Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Ingeniería de las Tecnologías Industriales Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Dpto. de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Autor: José Antonio Rodríguez Vázquez Tutor: Domingo Borrero Govantes Sevilla, 2023 iii Trabajo Fin de Grado Ingeniería de las Tecnologías Industriales Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Autor: José Antonio Rodríguez Vázquez Tutor: Domingo Borrero Govantes Dpto. de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2023 v Proyecto Fin de Carrera: Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Autor: José Antonio Rodríguez Vázquez Tutor: Domingo Borrero Govantes El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2023 El Secretario del Tribunal vii A Noelia A mi familia A mis amigos ix Agradecimientos Muchas gracias a Noelia, a mi familia y a mis amigos, por vuestro apoyo a lo largo de estos aos, que no han sido fáciles. Vuestro ánimo y ayuda han sido fundamentales para terminar esta etapa en mi camino vocacional. Muchas gracias a D. Domingo Borrero, cuya disponibilidad y buen hacer como tutor han hecho posible la realización de este trabajo. José Antonio Rodríguez Vázquez Sevilla, 2023 6 Análisis económico 47 6.1 Análisis del ahorro anual 47 6.1.1 Balance energético 47 6.1.2 Balance económico 49 6.2 Análisis de la inversion 51 7 Mediciones y presupuestos 53 8 Estudio de seguridad y salud 57 8.1 Objeto del Estudio de Seguridad y Salud 57 8.2 Datos Generales del Proyecto 57 8.2.1 Emplazamiento 57 8.2.2 Titular 57 8.2.3 Autor del proyecto 58 8.2.4 Presupuesto de Ejecución Material 58 8.2.5 Plazo de Ejecución 58 8.3 Estudio de Seguridad y Salud 58 8.3.1 Introducción y objeto del presente estudio 58 8.3.2 Derechos y obligaciones 58 8.3.3 Identificación de riesgo y prevención 61 9 Planos 63 Anexos 69 Bibliografía 81 Referencias 85 xvii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Ventajas y desventajas de las instalaciones FV flotantes. 9 Tabla 2: Detalle de los componentes del sistema de Ciel y Terre 12 Tabla 3: Características del módulo UN-JD550 de 550Wp en condiciones STC 22 Tabla 4: Características técnicas del inversor MAX 125KTL3-X LV 22 Tabla 5: Principales características del inversor 30 Tabla 6: Principales características del módulo FV 30 Tabla 7: Coeficientes de temperatura del módulo FV 31 Tabla 8: Secciones de cableado de la sección de corriente continua cable PV ZZ-F 33 Tabla 9: Ilustración 30 - Intensidades admisibles para cables con conductores de cobre. Temperatura ambiente 40oC en el aire. Modificado de RD 842/2002 ITCBT19. 35 Tabla 10: Datos técnicos de conductores segn secciones. 36 Tabla 11: Listado de protecciones del inversor 38 Tabla 12: Tarifas mensuales en €/KWh 47 Tabla 13: Datos de balance energético conseguido con la instalación. 48 Tabla 14: Cálculo del VAN, TIR y parámetros económicos de interés. 52 Tabla 15: Riesgos y posibles soluciones en la instalación. 62 xix ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Esquema de funcionamiento de una placa FV 4 Figura 2: Detalle del flotador con la placa solar en inclinación de 5º 10 Figura 3: Detalle de operarios montando una instalación de Isigenere 11 Figura 4: Instalación con sistema de anclaje al fondo en Don Sai, Tailandia 13 Figura 5: Instalación con sistema de anclaje a orilla, utilizando como orilla un pantalán en Anhui, China 13 Figura 6: Instalación con sistema de anclaje a orilla, utilizando unos pilares instalados para tal fin. 14 Figura 7: Panel unido mediante eje móvil a plataforma flotante. 15 Figura 8: Instalación completa. 15 Figura 9: Detalle de los elementos de una célula de la instalación. 16 Figura 10: Mediciones tomadas mediante imagen por satélite. 20 Figura 11: Imagen 3D de la balsa por satélite. 20 Figura 12: Esquema sistema flotador de Isifloating 24 Figura 13: Sistema flotante Isiflotaing 24 Figura 14: Sistemas de amarre Isifloating 25 Figura 15: Sistema de uniones Isifloating 25 Figura 16: Sistema de fijación de paneles Isifloating. 25 Figura 17: Plataformas dde mantenimiento de Isifloating 26 Figura 18: Plataformas de acceso Isifloating 26 Figura 19: Esquema de la instalación correspondiente por cada inversor 33 Figura 20: Cableado (amarillo) CA desde inversor más lejano hasta cuadro de BT 34 Figura 21: Cableado (amarillo) CA desde inversor más lejano hasta el nuevo cuadro de BT 37 Figura 22: Balance energético mensual con la instalación 48 Figura 23: Balance energético por horas 49 Figura 24: Factura mensual de la Red electrica 50 Figura 25: Ahorro mensual en la factura de la luz 50 xxi Notación FER FV Fuentes de energía renovables Fotovoltaica MPP Punto de máxima potencia CA Corriente alterna CC Corriente continua MT Media tensión BT Baja tensión 1 1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ebido a la incertidumbre en el actual mercado energético espaol, cada vez se ha ido haciendo más popular la idea de que sea el consumidor final el que produzca su propia energía. Esto desde el punto de vista puramente económico tiene una gran ventaja y otra desventaja. La ventaja es lógicamente el ahorro en la factura final de la luz, sumando los ahorros por consumo propio al de las pequeas ventas a la red eléctrica que hacemos cuando producimos con excedentes. El contra es inversión económica que requiere la instalación y mantenimiento de las instalaciones fotovoltaicas. Pero la faceta económica no es la nica que tiene en cuenta la sociedad hoy en día. El uso de fuentes de energía renovable se ha convertido en una prioridad global debido a la necesidad de reducir la emisión de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático. La energía solar fotovoltaica es una de las tecnologías más desarrolladas y con mayor potencial de crecimiento en el sector de las energías renovables. Sin embargo, la instalación de paneles solares en tierra firme puede ser limitada debido a la falta de espacio disponible y las limitaciones de uso del suelo. En este contexto, las instalaciones fotovoltaicas flotantes se presentan como una alternativa innovadora para aprovechar las superficies acuáticas disponibles, como lagos, embalses, ríos , mares, y en nuestro caso balsas, para la generación de energía solar. Las instalaciones fotovoltaicas flotantes tienen la ventaja de que no requieren espacio en tierra y pueden instalarse en lugares donde la irradiación solar es alta, lo que aumenta su eficiencia. Además, la tecnología de paneles solares fotovoltaicos ha experimentado una disminución significativa en sus costos, lo que ha aumentado la competitividad de esta fuente de energía en relación con las fuentes de energía convencionales. En este contexto, el presente proyecto de una instalación fotovoltaica flotante en una balsa se enfoca en disear y desarrollar una solución innovadora para aprovechar las superficies acuáticas disponibles y generar energía solar de manera eficiente y sostenible. La instalación de paneles solares en una balsa no solo aprovecha la superficie del agua, sino que también resultará beneficiosa para un mejor aprovechamiento de esta, ya que evitaremos el exceso de evaporación y la proliferación de algas, entre otros beneficios. Todo esto contribuye a la sostenibilidad de la actividad y la reducción de la huella de carbono. En resumen, el contexto del proyecto radica en la necesidad de desarrollar soluciones innovadoras para la generación de energía solar, aprovechando las superficies acuáticas disponibles, y en la importancia de promover la diversificación de la matriz energética para contribuir a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la mitigación del cambio climático pero de una manera que resulte económicamente beneficiosa para el agricultor. El trabajo consta de dos partes claramente diferenciadas. En la primera parte se realizará un análisis del estado del arte de las instalaciones fotovoltaicas, concretamente las instalaciones fotovoltaicas flotantes. Se abordarán los principios teóricos de funcionamiento de este tipo de instalaciones y se analizarán las distintas características de las instalaciones disponibles en el mercado, con el fin de conocer mejor esta tecnología y las diferentes opciones que existen en cuanto a su diseo y construcción. D Introducción y Objetivos 2 En la segunda parte del trabajo se llevará a cabo un proyecto de ingeniería que consistirá en la realización de una instalación fotovoltaica flotante para una comunidad de regantes situada en Trigueros, Huelva. Se trata de una alternativa innovadora para aprovechar superficies acuáticas disponibles y generar energía solar de manera eficiente y sostenible, evitando la limitación de espacio y las limitaciones de uso del suelo. En esta parte se diseará una instalación fotovoltaica flotante adaptada a las necesidades de la comunidad de regantes y se llevará a cabo un análisis detallado de las características y requerimientos técnicos y económicos del proyecto. El objetivo final será la construcción de una instalación fotovoltaica flotante que permita a la comunidad de regantes generar su propia energía renovable y reducir los costos de su factura eléctrica, contribuyendo a su vez a la sostenibilidad de la actividad y a la reducción de su huella de carbono. 3 2 ANÁLISIS DE LAS TECNOLOGÍAS FOTOVOLTAICAS FLOTANTES 2.1 Tecnología fotovoltaica. 2.1.1 Generalidades La energía fotovoltaica es aquella que produce la transformación directa de radiación solar en energía eléctrica. Esta transformación se da en unos dispositivos compuestos de células FV en las que se produce el efecto fotoeléctrico. Estas tecnologías se descubrieron en el siglo XIX, pero fue en el albor de la carrera espacial, con la instalación en los primeros satélites donde se desarrolló [1]. La fotovoltaica es una de tantas fuentes de energía renovables que podemos encontrar hoy día, pero tiene ciertas cualidades que la diferencian del resto. Entre estas destaca la modularidad que permiten sus células, que al agruparse constituyen paneles de gran capacidad y adaptabilidad. El clima en Espaa también es un factor externo el cual resulta muy beneficioso para el aprovechamiento de estas tecnologías. Con una media de 2500 horas de sol al ao [2], es un país con altas capacidades en el sector. Esto además se ve acompaado de diversos programas gubernamentales de apoyo al autoconsumo, con lo que optar por la energía fotovoltaica es una de las vías más recomendadas hoy en día si se quiere apostar por el autoconsumo energético. Con el avance y desarrollo de estas tecnologías y su consiguiente abaratamiento ha hecho que se convierta en una de las soluciones más buscadas entre particulares y empresas para ahorrar costes de consumo eléctrico. La fácil instalación de los dispositivos y relativamente sencillo mantenimiento también son cualidades que la diferencian de otras fuentes de energía renovables. La finalidad de las tecnologías FV son buscar el máximo aprovechamiento de la energía de los rayos solares para obtener el mayor rendimiento energético posible. Para esto, se desarrollan sus componentes lo cual va abaratando los dispositivos y mejorando sus capacidades. 2.1.2 Célula fotovoltaica Como bien se ha dicho antes, la energía FV es aquella que produce energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la radiación solar gracias al efecto fotovoltaico. Fue descubierto por el físico Alexandre- Edmond Becquerel en el ao 1839 [3] , aunque el creador de la primera célula fotovoltaica fue Charles Fritts [4]. Lo hizo con selenio y pan de oro que, aunque daba un resultado muy poco eficiente, demostró que obtener electricidad a partir de la luz era posible. Explicado de manera esquemática, el funcionamiento de una célula fotovoltaica consiste en la absorción del fotón por la estructura. Dentro de la estructura de la célula encontramos una unión de dos capas, la P y la N. Al ser expuesto a la radiación solar produce la circulación de electrones entre las capas y al conectarle una carga se Análisis de las tecnologías fotovoltaicas flotantes 10 Figura 2: Detalle del flotador con la placa solar en inclinación de 5º. [B] La visión que tienen en esta empresa es la de preservar el preservar el mundo usando los cuerpos de agua que existen en nuestro planeta, para generar energía solar renovable de una manera más eficiente, mientras protegemos nuestra escasa agua y valiosa tierra. A continuación veremos los beneficios que nos presenta la empresa. Beneficios: • Aumentar entre un 10-15% el rendimiento de energía fotovoltaica respecto a los sistemas en tierra, gracias a la refrigeración del medio acuático. • Reduce la evaporación del agua en un más del 80% ya que el sistema acta como un techo de protección para el agua. • Mejora la calidad del agua reduciendo costes de infraestructura en el tratamiento de estas (algas, microorganismos) • Preserva tierra para la agricultura y ganadería. • Reduce impacto visual. • Aprovechamiento de superficies no productivas. • Produce energía renovable cerca de donde se consume. • Garantía de alta calidad gracias a la fabricación de los flotadores mediante inyección. • Fácil accesibilidad por su diseo de zonas específicas para el mantenimiento. • Mayor estabilidad de la instalación y flotabilidad (240 kg/panel) • Mínima resistencia al viento por la inclinación de sus paneles a 5º • Adaptabilidad al terreno pudiendo descansar los paneles en terraplenes si fuera necesario. • Adaptabilidad a embalses pequeos por su alta potencia (138 Wp/m2 con paneles de 350 Wp) • Posibilidad de ampliación de la instalación si se requiriera. • Alta velocidad de instalación, (1MW instalado en 17 días, con 4 trabajadores). • Buena eficiencia logística por su diseo apilable y anidable. • Instalación con pocas piezas y herramientas básicas. • Fácil mantenimiento con personal no especializado y herramientas convencionales 11 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Figura 3: Detalle de operarios montando una instalación de Isigenere. [C] Isifloating es un sistema más que contrastado ya, con numerosas instalaciones a lo largo del mundo y con instalaciones de más de 10 aos sin acarrear problemas de desgaste, mencionando los clientes también la facilidad parta el mantenimiento de la instalación. La primera instalación Isifloating fue puesta en marcha en 2008, en una balsa de irrigación de una comunidad de regantes en Espaa, la cual sigue operando sin ningn problema. 2.4.4.2 Ciel & Terre La empresa francesa Ciel & Terre es una de las principales empresas en el desarrollo de estas instalaciones, y su tecnología nica ha sido reconocida como una de las mejores en la industria. [11] La tecnología de Ciel & Terre consiste en la instalación de paneles solares flotantes en cuerpos de agua, como lagos, embalses y depósitos de agua. Estos paneles flotantes son fáciles de instalar y no requieren ningn tipo de permiso o autorización especial, ya que se pueden instalar en cuerpos de agua que no están destinados a otros usos. Además de ser una forma eficiente de generar energía solar, las instalaciones fotovoltaicas flotantes también tienen una serie de beneficios ambientales. Al instalar paneles solares en cuerpos de agua, se reduce la cantidad de agua que se evapora, lo que ayuda a conservar los recursos hídricos. Además, las instalaciones flotantes también proporcionan un hábitat para la vida acuática, lo que contribuye a la biodiversidad del área. La tecnología de Ciel & Terre es especialmente til en áreas donde el terreno es escaso o está siendo utilizado para otros fines, como la agricultura. Al instalar paneles solares en cuerpos de agua, se puede aprovechar el espacio disponible y generar energía limpia y renovable sin competir con otros usos del suelo. Además, las instalaciones fotovoltaicas flotantes de Ciel & Terre son altamente eficientes. La tecnología de la empresa utiliza paneles solares de alta calidad y sistemas de seguimiento solar para maximizar la producción de energía. Además, los paneles flotantes están diseados para ser resistentes y duraderos, lo que garantiza que puedan soportar las condiciones climáticas y ambientales más extremas. En resumen, las instalaciones fotovoltaicas flotantes de Ciel & Terre son una tecnología innovadora y eficiente que ofrece una serie de beneficios ambientales y económicos. Con su capacidad para generar energía limpia y renovable en áreas donde el terreno es escaso, esta tecnología es una solución prometedora para abordar los desafíos energéticos del siglo XXI. El sistema propio de Ciel & Terre es Hydrelio Air Range. Esta se basa en instalaciones flotantes compuestas por plataformas flotantes e las que se sitan los paneles solares. Como mencionaba anteriormente, en Ciel & Terre contemplan varias áreas de interés para la instalación de las plataformas: Análisis de las tecnologías fotovoltaicas flotantes 12 • Balsa de irrigación. Este tipo de depósito de agua es muy comn en todo el mundo, y es el que trataremos en este proyecto. Para este caso esta tecnología tiene también como objetivo preservar la calidad del agua para su uso en el riego, así como reducir evaporación. • Presa hidroeléctrica. La instalación de paneles solares flotantes en una presa hidroeléctrica puede ofrecer una serie de beneficios, tanto para la generación de energía como para la conservación del medio ambiente. Esta tecnología permite aprovechar el espacio disponible, incrementar la producción de energía, reducir la evaporación del agua, mejorar la calidad del agua y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. • Tratamiento de aguas. Para las compaías que tiene una balsa destinada al tratamiento de aguas residuales sería una opción viable la inversión en energía fotovoltaica flotante. De esta manera se alcanzarías ahorros significativos en el consumo eléctrico externo al invertir en el autoconsumo, reduciendo costes finales. • Cantera y mina. Para las explotaciones mineras siempre es necesario el suministro de agua y electricidad, las cuales no siempre son de fácil acceso al ubicarse en zonas remotas habitualmente. Una balsa de agua con una instalación fotovoltaica flotante sería una herramienta til para atajar ambas necesidades, al cubrir parte de las necesidades energéticas y evitar en gran medida la evaporación del agua. El sistema consta de los siguientes componentes: 1 2 3 4 Tabla 2: Detalle de los componentes del sistema de Ciel y Terre. [D] 1. Flotador principal 2. Detalle de flotadores secundarios 3. Conexión entre plataformas 4. Pasarela para facilitar el mantenimiento 13 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Para el anclaje de la instalación, Ciel & Terre tiene diversas soluciones adaptables a la situación del cliente: • Anclaje al fondo. Esta solución es la más factible si la plataforma se encuentra lejos de la orilla y dispone de un sondo suficientemente compacto como para fijar el sistema de anclaje. Figura 4: Instalación con sistema de anclaje al fondo en Don Sai, Tailandia. [E] • Anclaje a la orilla. Esta solución es la adecuada cuando la naturaleza del fondo no permite el anclaje tradicional al fondo o no sea la solución mas óptima. Para los amarres se requerirá un anclaje en la superficie o instalar unos puntos de amarre, como puedan ser pantalanes o pilares. Figura 5: Instalación con sistema de anclaje a orilla, utilizando como orilla un pantalán en Anhui, China. [E] Análisis de las tecnologías fotovoltaicas flotantes 14 Figura 6: Instalación con sistema de anclaje a orilla, utilizando unos pilares instalados para tal fin. [E] Ciel & Terre nos presenta una serie de servicios que consideran necesarios a la hora de realizar una instalación de energía fotovoltaica flotante: • Estudios de viabilidad ofrecidos por el departamento de pre-proyecto, considerando su experiencia en el sector. • Diseo preliminar de la plataforma y su sistema de anclaje personalizad. • Asesoramiento de un proyect-manager dedicado al proyecto desde la etapa de diseo hasta el montaje final y anclaje de la instalación. • Despliegue de un equipo experto en anclajes que desarrolle la mejor opción posible para el proyecto, adaptándose a las necesidades del cliente y entorno. Las tareas de anclaje consideran: o Selección del tipo de anclaje. o Dimensionado de los amarres. o Posicionamiento del anclaje ajustándose al entorno. • Metodología de cálculo segn la norma y regulaciones establecidas segn Bureau Veritas, referencia NR 493. • Diseo de la instalación a largo plazo, contemplando un funcionamiento de 25 aos, incluyendo una garantía de 10 aos. • Desarrollo de relaciones con socios locales para facilitar el servicio postventas. • Desarrollo de relaciones con fabricantes locales cerca del lugar del proyecto. Esto simplifica el proceso de fabricación, reduce tiempos y ahorra costes logísticos, beneficiando al empleo local y reduciendo contaminación. • Optimización de la cadena de suministros para facilitar futuro mantenimiento. • Aplicación de un plan de garantía de calidad con el fin de garantizar la fiabilidad de los productos. • Planificación por etapas con todos los elementos implicados en la fabricación del proyecto. • Diseo e implementación de protocolos y reglas de seguridad. 2.4.4.3 Solaris Float Desde 2020, la joven empresa Solaris Float ofrece una solución alternativa a quienes buscan tener una instalación solar flotante. Para ello, han diseado el sistema Protevs. Este sistema se basa en plataformas modulares flotantes, en las cuales se situarán los paneles solares. La mayor innovación de esta empresa respecto a su competencia es que plantean un sistema para el seguimiento solar mediante dos ejes. El sistema está ideado para aguas relativamente tranquilas, como son los pantanos, balsas de irrigación, lagos , aunque podría instalarse en superficies con 1m de oleaje. El diámetro de estas islas artificiales de 38 m le permite ser instalado en superficies relativamente pequeas, pudiéndose crear una granja de instalaciones solares 15 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas colocando varias. Protevs es un sistema ideado sobre dos ejes. Uno de estos ejes es el de la unión entre el panel solar y la plataforma flotante, por el que puede variar su inclinación entre los 0º y los 45º. Este movimiento vertical permite al panel solar el seguimiento solar. El otro eje de seguimiento se trata en la rotación de la isla de paneles solares completa, respecto un eje central. Esto permite una rotación de 360º de la instalación, lo cual facilita el seguimiento del Sol los 365 días del ao. Figura 7: Panel unido mediante eje móvil a plataforma flotante. [F] Figura 8: Instalación completa. [G] En la figura 7 se aprecia que el panel solar se une al flotador mediante unas bisagras. Estas son las que permiten ese primer eje de movimiento. En la segunda figura observamos que hay un pilar central. Es en torno a este que gira el conjunto de la estructura, facilitando así el seguimiento más preciso del sol a lo largo del día. La instalación diseada por Solaris Float podría producir hasta un 40% más de energía en comparación a una instalación fotovoltaica flotante tradicional, con un consumo de la propia instalación para el seguimiento solar de menos del 0,5% del total de energía producida. Como factores diferenciales que consideran en Solaris Float que debe contar una instalación de esta clase Análisis de las tecnologías fotovoltaicas flotantes 16 mencionan las siguientes: • Seguimiento de dos ejes para incrementar la producción de energía. • Configuración modular de las plataformas que permita la escalabilidad de la instalación. • Resistencias a las condiciones climática, destacando tormentas, agua salada y bruma marina. • Optimización de la logística, tanto de producción como de mantenimiento. Esto se consigue mediante varias medidas: o Diseo modularizado y compacto de las piezas, que permiten almacenar una instalación de 1MW (7 islas) en un contenedor estándar de 40’. o Proceso de ensamblaje conceptualmente a prueba de fallos que pueda ser instalado por personal no especializado. o Subcontratación de los operarios encargados de la instalación, facilitando logísticas. o Simplificación de los elementos de unión para que solo sea necesario un tipo de herramienta de montaje. o Monitoreo de la instalación por parte de Solaris Float, que facilitará los datos a través de un portal web. Figura 9: Detalle de los elementos de una célula de la instalación. [H] Destacan los pocos tipos de elementos con los que se construye, lo que abarata la producción En Solaris Float tiene como objetivo proveer de soluciones fotovoltaicas a sus clientes, pero siendo más competitivos y procurando un menor impacto ambiental. 2.4.5 Elección para el Proyecto La elección de una de las empresas mecionadas para el proyecto será conveniete realizarla en este apartado del trabajo, ya que así resultará una comparación entre tres tipos de empresas en un caso realista de cliente como pudiera ser la comunidad de regantes para la que se planteará el proyecto. La comunidad de reganntes busca lograr el autoconsumo eléctrico para sus. Sistemas de. riego en los cultivos aledaos a una balsa, o al menos lograr un ahorro significativo en el consumo de la luz. Para ello desean instalar una plataforma flotante con fotovoltaicas buscando dos objetivos: el ahorro en la factura de la luz y beneficiarse de las ventajas de estas plataformas para las balsas, como son la disminución de la evaporación, limitar la eutrofización del agua, entre otros. Pero para ello, este cliente tiene una serie de requisitos, los cuales considera fundamentales para acometer la inversión: 17 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas • Precio de la instalación. Como es lógico, querrán gastar lo menos posible en la plataforma, ya que es la primera vez que se invierte en una tecnología tan novedosa y no se querrá arriesgar demasiado co esta inversión en un proyecto demasiado caro que luego no salga rentable. • Costes de mantenimiento. Al trabajar en sus instalaciones un personal no cualificado para las labores de mantenimieneto de una instalación de estas características, prefieren que se trate de un equipo lo más sencillo posible y que no requiera apenas mantenimiento a lo largo del ao. • Experiencia. Al tratarse de una tecnología novedosa a la cual muchas startups se están apuntando ofreciendo condiciones poco realistas en la práctica. Por ello el factor experiencia de la empresa que provea del sistema de flotación será de gran valor, teniéndose en cuenta proyectos de características similares que hayan realizado anteriormente. Una vez vistos estos requisitos de un cliente-tipo para una instalación FV flotante de pequeo-mediano tamao, analizaremos como se adecuan las empresas del sector analizadas anteriormente: • Isigenere. Esta empresa valenciana cumple holgadamente con los requisitos que nos exigiría un cliente de esta clase de instalaciones. Ofrece un precio de 100 € por plataforma flotante, de la qu se compondrá los pontones de la instalación. En este precio incluye todos los gastos de fabricación, instalación de la plataforma y el equipo eléctrico, así como anclaje, armaduras, tirantes, sujeccioes etc. Sus flotadores están diseados para una inclinación de los paneles solares de 5º, con lo que se logra un gran aprovechamiento de la superficie instalada, a que no hay problemas de sombreados de unos paneles con otros, lo cual en la práctica conlleva los flotadores justos y necesarios para la instalación, logrando también los beneficios de cubrir una gran cantidad de superficie, pero a un precio reducido. EL factor experiencia también lo cumplen, ya que llevan realizando este tipo de proyectos desde el 2008, con un mantenimiento necesario mínimo, ya que sus instalaciones no cuentan con signos de deterioro tras 10 aos de la puesta en marcha. • Ciel & Terre. Esta compaía francesa también cuenta con un sólido historial de instalaciones exitosas. Su principal ventaja frente a Isigenere es que trabajan con plataformas con incinación de 30º. El principal beeficio de esto es el mayor rendimiento energético que ofrecen los paneles solares. La desventaja asociada es que con esta clase de plataformas ya si se tendrían que tener en cuenta las sombras que proyectan unos paneles sobre otros. Esto requerirá o un mayor nmero de paneles para compensar este sombreado, o un distanciamiento entre lo spaneles qu epeerjudicará al objetivo de reducir la evaporación del agua. También las células FV en esta instalación quedarían a una mayor altura respecto al agua, por lo que operarán a mayor temperatura que si estuvieran a 5º, lo que empeora su rendimiento. Ofrecen un coste de 200€ por panel, al igual que en Isigenere incluyendo todos los materiales e instalaciones necesarios para el completo despliegue e instalación de componentes. Respecto al matenimiento, su similar tecnología y trayectoria permite comparar los gastos requeridos a la de una instalación de Isigenere. • Solaris Float. Esta compaía es la más joven de las 3. Con tres aos y medio de existencia, solo ha hecho una instalación prototipo, ya que la empresa se encuentra an en un proceso de consolidación de tecnología. Sus características permiten el máximo rendimiento de entre las opciones disponibles, aunque asumiendo un muy superior coste de mantenimiento, ya que hay mltiples componentes móviles, dispositivos electrónicos, de control etc. Esta falta de experiencia y coste elevado de mantenimiento, sumado a un coste de 200 € por panel la hacen la opción mmenos viable de las expuestas para acometer el proyecto. En conclusión, se decide que la empresa elegida para acometer el proyecto será Isigenere. Solaris Flat se plantea como una muy buena opción en un futuro, aunque aun tiene mucho que demostrar y adquirir experiencia que les avale sus altos costes. Ciel y Terre se plantea como un sólido candidato, pero siendo su coste el doble de el de Isigenere y no tener ventajas significatias se opta por la solución de Isigenere, que además cuenta con el factor de ser una empresa nacional, lo cual siempre agilizará los trámites y gestiones necesarias. 19 3 MEMORIA DESCRIPTIVA n este capítulo comenzamos la elaboración del proyecto de la instalación fotovoltaica basándonos en la istalación escogida en el capítulo anterior que es la de la empresa Isigénere. En este capítulo procederemos a la descripción de los antecedentes del proyecto, así como los elementos que lo compondrán 3.1 Introducción. 3.1.1 Objeto En el siguiente proyecto, trataremos de calcular la viabilidad y rendimiento económico de una planta fotovoltaica flotante en una balsa de riego, de una comunidad de regantes en Trigueros, Huelva. La energía solar fotovoltaica se ha convertido en una de las fuentes de energía renovable más utilizadas en todo el mundo, debido a sus mltiples ventajas ambientales y económicas. La ubicación de esta planta en una balsa de riego permitirá aprovechar un recurso ya existente y generar energía limpia, reduciendo así la huella de carbono y los costos de energía para la comunidad de regantes. Además, las plantas fotovoltaicas flotantes ofrecen ventajas adicionales, como la reducción de la evaporación de agua y la protección de la calidad del agua en la balsa, los cuales resultan especialmente atractivos para los regantes interesados en esta clase de proyectos. 3.1.2 Ubicación y descripción del emplazamiento. La planta fotovoltaica flotante se encontraría en Trigueros, en la provincia de Huelva, Espaa, en unas coordenadas geográficas de 37.367746, -6.774152. Se encuentra a menos de 5 kilómetros de la autovía A-49, a la altura del kilómetro 68. E Memoria descriptiva 26 • Plataforma de mantenimiento: se utiliza para acceder a las células FV Figura 17: Plataformas dde mantenimiento de Isifloating. [L] • Plataforma de acceso: plataforma e mantenimiento que nos permitirá acceder a los pontones. Figura 18: Plataformas de acceso Isifloating. [L] 27 4 MEMORIA DE CÁLCULO n este apartado se agruparán los cálculos neesarios para dimensionar y escoger los componentes y su distribución. Se argumentarán también estos cálculos con las distintas decisiones que se tomen para el correcto diseo de la instalación. 2.3. Número de paneles. 4.1.1 Demanda energética. El principal dato a tener en cuenta para hacer los cálculos de nuestra instalación será la energía que debe proporcionar a la comunidad de regantes a lo largo del ao. Gracias a los datos proporcionados, sabemos que la comunidad de regantes tiene un consumo anual de 1102721,4 kWh, de los que el 49 % se consumen durante horas de luz en las que los paneles solares están operativos. Tras consultar con la comunidad de regantes nos comunican que podrían pasar un 30% de su consumo nocturno a horas de sol, de manera que se puedan explotar mejor las bondades de la nueva instalación. De esta manera el consumo energético diurno total a lo largo del ao sería de 708282,18 kWh, que representan el 64% de su consumo anual total. 4.1.2 Cálculo de producción e irradiación solar. Para saber la producción energética que podemos llegar a tener en el área de estudio usaremos la herramienta PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) .Es una herramienta desarrollada por el Centro Comn de Investigación de la Comisión Europea para ayudar en la planificación y evaluación de proyectos de energía solar fotovoltaica. Gracias a ella podemos estimar la producción fotovoltaica por kilovatio pico instalado en la ubicación que deseemos, así como características técnicas importantes y recomendaciones tiles, como son la inclinación y la orientación de los paneles solares. Para la ubicación de la balsa haremos la simulación con 5º de inclinación, ya que es la de las plataformas flotantes que usaremos para la instalación. Esta simulación nos da como resultdo la energía generada en cada hora de cada día del ao simulado, concretamente tomando como referencia el ao 2019. Sumando todas estas nos sale el resultado de 1551,69 kWh por kW instalado. 4.1.3 Potencia instalada. Tal y como se dijo anteriormente, se necesita una instalación capaz de compensar anualmente 708282,18 kWh. Para dimensionar apropiadamente nuestra instalación y no caer en sobrecostes, dividiremos la potencia entre las horas de sol con los 5° de inclinación de la plataforma del fabricante. De esta manera nos quedaría: E Memoria de cálculo 28 708282 kWh1552h456 kWp Se decide por tanto redondear esta cifra a 450 kWp la capacidad de la instalación, ya que resulta más práctico a la hora de dimensionar los componentes y posteriores requerimientos administrativos. Como más adelante se explicará, la producción nominal (real) de la planta luego resulta ser el 80% de su capacidad pico, aproximadamente. En nuestro caso al ser entonces una plata de 450 kWp hablaremos de 360 kWn. Podría pensarse entonces idear una planta cuya capacidad nominal sean los 450 kW que requiere la comunidad de regantes, pero esta no se llevará a cabo por dos razones: Primero porque hablaríamos entonces de una planta de aproximados 560 kWp. Con esta habría muchas ocasiones a lo largo del ao en la que habría excedentes de energía. Este sobredimensionamiento es importante evitarlo, ya que el precio de venta a la red de esta energía sobrante es muy insignificante en comparación de los costes de fabricación e instalación de potencia extra en la planta fotovoltaica. El segundo motivo es la agilidad en los procesos administrativos. Aunque tanto una instalación de 450 kWp como una de 560 kWp están en el mismo grupo de instalaciones de más de 100 kW segn el Real Decreto 244/2019, del 5 de abril, habría que considerar que las autorizaciones necesarias , ya sean relacionadas con la protección ambiental, la seguridad y salud en el trabajo, compatibilidad electromagnética, etc, serán más costosas de conseguir, y más fácil de que se produzca un cambio administrativo adverso para la instalación en un futuro. Por tanto, se considerará la instalación de 450 kWp. 4.1.4 Número de paneles. Buscamos una instalación con capacidad de 450 kWp a base de paneles de 550 W. Para averiguar este nmero se divide la potencia total a suministrar entre la potencia individual de los paneles solares: 450000 W 550 W/panel = 818,18  818 paneles Estos paneles luego habrá que agruparlos para alimentar os inversores y con ello a la red eléctrica. Para ayudar a esta posterior tarea, se decide que el nmero final de paneles será de 816 paneles de 550 W, con lo que la instalación tendrá una capacidad pico de 448,8 kWp. 4.2 Cálculo de inversores. 4.2.1 Generalidades y requisitos previos. Para poder calcular el nmero de inversores necesarios para la instalación primero deberá comprenderse el concepto de capacidad pico de la instalación. Cuando hablamos de capacidad pico hablamos de la capacidad máxima de producción que podría tener nuestra instalación, siendo en la práctica poco realista. La producción final de las instalaciones en condiciones normales resultará ser aproximadamente un 80% de la capacidad pico, lo cual deberemos tener en cuenta más adelante. Otro factor a tener en cuenta para dimensionar correctamente los inversores de la instalación es un breve análisis de la situación de funcionamiento. A nivel de costes podría pensarse a primera instancia escoger un solo inversor con capacidad suficiente para gestionar toda la producción de la planta, ya que ahorraríamos en cantidad de inversores, cantidad de cable necesario para la instalación, centralización de la instalación lo que también podría ser beneficioso para el mantenimiento, entre otros motivos. Sin embargo, el riesgo de un solo inversor es que, en caso de falla de este, la planta quedaría totalmente inoperativa. Además, hablamos de equipos muy sofisticados y caros, por lo que su reparación o sustitución requiere tiempo para que un especialista se encargue de analizar el problema, encargar los repuestos, etc. Esto finalmente incrementaría los costes finales en energía de la comunidad de regantes ya que sería un periodo en el que deberían recurrir enteramente al suministro de la red eléctrica. 29 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Con el fin de evitar esta situación, se planteará que la instalación cuente con 3 inversores, al considerarse que con solo 2 inversores también podría darse esta situación en la que la mayor parte de la planta fotovoltaica quedará inutilizada durante un largo periodo. Otro inconveniente que encontramos al 4.2.2 Capacidades del inversor. Ya decidido que serán 3 inversores, el siguiente paso será dividir la potencia total de la planta entre estos. Como se dijo previamente, la capacidad pico es una capacidad de producción que luego la planta no alcanzará, por lo que si dividiésemos esos 450 kWp entre los 3 inversores nos daría que la capacidad de estos es de 150 kW. El problema es que la producción real de la planta será de aproximadamente el 80% de la capacidad pico, por lo que para el cálculo de las necesidades de los inversores utilizaremos la capacidad nominal de la instalación, en este caso: 450 kWp *0,8 = 360 kWn Si dividimos estos 360 kWn entre los 3 inversores nos daría que cada no deberá soportar 120 kWn. Utilizar inversores de esta capacidad tendría una clara ventaja económica frente a inversores de mayor capacidad, ya que el coste de estos incrementa con la potencia que soportan. También sería correcta su capacidad, ya que como hemos calculado: 3*120 kWn = 450 kWp0,8 Con esta configuración encontramos dos problemas. Lo primeor es que, aunque el dato de que la capacidad nominal será el 80 % de la capacidad pico es muy aproximado y aceptado en esta industria, resulta prudente dar algo de margen dotando a los inversores de algo más de capacidad. El segundo motivo para instalar inversor de más capacidad es poder así asumir las pequeas ampliaciones que la comunidad de regantes quisiera hacer en un futuro. Si escojemos finalmente inversores con capacidad de 125 kWn la instalación sería compatible con los dos requisitos anteriores, por lo que se escogerán finalmente 3 inversores de 125 kWn, dotando a la planta FV de una capacidad de 375 kWn. 4.3 Distribución de los paneles e inversores. 4.3.1 Distribución de módulos FV en Strings Para los cálculos de distribución y asignación de los paneles solares en la instalación dividiremos esta en 3 pequeas plantas que la compondrán, una por cada inversor. Siendo 816 paneles los escogidos, los dividiremos entre las 3 plantas que tenemos, resultando que cada planta contará de un inversor y 272 paneles, con sus respectivos flotadores. A continuación, se deberán agrupar los paneles solares en grupos, llamados strings, y estos serán los que se conecten a los inversores. Dado que los inversores tienen una capacidad nominal de 125 kWn, los conjuntos de strings que depende del inversor deberán sumar dicha capacidad para aprovechar al máximo la eficiencia del inversor. Los datos relevantes a tener en cuenta del inversor para realizar estos cálculos los podemos encontrar en la ficha técnica del mismo, que se encuentran en la Tabla 4: Características técnicas del inversor MAX 125KTL3-X LV¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Por resumir los que usaremos a continuación: Memoria de cálculo 30 Tensión máxima de CC (Vmax) 1100 V Tensión mínima de entrada (VDCmin) 600 V Nº de seguidores de punto de máxima potencia (MPPT) 10 Corriente de entrada máxima por punto MPPT 32 A Tabla 5: Principales características del inversor También deberemos obtener los siguientes datos relevantes de la ficha técnica de los paneles solares vista en laTabla 3: Características del módulo UN-JD550 de 550Wp en condiciones STC: Tensión de circuito abierto (VOC) 50,7 V Corriente de cortocircuito (ISC) 13,81 A Tensión en punto de máxima potencia (Vmpp) 42,02 V Corriente en el punto de máxima potencia (Impp) 13,09 A Tabla 6: Principales características del módulo FV Con estas características primero veremos cuantos paneles deberemos conectar en serie para que sumen una tensión adecuada para el inversor, entre Vmax y VDCmin. Empezaremos proponniendo strings de 16 paneles, ya que al ser divisor de los 272 módulos que corresponden por inversor conseguimos strings iguales. VDCmin < Nº de Módulos* Vmpp < VDCmin 600V < 16*42,02V  672V < 1100V Podemos comprobar que estas condiciones se cumplen, por lo que es una disposición válida de módulos para nuestro inversor. Nos quedarán entonces 17 strings de 16 módulos cada uno por cada inversor. 4.3.2 Distribución de Strings por inversor Segn los datos que proporciona la ficha técnica cada inversor cuenta con 10 puntos MPPT, lo que quiere decir resumidamente que admite 10 conexiones diferentes. Al corresponderle a cada inversor 17 strings deberemos agruparlos en paralelo para que mantengan el voltaje desead. Al agrupar strings en paralelo deberemos tener en cuenta la intensidad máxima que admite cada punto MPPT. La ficha de características nos acara que el máximo es de 32 amperios. Ante esto proponemos que por cada inversor se hagan 8 grupos de 2 strings que se conectarán a sus correspondientes puntos MPPT, y un string individual que también se conectará, de manera que se ocuparán 9 puertos de los 10 disponibles en el inversor. Comprobaremos si la corriente de los grupos de strings la admite el inversor al ser inferior al máximo permitido por puerto MPPT. Para esto tomaremos como corriente de un string la más desfavorable posible sealada en la 31 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas ficha de características del módulo, que en este caso es la corriente de cortocircuito: Nº Strings Paralelo*Corriente del String < Corriente Max. Entrada MPPT 2 * 13,81A = 27,62 A < 32A 4.3.3 Consideraciones por temperatura La temperatura afecta directamente la eficiencia y el rendimiento de los paneles solares fotovoltaicos, lo que puede tener un impacto en la tensión y la corriente de los módulos. En general, cuando la temperatura aumenta, la tensión del módulo disminuye mientras que la corriente aumenta. Esto se debe a que el aumento de la temperatura disminuye la capacidad de los electrones para fluir a través del material semiconductor del panel solar, lo que resulta en una reducción de la tensión de salida. Esto se ha de tener en cuenta ya que no se deberán sobrepasar los límites que impone el innversor. Para realizar estos cálculos la ficha de características del módulo aporta los siguientes datos: Tabla 7: Coeficientes de temperatura del módulo FV Las temperaturas sobre las que habría que aplicar estos coeficientes son las de las condiciones STC, las cuales se definen como una irradiación solar de 1000 W/m², una temperatura de célula (la temperatura de la superficie del panel) de 25°C y una masa de aire de AM 1.5. La diferencia de temperatura entre la superficie de una célula y el ambiente suele ser de 30ºC, lo que indicaría una temperatura ambiente para las condiciones STC de -5ºC. La temperatura máxima que suponer en el lugar de la instalación es de 45ºC. Supondremos entonces un incremento de 50ºC sobre la temperatura ambiente d ela scondiciones STC. Con esto calculamos la variación de voltaje del los módulos. 50ºC * (-0,262 %/ºC) = -13,1 % Aplicando esta variación a la tensión de los strings: (100-13,1) %* 672 V  584 V < 600 V Vemos que, bajo estas condiciones extremas, la tensión de unn string bajaría del límite inferior del inversor. Este cálculo podría no ser del todo exacto, ya que la temperatura ambiente, al tratarse de una superficie de agua en la que se emplaza la instalación, no permitiría que se llegara a esos 45ºC, pero se preferirá ser conservador y utilizar strings de 17 módulos, para subir la tensión de cada string. Comprobaremos que la tensión resultante sea apta tanto para el funcionamiento en condiciones STC como en el caso de la máxima temperatura ambiente posible: Memoria de cálculo 32 600V < 17*42,02V  714V < 1100V (100-13,1) %* 714 V  620,47 V > 600 V Podemos confirmar que con strings de 17 módulo ahora si se cumplirán las condiciones de tensión marcadas por el inversor. Debido a este cambio tambio, ahora tendremos 16 string de 17 módulos por cada inversor. Se propone agruparlos por parejas de manera que se ocupen 8 de los 10 puertos MTTP que posee el inversor. Ya que la corriente que circula por un string de 17 módulos es la misma que aquella que circula por un string de 16 módulos, no hará falta comprobar que se cumple la condición de umbral de corriente que marca el inversor. Lo que si se deberá comprobar es si bajo las condiciones de temperatura límite que hemos planteado se sigue respetando el límite marcado por el inversor, ya que la corriente sube con el aumento de temperatura en un módulo: 50ºC * (0,054 %/ºC) = 2,7 % Aplicando esta variación a la corriente de los conjuntos de strings: (100+2,7)% * 27,62 A = 28,37 A < 32 A Se cumple con las condiciones que impone el inversor. 4.4 Cálculo de sección del cableado Se procederá a seleccionar un cable que cumpla los criterios admisibles en lo que se refiere a máxima caída de tensión y máxima intensidad admisible La caida máxima de tensión admisible en un cable para una “Instalación Generadora de. Baja Tensión” viene regulada por la norma ITC 40. En esta se aclara que esta caída máxima no será mayor del 1,5%. En nuestra instalación contaremos con dos etapas diferentes de cableado: la primera de corriente continua entre los strings y los inversores, y otra segunda desde los inversores hasta el cuadro de BT. 4.4.1 Cableado CC entre módulos e inversor El primer requisite para saber la máxima caída de tensión entre los módulos y los inversores será ver cual será el cable más largo necesario, es decir, el del caso más desfavorable. 33 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Figura 19: Esquema de la instalación correspondiente por cada inversor. Producción propia En la Figura 15 podemos visionar un esquema de como se distribuirá la instalación. Representa una tercera parte de la instalación total, la correspondiente a un inversor. En esta, cada string es una de las 16 filas de plataformas con módulo solar, encontrando en cada una los 17 módulo que corresponden a un string. Como podemos apreciar en el esquema, el cable que conecta la pareja de strings más lejanos al inversor (rodeados en verde) están a una distacia de 10,34 metros de su correspondiente inversor. Para hacer un estudio más precavido, tomaremos que la distancia del cable esntre dicha pareja de strings y el inversor es de 15 metros. La intensidad máxima que puede circular por uno de estos cables ya la vimos en el apartado de temperaturas, la cual es de 28,37 A, que se daría en los días de temperaturas más extremas. Tabla 8: Secciones de cableado de la sección de corriente continua cable PV ZZ-F En el catálogo se muestra que todas las secciones admitirían la intensidad máxima de las parejas de strings. Se escoge el cable de sección de 6mm2, al cual ahora habrá que calcularle la caída de tensión a lo largo de sus 15 metros. Para ello usaremos el dato que encontramos en la columna “Caida. De tensión”. En el caso del cable de 4mm2, esta será de 14,3 V/A por kilómetro: 9,49 V/A/km * 0,015 km * 28,37 A= 4,085 V Memoria de cálculo 34 La máxima caída de tensión en el cable de 6mm2 será de 4,085 V. Esta caída representa un 0,57 % de los 620 V que tienen la pareja de string en estas codiciones de calor extremo. Por tanto, el cable de 6mm2 será apto para la instalación. Hay que aclarar que se ha usado el cable de 6mm2 y no el de 4mm2, que también sería apto, para facilitar posibles futuras ampliaciones de la instalación. 4.4.2 Cableado de CA entre inversores y cuadro de BT Igual que con el caso anterior, lo primero deberá ser calcular que distancia tendrá este cable desde el inversor más lejano hasta el cuadro de BT en este caso. Figura 20: Cableado (amarillo) CA desde inversor más lejano hasta cuadro de BT. Producción propia Gracias a la herramienta que nos proporciona Google Maps, podemos saber que la distancia a cubrir por este cable es de 1300 metros. Este cableado deberá soportar el 125% de la intensidad nominal del inversor, para que se cumpla el criterio de máxima intensidad admisible. Esta intensidad viene dada por la fórmula: IINV = PINV  (3 * VINV) = 125000  ( 3 * 400 ) = 180,42 A Siendo 225,53 A la intentensidad que deberá admitir el cable. Este cable estará al aire libre, siendo el recubrimiento 3Xlpe, tipo F. Sabiendo esto se consultará que exista un cable capaz de soportar esta corriente. 35 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Tabla 9: Ilustración 30 - Intensidades admisibles para cables con conductores de cobre. Temperatura ambiente 40oC en el aire. Modificado de RD 842/2002 ITCBT19. Observando la tabla vemos que el cable de 95mm2 soporta hasta 271 A, por lo que se escogerá este. Pliego de condiciones 42 5.2.4.4 Cumplimiento de la normativa urbanística. De acuerdo con lo establecido por la ley sobre Régimen del Suelo y Ordenación Urbana, la propiedad estará obligada al cumplimiento de todas las disposiciones sobre ordenación urbana vigentes, no pudiendo comenzar las obras sin tener concedida la correspondiente licencia de los organismos competentes. Deberá comunicar a la Dirección Facultativa dicha concesión, pues de lo contrario ésta podrá paralizar las obras, siendo la Propiedad la nica responsable de los perjuicios que pudieran derivarse. 5.2.4.5 Actuación en la ejecución de la obra. La Propiedad se abstendrá de ordenar la ejecución de obra alguna o la introducción de modificaciones sin la autorización de la Dirección Facultativa, así como a dar a la Obra un uso distinto para el que fue proyectada, dado que dicha modificación pudiera afectar a la seguridad del edificio por no estar prevista en las condiciones de encargo del Proyecto 5.2.4.6 Honorarios El propietario está obligado a satisfacer en el momento oportuno todos los honorarios que se hayan contratado con la Dirección Facultativa. 5.3 Criterios administrativos 5.3.1 Generalidades. Se exigirá al Propietario una fianza del 15% del presupuesto de ejecución de las obras contratadas que se fije en el Contrato, que le será devuelto una vez finalizado el plazo de garantía, previo informe favorable de la Dirección Facultativa. Toda la obra se ejecutará con estricta sujeción al proyecto que sirve de base a la Contrata, a este Pliego de Condiciones y a las órdenes e instrucciones que se dicten por el director de obra. El orden de los trabajos será fijado por ellos, sealando los plazos prudenciales para la buena marcha de las obras. El Propietario deberá abonar el importe de todos los trabajos ejecutados, previa medición realizada conjuntamente por éste y la Dirección Facultativa, siempre que aquellos se hayan realizado de acuerdo con el Proyecto y las Condiciones Generales y Particulares que rijan en la ejecución de la obra. El precio de contratación es el que comprende el coste total de obra. 5.3.2 5.3.2. Criterios de medición. 5.3.2.1 Partidas. Se seguirán los mismos criterios que figuran en las hojas de estado de mediciones. 5.3.2.2 Partidas no contenidas Se efectuará su medición, salvo pacto en contrario, segn figura en el Pliego General de Condiciones. 5.3.2.3 Partidas alzadas. Su precio se fijará a partir de la medición correspondiente y precio contratado o con la justificación de mano de obra y materiales utilizados. 5.3.3 Criterios de valoración. Se ajustarán a los proporcionados por el Contratista en la oferta 5.3.3.2. Precios contradictorios. 43 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Aquellos precios de trabajos que no figuren entre los contratados, se fijarán contradictoriamente entre la Dirección Facultativa y el Propietario, presentando éste de modo descompuesto y siendo necesaria su aprobación para la posterior ejecución en obra. 5.3.3.1 Indemnizaciones por retraso. El importe de la indemnización por retraso no justificado en el plazo de terminación de la obra se establecerá en un tanto por mil del importe total de los trabajos contratados, por cada día natural de retraso, contados a partir del día de terminación fijado en el calendario de obra. Este tanto por mil será aprobado entre las partes del Propietario, Dirección Facultativa y Contrata. 5.3.3.2 Revisiones de precios. Habrá lugar a revisión de precios cuando así lo contemple el contrato suscrito entre la Propiedad y el Contratista. 5.3.3.3 Valoración y abono de trabajos. Segn la modalidad elegida para la contratación de la obra y salvo que el pliego particular de condiciones económicas se acuerde otra cosa, pudiéndose efectuar dicho abono de la siguiente forma: • Tipo fijo o tanto alzado total. Se abonará la cantidad previamente fijada como base de la adjudicación, disminuida en su caso en el importe de la baja ejecutada por el adjudicatario. • Tipo fijo o tanto alzado por unidad de obra. Se abonará la cantidad fijada de antemano, pudiendo variar nicamente el nmero de unidades de obra. • Tanto variable por unidad de obra, segn las condiciones en que se realice y los materiales empleados en su ejecución de acuerdo con las órdenes del director técnico. • Por lista de jornales y recibos de materiales, autorizados en la forma que el presente pliego de condiciones determina. • Por horas de trabajo, ejecutado en las condiciones determinadas en el contrato. El criterio elegido será redactado y firmado entre el Propietario, Dirección Facultativa y Contrata. 5.3.4 Criterios para el acopio de materiales. Todos los materiales y, en general, todas las unidades de obra que intervengan en la construcción del presente proyecto, habrán de reunir las condiciones exigidas por el Pliego de Condiciones y demás Normativa vigente que serán interpretadas en cualquier caso por el director de la obra, por lo que el mismo podrá rechazar material o unidad de obra que no rena las condiciones exigidas. 5.4 Ejecución y control de obras 5.4.1 Obras que comprende el proyecto. Las Obras regladas por el presente Pliego están descritas en la Memoria y definidas en los Planos y demás documentos del Proyecto. Las disposiciones de carácter general de este Pliego quedarán asimismo vigentes para las unidades de obra que, como consecuencia de nuevas necesidades, imprevistos o modificaciones del Proyecto, fuese necesario ejecutar y no estuvieran incluidas en los documentos del mismo. 5.4.2 Inicio de obras. El adjudicatario deberá dar comienzo a las obras dentro de los quince días siguientes a la fecha de la adjudicación definitiva a su favor, dando cuenta de oficio a la Dirección Técnica, del día que se propone inaugurar los trabajos, quien acusará recibo. Las obras deberán quedar total y absolutamente terminadas en el plazo que se fije en la adjudicación a contar Pliego de condiciones 44 desde igual fecha que en el caso anterior. No se considerará motivo de demora de las obras la posible falta de mano de obra o dificultades en la entrega de los materiales. 5.5 Componentes y materiales 5.5.1 Generalidades. Todas las instalaciones deberán cumplir con las exigencias de protecciones y seguridad de las personas, y entre ellas las dispuestas en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión o legislación posterior vigente. Como principio general, se tiene que asegurar, como mínimo, un grado de aislamiento eléctrico de tipo básico (clase I) para equipos y materiales. Se incluirán todos los elementos necesarios de seguridad para proteger a las personas frente a contactos directos e indirectos, especialmente en instalaciones con tensiones de operación superiores a 50 VRMS o 120 VCC. Se recomienda la utilización de equipos y materiales de aislamiento eléctrico de clase II. Se incluirán todas las protecciones necesarias para proteger a la instalación frente a cortocircuitos, sobrecargas y sobretensiones. Los equipos electrónicos de la instalación cumplirán con las directivas comunitarias de Seguridad Eléctrica y Compatibilidad Electromagnética (ambas podrán ser certificadas por el fabricante). En el apartado PLANOS Y FICHAS TÉCNICAS de este documento, se incluirán las especificaciones técnicas, proporcionadas por el fabricante, de todos los elementos de la instalación. Por motivos de seguridad y operación de los equipos, los indicadores, etiquetas, etc. de los mismos estarán en castellano. 5.5.2 Generadores fotovoltaicos. Todos los módulos deberán satisfacer las especificaciones UNE-EN 61215 para módulos de silicio cristalino, UNE-EN 61646 para módulos fotovoltaicos de capa delgada, o UNE-EN 62108 para módulos de concentración, así como la especificación UNE-EN 61730-1 y 2 sobre seguridad en módulos FV, Este requisito se justificará mediante la presentación del certificado oficial correspondiente emitido por algn laboratorio acreditado. El módulo llevará de forma claramente visible e indeleble el modelo, nombre o logotipo del fabricante, y el nmero de serie, trazable a la fecha de fabricación, que permita su identificación individual. Se utilizarán módulos que se ajusten a las características técnicas descritas a continuación. En caso de variaciones respecto de estas características, con carácter excepcional, deberá presentarse en la Memoria justificación de su utilización. Los módulos deberán llevar los diodos de derivación para evitar las posibles averías de las células y sus circuitos por sombreados parciales, y tendrán un grado de protección IP65. Los marcos laterales, si existen, serán de aluminio o acero inoxidable. Para que un módulo resulte aceptable, su potencia máxima y corriente de cortocircuito reales, referidas a condiciones estándar deberán estar comprendidas en el margen del ± 5 % de los correspondientes valores nominales de catálogo. Será rechazado cualquier módulo que presente defectos de fabricación, como roturas o manchas en cualquiera de sus elementos, así como falta de alineación en las células, o burbujas en el encapsulante. Cuando las tensiones nominales en continua sean superiores a 48 V, la estructura del generador y los marcos metálicos de los módulos estarán conectados a una toma de tierra, que será la misma que la del resto de la instalación. Se instalarán los elementos necesarios para la desconexión, de forma independiente y en ambos terminales, de cada una de las ramas del generador. En aquellos casos en que se utilicen módulos no cualificados, deberá justificarse debidamente y aportar 45 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas documentación sobre las pruebas y ensayos a los que han sido sometidos. En cualquier caso, todo producto que no cumpla alguna de las especificaciones anteriores deberá contar con la aprobación expresa del IDAE. En todos los casos han de cumplirse las normas vigentes de obligado cumplimiento. 5.5.3 Inversores. Los requisitos técnicos de este apartado se aplican a inversores monofásicos o trifásicos que funcionan como fuente de tensión fija (valor eficaz de la tensión y frecuencia de salida fija). Para otros tipos de inversores se asegurará requisitos de calidad equivalentes. Los inversores serán de onda senoidal pura. Se permitirá el uso de inversores de onda no senoidal, si su potencia nominal es inferior a 1 kVA, no producen dao a las cargas y aseguran una correcta operación de éstas. El inversor debe asegurar una correcta operación en todo el margen de tensiones de entrada permitidas por el sistema. La regulación del inversor debe asegurar que la tensión y la frecuencia de salida estén en los siguientes márgenes, en cualquier condición de operación: VNOM ± 5 %, siendo VNOM = 220 VRMS o 230 VRMS 50 Hz ± 2 % El inversor será capaz de entregar la potencia nominal de forma continuada, en el margen de temperatura ambiente especificado por el fabricante. El inversor debe arrancar y operar todas las cargas especificadas en la instalación, especialmente aquellas que requieren elevadas corrientes de arranque (TV, motores, etc.), sin interferir en su correcta operación ni en el resto de las cargas. Los inversores estarán protegidos frente a las siguientes situaciones: • Tensión de entrada fuera del margen de operación. • Desconexión del acumulador. • Cortocircuito en la salida de corriente alterna. • Sobrecargas que excedan la duración y límites permitidos. El autoconsumo del inversor sin carga conectada será menor o igual al 2 % de la potencia nominal de salida. Las pérdidas de energía diaria ocasionadas por el autoconsumo del inversor serán inferiores al 5 % del consumo diario de energía. Se recomienda que el inversor tenga un sistema de “stand-by” para reducir estas pérdidas cuando el inversor trabaja en vacío (sin carga). Los inversores deberán estar etiquetados con, al menos, la siguiente información: • Potencia nominal (VA). • Tensión nominal de entrada (V). • Tensión (VRMS) y frecuencia (Hz) nominales de salida. • Fabricante (nombre o logotipo) y nmero de serie. • Polaridad y terminales. 5.5.4 Cableado. Todo el cableado cumplirá con lo establecido en la legislación vigente. Los conductores necesarios tendrán la sección adecuada para reducir las caídas de tensión y los calentamientos. Concretamente, para cualquier condición de trabajo, los conductores deberán tener la sección suficiente para que la caída de tensión sea inferior, incluyendo cualquier terminal intermedio, al 3 % a la tensión nominal continua del sistema. Se incluirá toda la longitud de cables necesaria (parte continua y/o alterna) para cada aplicación concreta, evitando esfuerzos sobre los elementos de la instalación y sobre los propios cables. Pliego de condiciones 46 Los positivos y negativos de la parte continua de la instalación se conducirán separados, protegidos y sealizados (códigos de colores, etiquetas, etc.) de acuerdo a la normativa vigente. Los cables de exterior estarán protegidos contra la intemperie. 5.5.5 Protecciones y puesta a tierra. Todas las instalaciones con tensiones nominales superiores a 48 voltios contarán con una toma de tierra a la que estará conectada, como mínimo, la estructura soporte del generador y los marcos metálicos de los módulos. El sistema de protecciones asegurará la protección de las personas frente a contactos directos e indirectos. En caso de existir una instalación previa no se alterarán las condiciones de seguridad de la misma. La instalación estará protegida frente a cortocircuitos, sobrecargas y sobretensiones. 5.6 Términos, Recepción y Disposiciones 5.6.1 Generalidades. El director de la obra comunicará a la propiedad de la proximidad de su terminación, para acordar la fecha para el acto de recepción provisional. Ésta se realizará con la intervención de un técnico designado por la propiedad del constructor y del director de la obra. También se convocará a los restantes técnicos que, en su caso, hubiesen intervenido en la dirección con función propia en aspectos parciales o unidades especializadas. Desde esta fecha comenzará el plazo de garantía si la obra se hallase en estado de ser admitida, y seguidamente con los técnicos de la dirección facultativa extenderán el correspondiente Certificado Final de Obra. Al realizarse la recepción provisional de la obra, deberá presentar el contratista las pertinentes autorizaciones de los organismos oficiales de la provincia para el uso y puesta en marcha de la instalación que así lo requiera. Si se encuentran las obras ejecutadas en buen estado y con arreglo a las prescripciones previstas, la Dirección Facultativa las dará por recibidas y se entregarán al uso de la propiedad, tras la firma de la correspondiente acta. Cuando las obras no se hallen en estado de ser recibidas se hará constar así en el acta y el director de las mismas sealará los defectos observados y detallará las instrucciones precisas, fijando un plazo para remediar aquéllos. Si transcurrido dicho plazo el contratista no lo hubiera efectuado, podrá concederle otro nuevo plazo improrrogable o declarar resuelto el contrato. 47 6 ANÁLISIS ECONÓMICO P ara poder evaluar correctamente si la instalación planteada resultaría conveniente o no para el cliente resultará fundamental llevar a cabo un correcto análisis del balance económico que dejará la instalación con los aos, atendiendo la inversión inicial realizada, así como el ahorro anual en la factura de la electricidad. Y el tiempo de amortización de la instalación. Antes de abordar los nmeros que implica esta instalación, aclarar que la tarifa aplicada al coste de la luz ha sido obtenida de los datos del ao 2022, a la cual se le ha aplicado la actual tendencia de precios e inflación para aproximar precios futuros, quedando las siguientes tarifas mensuales: Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. 0,14 € 0,21 € 0,16 € 0,14 € 0,14 € 0,15 € 0,17 € 0,20 € 0,16 € 0,12 € 0,10 € 0,11 € Tabla 12: Tarifas mensuales en €/KWh 6.1 Análisis del ahorro anual Resulta de interés para este proyecto el análisis a lo largo del ao de los distintos consumos de energía antes y después de la instalación, la producción energética de esta y como repercute esto en la factura de la electricidad. 6.1.1 Balance energético En la siguiente tabla podremos ver la demanda energética mensual de la comunidad de regantes, la cual suma un total de 1102721,4 KWh, tal y como se dijo en la memoria de cálculo. Para comparar, se utilizará. La produciión calculada con los 816 paneles instalados, lo cual nos servirá para calcular el balance energético resultante entre la situación antes y después de la instalación: Análisis económico 48 Demanda energética (KWh) Energía producida (KWh) Balance energético (kWh) Enero 92528,4 64244,73264 28283,66736 Febrero 82716 82176,78144 539,21856 Marzo 90947,6 111.832,17 -20884,57168 Abril 97100,6 114930,6869 -17830,08688 Mayo 90100,8 150529,0296 -60428,2296 Junio 89455,6 148650,3528 -59194,7528 Julio 94255,4 149111,0174 -54855,61744 Agosto 96450,4 137507,6525 -41057,25248 Septiembre 88357 108544,3445 -20187,34448 Octubre 92968,8 87065,21712 5903,58288 Noviembre 93965,4 58919,6472 35045,7528 Diciembre 93875,4 52670,95584 41204,44416 Total 1102721,4 1266182,59 -163461,1896 Tabla 13: Datos de balance energético conseguido con la instalación. La producción de la planta fotovoltaica cubre el 115% de la demanda de la comunidad de regantes, en otras palabras, hay un 15% de excedentes de energía anualmente. Al observar la tabla se aprecia que gracias a la instalación fotovoltaica, la comunidad se encuentra en una situación en la que la producción de energía mensual supera a los consumos en algunos meses, especialmente, y como resulta lógico, en los meses de verano. Esto suma un balance anual en el que se ha producido más energía que la que se ha consumido. Figura 22: Balance energético mensual con la instalación. Producción propia -100000 -50000 0 50000 100000 150000 200000 Balance energético mensual Demanda energética (KWh) Energía producida (KWh) Balance energético (kWh) 49 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas A primera instancia pudiera pensarse que esto significaría un coste cero de la electricidad a lo largo del ao, o incluso beneficios resultantes de vender la producción excedente. Pero esto no resultará así, ya que se ha de tener en cuenta que a lo largo del día hay muchas horas en las que la demanda de energía es mayor que la producción (noche, amanecer, atardecer, días nublados, etc), y que cuando la producción al fín alcanza la demanda, los excedentes tienen un precio de venta inferior al precio de compra de la electricidad. Figura 23: Balance energético por horas. Producción propia En el gráfico podemos observar lo mencionado anteriormente: en unas horas que hay demanda y cero producción y en otras hay excedente de producción. Esto se observa perfectamente en la línea que representa el balance energético, diferenciando tres zonas diferentes: • Balance igual que la demanda. Son las horas en las que no hay producción de energía ya que no hay sol. • Balance inferior a la demanda pero mayor que 0. Representa que auque sigue habiendo necesidad de consumo de la red eléctrica, esta es menor que la demanda ya que parte de esta se obtiene mediante la instalación. El resultado de esto es un abaratamiento de la factura de la luz durante estos tramos. • Balance negativo. El que la energía requerida sea negativa significa excedentes en la produciónde energía. Es durante estas horas en las que se venderá estos excedentes, produciendo beneficios 6.1.2 Balance económico Habrá entonces que estudiar como estos distitos tramos de demanda y excedentes de energía. Repercuten en la factura final de la luz, ya que los tramos de demanda positiva de energía se cobrarán significativamente más caros que la venta de energía que ocurre en perioros con excedentes. -400,00 -300,00 -200,00 -100,00 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 Balance de energía según horas Demanda media anual (KWh) Producción media anual (KWh) Balace energético promedio (kWh) Análisis económico 50 Figura 24: Factura mensual de la Red electrica. Producción propia En la Figura 24 observamos que la factura final mensual es inferior al coste de la energía adquirida desde la red. Esto es graias a la venta de excedentes de energía que. se producen a lo largo del día. Aun así es destacable que en mese que, auqnue vimos en la Figura 22 que en los meses centrales del ao había excedentes de energía, an así hay costes en la factura final mensual. Esto es debido a la diferencia entre el precio de la luz y el precio de venta de excedentes que se mencionó anteriormente. Con todos estos datos, habrá que comparar la situación económica antes de realizar la instalación y ya con esta en marcha, para apreciar los ahorros que se producen a lo largo de un ao. Figura 25: Ahorro mensual en la factura de la luz. Producción propia Como era de esperar, la instalación logra un ahorro mas que notable a lo largo del ao. Es destacable que durante los meses centrales del ao, el buen clima para la producción de energía permite reducir sensiblemente más la factura de la luz, logrando durante los meses de mayor incluso beneficios netos de la venta de excedentes. En resumen, la factura anual antes de la instalación era de 164.931,50 € al ao, y con la instalación podemos predecir una factura de 121.848,41 €, lo que supone un ahorro del 74 % del coste anual. €(6.000,00) €(4.000,00) €(2.000,00) €- €2.000,00 €4.000,00 €6.000,00 €8.000,00 €10.000,00 Factura mensual frente a costes y ventas de excedentes Coste energía consumida Coste de excedentes Factura con instalación. 55% 62% 73% 76% 101% 95% 84% 83% 76% 67% 50% 48% €- €5.000,00 €10.000,00 €15.000,00 €20.000,00 €25.000,00 Ahorro mensual en la factura de la luz. Factura antes de instalación. Ahorro con la instalación Factura con instalación. % de Ahorro 51 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas 6.2 Análisis de la inversion Anque el ahorro analizado en el anterior apartado es notable, habrá que analizarlos frente al coste de la inversión requerida para llevar a cabo la inversión y sus costes de mantenimiento. Una instalación de estas características deberá ser plenamente operativa durante 25-30 aos, de manera que habrá. Que estudiar los flujos de caja esperados durante esos aos para valorar objetivamente la inversión. Sin este estudio, el cliente, la comunidad de regantes en este caso, podría no valorar adecuadamente la inversión, ya que aunque represente un gran ahorro en sus gastos, podría darle un mejor uso al dinero de la inversión durante ese tiempo. Por ello, la amortización de la instalación se planteará a 10 aos,y no destinando el 100% del ahorro en la factura de la luz a amortizar e equipo, ya que así el cliente dispondrá de su dinero para sacarle rentabilidad de otras maneras sin sacrificar demasiado en un ao con el fin de amortizar rápido el equipo. Para el analizar el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR), tomaremos un 10% de tasa de descuento y un 21% de tasa impositiva. Ao Ahorro neto en la factura Ventas de excedentes Coste de mantenimiento Amortización anual Flujo neto de caja descontado 0 - € - € - € - € -415.020,29 € 1 87.145,26 € 34.529,63 € 5.000,00 € 41.502,03 € 106.068,08 € 2 86.273,81 € 34.184,33 € 5.000,00 € 41.502,03 € 95.419,95 € 3 85.838,09 € 34.011,68 € 5.000,00 € 41.502,03 € 86.288,33 € 4 85.402,36 € 33.839,04 € 5.000,00 € 41.502,03 € 78.028,41 € 5 84.966,63 € 33.666,39 € 5.000,00 € 41.502,03 € 70.557,17 € 6 84.530,91 € 33.493,74 € 5.000,00 € 41.502,03 € 63.799,47 € 7 84.095,18 € 33.321,09 € 5.000,00 € 41.502,03 € 57.687,32 € 8 83.659,45 € 33.148,44 € 5.000,00 € 41.502,03 € 52.159,21 € 9 83.223,73 € 32.975,79 € 5.000,00 € 41.502,03 € 47.159,45 € 10 82.788,00 € 32.803,15 € 5.000,00 € 41.502,03 € 42.637,67 € 11 82.352,28 € 32.630,50 € 5.000,00 € 0,00 € 36.514,58 € 12 81.916,55 € 32.457,85 € 5.000,00 € 0,00 € 33.012,78 € 13 81.480,82 € 32.285,20 € 5.000,00 € 0,00 € 29.845,90 € 14 81.045,10 € 32.112,55 € 5.000,00 € 0,00 € 26.981,98 € 15 80.609,37 € 31.939,91 € 5.000,00 € 0,00 € 24.392,11 € 16 80.173,64 € 31.767,26 € 5.000,00 € 0,00 € 22.050,14 € Estudio de seguridad y salud 58 8.2.3 Autor del proyecto El autor de este proyecto es José Antonio Rodríguez Vázquez. 8.2.4 Presupuesto de Ejecución Material 415.020,29 € 8.2.5 Plazo de Ejecución Se estima que el plazo de ejecución de esta actuación asciende a 3 meses. 8.3 Estudio de Seguridad y Salud Basándonos en el R.D 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción la instalación que se proyecta precisa de un estudio completo de Seguridad y Salud, segn su artículo 4: “Obligatoriedad del estudio de seguridad y salud o del estudio básico de seguridad y salud en las obras” ya que: 1. El presupuesto de ejecución por contrata superará los 2. La duración estimada será superior 30 días laborables, y en sí habrá más 20 trabajadores simultáneamente. 3. El volumen de mano de obra estimada será superior a 500. 4. No sea ninguna obra de tneles, galerías, conducciones subterráneas y presas. No obstante, se realizará un estudio básico de seguridad y salud. 8.3.1 Introducción y objeto del presente estudio El objeto del presente estudio es establecer las previsiones respecto a la prevención de riesgos de accidentes y enfermedades provisionales, así como daos que puedan derivarse de trabajos de reparación y mantenimiento y que además las instalaciones estén obligadas a mantener una higiene y con ello bienestar en los trabajadores. Segn la ley 31/1995, de 8 de noviembre de 1995, de prevención de riesgos laborales tiene por objeto la determinación del cuerpo básico de garantías y responsabilidades precisas para establecer un adecuado nivel de protección de la salud de los trabajadores frente a los riesgos derivados. Como ley, establece un marco legal a partir del cual las normas reglamentarias irán fijando y concretando los aspectos más técnicos de las medidas preventivas. Las normas complementarias quedan resumidas a continuación: - Disposiciones mínimas en materia de sealización de seguridad y salud en el trabajo. - Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. - Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual y complementos necesarios. - Disposiciones mínimas de seguridad en cuanto a formación básica auxiliar. 8.3.2 Derechos y obligaciones 8.3.2.1 Derecho a la protección frente a los riesgos laborales Los trabajadores tienen derecho a una protección eficaz en materia de seguridad y salud en el trabajo. Por ello, el empresario realizará la prevención de Riesgos Laborales mediante la adopción de cuantas medidas sean necesarias para la protección de la seguridad y la salud de los trabajadores, con las especialidades que se recogen en los artículos siguientes en materia de evaluación de riesgos, información, consulta, participación y 59 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas formación de los trabajadores, actuación en caso de emergencia o riesgo grave. 8.3.2.2 Evaluación de los riesgos La acción preventiva en la empresa se planificará por el empresario a partir de una evaluación inicial de los riesgos para la seguridad y la salud de los trabajadores, que se realizará, con carácter general, teniendo en cuenta la naturaleza de la actividad, y en relación con aquellos que estén expuestos a riesgos especiales. Igual evaluación deberá hacerse con la ocasión de la elección de los equipos de trabajo, de las sustancias o preparados químicos y del acondicionamiento de los lugares de trabajo. De alguna manera se podrían clasificar las causas de los riesgos en las categorías siguientes: - Insuficiente calificación profesional del personal dirigente, jefes de equipos y obreros. - Empleo de maquinaria y equipos en trabajos que no corresponden a la finalidad para la que fueron concebidos. - Negligencia en el manejo y conservación de las máquinas e instalaciones. Control deficiente de la zona. - Insuficiente instrucción del personal en materia de seguridad. - Referente a las máquinas y herramienta, los riesgos que pueden surgir al manejarlas se pueden resumir en los siguientes puntos: - Se puede producir un accidente o deterioro de una máquina si se pone en funcionamiento sin conocer su modo de operación. - La lubricación deficiente conduce a un desgaste prematuro por lo que los puntos de engrase manual deben ser engrasados regularmente. - Puede haber ciertos riesgos si alguna palanca de la máquina no está en su posición correcta. - El resultado de un trabajo puede ser poco exacto si las guías de las máquinas se desgastan, por ello hay que protegerlas contra la inundación de virutas. - Puede haber riesgos mecánicos que se deriven fundamentalmente de los diversos movimientos que realicen las distintas partes de una máquina y que pueden provocar que el operario: o Entre en contacto con alguna parte de la máquina o ser atrapado entre ella y cualquier estructura fija o material. o Sea golpeado o arrastrado por cualquier parte en movimiento de la máquina. o Sea golpeado por elementos de la máquina que resulten proyectados. o Sea golpeado por otros materiales proyectados por la máquina. - Puede haber riesgos no mecánicos tales como los derivados de la utilización de la energía eléctrica, productos químicos, generación de ruido, vibraciones, radiaciones, ahogamientos, etc. 8.3.2.3 Principios de la acción preventiva El empresario aplicará las medidas preventivas pertinentes, con arreglo a los siguientes principios generales: - Evitar los riesgos. - Evaluar los riesgos que no se puedan evitar. - Combatir los riesgos en su origen. - Adaptar el trabajo a la persona, en particular en lo que respecta a la concepción de los puestos de trabajo, la organización del trabajo, las condiciones de trabajo, las relaciones sociales y la influencia de los factores ambientales en el trabajo. - Adoptar medidas que antepongan la protección colectiva a la individual. - Dar las debidas instrucciones a los trabajadores. Estudio de seguridad y salud 60 - - Adoptar las medidas necesarias a fin de garantizar que sólo los trabajadores que hayan recibido información suficiente y adecuada puedan acceder a las zonas de riesgo grave y específico. - Prever las distracciones o imprudencias no temerarias que pudiera cometer el trabajador. 8.3.2.4 Equipos de trabajo Cuando la utilización de un equipo de trabajo pueda presentar un riesgo específico para la seguridad y la salud de los trabajadores, el empresario adoptará las medidas necesarias con el fin de que: - La utilización del equipo de trabajo quede reservada a los encargados de dicha utilización. - Los trabajos de reparación, transformación, mantenimiento o conservación serán realizados por los trabajadores específicamente capacitados para ello. El empresario deberá proporcionar a sus trabajadores equipos de protección individual adecuados para el desempeo de sus funciones y velar por el uso efectivo de los mismos, así como asegurarse de que todos los implicados hayan cursado la formación necesaria sobre primeros auxilios. 8.3.2.5 Información, consulta y participación de los trabajadores El empresario adoptará las medidas adecuadas para que los trabajadores reciban todas las informaciones necesarias en relación con: - Los Riesgos para la Seguridad y la Salud de los trabajadores en el trabajo. - Las medidas y actividades de protección y prevención aplicables a los riesgos. - Curso primeros auxilios. Los trabajadores tendrán derecho a efectuar propuestas al empresario, así como a los órganos competentes en esta materia, dirigidas a la mejora de los niveles de la protección de la seguridad y la salud en los lugares de trabajo, en materia de la sealización en dichos lugares, en cuanto a la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo y en referencia al uso de los equipos individuales de protección. 8.3.2.6 Formación de los trabajadores El empresario deberá garantizar que cada trabajador reciba una formación teórica previa y práctica, suficiente y adecuada, en manera preventiva. 8.3.2.7 Riesgo grave e inminente Cuando los trabajadores estén expuestos a un riesgo grave e inminente en la realización de su trabajo, el empresario estará obligado a: - Informar lo antes posible a todos los trabajadores afectados acerca de la existencia de dicho riesgo y de las medidas adoptadas en materia de protección. - Dar las instrucciones necesarias para que, en caso de peligro grave, inminente e inevitable, los trabajadores puedan interrumpir su actividad y además estar en condiciones, de adoptar las medidas necesarias para evitar las consecuencias de dicho peligro. 8.3.2.8 Medidas de emergencia El empresario, teniendo en cuanto el tamao y la actividad de la empresa, así como la posible presencia de personas ajenas a la misma, deberá analizar las posibles situaciones de emergencia y adoptar las medidas necesarias en materia de primeros auxilios y evacuación de los trabajadores, designando para ello al personal encargado de poner en práctica estas medidas y comprobando periódicamente, en cualquier caso, su correcta implantación. 8.3.2.9 Documentación El empresario deberá elaborar y conservar a disposición de la autoridad laboral la siguiente documentación: 61 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas - Evaluación de los riesgos para la seguridad y salud en el trabajo, y planificación de la acción preventiva. - Medidas de protección y prevención a adoptar. - Resultado de los controles periódicos de las condiciones de trabajo. - Práctica de los controles del estado de salud de los trabajadores. - Relación de accidentes de trabajo y enfermedades profesionales que hayan causado al trabajador una incapacidad laboral superior a un día de trabajo. 8.3.2.10 Formación de los trabajadores El empresario deberá garantizar que cada trabajador reciba una formación teórica previa y práctica, suficiente y adecuada, en manera preventiva. 8.3.3 Identificación de riesgo y prevención Riesgos más frecuentes Medidas Preventivas Protecciones individuales Caídas de operarios al agua Más de un trabajador a la vez Pequeo flotador incorporado al uniforme Caídas de operarios al agua Curso primeros auxilios obligatorios para todo el personal Ropa y calzado adaptado y herramientas en maletines aparte. Caídas de objetos sobre operarios Limpieza de bolos y viseras Botas o calzado de seguridad (para fuera de la estructura flotante) Choques o golpes contra objetos Distancia de seguridad Guantes de lona y piel Atrapamientos y aplastamientos por partes móviles de maquinaria Separación tránsito de vehículos y operarios Guantes impermeables Lesiones y/o cortes en manos y pies No permanecer en el radio de acción de máquinas Gafas de seguridad, guantes y calzado adecuado. Estudio de seguridad y salud 62 Riesgos más frecuentes Medidas Preventivas Protecciones individuales Sobreesfuerzos Avisadores ópticos y acsticos de maquinaria Protectores auditivos Ruido y contaminación acstica Protección de las partes móviles de la maquinaria Cinturón de seguridad Cuerpos extraos en los ojos Gafas de seguridad Contactos eléctricos directos e indirectos Guantes de seguridad Tabla 15: Riesgos y posibles soluciones en la instalación. 63 9 PLANOS ÍNDICE • Plano 1: Ubicación • Plano 2: Implantación • Plano 3: Esquema unifilar • Plano 4: Plataforma flotante INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA SOBRE BALSAS UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AUTOR: JOSÉ ANTONIO RODRÍGUEZ VÁZQUEZ TUTOR: DOMINGO BORRERO GOVANTES 1 PLANO: UBICACIÓN BALSA DE ESTUDIO INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA SOBRE BALSAS UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AUTOR: JOSÉ ANTONIO RODRÍGUEZ VÁZQUEZ TUTOR: DOMINGO BORRERO GOVANTES 2 PLANO: IMPLANTACIÓN ANTES DE LA IMPLANTACIÓN DESPUÉS DE LA IMPLANTACIÓN FV FLOTANTE TENSORES 50 m Plataforma con módulo solar Plataforma de mantenimiento Plataforma con inversor Cable string más lejano Pareja de string más lejanos Plataforma con cajas de combinación 50 m 112,03 M.1.1 M.2.1 M.17.1 . . . . . + - M.1.2 M.2.2 M.17.2 . . . . . + - M.1.3 M.2.3 M.17.3 . . . . . + - M.1.4 M.2.4 M.17.4 . . . . . + - C.B.1.1 H1Z2Z2-K 1,8KV 6MM2 DC-Cu = C.B.4.1 C.B.3.1 C.B.2.1 C.B.1.1 = C.B.4.2 C.B.3.2 C.B.2.2 C.B.1.2 = C.B.4.3 C.B.3.3 C.B.2.3 C.B.1.3 RV-K 600/1000V 5 G 95MM2 H1Z2Z2-K 1,8KV 6MM2 DC-Cu Fusible In=250A Interruptor Diferencial Automático Regulable In= 250 A Sensibilidad= 300mA A CUADRO ELÉCTRICO GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Inversor 1 Inversor 2 Inversor 3 RV-K 600/1000V 5 G 95MM2 INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA SOBRE BALSAS UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AUTOR: JOSÉ ANTONIO RODRÍGUEZ VÁZQUEZ TUTOR: DOMINGO BORRERO GOVANTES 3 PLANO: ESQUEMA UNIFILAR ESCALA: 1:300 INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA SOBRE BALSAS UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AUTOR: JOSÉ ANTONIO RODRÍGUEZ VÁZQUEZ TUTOR: DOMINGO BORRERO GOVANTES 4 PLANO: PLATAFORMA FLOTANTE MONTAJE FINAL (EJEMPLO) COMPONENTES DE LA PLATAFORMA FLOTANTE ANCLAJES EXTERIORES CABOS POLIAMIDA FLOTADORES A ANCLAJES EXTERIORES MONTAJE DE LA PLATAFORMA FLOTANTE 75 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Anexos 76 76 • ANEXO E: Ficha técnica de cable para CA. Obtenido en junio de 2023, páginas 2 y 3, en: https://www.helukabel.com/publication/de/flyer/cw/helukabel_cw_helupower1000_rv-k-rz1- k_mx_0720.pdf 77 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Anexos 78 78 • ANEXO F: Ficha técnica del interruptor automático. Obtenido en junio de 2023, páginas 38, 39 y 41 en: https://adajusa.es/es/interruptores-automaticos-en-caja-moldeada/5316-interruptor-automatico- caja-moldeada-4-polos-4x250a-proteccion-diferencial-hyundai-8435532853169.html 79 Instalación Fotovoltaica Sobre Balsas Anexos 80 80 81 BIBLIOGRAFÍA • «El Gobierno refuerza los programas de ayuda para el autoconsumo, el almacenamiento y las instalaciones térmicas con renovables». (2022). [En línea]. Avalible: https://www.miteco.gob.es/es/prensa/ultimas-noticias/el-gobierno-refuerza-los- programas-de-ayuda-para-el-autoconsumo-el-almacenamiento-y-las-instalaciones- t%C3%A9rmicas-con-renovables/tcm:30-540440 • Tobajas, M. (2018). «Energía Solar Fotovoltaica. Cano Pina.». • Lorenzo, E. 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