medidas se ven consolidadas en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) de 20192030 [13]. Gracias a estas medidas se observa una clara tendencia al alza en el número de instalaciones fotovoltaicas y la potencia instalada en el territorio nacional. A continuación, se muestra la potencia instalada fotovoltaica en España desde 2005 hasta la actualidad: Introducción 6 Figura 1-5: Potencia fotovoltaica instalada en España [7]. Tal y como se ha mencionado, se pueden observar dos períodos claros de crecimiento con una definida pausa entre ambos. 1.4 Subastas de electricidad y PNIEC 2019-2030 El gran implulso que toma la energía solar fotovoltaica desde 2018 se debe en gran medida a las subastas de electricidad y al Plan Nacional Integrado de Energía y Clima, como se ha introducido en el apartado anterior, es por ello que se ahondará mas sobre estas dos medidas en este punto. Las subastas de electricidad comienzan en 2017 [12] como respuesta a las necesidades de descarbonización del mix eléctrico en España, pero corrigiendo los errores cometidos en 2010, añadiendo mayor competencia como son las subastas. En estos mecanismos, los diferentes desarrolladores compiten entre si para obtener contratos que les garantizan un precio fijo por la electricidad generada durante un periodo fijo, consiguiendo de este modo una estabilidad e ingresos garantizados, que facilitan mucho las gestiones económicas por parte de las empresas desarrolladoras al ser mucho más sencillo obtener créditos y, además, reduciendo su coste. Por otro lado, las ventajas al sistema eléctrico y al consumidor son grandes al conseguir de esta manera unos precios competitivos estables en el tiempo. Estas subastas presentan unas fases claramente diferenciadas. Se comienza con el anuncio por parte del gobierno de una convocatoria de subasta en el que se especifican la potencia que se adjudicará, las tecnologías elegibles y otros requisitos técnicos y económicos que deben cumplir las empresas que se presentan. Posteriormente las empresas, que deben estar previamente inscritas en el Régimen Económico de Energías Renovables, presentan unas ofertas económicas de la energía vertida y especificarán el tamaño de la instalación que presentan. El precio presentado, en €/MWh, debe tener en cuenta los costes del proyecto y los gastos de operación, además de garantizar un beneficio a la empresa que se presenta. Una vez presentadas las ofertas, la convocatoria contará con un precio máximo, que es confidencial, a partir del cual no se evaluarán 7 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico dichas ofertas por su elevado precio. Una vez evaluados todos los proyectos y que cumplen los requisitos técnicos y legales, las ofertas se ordenan según la oferta económica presentada hasta rellenar el cupo de potencia de dicha convocatoria, todas las ofertas que queden dentro serán las adjudicadas. Las instalaciones beneficiarias de dicho mecanismo se presentarán al mercado diario como cualquier otra instalación y percibirán al igual que el resto el precio adjudicado en dicha subasta, pero este será posteriormente corregido para coincidir con el precio resultado de la subasta donde consiguieron estar en el REER. Estas subastas han tenido un gran impacto en la potencia instalada en España como se ha podido comprobar en la gráfica anterior, contribuyendo a una diversificación del parque de generación nacional y reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero de este. Además, estas garantizan que un sector clave en España siga en auge y se consolide como un líder internacional. Por otro lado, este tipo de convocatorias garantizan una viabilidad económica a las instalaciones fotovoltaicas al mismo tiempo que brindan al consumidor de una estabilidad de precio de la energía a un reducido coste en comparación con el resto de las tecnologías existentes en el mercado. Por otro lado, surge el PNIEC a mediados de 2021, este establece un marco temporal, regulatorio y de objetivos a nivel de potencia instalada de las diferentes tecnologías renovables existentes. Los objetivos que se establecen buscan reducir la emisión de gases de efecto invernadero en un 23% respecto a 1990. Uno de los pilares fundamentales de este texto se centra en la generación de electricidad, debido a la creciente demanda del uso de este tipo de tecnologías y el impulso que la Unión Europea está llevando a cabo [14]. Los objetivos son bastante ambiciosos y buscan que el 74% de la electricidad producida en 2030 sea de origen renovable. Los objetivos son los siguientes: Figura 1-6: Objetivos del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima [13]. Para el caso de la fotovoltaica, se busca que la potencia instalada para 2030 sea de 39 GW, que comparados con los 21 GW existentes en 2022 se observa que los objetivos son bastante ambiciosos. Pero aún así se prevee que estos objetivos se aumenten en los próximos meses hasta llegar hasta un objetivo de una potencia instalada fotovoltaica de 76 GW. Dicho objetivo parece inalcanzable, sobre todo por la complejidad de instalar nuevas instalaciones por la saturación existente en la red. Con todo ello, el PNIEC es un ambicioso plan que presenta grandes oportunidades al sector renovable en España, esto se puede comprobar con el dominio internacional que muchas empresas nacionales poseen. Por otro lado, al consumidor puede resultarle un ahorro económico, debido al reducido coste de producción que Introducción 8 tiene la fotovoltaica, si bien precisa del apoyo de otras tecnologías que no dependan de factores ambientales. El PNIEC presenta unos objetivos claros y ambiciosos, que es beneficial para las empresas que realizan inversiones en España, sobre todo si son objetivos a largo plazo que se tarda bastante en recuperar la inversión. Debido a todos los factores comentados en este punto, el sector renovable y en concreto el solar fotovoltaico está sufriendo un importante crecimiento resultando en beneficios económicos para las empresas y los consumidores, por otro lado, estos ambiciosos planes resultan cruciales para que España cumpla con sus compromisos nacionales e internacionales en materia climática, reducción de emisiones y energética. 1.5 El autoconsumo fotovoltaico y su situación en España El autoconsumo es un mecanismo mediante el cual un individuo o empresa genera la energía que utiliza en el punto de consumo. En particular el autoconsumo fotovoltaico es aquel que genera electricidad para satisfacer de forma total o parcial las necesidades energéticas del hogar o empresa donde se instala [15]. Las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico, al igual que con las instalaciones de generación, tienen una gran flexibilidad geográfica y de dimensionamiento, siendo posible instalar paneles fotovoltaicos en cualquier punto geográfico que reciba radiación solar y desde un tamaño tan pequeño como un único panel fotovoltaico hasta aparcamientos enteros de empresas cubiertos de placas. El autoconsumo en España ha tardado bastante en despegar. El principal motivo fue el conocido popularmente como “impuesto al sol” introducido en 2015 mediante el Real Decreto 900/2015 [16], que repercutía cargos adicionales a los usuarios, por lo que su instalación se desincentivó de manera muy clara. Por lo tanto, no fue hasta 2018, tras la eliminación de dicho “impuesto” con el Real Decreto-ley 15/2018 [17] cuando se comenzó a notar un gran aumento en las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico. Posteriormente con el Real Decreto 244/2019 se simplificaron aún mas los procedimientos para dar de alta una instalación de autoconsumo y poder verter los excedentes a la red para su posterior consumo [18]. Este mismo decreto introdujo otras figuras como el autoconsumo compartido, permitiendo a comunidades de vecinos compartir la generación de una planta fotovoltaica entre todos los participantes. Posteriormente, en 2022 y 2023, tras la escalada del conflicto bélico entre Ucrania y Rusia y el posterior encarecimiento de la electricidad y los combustibles fósiles [19], notado en mayor medida en Europa, las instalaciones de autocosumo continuaron creciendo con rapidez. Este tipo de instalaciones permitían a los usuarios depender menos de las fluctuaciones de los precios energéticos y además al ser estos tan elevados, la amortización de los sistemas se realizaría de forma aún más rápida. Como consecuencia al gran tamaño del parque de generación de autoconsumo fotovoltaico, en 2023 este cubrió aproximadamente un 3% de la demanda eléctrica [20]. En la siguiente gráfica se puede comprobar el crecimiento de la potencia instalada de autoconsumo en España. Se puede observar como las primeras instalaciones que se realizan son para la industria, debido a que las economías de escala permiten una amortización más rápida y además el grueso de la producción coincide con los momentos de consumo. Posteriormete el autoconsumo doméstico aumenta con la subida de precios de la electricidad de 2022 y 2023. 9 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 1-7: Evolución de la potencia instalada de autoconsumo doméstico e industrial [20]. Se observa por lo tanto cómo a pesar de la concienciación existente sobre los efectos del cambio climático, la proliferación de este tipo de instalaciones está estrechamente ligada a la viabilidad económica de estas y el ahorro que pueda aportar al consumidor o empresa que la instala. Es por ello por lo que resulta esencial intentar optimizar al máximo el dimensionamiento y operación de estas instalaciones y sobre todo intentar aportar la máxima información al consumidor para que este pueda tomar una decisión formada sobre las ventajas que su inversión incurrirá. 1.6 Motivación del trabajo A pesar del creciente grado de concienciación social sobre los efectos del cambio climático y la necesidad de la transición hacia un modelo energético más eficiente y sostenible, la realidad muestra que la adopción de instalaciones de autoconsumo fotovoltaico sigue estando estrechamente condicionada por su viabilidad económica. En la mayoría de casos, los consumidores basan su decisión de ejecutar la inversión en criterios de rentabilidad a corto-medio plazo y el ahorro que la instalación puede conllevar de forma directa al gasto energético anterior. Se pone de manifiesto, por lo tanto, que el impulso definitivo para la instalación de un sistema de autoconsumo viene dado por el retorno a la inversión que esta puede garantizar. Es por ello que surge la necesidad de proporcionar herramientas que permitan optimizar al máximo el dimensionamiento de este tipo de instalaciones, adaptándolas a las necesidades específicas de cada consumidor, como espacio disponible, orientación y ubicación entre otras. Además, es importante poder ofrecer al consumidor información clara, veraz y personalizada que le permitan tomar decisiones bien informadas sobre la inversión que va a realizar. Esta información debe incluir, además de los aspectos técnicos de la instalación, datos económicos como costes, ahorro conseguido y tiempo de retorno de la inversión. Por todo esto, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación capaz de simular y analizar múltiples Desarrollo de la aplicación 16 Figura 2-6: PVGIS, resultado datos diarios [22]. Se observa que el resultado de la simulación son 3 curvas de irradiancia, en este caso la Directa, la Global y la difusa. Estos datos se pueden comprobar hora a hora o se pueden descargar en formato CSV para posteriormente ser introducidos en la hoja de cálculo. 2.2.3 Presupuesto Otro factor muy importante para el cálculo de la amortización de la instalación es el precio de esta. En este apartado el usuario deberá introducir el presupuesto asociado a cada una de las configuraciones estudiadas anteriormente. Debido a que el presupuesto puede ser calculado de forma autónoma por el usuario o se puede basar en el cálculo realizado por una empresa instaladora, la aplicación permitirá la introducción de los datos de ambas formas: • Presupuesto detallado por el usuario: el usuario introduce de forma manual cada uno de los elementos necesarios para la aplicación. El beneficio de este modo de uso es poder mantener un coste estable en algunos parámetros del presupuesto, y otros que se pueden modificar en función del tamaño de la instalación en función del número de paneles fotovoltaicos instalados. El usuario podrá modificar qué elementos se tienen en cuenta para el presupuesto, pero se ofrecen de forma estándar que rellene los siguientes: o Generador fotovoltaico: paneles fotovoltaicos, conectores MC4, cableado de corriente continua, soporte o estructura y otros elementos necesarios. o Cuadro corriente continua: cuadro, protección contra sobretensiones y fusibles o magnetotérmico DC. o Inversor: un modelo de inversor conectado a red y otro de inversor híbrido conectado a red. o Batería: batería, cableado de la batería y seccionador. o Modificaciones en la vivienda: interruptor diferencial, interruptor magnetotérmico y tubo corrugado. o Legalización de la instalación: si la realiza una empresa externa. o Instalación: coste de la mano de obra asociada a la instalación y el beneficio económico de la empresa instaladora. Para una instalación ejemplo de 4,76 kW, se pueden observar los datos a continuación en la Figura 2-7: Apartado de presupuesto, ejemplo instalación. 17 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 2-7: Apartado de presupuesto, ejemplo instalación. • Presupuesto total ofrecido por una empresa instaladora: en este caso se simplifican los cálculos y el usuario tan solo tendrá que introducir el coste de la instalación en la aplicación. Si se contemplan 4 posibles orientaciones y la posibilidad de tener baterías y no tenerlas se deberán introducir hasta 8 presupuestos diferentes o si el coste es similar se puede simplificar a dos opciones. Estos datos se deberán introducir en el apartado de resumen como se puede observar a continuación en la Figura 2-8: Apartado de resumen, inserción de presupuestos.: Figura 2-8: Apartado de resumen, inserción de presupuestos. 2.2.4 Tarifa contratada Uno de los elementos que más afectan a los cálculos de rentabilidad de la instalación es la tarifa contratada debido a la influencia que tiene en el gasto en electricidad del hogar. Este apartado será responsabilidad del usuario, que además deberá estar al día con los cambios que ocurren con bastante frecuencia. Los elementos que se deberán tener en cuenta de la tarifa contratada son los siguientes: • Precio de la energía: muy variante, sobre todos si se trata de una comercializadora de libre mercado o regulada. Si se trata de una comercializadora de libre mercado, ofertará un precio que suele ser estable durante un determinado plazo de tiempo, esto es especialmente útil ya que, a efectos del cálculo realizado, se sabrá que no va a haber fluctuaciones en este aspecto. Por otro lado, las comercializadoras reguladas podrán mostrar el precio medio de los últimos meses, pero el precio real varía de forma horaria con las subastas de energía del mercado mayorista. También es importante elegir una discriminación horaria adecuada. Debido a que la producción del sistema de autoconsumo se realiza en horas centrales del día, lo más sensato sería utilizar una tarifa con discriminación horaria, para aprovechar el precio valle en las horas sin luz. Esto no tiene por qué ser siempre mejor, ya que podría haber una empresa que ofrece precios muy competitivos, pero solo en tarifas con precio estable. Las comercializadoras reguladas solo ofrecen tarifas con discriminación Desarrollo de la aplicación 18 horaria. A continuación, en la Figura 2-9: Tramos de la discriminación horaria., se pueden comprobar los horarios de cada tramo: Figura 2-9: Tramos de la discriminación horaria [24]. • Precio del término de potencia, alquiler del contador y contribución al bono social: cuentan con un precio regulado que se suele recalcular esporádicamente. Las comercializadoras reguladas cargan al cliente el precio regulado, pero las de libre mercado pueden cargar un precio mayor consiguiendo un beneficio en este término. De este modo, el usuario tendrá que introducir estos datos en un apartado dedicado a la tarifa contratada. En esta sección se especificará el precio de la energía para cada hora del día, esto se permite por si los tramos ofrecidos por la empresa comercializadora no coincidieran con los tramos de las comercializadoras reguladas. Esto se puede consultar a continuación en la Figura 2-10: Apartado de tarifa contratada.: Figura 2-10: Apartado de tarifa contratada. Hora Tarifa 1 0 0,082334 1 0,082334 2 0,082334 3 0,082334 4 0,082334 5 0,082334 6 0,082334 7 0,082334 8 0,1164 9 0,1164 10 0,186451 11 0,186451 12 0,186451 13 0,186451 14 0,1164 15 0,1164 16 0,1164 17 0,1164 18 0,186451 19 0,186451 20 0,186451 21 0,186451 22 0,1164 23 0,1164 Exportación 0,07 Potencia punta 0,108163 Potencia valle 0,033392 nº periodos 365 Total punta 39,479495 Total valle 12,18808 19 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico 2.2.5 Preguntas al usuario Antes de realizar los cálculos, se le plantearán al usuario una serie de preguntas que realizarán modificaciones en la aplicación de forma automática. Se podrían plantear un gran número de preguntas, pero tan solo se mostrarán las dos preguntas que se han implementado como ejemplo en este trabajo. A continuación, se muestran las preguntas implementadas: • Inyección a red: esta pregunta se plantea para conocer si la instalación está legalizada y si por lo tanto puede inyectar energía a la red. Aunque siempre resulte favorable la inyección a red, por muy escasa que sea la retribución por los excedentes, ya que es mejor recibir una pequeña cantidad de dinero que no recibir nada, puede haber casos en los que el cliente no lo haya hecho. Estos podrían ser debido a que se trate de una nueva construcción que no se encuentra cerca de una red de distribución y no se tenga intención de conectarse a la red, tratandose de una instalación aislada. Cuando la instalación cuente con inyección a red, la energía inyectada se verterá con un coste negativo, ocasionando que el gasto en energía se pueda ver reducido. • Batería virtual: se le plantea al usuario la pregunta de si va a contar con una batería virtual. En el mercado actual de la comercialización, se ofrecen varias ofertas de baterías virtuales, esto consiste en una instalación con inyección a la red con ciertas modificaciones. Normalmente el límite de la retribución por inyección a la red es el gasto realizado en el consumo del término de energía de ese periodo de facturación, esto se conoce como compensación de excedentes [25]. La batería virtual ofrece la ventaja de aumentar el margen de compensación a la totalidad de la factura, incluyendo el término de potencia, y resto de cargos normativos [26]. Además, muchas de estas, permiten incluso que, si la factura llega a coste cero y aún así quedan excedentes, estos sean aprovechados en otros puntos de suministro que tenga el titular del contrato [27]. 2.2.6 Otros datos La aplicación cuenta con otros muchos parámetros que se pueden modificar para adaptar la simulación a las necesidades del usuario, los mas importantes son los siguientes: • Capacidad de almacenamiento de la batería: se establecerá en este apartado la capacidad útil de almacenamiento de la batería en kWh. • Potencia instalada de consumos con excedente solar: una de las posibilidades que se plantean para aprovechar los excedentes, y así no depender tanto del precio que la empresa comercializadora paga por estos, será usarlos directamente en calefacción, en un acumulador de ACS u otro consumo equivalente. Como se aprovechen estos excedentes resultará en una gran diferencia de la energía aprovechada. En este caso, se han tomado como ejemplo el sistema ofrecido por Elnur Gabarrón, este fabricante ofrece varias soluciones controladas con una centralita que mide el consumo de la vivienda y la producción del sistema de autoconsumo y controla todos los elementos para amoldar el consumo a la curva de producción [28]. Por un lado, cuentan con un acumulador de calor, que con una resistencia calienta unos bloques que le permiten seguir emitiendo calor aún cuando no hay producción solar, consiguiendo una temperatura más uniforme en la vivienda. Por otro lado, cuentan con un acumulador de ACS que funciona de un modo similar, acumulando la energía aportada por el sistema de autoconsumo como energía térmica. Ambos sistemas trabajan con varias resistencias en su interior, consiguiendo que su potencia sea variable, normalmente con hasta 3 escalones. Para el cálculo del consumo de estos sistemas se aportarán las potencias de cada escalón y la potencia máxima consumida por la totalidad de los elementos instalados. Se indicará en la aplicación la potencia consumida de cada escalón de consumo en kW. • Multiplicador de consumo: se plantea la posibilidad de aumentar la referencia de consumo de la vivienda de forma proporcional a su consumo previo. Esto se tendrá en cuenta debido a la posibilidad de que la vivienda aumente su consumo al ver reducido el coste medio de la electricidad, o traslade consumos energéticos previos con otros métodos como gas o gasoil. Esto será sobre todo más probable si la producción del sistema fotovoltaico se sobredimensiona conscientemente anticipando Desarrollo de la aplicación 20 este incremento comentado. Este parámetro se introducirá en porcentaje, siendo un 100% mantener el consumo intacto. • Energía consumida por un nuevo vehículo eléctrico: siguiendo los conceptos mencionados en el apartado anterior, se plantea la posibilidad de que el consumo de la vivienda se vea incrementado por la compra de un V.E. Este valor se introducirá en kWh, que deberán ser estimados por el usuario. El gasto de este concepto se realizará asumiendo que las recargas se realizan en horario valle, siendo en este el precio más bajo de la energía. • Autoinstalación: si el usuario de la aplicación es un particular y cuenta con los conocimientos y con la motivación suficiente, tal vez le interese realizar la instalación sin contar con una empresa instaladora. Se planteará esta posibilidad, que conllevará que el coste de instalación del apartado de presupuesto sea nulo. Para ello tendrá que seleccionar un 1, en caso de querer realizar la instalación de forma independiente y un 0 en caso de contar con una empresa instaladora. • Año de estudio: debido a que los fines de semana cuentan con horario valle, será importante conocer que día de la semana es cada día del año. Para eso, se establecerá en qué año se están estudiando los datos de consumo. Una vez hecho esto, la aplicación calculará qué dia son fines de semana. • Factura negativa: En caso de constar con una tarifa con batería virtual, si el usuario cuenta con otros contratos donde pueda utilizar un excedente de la tarifa, se indicará con un 1. Este parámetro se tendrá en cuenta para la amortización, añadiendo ese valor de “factura negativa” a los ahorros que aporta la nueva instalación. • Potencia de cada instalación fotovoltaica estudiada: los datos de producción insertados en el apartado 2.2.2 Producción del sistema fotovoltaico e irradiancia se podrán modificar desde la interfaz de usuario y modificar la potencia instalada de cada una de las instalaciones estudiadas. Esto resultará muy interesante sobre todo porque algunas configuraciones de orientación permiten una mayor densidad de paneles instalados a pesar de contar con una orientación menos efectiva. Por ejemplo, en una cubierta plana, una instalación coplanar podrá contar con más módulos con el mismo espacio utilizado que una a 30º, a pesar de contar con un mayor rendimiento. • Potencia contratada: se establecerá en este punto la potencia contratada de cada una de las instalaciones estudiadas. Normalmente se conservarán igual que antes, pero en algunos casos se podría ver modificada, por ejemplo: o En caso de contar con una batería virtual y que la potencia máxima de producción del sistema de autoconsumo sea superior a la potencia contratada. Podría interesar contar con la máxima capacidad de exportación de electricidad para así aprovechar al máximo los excedentes de la instalación. Es importante comprobar si esto es viable económicamente, puesto que incrementar la potencia contratada es costoso y el incremento de producción solo sería durante las horas centrales del día y durante los meses de mayor producción. o En caso de instalar un sistema híbrido con baterías, se podría reservar siempre una capacidad de carga destinada a ser usada para evitar picos de consumo con la red, consiguiendo de este modo reducir la potencia máxima demandada. Siguiendo el estilo del resto de apartados, los datos que son modificables por el usuario son los marcados en color amarillo. A continuación, en la Figura 2-11: Apartado de término de potencia e impuestos. se puede visualizar este apartado: Figura 2-11: Apartado de término de potencia e impuestos. P. actual 6,6 Precio unit 39,48 6,60 260,56 6,60 260,56 6,60 260,56 6,60 260,56 12,19 6,60 80,44 6,60 80,44 6,60 80,44 6,60 80,44 14,03 14,03 14,03 14,03 14,03 451,55 451,55 451,55 451,55 21% 5,11% IVA Imp. esp. luz Potencia Valle Bono social E-Oº 18º Potencia Punta Total otros conceptos 34º 3º 21 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico • Impuestos: se podrá modificar el tipo impositivo del IVA y del IEE o impuesto especial sobre la electricidad. Aunque estos normalmente son de un 21% y un 5,113% respectivamente, se permite al usuario modificarlos para casos recientes como la modificación del IVA e IEE que ocurrió entre 2021 y 2024 con motivo de la escalada de precios de la energía a raíz de la crisis energética tras la pandemia y la guerra entre Rusia y Ucrania [29]. Esto se puede visualizar en la Figura 2-11: Apartado de término de potencia e impuestos. mostrada en el apartado anterior. 2.3 Procesamiento de la información En este apartado se describirán los diferentes procesos llevados a cabo para procesar la información recopilada 21nteriormente. La base de este apartado será una macro desarrollada en VBA dentro de Excel. El propósito es simplificar al usuario la introducción de los datos, puesto que estos se obtienen desde varios archivos y con formatos bien diferenciados. A continuación, se describirá como se procesan los datos de los diferentes elementos de entrada. 2.3.1 Datos de consumo horario El proceso que se seguirá para tratar los datos de consumo se basará en las siguientes etapas: • Apertura de un libro auxiliar donde se agruparán los datos de consumo. • Borrado de los datos existentes de ejecuciones anteriores. • Ciclo iterativo en el que se abrirán los archivos de consumo encontrados en la carpeta de consumos, se copian todos los elementos presentes en la hoja de consumo abierta y se pegan en el archivo auxiliar, en la primera fila vacía que encuentre. • Convertir texto en columnas separando por punto y coma. • Transformación del vector de consumo en una matriz de 24x365. Para este punto, primero se copiarán los datos de consumo y se pasarán a una columna diferente, es en esta donde la matriz obtendrá los datos. Se comprobará que el día y hora concuerdan con la celda actual y si coincide los volcará a la matriz de consumo. El resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 2-12: Matriz de consumo.: Figura 2-12: Matriz de consumo. • Apertura del archivo en el que se volcarán los datos. • Copiado y pegado de los datos entre el documento auxiliar y el principal. Desarrollo de la aplicación 22 El código ejecutado en la Macro para realizar todas las operaciones descritas anteriormente se puede consultar en el ANEXO I: Código automatización 2.3.2 Producción del sistema fotovoltaico e irradiancia Los datos obtenidos deberán ser introducidos en el apartado de producción. Para formar la curva de producción se pegarán los datos de producción mensual obtenidos del apartado Conectado a red y la curva de irradiancia obtenida del apartado Datos diarios. Estos datos se introducen en las casillas con la fuente de color azul como se puede observar a continuación en la Figura 2-13: Introducción de los datos de producción e irradiancia.: Figura 2-13: Introducción de los datos de producción e irradiancia. Usando como base estos datos, se obtendrá una curva de generación. Para ello se ha realizado una curva de forma proporcional a la irradiancia donde la suma total de producción diaria multiplicada por el número de días de ese mes coincida con el dato de producción mensual obtenido de PVGIS. El resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 2-14: Curva de producción obtenida.: 23 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 2-14: Curva de producción obtenida. 2.4 Cálculos realizados En este apartado se describirán los diferentes cálculos hechos dentro de la hoja de cálculo para obtener los diferentes parámetros sobre cómo se comportará cada uno de los sistemas propuestos de forma independiente. En un primer lugar se realizarán diferentes cálculos en base a los datos de consumo actuales de la vivienda y los datos estimados de producción de la instalación de autoconsumo fotovoltaico propuesta. Cada uno de los cálculos realizados a continuación se realizarán en una matriz de 24x365 diferente. Aunque se podrían haber agrupado en mayor medida, se decide realizarlo de forma independiente para así poder obtener más información sobre cada uno de los pasos, estos son: • Consumo: es el resultado importado a la hoja de cálculo por la macro de VBA descrita en el apartado anterior. Se resaltarán mediante colores más fuertes las horas de mayor consumo, de este modo se pueden observar patrones de consumo. • Coste actual: es el resultado de multiplicar cada una de las horas por el precio horario de la tarifa contratada. Se contempla también la posibilidad de contratar una tarifa con discriminación horaria y que además se tenga en cuenta el día de la semana que es para así poder aplicar la tarifa valle a los fines de semana. • Producción estimada: se reflejan aquí los datos de producción del sistema de autoconsumo. • Diferencia producción-consumo: es el resultado de restar la producción al consumo de la vivienda, es decir, reflejará la necesidad del uso de la red para abastecer a la vivienda, o en caso de una producción al consumo, reflejará con signo negativo la energía vertida a la red. En la interfaz de usuario se configurará la opción de vertido a red, permitiendo también al usuario configurar una instalación de vertido cero [30]. • Coste con placas: se obtiene aquí el coste resultante de una instalación solo con las placas fotovoltaicas. Las variantes serán si se trata de una instalación convertido a red o no. • Calefacción o termo: se obtiene la pontencia consumida por el sistema de consumo con los excedentes fotovoltaicos, este puede ser calefacción o un acumulador de ACS con un elemento resistivo que realizará el consumo. • Nuevo consumo red: es el resultado de restar la producción al consumo de la vivienda, pero teniendo en cuenta el aumento del consumo de la vivienda al instalar los sistemas de acumulación térmicos. Es decir, reflejará la necesidad del uso de la red para abastecer a la vivienda tras modificar el consumo anterior. Desarrollo de la aplicación 24 • Coste con calefacción: se obtiene aquí el coste resultante de una instalación con los elementos de acumulación de energía térmica, pero sin aún instalar el sistema de autoconsumo. Así se obtendría el coste de referencia al aumentar el consumo de la vivienda. Posteriormente será el usuario quien decidirá si usar el coste original o el modificado. • Potencia de las baterías: posteriormente se baraja la posibilidad de instalar un sistema de acumulación mediante baterías. Cuando existan excedentes y el estado de carga de esta lo permita, se destinarán a recargarla. Si la batería ya está totalmente cargada, los excedentes se inyectarán a la red si la instalación lo permite. Por otro lado, cuando haya consumo y este sea superior a la energía generada por el sistema de autoconsumo, se primará el uso de la batería para abastecer a la vivienda. Solo cuando esté la batería descargada se hará uso de la red. • Energía en la batería: en esta matriz se puede consultar la energía disponible en el sistema de almacenamiento. Su límite superior es especificado por el usuario y el límite inferior será de 0. • Estado de carga de la batería: es el resultado de dividir la energía disponible en la batería entre su capacidad de almacenamiento, expresado en porcentaje. Como se ha mencionado antes, será este parámetro el que dicte el destino de los excedentes si los hubiera. • Nuevo consumo red: es el resultado de restar la producción al consumo de la vivienda y la potencia absorbida e inyectada al consumo de la vivienda por la batería. Es decir, reflejará la necesidad del uso de la red para abastecer a la vivienda tras modificar el consumo anterior. Al introducir las baterías habrá momentos con consumo de red, con excedentes a la red y otros momentos durante la carga y descarga de la batería donde el intercambio con la red será nulo. • Coste con placas y batería: se obtiene aquí el coste resultante de una instalación con las placas fotovoltaicas y un sistema de acumulación con baterías. Las variantes serán si se trata de una instalación convertido a red o no y la capacidad máxima de almacenamiento de la batería. • Nuevo consumo con calefacción y batería: es el resultado de restar la producción al consumo de la vivienda, pero teniendo en cuenta el aumento del consumo de la vivienda al instalar los sistemas de acumulación térmicos y la potencia absorbida e inyectada al consumo de la vivienda por la batería. Es decir, reflejará la necesidad del uso de la red para abastecer a la vivienda tras modificar el consumo anterior. • Diferencia producción-consumo: es el resultado de restar la producción al consumo modificado de la vivienda teniendo en cuenta el aporte de la batería, es decir, reflejará la necesidad del uso de la red para abastecer a la vivienda, o en caso de una producción al consumo, reflejará con signo negativo la energía vertida a la red. • Calefacción o termo con batería: igual que lo mencionado anteriormente, pero teniendo en cuenta ahora la aportación de la batería, modificando el consumo de la vivienda. Se puede observar aquí el consumo del sistema de almacenamiento térmico, ya sea un acumulador de ACS o un acumulador de calor similar a un radiador. • Coste de red con placas, calefacción y batería: se obtiene aquí el coste resultante de una instalación con las placas fotovoltaicas, un sistema de acumulación con baterías y un sistema de acumulación de energía térmica. Las variantes serán si se trata de una instalación con vertido a red o no, la capacidad máxima de almacenamiento de la batería y la potencia instalada del acumulador de ACS y calefacción. 2.5 Datos de salida e interfaz completa Tras definir todos los datos que se introducen, ejecutar la aplicación y realizar todos los cálculos correspondientes, se obtendrán los resultados del programa. Estos resultados se han agrupado principalmente en la sección de resumen. Esta sección se ha diseñado para poder comprobar los resultados obtenidos y realizar pequeñas modificaciones de la instalación como el tamaño, baterías o características de exportación de energía 25 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico entre otras. Todos los elementos que pueden ser modificados por el usuario son de color amarillo para que sean fácilmente localizables por este. A continuación, se muestan y explican todos los elementos visibles en dicho apartado: • Apartado de configuraciones rápidas: este apartado, aunque ya se ha modificado con anterioridad al introducir los datos de entrada, se deja presente en el apartado de resumen debido al gran uso que puede presentar realizando modificaciones de la instalación para conseguir que esta encaje de forma más acorde a las necesidades del cliente. Se puede comprobar a continuación en la Figura 2-15: Apartado de configuraciones rápidas.: Figura 2-15: Apartado de configuraciones rápidas. • Datos de coste de instalación, ahorro y amortización: en esta sección, comenzando por la izquierda se puede modificar la potencia instalada para cada una de las configuraciones estudiadas. También se plantea la posibilidad de especificar el número de paneles que caben de una potencia en concreto, de este modo calculando la potencia instalada y el coste aproximado de la instalación. Posteriormente, más a la derecha se observan los resultados de las simulaciones. El primer cajetín que se puede comprobar es el de una instalación conectada a red con baterías y a continuación el de una instalación híbrida con baterías. Dentro de cada uno de estos bloques se especifican los resultados calculados con la misma referencia de consumo previo de la vivienda y también calculando el coste hipotético de aumentar el consumo correspondiente por los sistemas de calefacción o ACS. Se plantean ambos resultados para que el usuario haga uso del que crea que es más adecuado en función de la instalación. En último lugar, se puede observar el ahorro obtenido con cada una de las instalaciones y configuraciones propuestas y la amortización correspondiente. Todo lo anteriormente mencionado se puede comprobar a continuación en la Figura 2-16: Apartado de costes, ahorros y amortización.: Figura 2-16: Apartado de costes, ahorros y amortización. • Datos de energía y costes: a continuación, se observa una sección de mayor tamaño donde se muestra un resumen de todos los cálculos realizados por la aplicación. Estos datos se muestran de forma mensual y agrupadas en el año completo estudiado. De arriba abajo, los elementos que se pueden observar son los siguientes: o La primera sección que se puede ver refleja la producción de cada una de las instalaciones propuestas. Esta producción es asumiendo la posibilidad de que la totalidad de la energía se puede aprovechar, ya sea mediante consumo directo, almacenamiento en baterías o exportación a la red. o A continuación, se muestran los datos de consumo previos de la vivienda, estos se han calculado con los documentos de consumo descargados de la empresa distribuidora. o Debajo de esta zona se encuentra la sección de consumo adicional por calefacción o ACS. En un primer lugar se deberá configurar en qué meses se activan dichos consumos. Si es ACS 3,6 kWh 1kW 100% 1kWh 11 ó 0 01 ó 0 01 ó 0 2024 01 ó 0 Factura negativa Batería virtual Autoinstalación Tamaño Bateria Tamaño calefacción Año Añadir V.E. Exportación Multip. consumo kWh kWh nºpaneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) kWh 3,57 6 5.198,03 € 830,18 € 6,26 596,68 € 8,71 6.421,08 € 865,50 € 7,42 651,95 € 9,85 1 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 807,61 € 6,44 574,11 € 9,05 6.421,08 € 841,07 € 7,63 627,52 € 10,23 1 ó 0 4,76 8 5.460,94 € 928,97 € 5,88 695,46 € 7,85 6.683,99 € 963,02 € 6,94 749,48 € 8,92 1 ó 0 4,76 8 5.460,94 € 902,00 € 6,05 668,50 € 8,17 6.683,99 € 934,81 € 7,15 721,27 € 9,27 Precio instalación Precio instalación Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Casos de estudio 32 Se obtiene como resultado que con 7 módulos fotovoltaicos el tiempo de retorno es de 8,67 años. El ahorro repercutido es de casi 615€. Por lo tanto, se optará por una instalación con 7 placas y una potencia pico de 4,165 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido es de un 47,1% de la energía y de un 55,8% de los costes. Este valor ideal ocurre aunque el gasto en energía no se vea reducido a cero, esto se debe a que el ahorro obtenido al instalar más placas se ve reducido por el aumento del coste de la instalación. Con una instalación de estas características, si se tuvieran instalados 1,6 kW de consumos auxiliares, se podrían consumir hasta 3610 kWh, incrementando el ahorro hasta los 974€ y modificando la amortización a 5,47 años. Para esta instalación el autoabastecimiento resultante es de un 71,9% de la energía y un 88,5% de los costes. • Instalación conectada a red con baterías: Se realiza un cálculo similar al anterior, pero optimizando para la instalación con baterías. El resultado que se obtiene es el mismo, pero en este caso la diferencia con la instalación de 6 placas es prácticamente nula. El tiempo con la instalación de 6 placas es de 10,48 años y con 7 es de 10,47 años. Por lo tanto, se optará por una instalación con 7 placas y una potencia pico de 4,165 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 74,1% de la energía consumida y de un 56,9% de los costes. El resultado se puede consultar en la Figura 3-3: U1S2: Instalación conectada a red. Con los consumos auxiliares cuando hay excedentes, se podría incrementar el ahorro hasta los 921€ con un tiempo de retorno de 7,11 años. La energía máxima que se podría aprovechar es de 2966 kWh. Para esta instalación el autoabastecimiento resultante es de un 85% de la energía consumida y un 83,7% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual: En este caso se mejora considerablemente el rendimiento de la instalación, al poder aprovechar los meses de verano con una producción con saldo negativo en los meses de invierno con un saldo positivo. El resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 3-5: U1S3: Instalación conectada a red con batería virtual. y en la Figura 3-6: U1S3: Consumo y producción diario.: Figura 3-5: U1S3: Instalación conectada a red con batería virtual. 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 6,545 11 5.855,31 € 1.577,03 € 3,71 1.100,53 € 5,32 7.078,36 € 1.514,62 € 4,67 1.100,53 € 6,43 11 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.539,96 € 3,80 1.072,70 € 5,46 7.078,36 € 1.509,62 € 4,69 1.100,53 € 6,43 11 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.445,07 € 4,05 1.002,65 € 5,84 7.078,36 € 1.476,58 € 4,79 1.096,14 € 6,46 01 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.395,66 € 4,20 965,52 € 6,06 7.078,36 € 1.425,67 € 4,96 1.055,87 € 6,70 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 734,45 766,04 922,17 961,52 1043,71 1030,04 1086,41 1060,92 961,00 852,60 704,28 701,98 10825,13 kWh 18º 630,03 671,93 859,08 932,68 1069,73 1089,88 1151,09 1080,88 911,76 773,18 615,57 592,04 10377,85 kWh 3º 459,30 555,37 784,19 927,55 1106,66 1144,48 1184,80 1059,83 849,80 657,16 470,01 419,06 9618,21 kWh E-O 421,37 519,21 746,82 895,58 1076,99 1118,50 1155,72 1023,84 811,78 618,88 432,49 380,27 9201,45 kWh 374,13 356,56 340,05 278,39 303,10 307,90 367,68 343,26 310,28 298,77 314,37 496,51 4090,98 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 332,40 334,60 413,40 422,80 448,60 447,80 464,80 451,40 419,40 397,60 340,80 309,40 4783,00 kWh 18º 299,60 306,80 405,00 424,80 472,80 476,00 484,80 435,40 416,00 378,60 310,60 279,80 4690,20 kWh 3º 212,40 264,40 387,00 423,00 488,20 501,00 508,00 451,60 408,60 348,80 252,20 195,60 4440,80 kWh E-O 194,20 242,60 374,20 431,60 490,20 499,40 509,20 455,40 400,40 330,60 227,60 162,20 4317,60 kWh 34º bat 276,20 293,80 356,40 360,00 414,60 400,40 409,60 401,20 362,20 335,00 294,00 253,20 4156,60 kWh 18º bat 236,60 263,80 346,20 393,20 418,40 423,20 448,00 401,00 375,80 313,80 271,20 215,20 4106,40 kWh 3º bat 162,00 208,00 327,20 393,00 437,40 443,00 459,80 401,40 369,00 297,20 185,60 135,20 3818,80 kWh E-O bat 134,60 187,80 318,60 391,40 446,20 443,40 457,00 408,00 361,20 282,00 168,80 113,00 3712,00 kWh original 49,22 € 43,98 € 40,70 € 35,08 € 36,50 € 37,97 € 47,33 € 41,60 € 37,10 € 37,39 € 38,12 € 65,29 € 648,98 € 1.100,53 € calef 76,58 € 71,53 € 74,73 € 69,89 € 73,43 € 74,84 € 85,60 € 78,76 € 71,63 € 70,13 € 66,18 € 90,77 € 1.149,83 € 1.601,38 € calef+bat 73,88 € 69,24 € 74,04 € 70,05 € 75,42 € 77,16 € 87,25 € 77,45 € 71,35 € 68,56 € 63,69 € 88,33 € 1.140,11 € 1.591,66 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -14,94 € -19,99 € -33,78 € -41,51 € -45,71 € -44,17 € -39,21 € -41,66 € -38,55 € -30,92 € -18,78 € 2,90 € -465,88 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 50,7% 77,3% 100,0% 143,3% 18º -7,31 € -13,35 € -29,09 € -39,35 € -47,49 € -48,39 € -43,81 € -42,95 € -34,91 € -25,25 € -12,45 € 11,20 € -423,72 € 27,83 € 0,00 € 0,00 € 49,9% 76,6% 97,5% 139,9% 3º 5,50 € -5,06 € -23,78 € -38,98 € -50,20 € -52,51 € -46,46 € -41,51 € -30,56 € -16,99 € -2,11 € 24,57 € -353,67 € 97,87 € 0,00 € 0,00 € 48,8% 75,4% 91,1% 131,3% E-O 8,31 € -2,49 € -21,24 € -36,78 € -48,24 € -50,81 € -44,57 € -39,08 € -27,98 € -14,28 € 0,61 € 27,66 € -316,54 € 135,00 € 0,00 € 0,00 € 48,7% 75,1% 87,7% 126,8% 34º -22,47 € -27,35 € -39,81 € -46,93 € -53,07 € -50,84 € -45,11 € -47,03 € -44,09 € -37,00 € -26,64 € -2,12 € -562,72 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 77,4% 88,8% 100,0% 137,6% 18º -14,51 € -20,71 € -35,44 € -46,85 € -53,50 € -54,91 € -50,93 € -48,76 € -41,39 € -30,97 € -20,30 € 7,26 € -522,75 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 76,6% 88,3% 100,0% 137,2% 3º -2,12 € -11,63 € -30,07 € -46,23 € -56,05 € -58,44 € -52,82 € -46,04 € -36,62 € -23,57 € -8,55 € 20,56 € -447,16 € 4,39 € 0,00 € 0,00 € 75,5% 87,3% 99,6% 134,2% E-O 2,11 € -8,95 € -27,79 € -43,91 € -54,28 € -56,53 € -50,48 € -43,31 € -33,86 € -20,53 € -5,91 € 23,52 € -406,88 € 44,66 € 0,00 € 0,00 € 75,1% 86,9% 95,9% 129,5% Factura anual Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía 33 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 3-6: U1S3: Consumo y producción diario. El resultado obtenido sería instalar 11 placas, amortizando la instalación en 5,32 años y obteniendo un ahorro anual de 1.100€. Es decir, el gasto anual se convertiría en 0€. Por lo tanto, se optará por una instalación con 11 placas y una potencia pico de 6,545 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 50,7% de la energía consumida y de un 100% de los costes. Teniendo en cuenta los consumos con excedentes, con una potencia de 1,6 kW se podrían aprovechar hasta 4.783 kWh, resultando en un ahorro anual de 1.577€ y un tiempo de retorno de 3,71 años. Cabe mencionar que la potencia se podría aumentar, mejorando aún más estos resultados. Para esta instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 77,3% de la energía consumida y un 143,3% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y batería física: El resultado obtenido se puede comprobar en la siguiente Figura 3-7: U1S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. y en la Figura 3-8: U1S4: Consumo y producción diario.: Figura 3-7: U1S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 5,95 10 5.723,85 € 1.480,98 € 3,86 1.025,65 € 5,58 6.946,90 € 1.492,55 € 4,65 1.100,53 € 6,31 11 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.432,83 € 3,99 986,91 € 5,80 6.946,90 € 1.468,07 € 4,73 1.082,39 € 6,42 11 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.339,59 € 4,27 922,60 € 6,20 6.946,90 € 1.369,91 € 5,07 1.013,72 € 6,85 01 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.289,94 € 4,44 888,75 € 6,44 6.946,90 € 1.318,22 € 5,27 976,74 € 7,11 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 667,68 696,40 838,34 874,11 948,83 936,40 987,65 964,48 873,64 775,09 640,26 638,16 9841,03 kWh 18º 572,75 610,85 780,98 847,89 972,48 990,80 1046,44 982,62 828,87 702,89 559,61 538,22 9434,41 kWh 3º 417,55 504,88 712,90 843,22 1006,05 1040,44 1077,09 963,49 772,54 597,42 427,28 380,96 8743,83 kWh E-O 383,06 472,01 678,93 814,17 979,08 1016,82 1050,65 930,76 737,98 562,62 393,17 345,70 8364,95 kWh 374,13 356,56 340,05 278,39 303,10 307,90 367,68 343,26 310,28 298,77 314,37 496,51 4090,98 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 316,20 324,00 390,40 411,00 440,40 421,60 452,20 416,80 408,00 374,60 319,80 295,40 4570,40 kWh 18º 279,80 286,80 381,60 421,00 458,40 445,80 460,80 428,60 406,00 363,00 287,20 257,00 4476,00 kWh 3º 197,60 238,00 353,00 416,00 471,40 476,80 497,00 431,00 394,60 321,20 226,60 162,40 4185,60 kWh E-O 161,60 215,60 342,40 408,20 471,00 469,00 490,00 436,80 381,00 308,00 203,20 140,20 4027,00 kWh 34º bat 254,20 273,40 342,40 354,80 391,20 365,80 398,40 375,20 351,40 316,60 281,80 229,80 3935,00 kWh 18º bat 216,60 231,40 327,80 370,60 414,80 401,00 426,00 388,40 347,60 308,00 239,40 199,80 3871,40 kWh 3º bat 135,40 182,60 303,40 374,80 419,20 423,60 450,60 394,00 335,80 272,60 171,00 112,40 3575,40 kWh E-O bat 106,40 167,20 293,60 365,40 420,40 418,00 444,00 390,80 325,80 255,20 155,40 85,40 3427,60 kWh original 49,22 € 43,98 € 40,70 € 35,08 € 36,50 € 37,97 € 47,33 € 41,60 € 37,10 € 37,39 € 38,12 € 65,29 € 648,98 € 1.100,53 € calef 75,25 € 70,66 € 72,84 € 68,92 € 72,76 € 72,68 € 84,56 € 75,91 € 70,69 € 68,24 € 64,45 € 89,62 € 1.127,57 € 1.579,12 € calef+bat 72,25 € 67,59 € 72,11 € 69,74 € 74,24 € 74,67 € 85,27 € 76,89 € 70,53 € 67,28 € 61,77 € 86,45 € 1.117,68 € 1.569,23 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -10,12 € -15,08 € -27,79 € -35,28 € -39,01 € -37,52 € -32,14 € -34,77 € -32,38 € -25,42 € -14,27 € 7,61 € -376,67 € 74,87 € 0,00 € 0,00 € 50,1% 76,4% 93,2% 134,6% 18º -3,10 € -9,02 € -23,49 € -33,31 € -40,63 € -41,36 € -36,33 € -35,93 € -29,04 € -20,26 € -8,48 € 15,24 € -337,93 € 113,62 € 0,00 € 0,00 € 49,2% 75,7% 89,7% 130,2% 3º 8,70 € -1,44 € -18,62 € -32,97 € -43,10 € -45,12 € -38,75 € -34,61 € -25,08 € -12,74 € 0,98 € 27,60 € -273,62 € 177,92 € 0,00 € 0,00 € 48,0% 74,3% 83,8% 121,7% E-O 11,31 € 0,90 € -16,32 € -30,97 € -41,32 € -43,59 € -37,05 € -32,39 € -22,75 € -10,26 € 3,46 € 30,45 € -239,77 € 211,77 € 0,00 € 0,00 € 48,0% 73,8% 80,8% 117,2% 34º -17,37 € -21,91 € -34,15 € -41,40 € -45,05 € -43,82 € -38,01 € -40,44 € -37,66 € -31,76 € -22,33 € 4,12 € -470,27 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 76,6% 88,1% 100,0% 135,6% 18º -10,39 € -15,81 € -30,20 € -39,40 € -47,17 € -48,54 € -42,70 € -40,89 € -34,05 € -26,55 € -15,74 € 10,65 € -433,41 € 18,14 € 0,00 € 0,00 € 75,9% 87,6% 98,4% 133,4% 3º 2,62 € -7,84 € -25,27 € -39,53 € -48,81 € -51,36 € -45,18 € -39,58 € -30,11 € -19,36 € -5,89 € 23,53 € -364,74 € 86,81 € 0,00 € 0,00 € 74,5% 86,4% 92,1% 124,5% E-O 5,87 € -5,62 € -22,75 € -37,31 € -46,79 € -49,67 € -43,47 € -37,08 € -27,67 € -16,62 € -3,57 € 26,97 € -327,76 € 123,78 € 0,00 € 0,00 € 74,2% 86,0% 88,8% 119,8% Factura anual Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Casos de estudio 34 Figura 3-8: U1S4: Consumo y producción diario. Se observa que para el mejor caso es necesario un panel fotovoltaico menos que cuando no se cuenta con batería. Es necesario por lo tanto 10 paneles con una potencia pico de 5,95 kW, la amortización se consigue en 6,31 años con un ahorro anual de 1.100€, consiguiendo reducir la factura anual a 0€. Para este caso el grado de autoabastecimiento de la instalación es de un 76,6% de la energía consumida y de un 100% de los costes. En caso de contar con consumos con los excedentes, estos podrían ser de hasta 3935 kWh con una potencia instalada de 1,6 kW. En este caso el ahorro anual sería de 1493€ y la amortización se conseguiría en 4,65 años en caso de aprovecharlos en su totalidad. Para esta instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 88,1% de la energía consumida y un 135,6% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y uso de excedentes en otra vivienda: En este caso, se aprovechará el saldo negativo resultante cuando los excedentes son superiores al gasto en energía, potencia contratada y resto de cargos normativos. Para esta simulación, cuanto mayor sea la potencia pico de la instalación, mayor serán los sobrantes económicos y por lo tanto la rentabilidad. Cómo no hay un punto de convergencia, se simulará una instalación mayor a las anteriores para usarla como ejemplo. El límite para estos casos lo establecerá la superficie donde se pueden instalar los paneles, la potencia contratada de la vivienda y el gasto que desee reducir en la otra vivienda. Se ha realizado la simulación con una instalación de 14 paneles y una potencia pico de 8,33 kW. En este caso el resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 3-9: U1S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. y en la Figura 3-10: U1S5: Consumo y producción diario.: Figura 3-9: U1S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 8,33 14 6.249,67 € 1.613,49 € 3,87 1.381,16 € 4,52 7.472,72 € 1.564,06 € 4,78 1.487,04 € 5,03 11 ó 0 8,33 14 6.249,67 € 1.616,42 € 3,87 1.328,63 € 4,70 7.472,72 € 1.561,61 € 4,79 1.431,35 € 5,22 11 ó 0 8,33 14 6.249,67 € 1.596,28 € 3,92 1.241,14 € 5,04 7.472,72 € 1.540,19 € 4,85 1.339,68 € 5,58 01 ó 0 8,33 14 6.249,67 € 1.587,61 € 3,94 1.194,17 € 5,23 7.472,72 € 1.530,88 € 4,88 1.290,34 € 5,79 2024 11 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 934,75 974,96 1173,67 1223,75 1328,36 1310,97 1382,70 1350,27 1223,10 1085,12 896,36 893,43 13777,44 kWh 18º 801,85 855,19 1093,38 1187,05 1361,48 1387,12 1465,02 1375,66 1160,42 984,05 783,45 753,51 13208,17 kWh 3º 584,56 706,84 998,06 1180,51 1408,48 1456,61 1507,93 1348,88 1081,56 836,38 598,19 533,35 12241,36 kWh E-O 536,29 660,81 950,50 1139,83 1370,71 1423,55 1470,91 1303,06 1033,17 787,66 550,44 483,99 11710,93 kWh 374,13 356,56 340,05 278,39 303,10 307,90 367,68 343,26 310,28 298,77 314,37 496,51 4090,98 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 365,80 368,20 445,60 452,20 488,20 471,00 485,00 472,80 441,60 433,20 376,00 349,40 5149,00 kWh 18º 339,60 350,40 439,80 466,60 518,20 513,40 522,80 503,20 440,00 416,00 355,00 313,40 5178,40 kWh 3º 286,40 312,00 431,60 470,40 532,40 525,40 539,00 505,60 435,20 392,80 291,20 254,20 4976,20 kWh E-O 259,40 300,20 421,20 469,80 531,40 523,40 537,00 503,00 441,60 386,40 288,60 227,20 4889,20 kWh 34º bat 322,20 323,80 387,80 422,20 450,60 438,40 453,80 439,60 406,60 389,80 316,20 301,80 4652,80 kWh 18º bat 303,60 305,20 389,80 413,80 475,60 459,00 474,40 463,20 401,40 372,60 297,00 272,60 4628,20 kWh 3º bat 218,80 269,60 374,40 411,40 499,80 495,40 504,80 464,80 395,60 328,60 254,40 195,60 4413,20 kWh E-O bat 196,00 256,00 363,40 412,40 500,40 493,40 506,00 462,20 390,60 324,60 240,20 174,60 4319,80 kWh original 49,22 € 43,98 € 40,70 € 35,08 € 36,50 € 37,97 € 47,33 € 41,60 € 37,10 € 37,39 € 38,12 € 65,29 € 648,98 € 1.100,53 € calef 79,33 € 74,29 € 77,38 € 72,31 € 76,69 € 76,75 € 87,27 € 80,53 € 73,46 € 73,06 € 69,08 € 94,06 € 1.188,16 € 1.639,70 € calef+bat 77,18 € 72,83 € 76,91 € 73,50 € 79,16 € 80,24 € 90,38 € 83,03 € 73,33 € 71,64 € 67,35 € 91,10 € 1.191,24 € 1.642,78 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -29,22 € -34,70 € -51,59 € -60,09 € -65,79 € -64,10 € -60,37 € -62,27 € -56,98 € -47,32 € -32,28 € -10,98 € -732,18 € 0,00 € -280,63 € 0,00 € 51,9% 78,7% 125,5% 146,6% 18º -19,68 € -26,29 € -45,73 € -57,40 € -68,05 € -69,47 € -66,20 € -63,92 € -52,48 € -40,14 € -24,28 € -0,73 € -679,65 € 0,00 € -228,11 € 0,00 € 51,3% 78,5% 120,7% 146,9% 3º -3,93 € -15,81 € -39,05 € -56,94 € -71,49 € -74,59 € -69,50 € -62,11 € -46,95 € -29,71 € -11,22 € 15,70 € -592,16 € 0,00 € -140,62 € 0,00 € 50,5% 77,7% 112,8% 145,0% E-O -0,43 € -12,57 € -35,81 € -54,15 € -69,00 € -72,39 € -67,09 € -59,02 € -43,61 € -26,27 € -7,84 € 19,52 € -545,19 € 0,00 € -93,64 € 0,00 € 50,5% 77,5% 108,5% 144,3% 34º -37,46 € -42,27 € -57,63 € -67,98 € -71,89 € -70,98 € -67,48 € -68,63 € -63,98 € -54,94 € -38,84 € -16,86 € -838,06 € 0,00 € -386,52 € 0,00 € 78,5% 89,9% 135,1% 142,1% 18º -28,50 € -33,87 € -52,17 € -64,33 € -74,42 € -75,44 € -72,60 € -70,01 € -58,73 € -47,31 € -31,53 € -6,26 € -782,37 € 0,00 € -330,83 € 0,00 € 77,6% 89,5% 130,1% 141,9% 3º -11,15 € -23,15 € -44,89 € -62,99 € -78,53 € -81,63 € -76,58 € -67,57 € -52,96 € -35,40 € -19,06 € 10,84 € -690,70 € 0,00 € -239,15 € 0,00 € 76,9% 88,9% 121,7% 140,0% E-O -7,36 € -19,94 € -41,39 € -60,20 € -75,63 € -78,90 € -73,86 € -64,45 € -49,49 € -32,09 € -15,64 € 14,66 € -641,36 € 0,00 € -189,81 € 0,00 € 76,8% 88,7% 117,2% 139,1% Factura anual Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía 35 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 3-10: U1S5: Consumo y producción diario. Se observa en este caso que el ahorro obtenido sería de 1.381€, resultante de sumar la totalidad el gasto anterior de 1.100€ y el sobrante de 281€. Este caso es aún mas beneficioso y se consigue la amortización en 4,52 años. El grado de autoabastecimiento obtenido será de un 51,9% del consumo y un 125,5% del gasto anterior. En el caso de que los excedentes sean aprovechados por una instalación de almacenamiento térmico, el ahorro obtenido será de 1.613€ y el periodo de retorno será de 3,87 años. En este caso no habrá sobrantes para poder ser usados en otra vivienda, esto se debe al aumento del consumo de la vivienda. Para que hubiera un saldo negativo, sería necesario aumentar la potencia instalada, esto se puede comprobar a continuación en la Figura 3-11: U1S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. Y en la Figura 3-12: U1S6: Consumo y producción diario.: Figura 3-11: U1S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. Figura 3-12: U1S6: Consumo y producción diario. 0 10 20 30 40 50 60 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 10,71 18 6.775,49 € 1.734,41 € 3,91 1.734,41 € 3,91 7.998,54 € 1.838,22 € 4,35 1.838,22 € 4,35 11 ó 0 10,71 18 6.775,49 € 1.648,46 € 4,11 1.667,68 € 4,06 7.998,54 € 1.772,87 € 4,51 1.772,87 € 4,51 11 ó 0 10,71 18 6.775,49 € 1.636,82 € 4,14 1.556,46 € 4,35 7.998,54 € 1.661,13 € 4,82 1.661,13 € 4,82 01 ó 0 10,71 18 6.775,49 € 1.633,55 € 4,15 1.496,46 € 4,53 7.998,54 € 1.579,38 € 5,06 1.598,07 € 5,01 2024 11 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 1201,82 1253,52 1509,01 1573,40 1707,89 1685,53 1777,76 1736,06 1572,55 1395,16 1152,46 1148,70 17713,85 kWh 18º 1030,95 1099,53 1405,77 1526,21 1750,47 1783,44 1883,60 1768,71 1491,97 1265,21 1007,29 968,80 16981,94 kWh 3º 751,58 908,79 1283,22 1517,80 1810,90 1872,79 1938,77 1734,27 1390,58 1075,35 769,11 685,73 15738,90 kWh E-O 689,51 849,61 1222,08 1465,50 1762,35 1830,27 1891,18 1675,37 1328,36 1012,71 707,70 622,27 15056,91 kWh 374,13 356,56 340,05 278,39 303,10 307,90 367,68 343,26 310,28 298,77 314,37 496,51 4090,98 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 389,60 397,00 470,00 486,20 523,80 512,60 511,20 505,40 470,00 455,20 405,80 380,40 5507,20 kWh 18º 376,80 377,20 464,20 493,20 539,20 531,00 542,80 519,00 480,00 439,40 386,60 350,60 5500,00 kWh 3º 325,80 354,80 449,00 505,60 559,80 551,60 567,00 533,00 470,20 417,40 348,60 300,40 5383,20 kWh E-O 311,80 351,80 447,00 510,20 564,60 566,80 561,80 532,20 468,80 411,60 338,60 285,20 5350,40 kWh 34º bat 347,60 351,40 434,20 441,40 477,80 465,40 477,60 459,60 425,00 413,40 370,40 331,20 4995,00 kWh 18º bat 331,60 330,20 430,40 445,40 508,20 501,00 510,60 479,20 428,60 395,20 331,60 300,40 4992,40 kWh 3º bat 284,00 308,60 413,20 458,40 513,20 509,80 523,60 498,00 416,80 386,40 292,40 248,60 4853,00 kWh E-O bat 264,40 304,00 411,20 467,00 516,60 512,60 527,20 497,20 413,60 380,60 282,40 229,80 4806,60 kWh original 49,22 € 43,98 € 40,70 € 35,08 € 36,50 € 37,97 € 47,33 € 41,60 € 37,10 € 37,39 € 38,12 € 65,29 € 648,98 € 1.100,53 € calef 81,29 € 76,67 € 79,39 € 75,11 € 79,62 € 80,17 € 89,42 € 83,21 € 75,80 € 74,87 € 71,53 € 96,61 € 1.225,67 € 1.677,21 € calef+bat 80,24 € 75,04 € 78,91 € 75,69 € 80,89 € 81,69 € 92,02 € 84,33 € 76,62 € 73,57 € 69,95 € 94,16 € 1.224,91 € 1.676,46 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -48,02 € -54,22 € -75,22 € -84,75 € -92,53 € -90,51 € -88,45 € -89,70 € -81,50 € -69,13 € -50,23 € -29,19 € -1.085,43 € 0,00 € -633,88 € -57,19 € 52,9% 79,9% 157,6% 157,6% 18º -35,84 € -43,44 € -67,77 € -81,35 € -95,44 € -97,38 € -95,92 € -91,84 € -75,77 € -59,92 € -39,98 € -16,31 € -1.018,70 € 0,00 € -567,15 € 0,00 € 52,4% 79,7% 151,5% 149,8% 3º -16,05 € -30,07 € -59,19 € -80,77 € -99,86 € -103,82 € -100,10 € -89,52 € -68,68 € -46,54 € -23,28 € 4,36 € -907,48 € 0,00 € -455,94 € 0,00 € 51,9% 79,3% 141,4% 148,7% E-O -11,66 € -25,91 € -55,00 € -77,20 € -96,66 € -100,99 € -97,01 € -85,55 € -64,38 € -42,14 € -18,96 € 9,12 € -847,48 € 0,00 € -395,94 € 0,00 € 52,1% 79,2% 136,0% 148,4% 34º -55,79 € -61,21 € -83,25 € -91,78 € -98,29 € -96,67 € -95,02 € -95,39 € -87,89 € -76,86 € -59,22 € -33,68 € -1.189,24 € 0,00 € -737,69 € -214,64 € 79,1% 90,6% 167,0% 167,0% 18º -43,70 € -50,30 € -75,54 € -88,13 € -102,61 € -104,94 € -103,32 € -97,46 € -81,69 € -67,45 € -47,12 € -21,43 € -1.123,89 € 0,00 € -672,34 € -149,56 € 78,8% 90,4% 161,1% 161,1% 3º -24,57 € -37,23 € -66,53 € -88,13 € -106,23 € -110,05 € -106,76 € -96,19 € -74,33 € -54,56 € -30,53 € -0,72 € -1.012,15 € 0,00 € -560,60 € -52,42 € 78,3% 90,1% 150,9% 150,9% E-O -19,60 € -33,26 € -62,15 € -84,75 € -102,37 € -106,97 € -104,08 € -91,74 € -69,91 € -49,74 € -26,23 € 4,57 € -949,09 € 0,00 € -497,54 € 0,00 € 78,3% 90,0% 145,2% 143,5% Factura anual Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía 0 10 20 30 40 50 60 70 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O Casos de estudio 36 Para conseguir este propósito, el número de paneles instalados se debe aumentar de forma considerable hasta 18 unidades con una potencia pico de 10,71 kW. Esto es una potencia muy elevada y difícilmente aprovechable con la potencia contratada actual de la vivienda, además el usuario debe contar con el espacio suficiente para poder alojar una instalación de estas dimensiones. Independientemente de esto se analizan los resultados obtenidos. Con la instalaciónde 18 paneles más los 1,6 kW de pontencia del sistema de acumulación térmica se obtendrá un ahorro de 1.734€, incluyendo 57€ sobrantes para poder ser usados en otra vivienda del titular. El periodo de retorno para este caso es de 3,91 años. El grado de autoabastecimiento obtenido es de un 79,9% de la energía y un 157,6% de los costes. Cabe destacar que como se puede observar en la Figura 3-9: U1S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I., el periodo de retorno es mejor para una instalación de 14 módulos, aunque esto conlleve que no se obtendrá un excedente económico en la factura para poder ser usado en otra ubicación. A partir de 20 módulos vuelve a reducir de forma continuada al aumentar la potencia de la instalación. • Instalación conectada a red con batería virtual y batería física y uso de excedentes en otra vivienda: continuando con la simulación anterior, se tendrá en cuenta ahora el uso de una batería física. Ocurre igual que antes, cuantos más módulos se instalen, el ahorro obtenido de ve reducido y el tiempo de retorno disminuyen sin obtener un punto de convergencia, debiendo por lo tanto dimensionar la instalación en función de la capacidad de vertido a la red de la vivienda, la superficie disponible o las necesiad de reducción de la factura del otro punto de suministro del usuario. Para hacer una comparación con la instalación anterior, se estudiarán las mismas simulaciones con 14 y 18 módulos. Comenzando con la instalación de 14 módulos y 8,33 kW de potencia pico, tal y como se puede comprobar en la Figura 3-9: U1S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I., se obtiene un ahorro anual de 1487€, incluyendo un sobrante de 387€ para usar en otros suministros. El tiempo de retorno sería de 5,03 años, superior al de la instalación sin baterías, debido al sobrecoste de estas. El grado de autoabastecimiento obtenido será de un 78,5% del consumo y un 135,1% del gasto anterior. Si se pudieran aprovechar los excedentes en una instalación de almacenamiento térmico, esos sumarían 4652,8 kWh. El ahorro obtenido sería por lo tanto de 1564€, con un tiempo de retorno de 4,78 años. El grado de autoabastecimiento obtenido sería de un 89,9% del consumo y un 142,1% del gasto total anterior. El sobrante sería en este caso de 0€, debido al uso que se le da en este suministro. Por otro lado, en el caso de desear contar con sobrantes, se realizará la simulación para la instalación de 18 módulos con una potencia pico de 10,71 kW. Los resultados se pueden observar en la Figura 3-11: U1S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II., estos serían que se obtiene un ahorro de 1838€, que incluyen 214€ como sobrante para el otro suministro. En este caso el tiempo de retorno obtenido es de 4,35 años. El grado de autoabastecimiento obtenido sería de un 90,6% del consumo y un 167% del gasto anterior. 3.1.2 Resumen de resultados ubicación 1 Tras realizar varias simulaciones con hasta 14 casuísticas de las que permite la aplicación, se agrupan a continuación los resultados obtenidos para que se puedan visualizar de forma mas sencilla en la Figura 3-13: U1: Resumen de resultados en la ubicación 1.: 37 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 3-13: U1: Resumen de resultados en la ubicación 1. Se observan varias tendencias: • Cuanto más compleja sea la instalación, mayor sea la capacidad de exportación a la red y se cuente con la posibilidad de almacenamiento en baterías o acumuladores térmicos, mayor será el ahorro obtenido al realizar la instalación. • El ahorro obtenido al instalar una batería física es mayor que sin esta, pero el sobrecoste de la instalación hace que en todos los casos el tiempo de retorno sea menor cuando no se instala una batería. La única razón que debería motivar al consumidor a instalar una batería debería ser para contar con la posibilidad de seguir utilizando electricidad en caso de la pérdida de suministro con la red o si se trata de una instalación aislada. • El consumo auxiliar mediante almacenamiento térmico en los casos en los que se cuenta con una batería es menor que cuando no se cuenta con esta, debido a que la prioridad de consumo es la recarga de la batería para usar la energía en momentos donde la producción sea inexistente o sea menor al consumo de la vivienda. • El grado de autoabastecimiento de energía mejora alrededor de un 25% más al instalar una batería de 3,6 kWh de capacidad útil. El mejor de los casos para una instalación sin almacenamiento de ningún tipo es de un 51,9%, en cambio el mejor caso, es el de mayor complejidad y tamaño obteniéndose un 78,5%, además si se aumenta la referencia de consumo al usar los excedentes en almacenamiento térmico, el grado obtenido sería en el mejor de los casos de un 90,6%. • El tiempo de retorno obtenido para la instalación más sencilla, es de 8,7 años, que es aceptable, pero es mejorable, esto ocurre al contar con una batería virtual, consiguiendo una amortización de la instalación en 5,3 años. A partir de ahí se puede mejorar este valor, aumentando el consumo de referencia o aumentando el tamaño de la instalación para aprovechar los excedentes en otro punto de suministro en caso de contar con ello. Instalación Potenicia pico [kW] Nº de módulos Coste instalación Ahorro obtenido Sobrante Consumo auxiliar [kWh] Tiempo de retorno [años] Autoabastecimiento energía Autoabastecimiento costes Conectada a red 614,62 € - - 8,67 47,1% 55,8% Conectada a red + alm térmico 974,30 € - 3610,4 5,47 71,9% 88,5% Conectada a red + batería 625,88 € - - 10,47 74,1% 56,9% Conectada a red + batería + alm térmico 921,37 € - 2966,0 7,11 85,0% 83,7% Conectada a red + batería virtual 1.100,53 € - - 5,32 50,7% 100,0% Conectada a red + batería virtual + alm térmico 1.577,03 € - 4783,0 3,71 77,3% 143,3% Conectada a red + batería + batería virtual 1.100,53 € - - 6,31 76,6% 100,0% Conectada a red + batería + batería virtual + alm térmico 1.492,55 € - 3935,0 4,65 88,1% 135,6% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro 1.381,16 € 280,63 € - 4,52 51,9% 125,5% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico I 1.613,49 € 0,00 € 5149,0 3,87 78,7% 146,6% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico II 10,71 18 6.775,49 € 1.734,41 € 57,19 € 5507,2 3,91 79,9% 157,6% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro 1.487,04 € 386,52 € - 5,03 78,5% 135,1% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico I 1.564,06 € 0,00 € 4652,8 4,78 89,9% 142,1% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico II 10,71 18 7.998,54 € 1.838,22 € 214,64 € 4995,0 4,35 90,6% 167,0% 8,33 14 6.249,37 € 8,33 14 7.471,72 € 5,95 10 5.329,49 € 6.552,54 € 5.855,31 € 6.946,90 € 4,175 7 4,175 7 6,545 11 Casos de estudio 38 3.2 Ubicación 2: Primera residencia La segunda simulación también se realizará en una primera vivienda, igualmente ubicada en la zona occidental de Andalucía. La potencia contratada es de 5,5 kW y su consumo anual es de 4485 kWh. La cocina de la vivienda es eléctrica, el ACS es de gas natural. A continuación, en la Figura 3-14: U2: Curva de consumo. se observa el consumo previo de la vivienda: Figura 3-14: U2: Curva de consumo. Se puede apreciar que el consumo, aunque presenta varios saltos de consumo, es relativamente estable a lo largo del año. Esto es acorde al uso de primera residencia que recibe esta vivienda. A continuación, se realizarán diferentes simulaciones en función del tipo de instalación que se realice y las condiciones de contratación con la comercializadora para tratar de buscar el punto óptimo en tiempo de retorno para cada una de las variantes: 3.2.1 Cálculos ubicación 2 Se estudiará en este apartado la viabilidad económica de una instalación de autoconsumo en una primera residencia. Tras realizar la recopilación de los datos necesarios, y almacenarlos en las carpetas correspondientes, se procede a ejecutar la aplicación. Se dividirá esta sección en las diferentes posibles configuraciones con la red: • Instalación conectada a red: El resultado de la primera simulación, con 6 módulos, se puede comprobar a continuación en la Figura 3-15: U2S1: Resultado de la primera simulación. Figura 3-15: U2S1: Resultado de la primera simulación. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 3,57 6 5.198,03 € 960,87 € 5,41 671,10 € 7,75 6.421,08 € 921,74 € 6,97 698,22 € 9,20 11 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 915,81 € 5,68 650,63 € 7,99 6.421,08 € 880,50 € 7,29 683,78 € 9,39 01 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 839,23 € 6,19 608,52 € 8,54 6.421,08 € 819,06 € 7,84 652,37 € 9,84 01 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 802,65 € 6,48 591,42 € 8,79 6.421,08 € 786,41 € 8,17 638,83 € 10,05 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 400,61 417,84 503,00 524,47 569,30 561,84 592,59 578,69 524,18 465,05 384,15 382,90 5904,62 kWh 18º 343,65 366,51 468,59 508,74 583,49 594,48 627,87 589,57 497,32 421,74 335,76 322,93 5660,65 kWh 3º 250,53 302,93 427,74 505,93 603,63 624,26 646,26 578,09 463,53 358,45 256,37 228,58 5246,30 kWh E-O 229,84 283,20 407,36 488,50 587,45 610,09 630,39 558,46 442,79 337,57 235,90 207,42 5018,97 kWh 307,20 281,36 320,50 423,51 409,24 397,80 443,43 486,71 371,40 334,31 346,97 362,20 4484,63 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 214,20 240,40 285,20 246,00 275,80 246,20 254,60 269,80 251,80 236,40 182,40 205,80 2908,60 kWh 18º 159,00 195,80 252,20 228,60 284,20 276,20 288,60 292,80 218,20 206,40 126,20 133,60 2661,80 kWh 3º 102,40 130,60 217,20 224,20 293,20 286,60 293,40 274,20 196,60 139,00 80,00 78,40 2315,80 kWh E-O 88,20 115,00 197,20 210,40 273,00 271,40 277,40 255,20 171,00 132,80 69,20 59,40 2120,20 kWh 34º bat 156,40 189,80 230,60 191,00 210,40 192,20 202,80 216,80 199,60 181,00 133,00 140,00 2243,60 kWh 18º bat 106,80 144,00 198,20 170,20 224,60 213,20 222,40 227,60 158,80 153,80 76,00 79,00 1974,60 kWh 3º bat 48,80 85,40 165,60 164,20 232,60 231,40 233,20 211,80 141,40 86,20 42,00 30,60 1673,20 kWh E-O bat 38,20 69,20 146,80 146,00 214,20 217,00 217,20 190,80 121,60 72,20 27,80 20,40 1481,40 kWh original 38,40 € 33,10 € 37,94 € 51,71 € 51,11 € 50,47 € 55,80 € 59,39 € 45,31 € 41,82 € 42,81 € 44,23 € 702,15 € 1.081,41 € calef 56,04 € 52,89 € 61,42 € 71,96 € 73,82 € 70,74 € 76,76 € 81,60 € 66,04 € 61,28 € 57,83 € 61,17 € 1.006,72 € 1.385,98 € calef+bat 51,49 € 49,22 € 58,70 € 70,53 € 74,51 € 73,21 € 79,56 € 83,49 € 63,28 € 58,81 € 53,20 € 55,23 € 980,88 € 1.360,14 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º 1,91 € 0,00 € 0,00 € 2,22 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 4,26 € 0,00 € 0,00 € 6,89 € 9,13 € 31,05 € 410,31 € 0,00 € 0,00 € 45,4% 66,9% 62,1% 88,9% 18º 6,38 € 1,12 € 0,00 € 3,36 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 3,46 € 0,00 € 2,02 € 10,51 € 13,66 € 51,52 € 430,78 € 0,00 € 0,00 € 45,5% 65,8% 60,2% 84,7% 3º 13,95 € 5,77 € 0,33 € 3,56 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 4,21 € 1,18 € 6,78 € 16,68 € 21,17 € 93,63 € 472,89 € 0,00 € 0,00 € 44,9% 63,6% 56,3% 77,6% E-O 15,65 € 7,22 € 1,69 € 4,81 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 5,52 € 2,55 € 8,34 € 18,37 € 22,91 € 110,72 € 489,99 € 0,00 € 0,00 € 44,9% 62,6% 54,7% 74,2% 34º 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 3,09 € 3,93 € 383,19 € 0,00 € 0,00 € 71,4% 81,0% 64,6% 85,2% 18º 1,48 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 4,60 € 8,36 € 18,37 € 397,63 € 0,00 € 0,00 € 71,1% 79,9% 63,2% 81,4% 3º 9,90 € 0,43 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,49 € 11,23 € 17,09 € 49,78 € 429,04 € 0,00 € 0,00 € 69,5% 77,8% 60,3% 75,7% E-O 11,60 € 2,22 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 3,00 € 13,65 € 19,32 € 63,32 € 442,58 € 0,00 € 0,00 € 69,1% 76,8% 59,1% 72,7% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 39 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Se puede observar que con una instalación con inyección a red el perido de retorno es de 7,75 años. Como el gasto en el término de energía no es cero aún, se comprobará si aumentando la potencia instalada se mejora el tiempo de amortización al reducir el gasto. Tras comprobar el resultado con 7 y 8 paneles, se observa que lo ideal es instalar 7, esto se puede revisar a continuación en la Figura 3-16: U2S2: Instalación conectada a red. y la Figura 3-17: U2S2: Consumo y producción diario.: Figura 3-16: U2S2: Instalación conectada a red. Figura 3-17: U2S2: Consumo y producción diario. Se obtiene como resultado que con 7 módulos fotovoltaicos el tiempo de retorno es de 7,68 años. El ahorro repercutido es de casi 694€. Por lo tanto, se optará por una instalación con 7 placas y una potencia pico de 4,165 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido es de un 46,4% de la energía y de un 64,2% de los costes. Este valor ideal ocurre aunque el gasto en el término de energía no se vea reducido a cero, esto se debe a que el ahorro obtenido al instalar más placas se ve reducido por aumento del coste de la instalación. Con una istalación de estas características, si se tuvieran instalados 1,6 kW de consumos auxiliares, se podrían consumir hasta 3534 kWh, incrementando el ahorro hasta los 1046€ y modificando la amortización a 5,1 años. Para esta instalación el autoabastecimiento resultante es de un 70% de la energía y un 96,7% de los costes. • Instalación conectada a red con baterías: Se realiza un cálculo similar al anterior, pero optimizando para la instalación con baterías. El resultado obtenido en este caso es que la instalación que se amortiza más rápido es la de 6 paneles. El tiempo obtenido es de 9,2 años con una potencia pico de 3,57 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 71,4% de la energía consumida y de un 64,6% 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 4,165 7 5.329,49 € 1.045,88 € 5,10 693,80 € 7,68 6.552,54 € 983,57 € 6,66 702,15 € 9,33 11 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 1.012,74 € 5,26 679,52 € 7,84 6.552,54 € 961,50 € 6,81 698,23 € 9,38 01 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 937,26 € 5,69 643,45 € 8,28 6.552,54 € 895,97 € 7,31 668,73 € 9,80 01 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 904,71 € 5,89 631,86 € 8,43 6.552,54 € 867,72 € 7,55 659,47 € 9,94 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 467,38 487,48 586,84 611,88 664,18 655,48 691,35 675,13 611,55 542,56 448,18 446,72 6888,72 kWh 18º 400,93 427,59 546,69 593,53 680,74 693,56 732,51 687,83 580,21 492,03 391,72 376,76 6604,09 kWh 3º 292,28 353,42 499,03 590,26 704,24 728,31 753,97 674,44 540,78 418,19 299,10 266,67 6120,68 kWh E-O 268,14 330,40 475,25 569,92 685,36 711,77 735,46 651,53 516,59 393,83 275,22 241,99 5855,47 kWh 307,20 281,36 320,50 423,51 409,24 397,80 443,43 486,71 371,40 334,31 346,97 362,20 4484,63 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 259,80 272,40 331,80 293,20 330,60 308,80 327,40 331,00 311,60 295,40 225,00 247,00 3534,00 kWh 18º 223,00 235,60 317,80 292,60 340,80 328,60 342,20 335,20 293,20 259,40 178,80 197,60 3344,80 kWh 3º 122,80 188,60 267,40 289,60 354,60 358,40 357,60 329,40 266,20 203,00 106,60 105,00 2949,20 kWh E-O 113,20 163,40 253,40 276,60 347,40 341,00 346,40 318,40 234,60 168,60 88,20 87,60 2738,80 kWh 34º bat 209,60 224,60 261,60 237,40 268,80 248,20 266,00 276,00 251,40 222,80 168,60 189,80 2824,80 kWh 18º bat 168,80 185,80 247,80 235,80 279,20 275,00 285,40 272,20 233,80 192,00 129,00 137,80 2642,60 kWh 3º bat 77,40 131,80 206,80 235,40 293,00 299,20 296,40 270,60 201,20 148,40 59,00 61,80 2281,00 kWh E-O bat 65,00 109,60 198,00 221,80 287,20 280,40 289,40 259,40 174,60 120,40 50,00 34,60 2090,40 kWh original 38,40 € 33,10 € 37,94 € 51,71 € 51,11 € 50,47 € 55,80 € 59,39 € 45,31 € 41,82 € 42,81 € 44,23 € 702,15 € 1.081,41 € calef 59,79 € 55,52 € 65,26 € 75,85 € 78,33 € 75,89 € 82,75 € 86,64 € 70,97 € 66,14 € 61,33 € 64,57 € 1.072,21 € 1.451,47 € calef+bat 56,76 € 52,49 € 64,11 € 75,80 € 79,17 € 77,52 € 83,97 € 86,99 € 69,45 € 63,17 € 57,53 € 60,50 € 1.052,40 € 1.431,66 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 2,20 € 4,36 € 8,34 € 387,61 € 0,00 € 0,00 € 46,4% 70,0% 64,2% 96,7% 18º 1,92 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 6,33 € 9,54 € 22,63 € 401,89 € 0,00 € 0,00 € 46,6% 69,4% 62,8% 93,7% 3º 10,47 € 2,07 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 2,28 € 13,28 € 18,05 € 58,70 € 437,96 € 0,00 € 0,00 € 46,1% 67,5% 59,5% 86,7% E-O 12,38 € 3,72 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 4,06 € 15,11 € 19,99 € 70,29 € 449,55 € 0,00 € 0,00 € 46,3% 66,7% 58,4% 83,7% 34º 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 379,26 € 0,00 € 0,00 € 72,8% 83,3% 64,9% 91,0% 18º 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 3,08 € 3,92 € 383,18 € 0,00 € 0,00 € 72,6% 82,8% 64,6% 88,9% 3º 5,25 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 8,11 € 12,92 € 33,42 € 412,68 € 0,00 € 0,00 € 71,2% 80,9% 61,8% 82,9% E-O 7,87 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 9,68 € 16,01 € 42,68 € 421,94 € 0,00 € 0,00 € 71,0% 80,2% 61,0% 80,2% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O Casos de estudio 40 de los costes. El resultado se puede consultar en la Figura 3-15: U2S1: Resultado de la primera simulación. Con los consumos auxiliares cuando hay excedentes, se podría incrementar el ahorro hasta los 921€ con un tiempo de retorno de 6,97 años. La energía máxima que se podría aprovechar es de 2244 kWh. Para esta instalación el autoabastecimiento resultante es de un 81% de la energía consumida y un 85,2% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual: En este caso se mejora considerablemente el rendimiento de la instalación, al poder aprovechar los meses de verano con una producción con saldo negativo en los meses de invierno con un saldo positivo. El resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 3-18: U2S3: Instalación conectada a red con batería virtual. Y en la Figura 3-19: U2S3: Consumo y producción diario. Figura 3-18: U2S3: Instalación conectada a red con batería virtual. Figura 3-19: U2S3: Consumo y producción diario. El resultado obtenido sería instalar 11 placas, amortizando la instalación en 5,41 años y obteniendo un ahorro anual de 1.081€. Es decir, el gasto anual total de la factura se vería reducido por completo. Por lo tanto, se optará por una instalación con 11 placas y una potencia pico de 6,545 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 48,5% de la energía consumida y de un 100% de los costes. Teniendo en cuenta los consumos con excedentes, con una potencia de 1,6 kW se podrían aprovechar hasta 4.876 kWh, resultando en un ahorro anual de 1.567€ y un tiempo de retorno de 3,74 años. Cabe mencionar que la potencia se podría aumentar, mejorando aún más estos resultados. Para esta 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 6,545 11 5.855,31 € 1.567,20 € 3,74 1.081,41 € 5,41 7.078,36 € 1.499,73 € 4,72 1.081,41 € 6,55 11 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.559,65 € 3,75 1.081,41 € 5,41 7.078,36 € 1.498,52 € 4,72 1.081,41 € 6,55 11 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.488,49 € 3,93 1.036,78 € 5,65 7.078,36 € 1.467,43 € 4,82 1.081,41 € 6,55 01 ó 0 6,545 11 5.855,31 € 1.438,66 € 4,07 1.000,57 € 5,85 7.078,36 € 1.454,80 € 4,87 1.081,41 € 6,55 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 734,45 766,04 922,17 961,52 1043,71 1030,04 1086,41 1060,92 961,00 852,60 704,28 701,98 10825,13 kWh 18º 630,03 671,93 859,08 932,68 1069,73 1089,88 1151,09 1080,88 911,76 773,18 615,57 592,04 10377,85 kWh 3º 459,30 555,37 784,19 927,55 1106,66 1144,48 1184,80 1059,83 849,80 657,16 470,01 419,06 9618,21 kWh E-O 421,37 519,21 746,82 895,58 1076,99 1118,50 1155,72 1023,84 811,78 618,88 432,49 380,27 9201,45 kWh 307,20 281,36 320,50 423,51 409,24 397,80 443,43 486,71 371,40 334,31 346,97 362,20 4484,63 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 352,60 356,20 427,20 417,60 446,00 446,60 458,80 460,80 431,60 398,20 341,40 339,20 4876,20 kWh 18º 322,20 337,60 420,40 421,40 468,00 475,80 472,20 454,00 427,40 375,40 308,40 317,60 4800,40 kWh 3º 247,40 298,60 403,20 419,40 481,80 493,00 497,40 461,40 421,60 350,40 236,20 223,80 4534,20 kWh E-O 228,40 289,40 390,20 415,40 481,80 491,40 494,00 465,20 412,20 320,00 211,00 198,40 4397,40 kWh 34º bat 309,20 317,60 366,60 355,00 394,80 386,00 396,20 386,80 367,20 335,00 288,00 296,60 4199,00 kWh 18º bat 261,80 298,00 358,00 381,40 412,00 424,00 432,00 416,00 374,40 311,00 266,00 252,20 4186,80 kWh 3º bat 196,60 238,60 340,40 381,00 424,00 437,00 445,00 419,20 367,60 290,60 166,60 168,20 3874,80 kWh E-O bat 179,20 228,00 327,00 375,20 428,80 437,80 440,80 421,20 353,60 266,20 147,00 143,20 3748,00 kWh original 38,40 € 33,10 € 37,94 € 51,71 € 51,11 € 50,47 € 55,80 € 59,39 € 45,31 € 41,82 € 42,81 € 44,23 € 702,15 € 1.081,41 € calef 67,43 € 62,42 € 73,11 € 86,09 € 87,83 € 87,24 € 93,57 € 97,33 € 80,85 € 74,60 € 70,92 € 72,16 € 1.212,76 € 1.592,02 € calef+bat 64,93 € 60,89 € 72,55 € 86,40 € 89,65 € 89,64 € 94,68 € 96,77 € 80,50 € 72,72 € 68,20 € 70,38 € 1.204,82 € 1.584,08 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -22,33 € -27,23 € -34,90 € -29,10 € -37,66 € -36,97 € -37,16 € -29,95 € -34,10 € -28,76 € -16,07 € -14,09 € -442,99 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 48,5% 75,3% 100,0% 144,9% 18º -14,92 € -20,61 € -30,34 € -27,09 € -39,55 € -41,26 € -41,83 € -31,37 € -30,55 € -23,17 € -9,75 € -6,27 € -402,80 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 48,8% 75,3% 100,0% 144,2% 3º -2,45 € -12,36 € -25,09 € -26,76 € -42,32 € -45,43 € -44,51 € -29,98 € -26,24 € -14,99 € 0,65 € 6,37 € -334,63 € 44,63 € 0,00 € 0,00 € 48,8% 74,6% 95,9% 137,6% E-O 0,30 € -9,82 € -22,56 € -24,58 € -40,39 € -43,81 € -42,76 € -27,56 € -23,68 € -12,31 € 3,32 € 9,21 € -298,42 € 80,84 € 0,00 € 0,00 € 49,3% 74,4% 92,5% 133,0% 34º -30,37 € -34,16 € -41,64 € -35,45 € -44,69 € -43,42 € -44,10 € -36,27 € -40,29 € -36,06 € -24,56 € -22,32 € -551,10 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,6% 86,9% 100,0% 138,7% 18º -21,25 € -27,67 € -36,96 € -34,45 € -46,73 € -48,72 € -49,91 € -39,63 € -37,56 € -30,47 € -17,98 € -12,94 € -514,16 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,8% 87,0% 100,0% 138,6% 3º -9,25 € -18,15 € -31,84 € -33,87 € -48,80 € -51,59 € -52,55 € -38,41 € -33,13 € -22,81 € -5,92 € -0,38 € -440,95 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,8% 86,5% 100,0% 135,7% E-O -6,31 € -15,57 € -29,20 € -32,04 € -47,00 € -49,90 € -50,31 € -35,86 € -29,83 € -19,92 € -3,39 € 2,77 € -402,59 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 75,1% 86,4% 100,0% 134,5% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 41 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 75,3% de la energía consumida y un 144,9% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y batería física: El resultado obtenido se puede comprobar en la Figura 3-20: U2S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física.y en la Figura 3-21: U2S4: Consumo y producción diario.: Figura 3-20: U2S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. Figura 3-21: U2S4: Consumo y producción diario. Se observa que para el mejor caso son necesarios dos paneles fotovoltaicos menos que cuando no se cuenta con batería. Son necesarios por lo tanto 9 paneles con una potencia pico de 5,355 kW, la amortización se consigue en 6,75 años con un ahorro anual de 1.009€, consiguiendo reducir la factura anual a 0€. Para este caso el grado de autoabastecimiento de la instalación es de un 73,9% de la energía consumida y de un 100% de los costes. En caso de contar con consumos con los excedentes, estos podrían ser de hasta 3695 kWh con una potencia instalada de 1,6 kW. En este caso el ahorro anual sería de 1377€ y la amortización se conseguiría en 4,95 años en caso de aprovecharlos en su totalidad. Para esta instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 85,7% de la energía consumida y un 136,5% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y uso de excedentes en otra vivienda: En este caso, se aprovechará el saldo negativo resultante cuando los excedentes son superiores al gasto en energía, potencia contratada y resto de cargos normativos. En esta simulación ocurre lo mismo que en la simulación de la Ubicación 1, cuanto mayor sea la potencia pico de la instalación, mayor serán los sobrantes económicos y por lo tanto la rentabilidad. Cómo no hay un punto de convergencia, se simulará una instalación mayor a las anteriores para usarla como ejemplo. El límite 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 5,355 9 5.592,40 € 1.406,26 € 3,98 967,86 € 5,78 6.815,45 € 1.377,26 € 4,95 1.009,13 € 6,75 11 ó 0 5,355 9 5.592,40 € 1.363,38 € 4,10 934,54 € 5,98 6.815,45 € 1.366,70 € 4,99 1.009,13 € 6,75 11 ó 0 5,355 9 5.592,40 € 1.271,48 € 4,40 877,88 € 6,37 6.815,45 € 1.308,79 € 5,21 980,57 € 6,95 01 ó 0 5,355 9 5.592,40 € 1.222,38 € 4,58 848,09 € 6,59 6.815,45 € 1.255,88 € 5,43 946,25 € 7,20 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 600,91 626,76 754,50 786,70 853,94 842,76 888,88 868,03 786,28 697,58 576,23 574,35 8856,93 kWh 18º 515,48 549,76 702,88 763,10 875,23 891,72 941,80 884,35 745,98 632,60 503,65 484,40 8490,97 kWh 3º 375,79 454,40 641,61 758,90 905,45 936,39 969,38 867,14 695,29 537,67 384,55 342,87 7869,45 kWh E-O 344,76 424,81 611,04 732,75 881,17 915,14 945,59 837,68 664,18 506,36 353,85 311,13 7528,46 kWh 307,20 281,36 320,50 423,51 409,24 397,80 443,43 486,71 371,40 334,31 346,97 362,20 4484,63 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 314,00 333,20 388,00 377,20 412,60 393,20 405,20 418,00 391,20 348,20 299,40 320,40 4400,60 kWh 18º 283,20 297,60 371,60 382,00 429,20 422,00 435,80 437,00 388,60 334,00 253,60 270,00 4304,60 kWh 3º 195,00 251,80 353,40 377,80 448,60 448,20 456,80 435,20 361,60 285,00 174,40 163,00 3950,80 kWh E-O 158,00 229,20 348,80 361,80 440,60 445,20 452,40 422,00 339,40 273,20 155,00 131,40 3757,00 kWh 34º bat 249,20 274,80 339,00 322,20 345,80 336,00 348,60 352,00 334,80 294,00 247,80 251,00 3695,20 kWh 18º bat 224,20 235,80 316,40 316,20 381,20 374,40 377,00 363,20 323,80 278,20 190,60 208,20 3589,20 kWh 3º bat 137,20 204,00 296,20 316,00 398,20 403,80 406,20 376,20 300,60 228,80 124,80 102,60 3294,60 kWh E-O bat 104,20 179,40 291,80 302,60 390,80 398,40 402,20 361,80 284,20 206,00 108,80 77,80 3108,00 kWh original 38,40 € 33,10 € 37,94 € 51,71 € 51,11 € 50,47 € 55,80 € 59,39 € 45,31 € 41,82 € 42,81 € 44,23 € 702,15 € 1.009,13 € calef 64,25 € 60,53 € 69,88 € 82,77 € 85,08 € 82,84 € 89,16 € 93,80 € 77,52 € 70,48 € 67,46 € 70,61 € 1.162,96 € 1.469,93 € calef+bat 61,72 € 57,60 € 68,53 € 83,16 € 86,45 € 85,21 € 91,68 € 95,37 € 77,31 € 69,32 € 63,69 € 66,46 € 1.152,90 € 1.459,88 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -12,87 € -17,38 € -23,06 € -16,70 € -24,23 € -23,65 € -23,12 € -16,35 € -21,77 € -17,85 € -6,98 € -4,96 € -265,71 € 41,27 € 0,00 € 0,00 € 47,7% 73,6% 95,9% 139,4% 18º -6,65 € -11,96 € -19,28 € -15,07 € -25,80 € -27,18 € -26,97 € -17,51 € -18,83 € -13,26 € -1,76 € 1,54 € -232,39 € 74,59 € 0,00 € 0,00 € 48,0% 73,4% 92,6% 135,1% 3º 3,87 € -5,19 € -14,99 € -14,81 € -28,09 € -30,63 € -29,21 € -16,37 € -15,30 € -6,43 € 6,85 € 12,12 € -175,73 € 131,24 € 0,00 € 0,00 € 47,8% 72,3% 87,0% 126,0% E-O 6,22 € -3,10 € -12,94 € -13,02 € -26,52 € -29,33 € -27,80 € -14,41 € -13,24 € -4,21 € 9,10 € 14,51 € -145,94 € 161,04 € 0,00 € 0,00 € 48,2% 71,8% 84,0% 121,1% 34º -19,41 € -23,27 € -30,09 € -23,31 € -30,15 € -30,43 € -30,38 € -23,25 € -28,50 € -25,45 € -15,21 € -11,55 € -370,13 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 73,9% 85,7% 100,0% 136,5% 18º -12,80 € -17,72 € -26,36 € -21,15 € -32,88 € -34,46 € -34,08 € -23,53 € -25,33 € -20,86 € -8,69 € -5,53 € -334,97 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,1% 85,6% 100,0% 135,4% 3º -1,43 € -11,37 € -22,13 € -21,03 € -35,15 € -38,05 € -37,33 € -23,13 € -21,88 € -14,26 € 0,01 € 6,84 € -278,42 € 28,56 € 0,00 € 0,00 € 73,6% 84,8% 97,2% 129,7% E-O 1,62 € -9,14 € -20,06 € -19,18 € -33,40 € -36,23 € -35,61 € -20,93 € -19,63 € -11,15 € 2,52 € 9,26 € -244,10 € 62,88 € 0,00 € 0,00 € 73,5% 84,4% 93,8% 124,5% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O Casos de estudio 48 obtenido es de 327€ al año. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 72,7% de la energía consumida y de un 51,6% de los costes. Estos resultados se pueden consultar en la Figura 3-29: U3S2: Instalación conectada a red. Con los consumos auxiliares cuando hay excedentes, se podría incrementar el ahorro hasta los 598€ con un tiempo de retorno de 10,51 años. La energía máxima que se podría aprovechar es de 2720 kWh. Para esta instalación el autoabastecimiento resultante es de un 87,9% de la energía consumida y un 94,3% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual: En este caso se mejora considerablemente el rendimiento de la instalación, al poder aprovechar los excedentes para reducir el término fijo de la factura. El resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 3-31: U3S3: Instalación conectada a red con batería virtual.y en la Figura 3-32: U3S3: Consumo y producción diario.: Figura 3-31: U3S3: Instalación conectada a red con batería virtual. Figura 3-32: U3S3: Consumo y producción diario. El resultado obtenido sería instalar 7 placas, amortizando la instalación en 8,4 años y obteniendo un ahorro anual de 634€. Es decir, el gasto anual se convertiría en 0€. Por lo tanto, se optará por una instalación con 7 placas y una potencia pico de 4,165 kW. Para este caso el grado de autoabastecimiento obtenido por la instalación es de un 44,4% de la energía consumida y de un 100% de los costes. Teniendo en cuenta los consumos con excedentes, con una potencia de 1,6 kW se podrían aprovechar hasta 4.144 kWh, resultando en un ahorro anual de 1.047€ y un tiempo de retorno de 5,09 años. Cabe mencionar que la potencia se podría aumentar, mejorando aún más estos resultados. Para esta 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 4,165 7 5.329,49 € 1.047,21 € 5,09 634,32 € 8,40 6.552,54 € 1.016,48 € 6,45 634,32 € 10,33 11 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 1.037,30 € 5,14 634,32 € 8,40 6.552,54 € 1.007,16 € 6,51 634,32 € 10,33 11 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 984,45 € 5,41 616,02 € 8,65 6.552,54 € 972,01 € 6,74 634,32 € 10,33 01 ó 0 4,165 7 5.329,49 € 939,79 € 5,67 592,24 € 9,00 6.552,54 € 953,00 € 6,88 634,32 € 10,33 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 467,38 487,48 586,84 611,88 664,18 655,48 691,35 675,13 611,55 542,56 448,18 446,72 6888,72 kWh 18º 400,93 427,59 546,69 593,53 680,74 693,56 732,51 687,83 580,21 492,03 391,72 376,76 6604,09 kWh 3º 292,28 353,42 499,03 590,26 704,24 728,31 753,97 674,44 540,78 418,19 299,10 266,67 6120,68 kWh E-O 268,14 330,40 475,25 569,92 685,36 711,77 735,46 651,53 516,59 393,83 275,22 241,99 5855,47 kWh 166,46 198,59 331,58 211,42 133,86 150,83 218,41 216,02 157,51 113,17 127,91 154,49 2180,24 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 300,00 301,20 315,40 352,40 405,40 381,60 385,60 384,80 370,40 366,40 295,80 285,40 4144,40 kWh 18º 269,00 271,20 315,60 336,00 421,80 408,20 411,40 388,20 356,20 333,80 274,20 259,40 4045,00 kWh 3º 155,40 239,00 291,20 334,80 443,60 438,60 436,60 389,60 347,40 302,00 172,60 147,40 3698,20 kWh E-O 140,60 210,00 257,60 330,20 422,60 428,80 430,40 372,20 328,20 271,00 166,80 130,20 3488,60 kWh 34º bat 272,60 279,40 283,20 320,80 385,80 365,40 347,80 351,60 344,00 339,40 278,20 267,80 3836,00 kWh 18º bat 237,20 247,00 278,00 312,40 403,00 389,20 379,20 359,60 327,80 307,80 258,40 242,80 3742,40 kWh 3º bat 129,80 214,80 256,20 311,20 422,60 419,00 396,40 355,80 320,20 280,00 149,80 133,80 3389,60 kWh E-O bat 117,20 186,40 226,60 308,20 402,20 409,40 389,60 339,60 300,60 259,00 143,40 116,60 3198,80 kWh original 19,69 € 21,88 € 38,10 € 24,25 € 16,62 € 17,94 € 26,85 € 27,04 € 19,20 € 13,74 € 14,19 € 17,90 € 327,35 € 634,32 € calef 44,39 € 46,68 € 64,07 € 53,26 € 50,00 € 49,35 € 58,59 € 58,72 € 49,70 € 43,90 € 38,55 € 41,39 € 761,33 € 1.068,30 € calef+bat 41,84 € 44,21 € 64,09 € 51,91 € 51,35 € 51,54 € 60,72 € 59,00 € 48,53 € 41,22 € 36,77 € 39,25 € 750,92 € 1.057,90 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -16,79 € -15,77 € -10,72 € -24,52 € -33,97 € -32,64 € -28,46 € -27,08 € -28,48 € -26,60 € -20,12 € -16,97 € -358,80 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 44,4% 80,8% 100,0% 165,1% 18º -11,96 € -11,52 € -7,82 € -23,19 € -35,13 € -35,35 € -31,38 € -27,94 € -26,19 € -23,05 € -16,05 € -11,95 € -332,64 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 44,2% 80,4% 100,0% 163,5% 3º -4,08 € -6,19 € -4,37 € -22,96 € -36,86 € -37,88 € -33,05 € -27,03 € -23,40 € -17,87 € -9,42 € -3,86 € -288,67 € 18,31 € 0,00 € 0,00 € 43,6% 79,1% 97,1% 155,2% E-O -2,33 € -4,54 € -2,65 € -21,50 € -35,60 € -36,75 € -31,85 € -25,47 € -21,71 € -16,17 € -7,66 € -2,02 € -264,89 € 42,09 € 0,00 € 0,00 € 43,5% 78,3% 93,4% 148,2% 34º -20,16 € -19,10 € -15,07 € -27,37 € -37,50 € -36,07 € -33,54 € -31,67 € -32,14 € -29,69 € -23,17 € -20,15 € -414,12 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 75,6% 91,2% 100,0% 160,2% 18º -15,34 € -14,47 € -12,44 € -26,57 € -38,43 € -38,14 € -36,63 € -32,26 € -29,59 € -26,08 € -19,14 € -15,06 € -386,83 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 75,4% 90,9% 100,0% 158,8% 3º -7,26 € -9,42 € -8,04 € -26,13 € -40,47 € -40,97 € -37,82 € -31,23 € -26,45 € -20,84 € -12,06 € -6,76 € -340,17 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,2% 89,9% 100,0% 153,2% E-O -5,26 € -7,78 € -6,16 € -24,49 € -38,94 € -39,66 € -36,30 € -29,54 € -24,71 € -19,15 € -10,22 € -4,70 € -314,03 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 73,8% 89,4% 100,0% 150,2% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 49 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 80,8% de la energía consumida y un 165,1% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y batería física: El resultado obtenido se puede comprobar en la siguiente Figura 3-33: U3S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. y en la Figura 3-34: U3S4: Consumo y producción diario.: Figura 3-33: U3S4: Instalación conectada a red con batería virtual y física. Figura 3-34: U3S4: Consumo y producción diario. Se observa que para el mejor caso es necesario un panel fotovoltaico menos que cuando no se cuenta con batería. Es necesario por lo tanto 6 paneles con una potencia pico de 3,57 kW, la amortización se consigue en 10,12 años con un ahorro anual de 634€, consiguiendo reducir la factura anual a 0€. Para este caso el grado de autoabastecimiento de la instalación es de un 74,4% de la energía consumida y de un 100% de los costes. En caso de contar con consumos con los excedentes, estos podrían ser de hasta 3428 kWh con una potencia instalada de 1,6 kW. En este caso el ahorro anual sería de 976€ y la amortización se conseguiría en 6,58 años en caso de aprovecharlos en su totalidad. Para esta instalación el grado de autoabastecimiento resultante es de un 90,1% de la energía consumida y un 153,8% de los costes. • Instalación conectada a red con batería virtual y uso de excedentes en otra vivienda: En este caso, se aprovechará el saldo negativo resultante cuando los excedentes son superiores al gasto en energía, potencia contratada y resto de cargos normativos para reducir el gasto en otro punto de suministro del titular del contrato. Para esta simulación, cuanto mayor sea la potencia pico de la instalación, mayor serán los sobrantes económicos y por lo tanto la rentabilidad. Cómo no hay un punto de convergencia, se simulará una instalación mayor a las anteriores para usarla como ejemplo. 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 3,57 6 5.198,03 € 968,83 € 5,37 596,68 € 8,71 6.421,08 € 975,84 € 6,58 634,32 € 10,12 11 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 925,78 € 5,61 574,11 € 9,05 6.421,08 € 950,90 € 6,75 627,52 € 10,23 11 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 849,42 € 6,12 535,91 € 9,70 6.421,08 € 867,99 € 7,40 584,48 € 10,99 01 ó 0 3,57 6 5.198,03 € 810,46 € 6,41 515,35 € 10,09 6.421,08 € 827,55 € 7,76 561,69 € 11,43 2024 01 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 400,61 417,84 503,00 524,47 569,30 561,84 592,59 578,69 524,18 465,05 384,15 382,90 5904,62 kWh 18º 343,65 366,51 468,59 508,74 583,49 594,48 627,87 589,57 497,32 421,74 335,76 322,93 5660,65 kWh 3º 250,53 302,93 427,74 505,93 603,63 624,26 646,26 578,09 463,53 358,45 256,37 228,58 5246,30 kWh E-O 229,84 283,20 407,36 488,50 587,45 610,09 630,39 558,46 442,79 337,57 235,90 207,42 5018,97 kWh 166,46 198,59 331,58 211,42 133,86 150,83 218,41 216,02 157,51 113,17 127,91 154,49 2180,24 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 273,60 283,60 278,80 326,00 370,00 344,80 346,60 339,40 338,60 310,20 263,60 260,40 3735,60 kWh 18º 227,20 243,40 258,60 324,20 370,80 349,80 357,20 347,00 323,40 295,20 224,00 209,20 3530,00 kWh 3º 135,60 176,80 224,80 323,80 382,20 383,60 369,40 344,20 292,60 225,60 161,80 126,60 3147,00 kWh E-O 119,40 173,60 206,20 303,60 379,80 371,80 363,20 333,20 276,40 182,20 140,40 112,40 2962,20 kWh 34º bat 242,60 259,00 252,20 290,60 347,20 324,20 306,80 306,80 306,80 299,40 249,80 242,60 3428,00 kWh 18º bat 190,40 218,60 234,00 300,40 352,00 335,40 325,40 316,00 294,80 282,80 208,20 188,00 3246,00 kWh 3º bat 109,80 138,20 202,00 300,60 364,60 356,60 340,80 311,00 263,20 215,20 134,00 109,80 2845,80 kWh E-O bat 94,00 134,00 184,60 281,80 362,20 346,60 335,00 301,00 247,60 170,40 114,60 96,80 2668,60 kWh original 19,69 € 21,88 € 38,10 € 24,25 € 16,62 € 17,94 € 26,85 € 27,04 € 19,20 € 13,74 € 14,19 € 17,90 € 327,35 € 634,32 € calef 42,22 € 45,23 € 61,06 € 51,09 € 47,08 € 46,32 € 55,38 € 54,98 € 47,08 € 39,28 € 35,89 € 39,34 € 718,52 € 1.025,50 € calef+bat 38,40 € 41,92 € 59,39 € 50,94 € 47,15 € 46,74 € 56,26 € 55,61 € 45,83 € 38,04 € 32,63 € 35,12 € 696,99 € 1.003,97 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -12,00 € -10,80 € -4,62 € -18,14 € -27,27 € -25,99 € -21,40 € -20,18 € -22,28 € -21,16 € -15,55 € -12,38 € -269,33 € 37,65 € 0,00 € 0,00 € 43,1% 79,0% 94,1% 152,7% 18º -7,84 € -7,13 € -2,09 € -16,98 € -28,27 € -28,33 € -23,92 € -20,93 € -20,32 € -18,12 € -12,06 € -8,01 € -246,76 € 60,22 € 0,00 € 0,00 € 42,8% 78,2% 90,5% 145,9% 3º -1,00 € -2,50 € 0,93 € -16,78 € -29,75 € -30,51 € -25,36 € -20,13 € -17,92 € -13,68 € -6,27 € -1,01 € -208,56 € 98,42 € 0,00 € 0,00 € 42,1% 76,3% 84,5% 133,9% E-O 0,52 € -1,05 € 2,42 € -15,51 € -28,68 € -29,55 € -24,33 € -18,78 € -16,47 € -12,21 € -4,76 € 0,58 € -188,01 € 118,97 € 0,00 € 0,00 € 41,9% 75,4% 81,2% 127,8% 34º -15,44 € -13,97 € -9,06 € -20,78 € -30,80 € -29,28 € -26,61 € -25,10 € -25,79 € -24,39 € -18,64 € -15,36 € -324,61 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 74,4% 90,1% 100,0% 153,8% 18º -11,16 € -10,31 € -5,89 € -20,02 € -31,57 € -31,48 € -29,08 € -25,54 € -23,52 € -21,19 € -15,21 € -11,05 € -300,18 € 6,80 € 0,00 € 0,00 € 73,9% 89,5% 98,9% 149,9% 3º -3,99 € -4,61 € -2,40 € -19,78 € -32,72 € -33,32 € -30,44 € -24,42 € -20,98 € -17,04 € -8,72 € -3,77 € -257,14 € 49,84 € 0,00 € 0,00 € 72,7% 88,1% 92,1% 136,8% E-O -2,36 € -3,21 € -0,49 € -18,48 € -31,58 € -32,25 € -29,17 € -23,01 € -19,16 € -15,39 € -7,34 € -1,81 € -234,35 € 72,63 € 0,00 € 0,00 € 72,1% 87,4% 88,5% 130,5% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O Casos de estudio 50 El límite para estos casos lo establecerá la superficie donde se pueden instalar los paneles, la potencia contratada de la vivienda y el gasto que desee reducir en la otra vivienda. Se ha realizado la simulación con una instalación de 10 paneles y una potencia pico de 5,95 kW. En este caso el resultado obtenido se puede comprobar a continuación en la Figura 3-35: U3S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. y en la Figura 3-36: U3S5: Consumo y producción diario.: Figura 3-35: U3S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I. Figura 3-36: U3S5: Consumo y producción diario. Se observa en este caso que el ahorro obtenido sería de 952€, resultante de sumar la totalidad el gasto anterior de 634€ y el sobrante de 318€. Este caso es aún mas beneficioso y se consigue la amortización en 6,01 años. El grado de autoabastecimiento obtenido será de un 46,6% del consumo y un 150,1% del gasto anterior. En el caso de que los excedentes sean aprovechados por una instalación de almacenamiento térmico, el ahorro obtenido será de 1.128€ y el periodo de retorno será de 5,08 años. En este caso no habrá sobrantes para poder ser usados en otra vivienda, esto se debe al aumento del consumo de la vivienda. Para que hubiera un saldo negativo, sería necesario aumentar la potencia instalada, esto se puede comprobar a continuación en la Figura 3-37: U3S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II.Y en la Figura 3-38: U3S6: Consumo y producción diario.: 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 5,95 10 5.723,85 € 1.127,70 € 5,08 952,01 € 6,01 6.946,90 € 1.097,97 € 6,33 1.007,99 € 6,89 11 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.119,95 € 5,11 915,33 € 6,25 6.946,90 € 1.091,46 € 6,36 971,65 € 7,15 11 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.102,22 € 5,19 853,41 € 6,71 6.946,90 € 1.072,89 € 6,47 908,71 € 7,64 01 ó 0 5,95 10 5.723,85 € 1.089,45 € 5,25 819,87 € 6,98 6.946,90 € 1.061,19 € 6,55 874,25 € 7,95 2024 11 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 667,68 696,40 838,34 874,11 948,83 936,40 987,65 964,48 873,64 775,09 640,26 638,16 9841,03 kWh 18º 572,75 610,85 780,98 847,89 972,48 990,80 1046,44 982,62 828,87 702,89 559,61 538,22 9434,41 kWh 3º 417,55 504,88 712,90 843,22 1006,05 1040,44 1077,09 963,49 772,54 597,42 427,28 380,96 8743,83 kWh E-O 383,06 472,01 678,93 814,17 979,08 1016,82 1050,65 930,76 737,98 562,62 393,17 345,70 8364,95 kWh 166,46 198,59 331,58 211,42 133,86 150,83 218,41 216,02 157,51 113,17 127,91 154,49 2180,24 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 360,60 353,60 406,00 414,60 462,60 453,00 466,60 468,80 429,80 428,00 363,60 345,20 4952,40 kWh 18º 338,40 335,00 395,80 411,00 491,80 485,20 488,40 451,60 426,80 392,00 334,40 324,20 4874,60 kWh 3º 272,40 301,00 379,20 422,00 499,40 501,00 510,00 468,40 416,60 381,80 294,20 250,60 4696,60 kWh E-O 262,00 295,60 356,60 417,80 506,80 499,80 512,20 466,80 413,60 355,20 256,00 226,00 4568,40 kWh 34º bat 337,80 329,20 367,60 388,00 447,00 438,80 435,60 431,20 403,40 409,00 336,00 330,40 4654,00 kWh 18º bat 311,20 310,40 357,60 390,60 472,00 464,40 452,60 430,60 408,00 374,80 308,80 307,60 4588,60 kWh 3º bat 241,00 273,00 344,20 392,20 480,60 483,60 478,20 441,20 398,80 365,00 274,20 230,20 4402,20 kWh E-O bat 230,20 270,40 322,40 386,40 487,00 482,40 479,60 440,20 395,80 339,60 241,40 209,40 4284,80 kWh original 19,69 € 21,88 € 38,10 € 24,25 € 16,62 € 17,94 € 26,85 € 27,04 € 19,20 € 13,74 € 14,19 € 17,90 € 327,35 € 634,32 € calef 49,38 € 50,99 € 71,53 € 58,38 € 54,70 € 55,23 € 65,26 € 65,64 € 54,59 € 48,98 € 44,13 € 46,32 € 845,94 € 1.152,91 € calef+bat 47,55 € 49,46 € 70,69 € 58,09 € 57,11 € 57,88 € 67,06 € 64,22 € 54,34 € 46,01 € 41,72 € 44,59 € 837,79 € 1.144,77 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -31,02 € -30,62 € -28,75 € -43,25 € -54,02 € -52,45 € -49,47 € -47,52 € -46,94 € -42,89 € -33,71 € -30,52 € -624,66 € 0,00 € -317,69 € 0,00 € 46,6% 83,7% 150,1% 177,8% 18º -24,27 € -24,58 € -24,68 € -41,44 € -55,68 € -56,31 € -53,63 € -48,74 € -43,75 € -37,83 € -27,96 € -23,45 € -587,99 € 0,00 € -281,01 € 0,00 € 46,7% 83,5% 144,3% 176,6% 3º -13,13 € -17,04 € -19,86 € -41,13 € -58,13 € -59,87 € -55,94 € -47,46 € -39,79 € -30,44 € -18,59 € -12,25 € -526,06 € 0,00 € -219,08 € 0,00 € 46,3% 83,0% 134,5% 173,8% E-O -10,68 € -14,72 € -17,50 € -39,10 € -56,28 € -58,26 € -54,21 € -45,25 € -37,40 € -28,01 € -16,16 € -9,70 € -492,53 € 0,00 € -185,55 € 0,00 € 46,5% 82,7% 129,3% 171,7% 34º -34,59 € -33,63 € -33,32 € -46,30 € -57,49 € -55,79 € -54,73 € -51,67 € -50,92 € -46,23 € -36,57 € -33,94 € -680,65 € 0,00 € -373,67 € 0,00 € 77,1% 92,7% 158,9% 173,1% 18º -27,75 € -27,44 € -29,11 € -44,50 € -59,33 € -59,47 € -58,37 € -53,44 € -47,86 € -41,28 € -31,11 € -26,92 € -644,30 € 0,00 € -337,32 € 0,00 € 77,2% 92,6% 153,2% 172,1% 3º -16,53 € -20,18 € -24,39 € -44,06 € -61,49 € -63,00 € -60,67 € -52,17 € -43,96 € -33,92 € -21,48 € -15,28 € -581,37 € 0,00 € -274,39 € 0,00 € 76,6% 92,2% 143,3% 169,1% E-O -14,08 € -18,01 € -21,84 € -41,89 € -59,49 € -61,38 € -58,77 € -49,81 € -41,41 € -31,41 € -19,14 € -12,79 € -546,91 € 0,00 € -239,93 € 0,00 € 76,7% 92,1% 137,8% 167,3% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O 51 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico Figura 3-37: U3S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II. Figura 3-38: U3S6: Consumo y producción diario. Para conseguir este propósito, el número de paneles instalados se debe aumentar de forma considerable hasta 13 unidades con una potencia pico de 7,735 kW. Esto es una potencia muy elevada y difícilmente aprovechable con la potencia contratada actual de la vivienda, además el usuario debe contar con el espacio suficiente para poder alojar una instalación de estas dimensiones. Independientemente de esto se analizan los resultados obtenidos. Con la instalaciónde 13 paneles más los 1,6 kW de pontencia del sistema de acumulación térmica se obtendrá un ahorro de 1.216€, incluyendo 26€ sobrantes para poder ser usados en otra vivienda del titular. El periodo de retorno para este caso es de 5,03 años. El grado de autoabastecimiento obtenido es de un 84,8% de la energía y un 191,7% de los costes. Si se desea aumentar el sobrante obtenido se podrá aumentar el tamaño de la instalación. • Instalación conectada a red con batería virtual y batería física y uso de excedentes en otra vivienda: continuando con la simulación anterior, se tendrá en cuenta ahora el uso de una batería física. Ocurre igual que antes, cuantos más módulos se instalen, el ahorro obtenido de ve reducido y el tiempo de retorno disminuyen sin obtener un punto de convergencia, debiendo por lo tanto dimensionar la instalación en función de la capacidad de vertido a la red de la vivienda, la superficie disponible o las necesiad de reducción de la factura del otro punto de suministro del usuario. Para hacer una comparación con la instalación anterior, se estudiarán las mismas simulaciones con 10 y 13 módulos. Comenzando con la instalación de 10 módulos y 5,95 kW de potencia pico, tal y como se puede comprobar en la Figura 3-35: U3S5: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo I., se obtiene un ahorro anual de 1.008€, incluyendo un sobrante de 374€ para usar en otros suministros. El tiempo de retorno sería de 6,89 años, superior al de la instalación sin baterías, debido al sobrecoste de estas. El grado de autoabastecimiento obtenido será de un 77,1% del consumo y un 158,9% del gasto anterior. 3,6 kWh 1,6 kW 100% Nº paneles Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) Ahorro anual Amort (años) 0kWh 7,735 13 6.118,22 € 1.216,28 € 5,03 1.216,28 € 5,03 7.341,27 € 1.278,66 € 5,74 1.278,66 € 5,74 11 ó 0 7,735 13 6.118,22 € 1.166,46 € 5,25 1.168,90 € 5,23 7.341,27 € 1.228,84 € 5,97 1.228,84 € 5,97 11 ó 0 7,735 13 6.118,22 € 1.151,05 € 5,32 1.088,88 € 5,62 7.341,27 € 1.124,22 € 6,53 1.148,28 € 6,39 01 ó 0 7,735 13 6.118,22 € 1.145,62 € 5,34 1.045,51 € 5,85 7.341,27 € 1.116,96 € 6,57 1.102,32 € 6,66 2024 11 ó 0 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 34º 867,98 905,32 1089,84 1136,34 1233,47 1217,32 1283,94 1253,82 1135,73 1007,61 832,33 829,61 12793,34 kWh 18º 744,58 794,10 1015,28 1102,26 1264,23 1288,04 1360,38 1277,40 1077,53 913,76 727,49 699,69 12264,73 kWh 3º 542,81 656,35 926,77 1096,19 1307,87 1352,57 1400,22 1252,53 1004,31 776,64 555,47 495,25 11366,98 kWh E-O 497,98 613,61 882,61 1058,42 1272,81 1321,86 1365,85 1209,99 959,37 731,40 511,12 449,42 10874,44 kWh 166,46 198,59 331,58 211,42 133,86 150,83 218,41 216,02 157,51 113,17 127,91 154,49 2180,24 kWh Meses Activada 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 ó 0 34º 383,80 387,60 443,40 459,40 503,20 481,20 490,20 488,60 451,60 444,40 393,60 385,80 5312,80 kWh 18º 363,20 380,40 426,20 472,00 533,00 516,40 526,60 516,00 450,00 426,40 371,60 359,60 5341,40 kWh 3º 334,80 338,80 418,20 466,80 537,60 527,00 542,20 521,40 455,00 405,80 332,40 306,80 5186,80 kWh E-O 304,60 335,80 413,20 470,40 538,00 533,60 539,80 522,80 458,20 404,60 317,60 293,60 5132,20 kWh 34º bat 372,00 362,60 409,20 444,40 490,80 470,80 466,00 470,20 436,40 434,00 368,80 374,60 5099,80 kWh 18º bat 345,80 356,00 401,20 439,60 512,20 497,80 494,60 484,40 432,60 416,00 343,20 345,60 5069,00 kWh 3º bat 306,60 315,40 392,60 438,60 525,40 515,60 519,40 488,20 429,80 389,80 306,80 289,20 4917,40 kWh E-O bat 281,20 297,20 388,80 443,40 526,40 516,40 517,00 490,80 426,40 390,60 291,40 275,00 4844,60 kWh original 19,69 € 21,88 € 38,10 € 24,25 € 16,62 € 17,94 € 26,85 € 27,04 € 19,20 € 13,74 € 14,19 € 17,90 € 327,35 € 634,32 € calef 51,29 € 53,79 € 74,61 € 62,07 € 58,05 € 57,56 € 67,21 € 67,27 € 56,38 € 50,33 € 46,60 € 49,66 € 883,68 € 1.190,65 € calef+bat 49,59 € 53,20 € 73,19 € 63,11 € 60,50 € 60,45 € 70,20 € 69,52 € 56,25 € 48,84 € 44,79 € 47,50 € 886,67 € 1.193,65 € Misma ref Aumento ref Consumo Cons aum Costes Cost aum 34º -45,07 € -45,39 € -46,59 € -61,75 € -74,02 € -72,20 € -70,36 € -67,89 € -65,35 € -59,18 € -47,19 € -43,95 € -888,93 € 0,00 € -581,96 € -25,63 € 47,6% 84,8% 191,7% 191,7% 18º -36,40 € -37,57 € -41,29 € -59,38 € -76,15 € -77,21 € -75,76 € -69,50 € -61,21 € -52,60 € -39,78 € -34,84 € -841,55 € 0,00 € -534,57 € 0,00 € 47,9% 84,9% 184,3% 183,9% 3º -22,10 € -27,82 € -35,10 € -58,97 € -79,30 € -81,80 € -78,71 € -67,82 € -56,08 € -42,99 € -27,67 € -20,41 € -761,53 € 0,00 € -454,56 € 0,00 € 47,7% 84,5% 171,7% 181,5% E-O -18,93 € -24,81 € -32,07 € -56,36 € -76,89 € -79,70 € -76,45 € -64,95 € -52,98 € -39,83 € -24,55 € -17,17 € -718,17 € 0,00 € -411,19 € 0,00 € 48,0% 84,5% 164,8% 180,6% 34º -49,40 € -49,27 € -51,52 € -65,31 € -77,33 € -75,68 € -75,39 € -73,58 € -69,71 € -63,35 € -49,88 € -47,57 € -951,32 € 0,00 € -644,34 € -110,31 € 77,9% 93,4% 201,6% 201,6% 18º -40,22 € -41,57 € -46,77 € -62,29 € -79,70 € -80,54 € -80,51 € -74,55 € -65,40 € -56,60 € -42,39 € -38,26 € -901,50 € 0,00 € -594,52 € -63,72 € 78,1% 93,4% 193,7% 193,7% 3º -25,83 € -30,60 € -40,61 € -61,93 € -83,10 € -85,17 € -83,99 € -72,58 € -60,16 € -46,52 € -30,84 € -24,14 € -820,93 € 0,00 € -513,95 € 0,00 € 78,0% 93,2% 181,0% 177,2% E-O -22,50 € -27,33 € -37,52 € -59,47 € -80,51 € -82,98 € -81,39 € -69,49 € -56,81 € -43,37 € -27,71 € -20,26 € -774,98 € 0,00 € -468,00 € 0,00 € 78,2% 93,2% 173,8% 176,1% Factura anual Año Conectado a red Pot instalación 18º Pot instalación 34º Pot instalación 3º Pot instalación E-O Añadir V.E. Exportación Multip. consumo Coste energía Sobrante Batería virtual Autoinstalación Coste energía batería Consumo Calefacción o ACS Consumo previo Factura negativa Producción mensual Coste sin placas Autoabastecimiento Sobrante Conectato a red + batería Misma referencia Aumentanto referencia Aumentanto referencia Misma referencia Precio instalación Precio instalación Tamaño Bateria Potencia calef/ACS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 111 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351 361 Energía [kWh] Día del año Consumo y producción diario Consumo Consumo Calefacción 34º sin batería Consumo Calefacción 34º con batería Produccion 34º Producción 18º Produccion 3º Produccion E-O Casos de estudio 52 Si se pudieran aprovechar los excedentes en una instalación de almacenamiento térmico, esos sumarían 4654 kWh. El ahorro obtenido sería por lo tanto de 1.098€, con un tiempo de retorno de 6,33 años. El grado de autoabastecimiento obtenido sería de un 92,7% del consumo y un 173,1% del gasto total anterior. El sobrante sería en este caso de 0€, debido al uso que se le da en este suministro. Por otro lado, en el caso de desear contar con sobrantes, se realizará la simulación para la instalación de 13 módulos con una potencia pico de 7,735 kW. Los resultados se pueden observar en la Figura 3-37: U3S6: Instalación conectada a red, batería virtual y saldo negativo II., estos serían que se obtiene un ahorro de 1.279€, que incluyen 110€ como sobrante para el otro suministro. En este caso el tiempo de retorno obtenido es de 5,74 años. El grado de autoabastecimiento obtenido sería de un 93,4% del consumo y un 201,6% del gasto anterior. 3.3.2 Resumen de resultados ubicación 3 Tras realizar varias simulaciones con hasta 14 casuísticas de las que permite la aplicación, se agrupan a continuación los resultados obtenidos para que se puedan visualizar de forma mas sencilla en la Figura 3-39: U3: Resumen de resultados en la ubicación 3.: Figura 3-39: U3: Resumen de resultados en la ubicación 3. Se observan varias tendencias: • Cuanto más compleja sea la instalación, mayor sea la capacidad de exportación a la red y se cuente con la posibilidad de almacenamiento en baterías o acumuladores térmicos, mayor será el ahorro obtenido al realizar instalación. • El ahorro obtenido al instalar una batería física es mayor que sin esta, pero el sobrecoste de la instalación hace que en todos los casos el tiempo de retorno sea menor cuando no se instala una batería. La única razón que debería motivar al consumidor a instalar una batería debería ser para contar con la posibilidad de seguir utilizando electricidad en caso de la pérdida de suministro con la red o si se trata de una instalación aislada. • El consumo auxiliar mediante almacenamiento térmico en los casos en los que se cuenta con una batería es menor que cuendo no se cuenta con esta, debido a que la prioridad de consumo es la recarga de la batería para usar la energía en momentos donde la producción sea inexistente o sea menor al consumo de la vivienda. Instalación 3 Potenicia pico [kW] Nº de módulos Coste instalación Ahorro obtenido Sobrante Consumo auxiliar [kWh] Tiempo de retorno [años] Autoabastecimiento energía Autoabastecimiento costes Conectada a red 325,29 € - - 15,58 41,3% 51,3% Conectada a red + alm térmico 626,48 € - 3023,2 8,09 75,4% 98,8% Conectada a red + batería 327,35 € - - 19,21 72,7% 51,6% Conectada a red + batería + alm térmico 598,36 € - 2720,4 10,51 87,9% 94,3% Conectada a red + batería virtual 634,32 € - - 8,4 44,4% 100,0% Conectada a red + batería virtual + alm térmico 1.047,21 € - 4144,2 5,09 80,8% 165,1% Conectada a red + batería + batería virtual 634,32 € - - 10,12 74,4% 100,0% Conectada a red + batería + batería virtual + alm térmico 975,84 € - 3428,0 6,58 90,1% 153,8% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro 952,01 € 317,69 € - 6,01 46,6% 150,1% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico I 1.127,70 € 0,00 € 4952,4 5,08 83,7% 177,8% Conectada a red + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico II 7,735 13 6.118,22 € 1.216,28 € 25,63 € 5312,8 5,03 84,8% 191,7% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro 1.007,99 € 373,67 € - 6,89 77,1% 158,9% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico I 1.097,97 € 0,00 € 4654,0 6,33 92,7% 173,1% Conectada a red + batería + batería virtual + excedentes en otro suministro + alm térmico II 7,735 13 7.341,27 € 1.278,66 € 110,31 € 5099,8 5,74 93,4% 201,6% 5,95 10 5.723,85 € 5,95 10 6.946,90 € 4,165 7 5.329,49 € 3,57 6 6.421,08 € 2,975 5 5.066,58 € 2,975 5 6.289,63 € 53 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico • El grado de autoabastecimiento de energía mejora alrededor de un 30% más al instalar una batería de 3,6 kWh de capacidad útil. El mejor de los casos para una instalación sin almacenamiento de ningún tipo es de un 41,3%, en cambio el mejor caso, es el de mayor complejidad y tamaño obteniéndose un 77,1%, además si se aumenta la referencia de consumo al usar los excedentes en almacenamiento térmico, el grado obtenido sería en el mejor caso de un 93,4%. • El tiempo de retorno obtenido es en general bastante elevado, debido al reducido consumo de la vivienda y la forma en la que este se reparte a lo largo del año debido a su uso esporádico. El cosumo se concenta en días concretos por lo que la instalación no es capaz de producir la energía demandada y se depende de la red. Al aumentar la referencia de consumo se consiguen rentabilidades más aceptables, pero sobre todo cuando esta mejora considerablemente es si se realiza una instalación de gran tamaño y los excedentes se aprovechan mediante una batería virtual en otro punto de suministro. Casos de estudio 54 55 4 CONCLUSIONES Y LÍNEAS DE TRABAJO FUTURAS l presente trabajo ha permitido desarrollar una aplicación capaz de dimensionar instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico implementando herramientas de automatización para agilizar el proceso. A partir de datos reales de consumo obtenidos de la empresa distribuidora y de estimaciones precisas de producción solar, así como la incorporación de parámetros económicos como el coste de la instalación y parámetros técnicos como el tamaño y orientación de la instalación, la herramienta ayuda a proporcionar una o varias propuestas de instalación adaptadas a las necesidades reales del usuario. A lo largo del desarrollo se ha destacado la importancia de considerar un gran número de factores que inciden directamente en la rentabilidad y viabilidad de las instalaciones, desde la ubicación geográfica de la instalación, la orientación de los módulos y la potencia pico instalada, el perfil de consumo horario del usuario, la tarifa eléctrica contratada y el coste de la instalación hasta otros parámetros como la existencia de compensación de excedentes, la contratación de una batería virtual, el uso de los excedentes en otro suministro del usuario, nuevos consumos añadidos para aprovechar los excedentes mediante almacenamiento de energía térmica con radiadores acumuladores de calor o acumuladores de ACS o recarga de un vehículo eléctrico. Uno de los puntos más importantes del trabajo ha consistido en la automatización del proceso de introducción de los datos mediante VBA, reduciendo significativamente la carga de trabajo para el usuario. Por otro lado se destaca la flexibilidad de la aplicación para adaptarse a diversos escenarios, desde instalaciones sencillas conectadas a la red, instalaciones híbridas con baterías, instalaciones aisladas hasta segundas residencias con un consumo moderado donde se aprovechan los excedentes en otro suministro. En cuanto al contexto energético actual, se ha puesto de manifiesto que el autoconsumo fotovoltaico representa una solución viable y cada vez más extendida en España, en línea con los objetivos del PNIEC 2021-2030. Además, se ha podido comprobar que momentos de inestabilidad en los precios de la energía fomentan aún más este tipo de soluciones. Consiguiendo de este modo que las fluctuaciones de precios afecten en menor medida al consumidor en función de la independencia de la red que consigan al generar su propia electricidad, más aún si el consumo o almacenamiento se amolda a la producción. En último lugar se han realizado simulaciones en 3 ubicaciones diferentes para comprobar el funcionamiento de la aplicación. Las dos primeras se han realizado en primeras viviendas con un uso permanente y homogéneo, mientras que la última se ha realizado en una vivienda vacacional con un uso esporádico y con grandes cambios en el perfil de consumo. Para las dos primeras se consiguen rentabilidades aceptables de forma más sencilla debido a su mayor consumo y la forma de este, siendo la instalación capaz de suministrar energía directamente en los momentos de consumo. En cambio, para la vivienda vacacional los tiempos de E Conclusiones y líneas de trabajo futuras 56 retorno resultan inadecuados para una instalación sencilla con inyección a red. Para conseguir valores aceptables se puede recurrir al uso de tarifas que cuenten con una batería virtual, consiguiendo acumular el saldo positivo de los momentos en desuso para ser gastado en los momentos de mayor consumo. Además, este tipo de tarifas resulta especialmente beneficiosa en caso de contar con otro punto de suministro, al poder sobredimensionar la instalación y utilizar los excedentes en la vivienda principal, en caso de que esta no cuente con una instalación de autoconsumo. A partir del desarrollo realizado, se identifican diversas oportunidades para mejorar, ampliar y evolucionar la aplicación en futuras versiones. Entre las principales líneas de trabajo se destacan: • Automatización más avanzada: Este trabajo ha automatizado la incorporación de datos de consumo, ya que es la labor más larga de realizar, otras secciones se rellenan de forma manual, pero resultaría de gran utilidad que se automatizaran de igual modo. Las principales secciones donde más beneficio aportaría serían por ejemplo en la incorporación de los datos de irradiación solar y las curvas de producción del sistema fotovoltaico. • Gestión de los datos de entrada: Se podría automatizar el proceso de recopilación de datos de entrada, como la descarga de datos de consumo y de producción solar. Este proceso requeriría de una automatización avanzada siendo capaz de navegar por webs con diferentes secciones y configuraciones e incluso entrar en cuentas del usuario del que se descargan los datos. • Uso de perfiles de consumo por defecto: En caso de que el usuario no cuente con los datos de producción o haya problemas con estos, se podrían implementar una serie de perfiles de consumo por defecto en función de parámetros como la superficie de la vivienda, ubicación, calidad de los cerramientos, número de habitantes y nivel de electrificación de los consumos de la vivienda. • Refinamiento del perfil de producción: Actualmente el perfil de producción se realiza en escalones mensuales, ya que así es como se obtienen los datos desde PVGIS. Esto hace que la producción diaria no sea una curva perfecta. Se podría mejorar dicha curva haciendo que los datos se modifiquen de forma diaria y no mensual, consiguiendo con ello una mayor precisión. • Mayor resolución de los datos de consumo: En la línea de la mejora de la precisión, se podría mejorar esta realizando los cálculos con datos cuarto-horarios y no de forma horaria como se ha realizado en este trabajo. Para ello también habría que estimar de forma cuarto-horaria la producción de la instalación solar. Con esto, se conseguiría que consumos puntuales no se vean esparcidos durante una hora sino en un espacio de tiempo cuatro veces mas corto y se pudiera estudiar en mejor medida la respuesta que ofrece la instalación. • Presupuesto dinámico y detallado: En cuanto al presupuesto, se podría implementar una función que lo actualice de forma aún más dinámica en función del tamaño de la instalación. Actualmente se modifica el número de paneles solar instalados y el correspondiente gasto, pero sería interesante que se fuera modificando el modelo de inversor, el número de strings en función de las características del inversor y el número de módulos, las protecciones eléctricas, la sección de los cables en función de la caída de tensión y corriente admisible y la estructura de anclaje según la orientación escogida. Además, sería interesante contar con una función de impresión del presupuesto obtenido una vez elegida la configuración óptima para el usuario. • Mejora de la interfaz de usuario: Realizar una interfaz de usuario más completa y mejor acabada, acercándose más al aspecto de una 57 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico aplicación. • Optimización de la instalación en función del espacio disponible: Otra de las posibles implementaciones, sería introducir las dimensiones de la cubierta en ancho y largo y la orientación de esta, y que la propia aplicación, en base a un catálogo, buscara los modelos de paneles solar que mejor aprovechan el espacio disponible, en caso de ser este una restricción por su reducido tamaño. Por otro lado, también se podría tener en cuenta la inclinación de la cubierta para comprobar en función del catálogo disponible de estructuras cuál es la óptima para cada caso. • Aunque el objetivo principal del desarrollo de esta aplicación ha sido estudiar la rentabilidad y desempeño de una instalación fotovoltaica de autoconsumo doméstico, se ha podido comprobar su utilidad en otra área, que además cada vez interesa más al consumidor desde la escalada de precios tras la pandemia del COVID. Debido a la necesidad el cálculo de costes previos se puede comprobar que esta aplicación puede resultar útil a un consumidor que no tiene la posibilidad o que no desea instalar placas fotovoltaicas en su casa. Se podría utilizar como comparador de tarifas de luz. Realizar esto no requeriría de grandes cambios, aunque se podría simplificar un poco la interfaz para el usuario que solo desea usarla como comparador de tarifas. Glosario 64 65 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico ANEXO I: CÓDIGO AUTOMATIZACIÓN Sub AbrirArchivosCSVYCopiarDatos() Dim Carpeta As String Dim Archivo As String Dim LibroPrincipal As Workbook Dim LibroTemp As Workbook Dim RangoDestino As Range Dim FilaDestino As Long ' Definir carpeta archivos Carpeta = "/Users/fernandocarrascal/Desktop/_Universidad/ETSI US/TFG/Consumos/" ' Abrir el libro principal Set LibroPrincipal = Workbooks.Open("/Users/fernandocarrascal/Desktop/_Universidad/ETSI US/TFG/Plantilla.xlsm") ' Eliminar contenido de veces anteriores LibroPrincipal.Sheets(1).Range("A26:H30000").ClearContents ' Definir el rango de destino en el libro principal Set RangoDestino = LibroPrincipal.Sheets(1).Cells(Rows.Count, 1).End(xlUp).Offset(1, 0) FilaDestino = RangoDestino.Row LibroPrincipal.Sheets(1).Range("A26:G9000").ClearContents ' Ciclo para recorrer todos los archivos en la carpeta Archivo = Dir(Carpeta & "*.csv") Do While Archivo <> "" ' Abrir el archivo CSV Set LibroTemp = Workbooks.Open(Carpeta & Archivo) 'Set LibroTemp = Workbooks.Open(Carpeta & Archivo, Format:=6) ' 6 = csv con delimitador de texto Application.Wait Now + TimeValue("00:00:01") ' Copiar los datos del archivo temporal al principal LibroTemp.Sheets(1).UsedRange.Copy RangoDestino ' Actualizar el rango de destino Anexo I: Código automatización 66 FilaDestino = FilaDestino + LibroTemp.Sheets(1).UsedRange.Rows.Count Set RangoDestino = LibroPrincipal.Sheets(1).Cells(FilaDestino, 1) ' Cerrar el archivo CSV LibroTemp.Close False ' Obtener el nombre del siguiente archivo en la carpeta Archivo = Dir Loop ' Mover los datos de la columna B a la columna E en el libro principal LibroPrincipal.Sheets(1).Range("B26:B9000").Copy Destination:=LibroPrincipal.Sheets(1).Range("F26") LibroPrincipal.Sheets(1).Range("B26:B9000").ClearContents Application.Wait Now + TimeValue("00:00:01") ' Convertir texto en columnas separando por punto y coma en las columnas A y F With LibroPrincipal.Sheets(1) .Range("A26:A9000").TextToColumns Destination:=.Range("A26"), DataType:=xlDelimited, TextQualifier:=xlDoubleQuote, ConsecutiveDelimiter:=False, Tab:=False, Semicolon:=True, Comma:=False, Space:=False, Other:=False, FieldInfo:=Array(1, 1) .Range("F26:F9000").TextToColumns Destination:=.Range("F26"), DataType:=xlDelimited, TextQualifier:=xlDoubleQuote, ConsecutiveDelimiter:=False, Tab:=False, Semicolon:=True, Comma:=False, Space:=False, Other:=False, FieldInfo:=Array(1, 1) End With ' Guardar y cerrar el libro principal LibroPrincipal.Save ' Abre el archivo fvº Dim LibroAdicional As Workbook Set LibroAdicional = Workbooks.Open("/Users/fernandocarrascal/Desktop/_Universidad/ETSI US/TFG/fv.xlsm") ' Copia y pega los datos Application.Wait Now + TimeValue("00:00:01") LibroPrincipal.Sheets(1).Range("B2:NB25").Copy LibroAdicional.Sheets("34º").Range("F2:NF25").PasteSpecial Paste:=xlPasteValues Application.Wait Now + TimeValue("00:00:01") ' Dejar abierta la pestaña "Resumen" del libro adicional 67 Desarrollo de una aplicación en VBA para el dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo doméstico LibroAdicional.Sheets("Resumen").Activate 'Preguntas al usuario ' Declarar una variable para almacenar la respuesta del usuario Dim inyeccion As VbMsgBoxResult ' Pregunta 1: legalización inyeccion = MsgBox("¿Va a legalizar la instalacion, permitiendo asi la inyeccion a red?", vbYesNo) ' Verificar la respuesta del usuario If inyeccion = vbYes Then ' El usuario ha seleccionado "Sí" LibroAdicional.Sheets("Resumen").Range("D5").Value = 1 Else ' El usuario ha seleccionado "No" LibroAdicional.Sheets("Resumen").Range("D5").Value = 0 End If 'Pregunta 2:Bateria virtual 'Solo si instalacion legalizada If inyeccion = vbYes Then Dim bvirtual As VbMsgBoxResult bvirtual = MsgBox("¿Va a contar con bateria virtual?", vbYesNo) If bvirtual = vbYes Then LibroAdicional.Sheets("Resumen").Range("D6").Value = 1 Else LibroAdicional.Sheets("Resumen").Range("D6").Value = 0 End If End If ' Guarda el archivo LibroAdicional.Save ' Fin proceso MsgBox "Proceso completado." End Sub