Optimización de la operación de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo con o sin batería

Abstract

En este Trabajo de Fin de Grado, se estudia el desarrollo de una metodología general para instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo, en el que se diferencias dos escenarios: una instalación fotovoltaica sin almacenamiento y en un segundo escenario la opción de añadir almacenamiento mediante el uso de baterías. Para ejemplificar los cálculos se toma como referencia un perfil de una vivienda situada en Sevilla, sobre la cual se realiza un estudio horario para un año completo. Como punto de partida, se establece un perfil horario de la demanda energética mediante una parametrización porcentual basada en un día tipo de consumo. Esta parametrización permite transformar los datos diarios de demanda en una distribución horaria para el análisis. Posteriormente, se calcula la producción fotovoltaica y se dimensiona la instalación utilizando la herramienta PVsyst. Los datos obtenidos se integran en la herramienta desarrollada para este trabajo de fin de grado, que permite estimar la producción fotovoltaica horaria de la instalación. En un primer escenario, una instalación fotovoltaica sin almacenamiento, se evalúa la venta de los excedentes energéticos generados por la instalación, desde dos perspectivas: su venta en el mercado libre, considerando un precio de venta fijo, y su venta en el mercado regulado, teniendo en cuenta el precio horario de la electricidad marcado por el mercado energético para el año 2024. Además, se analiza el ahorro económico derivado del uso de la energía fotovoltaica generada por la instalación para satisfacer la demanda de la vivienda. Esta fase culmina con un estudio comparativo que permite determinar la solución más ventajosa en términos económicos para el perfil de consumo evaluado. En un segundo escenario, se introduce el almacenamiento energético mediante baterías. Para ello, se establece el criterio adaptado para el dimensionamiento y los casos contemplados para la gestión de la batería, analizando 8 escenarios que consideran un horizonte temporal móvil de 24 horas. Para cada hora se evalúa, en función del precio de la electricidad actual horario estableciendo una comparativa con el precio medio de las siguientes 24 horas, si resulta conveniente cargar la batería, emplear la batería para satisfacer la demanda o no efectuar ninguna acción. Finalmente se procede a realizar el análisis económico de los resultados obtenidos Como última sección, se presenta la herramienta implementada en este trabajo de fin de grado, diseñada para ser aplicable a distintos perfiles de consumo, producción y emplazamiento. Esta herramienta permite simular tanto instalaciones de autoconsumo sin almacenamiento como con almacenamiento mediante baterías, proporcionando una solución adaptada a cada perfil. LA resolución de cálculos se realizará de manera horaria para mayor rigor en los cálculos.