Evaluación de sistemas de almacenamiento termomecanicos para plantas fotovoltaicas en medio rural

Cu so: 2022-2023
Di ec o : Dia ce Belloso, Gonzalo
Es udian e: Bugedo Gonzalo, Unai
EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE
ALMACENAMIENTO TERMOMECÁNICOS PARA
PLANTAS FOTOVOLTAICAS EN MEDIO RURAL
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA
ENERGÉTICA Y SOSTENIBILIDAD EN LA INDUSTIA, TRANSPORTE,
EDIFICACIÓN Y URBANISMO
TRABAJO FIN DE MASTER
Fecha: Bilbao, 24, 09, 2023
1
INDICE
1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 9
2. CONTEXTO ........................................................................................................................... 11
3. Es ado del a e..................................................................................................................... 16
3.1 Almacenamien o é mico ............................................................................................ 16
3.1.1 Almacenamien o é mico sensible (STES) .................................................................. 16
3.1.2 Almacenamien o é mico de calo la en e (LHTES).................................................... 18
3.1.3 Almacenamien o e moquímico ................................................................................ 19
3.2 Ma e iales empleados en TES sensibles ............................................................................ 20
3.3 Análisis del es ado ac ual .................................................................................................. 21
4. OBJETIVOS Y ALCANCE ........................................................................................................ 28
5. BENEFICIOS .......................................................................................................................... 29
6. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 31
6.1 Pasos seguidos ................................................................................................................... 31
6.2 He amien as y so wa e u ilizado .................................................................................... 32
6.3 Conside aciones climá icas y es acionales ........................................................................ 32
6.4 Pa áme os a iables ......................................................................................................... 33
6.4.1 Módulos ..................................................................................................................... 33
6.4.2 Capacidad TES ............................................................................................................ 34
6.4.3 Po encia TES ............................................................................................................... 35
7. DESCRIPCION Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS ................................................................... 36
7.1 Pe il p oducción y consumo ............................................................................................. 37
7.2 Ca ga y desca ga del TES ................................................................................................... 45
7.3 Análisis ene gé ico y económico ....................................................................................... 64
7.3.1 Payback ....................................................................................................................... 67
7.3.2 VAN ............................................................................................................................. 75
7.3.2 TIR ............................................................................................................................... 78
8. CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 81
9. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 83
2
ÍNDICE ILUSTRACIONES
Ilus ación 1. Mix ene gé ico España (ene o-junio) 2022.[19] __________________________________ 12
Ilus ación 2. Mix ene gé ico anual España 2010.[21] ________________________________________ 12
Ilus ación 3. Mix ene gé ico anual España 2015.[20] ________________________________________ 12
Ilus ación 4. En la igu a p e ia se mues a las ins alaciones de almacenamien o acumula i o de ene gía
de di e en es países desde el año 2018 has a 2040. Fuen e: Bloombe gNEF. ______________________ 15
Ilus ación 5. Con igu aciones de uncionamien o del sis ema TES basado en ma e ial g anula .
Re e encia [9] ________________________________________________________________________ 22
Ilus ación 6. Sis ema esquema izado de ca ga y desca ga de un sis ema e momecánico.[23] _______ 24
Ilus ación 7. Lecho empacado en cons ucción.[15] _________________________________________ 26
Ilus ación 8. A la izquie da una sola unidad de po encia y a ios acumulado es de ío y calo . A la
de echa se duplica cada componen e.[23] _________________________________________________ 27
Ilus ación 9. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 80% de la demanda. ____________ 37
Ilus ación 10. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 60% de la demanda. ___________ 37
Ilus ación 11. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 30% de la demanda. ___________ 38
Ilus ación 12. Pe il consumo eb e o. ____________________________________________________ 39
Ilus ación 13. Pe il consumo oc ub e. ____________________________________________________ 40
Ilus ación 14. Pe il p oducción y demanda mensual pa a un año comple o con 69.595 módulos. ____ 41
Ilus ación 15. Pe il p oducción y demanda mensual pa a un año comple o con 52.196 módulos. ____ 42
Ilus ación 16. Pe il p oducción y demanda mensual pa a un año comple o con 26.098 módulos. ____ 43
Ilus ación 17. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 45
Ilus ación 18. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia __________________________________________________________________ 46
Ilus ación 19. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 46
Ilus ación 20. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 48
Ilus ación 21. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 48
Ilus ación 22. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 49
Ilus ación 23. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 50
Ilus ación 24. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 50
Ilus ación 25. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 51
Ilus ación 26. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 52
Ilus ación 27. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 52
Ilus ación 28. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 53
Ilus ación 29. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 54
Ilus ación 30. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 54
Ilus ación 31. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 55
3
Ilus ación 32. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 56
Ilus ación 33. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 56
Ilus ación 34. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 57
Ilus ación 35. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 58
Ilus ación 36. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 58
Ilus ación 37. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 59
Ilus ación 38. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 60
Ilus ación 39. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 60
Ilus ación 40. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 61
Ilus ación 41. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
7500 kW de po encia __________________________________________________________________ 62
Ilus ación 42. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
5000 kW de po encia. _________________________________________________________________ 62
Ilus ación 43. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y
2500 kW de po encia. _________________________________________________________________ 63
Ilus ación 44. Ejemplo de e ibuciones menos pagos anual, en el caso de 52.196 módulos, 30 MWh y
7500kW. ____________________________________________________________________________ 64
4
ÍNDICE TABLAS
Tablas 1. Aho o ene gé ico 69595 paneles. ________________________________________________ 65
Tablas 2. Aho o ene gé ico 52196 paneles. _______________________________________________ 66
Tablas 3. Aho o ene gé ico de la ed 26098 paneles _________________________________________ 66
Tablas 4. Re ibución anual y desembolso inicial con 69595 módulos, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia. __________________________________________________________ 67
Tablas 5. Re ibución anual y desembolso inicial con 52196 módulos, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia. __________________________________________________________ 68
Tablas 6. Re ibución anual y desembolso inicial con 26098 módulos, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia __________________________________________________________ 68
Tablas 7. Re ibución anual y desembolso inicial con 69595, a iando la capacidad de almacenamien o y
la po encia (solamen e TES)_____________________________________________________________ 69
Tablas 8. Re ibución anual y desembolso inicial con 52196, a iando la capacidad de almacenamien o y
la po encia (solamen e TES)_____________________________________________________________ 69
Tablas 9. Re ibución anual y desembolso inicial con 26098, a iando la capacidad de almacenamien o y
la po encia (solamen e TES)_____________________________________________________________ 70
Tablas 10. Re ibución anual y desembolso inicial de solo paneles. ______________________________ 70
Tablas 11. Paybacks en años de los p o o ipos con 69595 módulos sola es (paneles más TES). _______ 71
Tablas 12. Paybacks en años de los p o o ipos con 52196 módulos sola es (paneles más TES). _______ 71
Tablas 13. Paybacks en años de los p o o ipos con 26098 módulos sola es (paneles más TES). _______ 71
Tablas 14. Paybacks en años de los p o o ipos con 69595 módulos sola es (solamen e TES). _________ 72
Tablas 15. Paybacks en años de los p o o ipos con 52196 módulos sola es (solamen e TES). _________ 73
Tablas 16. Paybacks en años de los p o o ipos con 26098 módulos sola es (solamen e TES). _________ 73
Tablas 17. Paybacks en años de los p o o ipos, con di e en e núme o de módulos sola es (solamen e
paneles). ____________________________________________________________________________ 74
Tablas 18. VAN (TES más paneles) ________________________________________________________ 75
Tablas 19. VAN (solamen e TES) _________________________________________________________ 76
Tablas 20. VAN (solo paneles). ___________________________________________________________ 77
Tablas 21. TIR (TES más paneles). ________________________________________________________ 78
Tablas 22. TIR (solamen e TES). __________________________________________________________ 79
Tablas 23. TIR (solamen e paneles). ______________________________________________________ 80

5
PALABRAS CLAVE
Almacenamien o ene gía é mica (TES), Almacenamien o ene gía é mica sensible (STES),
almacenamien o é mico en g a a, iabilidad inancie a.
6
RESUMEN
En la ac ualidad, la c ecien e demanda ene gé ica global y la u gen e necesidad de educi las
emisiones de gases de e ec o in e nade o han pues o de mani ies o la c ecien e necesidad de
a anza hacia una ma iz ene gé ica más sos enible y espe uosa con el medio ambien e. La
implemen ación y expansión de sis emas de ene gía eno able se ha con e ido en un ac o
de e minan e pa a el p og eso de la sociedad ac ual y la lucha con a el cambio climá ico.
Las uen es de ene gía eno able, como la sola , la eólica, la hid oeléc ica y la geo é mica,
p esen an una se ie de en ajas innegables en compa ación con las uen es de ene gía
con encionales. No solo son más limpias y espe uosas con el medio ambien e, sino que ambién
se ob ienen de ue zas de la na u aleza inago ables, lo que ga an iza un suminis o de ene gía a
la go plazo. Sin emba go, su implemen ación a g an escala en en a desa íos signi ica i os,
especialmen e en el sec o esidencial.
En el ámbi o de la i ienda, el consumo de combus ibles ósiles pa a sa is ace las necesidades
é micas y ene gé icas es conside able. Log a una mayo e iciencia ene gé ica en los hoga es es
undamen al pa a educi la huella de ca bono de la sociedad. Aquí es donde en an en juego las
ene gías eno ables. La ins alación de paneles sola es en echos, la u ilización de sis emas de
cale acción geo é mica y la adopción de ecnologías de ene gía eólica a pequeña escala son
ejemplos de soluciones que pueden ans o ma la o ma en que los hoga es ob ienen y u ilizan
la ene gía.
Sin emba go, un desa ío cla e en la in eg ación de ene gías eno ables en el sec o esidencial
adica en la in e mi encia de la gene ación. La ene gía sola no es á disponible du an e la noche,
y la ene gía eólica depende del ien o. Pa a abo da es e p oblema, es esencial desa olla
sis emas de almacenamien o é mico y eléc ico e ec i os que puedan almacena el exceso de
ene gía gene ada du an e los momen os de máxima p oducción y libe a la cuando la demanda
sea al a y la gene ación insu icien e.
Con es e p opósi o en el p esen e abajo se ha desa ollado un sis ema de almacenamien o
é mico en lecho de oca. Es e sis ema es á o mado po un anque de almacenaje el cual se á
ellenado con g a a, la cual se á la enca gada de ealiza el almacenamien o de ene gía
e momecánica. En el p esen e p oyec o se e alua á la iabilidad económica y el
compo amien o del sis ema de almacenaje.
Es e es udio se en ocó en e alua la iabilidad económica de sis emas o o ol aicos con
almacenamien o é mico (TES) conside ando múl iples a iables. Se analiza on indicado es cla e
como el Payback, el Valo Ac ual Ne o (VAN) y la Tasa In e na de Re o no (TIR) pa a di e en es
con igu aciones. Se encon ó que, en é minos gene ales, la in e sión en es os sis emas es
en able, con Paybacks de 3 a 6 años y VAN y TIR posi i os. En esumen, se espalda la iabilidad
inancie a de los sis emas o o ol aicos con TES, con a iaciones en la en abilidad según la
escala y las ca ac e ís icas especí icas de cada con igu ación.
7
ABSTRACT
Cu en ly, he g owing global ene gy demand and he u gen need o educe g eenhouse gas
emissions ha e unde sco ed he impe a i e o ansi ion owa ds a mo e sus ainable and
en i onmen ally iendly ene gy ma ix. The implemen a ion and expansion o enewable ene gy
sys ems ha e become a c ucial ac o in he p og ess o oday’s socie y and he igh agains
clima e change.
Renewable ene gy sou ces such as sola , wind, hyd oelec ic, and geo he mal o e undeniable
ad an ages compa ed o con en ional ene gy sou ces. No only a e hey cleane and mo e
en i onmen ally iendly, bu hey a e also inexhaus ible, ensu ing a long- e m ene gy supply.
Howe e , hei la ge-scale implemen a ion aces signi ican challenges, pa icula ly in he
esiden ial sec o .
In he ealm o housing, he subs an ial use o ossil uels o mee he mal and ene gy needs is
e iden . Achie ing g ea e ene gy e iciency in homes is undamen al o educing socie y's
ca bon oo p in . This is whe e enewable ene gies come in o play. The ins alla ion o sola
panels on oo ops, he u iliza ion o geo he mal hea ing sys ems, and he adop ion o small-
scale wind ene gy echnologies a e examples o solu ions ha can ans o m how households
acqui e and u ilize ene gy.
None heless, a key challenge in in eg a ing enewable ene gies in o he esiden ial sec o lies in
he in e mi ency o gene a ion. Sola ene gy is una ailable a nigh , and wind ene gy depends
on he wind's s eng h. To add ess his issue, i is essen ial o de elop e ec i e he mal and
elec ical s o age sys ems capable o s o ing excess ene gy gene a ed du ing peak p oduc ion
imes and eleasing i when demand is high and gene a ion is insu icien .
Wi h his pu pose in mind, he p esen wo k has de eloped a he mal s o age sys em using a
ock bed. This sys em consis s o a s o age ank ha will be illed wi h g a el, which will be
esponsible o s o ing he mal ene gy. In his p ojec , an e alua ion o he economic easibili y
and pe o mance o he s o age sys em will be conduc ed.
This s udy aimed o assess he economic iabili y o pho o ol aic sys ems wi h he mal ene gy
s o age (TES) while conside ing mul iple a iables. Key inancial indica o s such as Payback, Ne
P esen Value (NPV), and In e nal Ra e o Re u n (IRR) we e analyzed o a ious con igu a ions.
I was ound ha , in gene al e ms, in es men s in hese sys ems a e p o i able, wi h Payback
pe iods anging om 3 o 6 yea s and posi i e NPV and IRR alues. In summa y, he inancial
easibili y o pho o ol aic sys ems wi h TES is suppo ed, wi h a ia ions in p o i abili y
depending on he scale and speci ic cha ac e is ics o each con igu a ion.
8
LABURPENA
Egungoan, ene gia beha handiko hazkundea e a gas e ek ua izoz uzko emisioak mu iz eko
beha a age u du ingu umena ekiko jasanga iago e a e espe uzkoa den ene gia ma ize
ba e an z egin beha a. Ene gi be iz aga ien sis ema e abile a e a hedapena giza e
mode noa en au e a egi eko e a klima aldake a au kako bo okan ak o e ga an zi sua bihu u
da.
Ene gia be iz aga iak, hala nola eguzki, haize, hid oelek ikoa e a geo e mikoa, au kako ene gia
i u ien aldean a giak e a ingu umena ekiko e espe aga iak di en aban aila ezin ika ga uak
eskain zen di uz e. Ez soilik ga biagoak e a ingu umena ekiko e espe u handiagoa du enez,
baina bai a ago asunik gabeak e e, ene gi ho nikun za luzeko ziu a zen du e. Hala e e, be en
e abile a zabala iza eak e onka handiak daka , ba ez e e e xebizi za sek o ean.
E xebizi za en ingu uan, be oa e a ene gia beha ak ase zeko osil e e iluak e abile a
naba mena du e. E xee an ene gia e aginko asun handiagoa lo zea oso ga an zi sua da
giza ea en ka bono honda ak mu iz eko. Hemen ene gia be iz aga iak sa zen di a.
Honda izko eilak egoki zea, geo e miko be o-sis emak e abil ea e a haize-ene gia en
eknologiak xiki asun mailan adopzioa di en adibideak di a, e xebizi zak ene gia lo zen e a
e abil en di uz en modua alda u dezake en i udiak.
Hala e e, ene gia be iz aga ien e xebizi za sek o ean in eg azioan e onka nagusi ba au ki zen
da ene gia so ua en a eko asunean dagoena. Eguzki ene gia gaua zeha e abilga i ez da e a
haize-ene giak haizea en inda e ik mendeka zen du. He i a ek ene gia gu xien esku a zen e a
e abil zen du en unean ene gia gehiago go de zeko e a eska zen den ba ean gehiegizko beha a
dagoenean e a so zea gu xi den unean aski den ene gia go de zeko sis ema e miko e a
elek iko e aginko a ga a zeko oso ga an zi sua da.
Helbu u ho ekin, lan hau gau egungoan gu u za u da, leho ba e abiliz ene gia go de zeko
sis ema ga a u da. Sis ema honek be oa go de zeko e abiliko den g a a ba ekin be eko den
bil egia du, e a ho ek ene gia e mikoa go de zeko a du a izango du. Lan hone an ene gia
go de zeko sis emaa en ga apeneko e a ekonomiagin zako ebaluazioa egingo da.
Az e ke a ho i bil egi a ze e mikoa (TE) du en sis ema o o ol aikoen bide aga i asun
ekonomikoa ebalua ze a bide a u zen, aldagai uga i kon uan ha u a. Fun sezko adie azleak
az e u zi en, hala nola Payback, Egungo Balio Ga bia (VAN) e a Ba ne I zule a Tasa (TIR)
kon igu azio desbe dine a ako. Au ki u zen, o o ha , sis ema ho ie an egindako inbe sioa
e en aga ia dela, 3-6 u eko Paybacks e a VAN e a TIR posi iboekin. Labu bilduz, TES du en
sis ema o o ol aikoen inan za-bide aga i asuna babes en da, kon igu azio bakoi za en
eskala en e a ezauga i espezi ikoen a abe a e en aga i asunean aldake ak eginez.
15
• Almacenamien o é mico: almacena ene gía en ma e iales que pe mi an e ene la y
libe a la de mane a con olada.
• Supe condensado es: Almacena g andes can idades de ene gía eléc ica en o mas de
ca gas elec os á icas (sin eacciones químicas). Es os supe condensado es pueden se
ca gados o desca gado en segundos, siendo una opción idónea pa a necesidades pun as
de po encia.
• Volan es de ine cia: Almacenaje en o ma de ene gía ciné ica cuyo uncionamien o se
basa en un disco al cual se la aplica ene gía pa a que comience a gi a , y cuando se cesa
de p opo ciona le dicha ene gía es capaz de man ene su mo imien o sin apenas
ozamien o, pudiendo emplea se pos e io men e.
• Ba e ías: Almacena ene gía en compues os químicos capaces de gene a ca ga eléc ica,
las cuales pueden gene a espues as muy ápidas. Cabe ema ca en es e apa ado las
ba e ías de li io, las cuales poseen un ele ado po encial elec oquímico y puede
acumula g andes can idades de ene gía, siendo su g an p oblema el ele ado cos e de
ab icación.
• Pilas de combus ible de hid ógeno: Almacenamien o químico con inuo. La p incipal
di e encia con las ba e ías es que abas ece pe manen emen e la pila desde el ex e io ,
pe mi iendo su uso cons an e. Exis en o os ipos de pilas de combus ible, pe o las de
hid ógeno son las más empleadas.
En la Ilus ación 4 p e ia se mues a las ins alaciones de almacenamien o acumula i o de ene gía
de di e en es países desde el año 2018 has a 2040.
Fue a de las écnicas de almacenamien o de ene gía nomb adas an e io men e, las cuales son
las que más impo ancia y ele ancia ienen ac ualmen e, exis en o os ipos de almacenamien o
en ías de desa ollo las cuales ienen un u u o p ome edo .
Ilus ación 4. En la igu a p e ia se mues a las ins alaciones de almacenamien o acumula i o de ene gía
de di e en es países desde el año 2018 has a 2040. Fuen e: Bloombe gNEF.

16
3. Es ado del a e
El mé odo Powe o Hea o Powe es un mé odo el cual consis e en con e i la elec icidad en
calo pa a pos e io men e ol e a se ans o mada en elec icidad. En el p esen e TFM se
explica án los di e en es mé odos de almacenamien o é mico.
3.1 Almacenamien o é mico
Los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica (TES, po sus siglas en inglés, The mal
Ene gy S o age) ep esen an una ca ego ía ecnológica de singula impo ancia en el ámbi o de
la ges ión y op imización de los ecu sos ene gé icos. Es os sis emas e is en una uncionalidad
c í ica al pe mi i la acumulación y pos e io libe ación de calo en una a iedad de aplicaciones,
lo que, a su ez, conduce a un ap o echamien o más e icien e y e ec i o de la ene gía é mica.
La ascendencia de los TES se mani ies a con especial én asis en el con ex o ac ual, ca ac e izado
po la c ecien e ansición hacia uen es de ene gía más limpias y sos enibles.
Los TES ope an en base a un p incipio undamen al: cap u a el exceden e de ene gía é mica
cuando es á disponible y es i ui la en momen os de demanda, c eando así un equilib io en la
o e a y la demanda de ene gía é mica. Es e p oceso se lle a a cabo median e la u ilización de
ma e iales o luidos capaces de e ene y pos e io men e libe a el calo en unción de las
necesidades del sis ema.
Exis en di e sas ca ego ías de TES, cada una con ca ac e ís icas pa icula es:
3.1.1 Almacenamien o é mico sensible (STES)
Los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica (TES) sensibles son una ca ego ía de
ecnologías de TES Implica almacena ene gía é mica en un medio, que no su e un cambio de
ase cuando se le ag ega calo . La can idad de ene gía que se puede almacena den o de un
medio especí ico depende p incipalmen e de la capacidad calo í ica especí ica del ma e ial, la
densidad de ene gía, la di usi idad é mica, la masa, la conduc i idad é mica, el olumen
especí ico, la es abilidad mecánica, el ango de empe a u a de uncionamien o, la p esión de
apo y la en abilidad [6][7].
P incipios Fundamen ales de los TES Sensibles:
En los sis emas de TES sensibles, el ma e ial de almacenamien o (que puede se agua, ocas,
a ena, sales u o os ma e iales) ac úa como un "depósi o" pa a el calo . Cuando se desea
almacena ene gía é mica, se calien a el ma e ial median e una uen e de calo ex e na, como
la ene gía sola concen ada o la elec icidad. Cuando se necesi a u iliza la ene gía é mica
almacenada, el ma e ial se en ía, libe ando el calo almacenado pa a su uso.
Fó mulas Rele an es:
1. Capacidad Té mica Especí ica (C): La capacidad é mica especí ica de un ma e ial ( ambién
conocida como calo especí ico) se e ie e a la can idad de calo que se necesi a pa a ele a la
empe a u a de una unidad de masa del ma e ial en una unidad de empe a u a (gene almen e
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Kel in o g ados Celsius). Se exp esa en unidades de ene gía po unidad de masa y unidad de
empe a u a. La ó mula gene al es:
Q = m ⋅ C ⋅ ΔT
Donde:
- Q es la can idad de calo ans e ida (ene gía é mica).
- m es la masa del ma e ial.
- C es la capacidad é mica especí ica del ma e ial.
- ΔT es el cambio de empe a u a.
Pa a el almacenamien o de ene gía é mica, se puede u iliza es a ó mula pa a calcula la
can idad de ene gía é mica almacenada o libe ada al cambia la empe a u a del ma e ial de
almacenamien o.
2. E iciencia del Almacenamien o de Ene gía Té mica (η): La e iciencia de un sis ema de TES mide
qué an bien se puede ecupe a la ene gía é mica almacenada cuando se libe a. Se calcula
median e la siguien e ó mula:
𝜂 = 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
Donde:
- 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 es la ene gía é mica ecupe ada del sis ema.
- 𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 es la ene gía é mica almacenada en el sis ema.
Una al a e iciencia es deseable pa a ga an iza que la mayo pa e de la ene gía almacenada
sea ú il cuando se libe a.
3. Tiempo de Almacenamien o (τ): El iempo de almacenamien o se e ie e al pe íodo du an e
el cual la ene gía é mica se e iene en el ma e ial de almacenamien o an es de se libe ada. Es e
pa áme o es esencial pa a de e mina la capacidad de un sis ema de TES pa a man ene la
ene gía é mica du an e pe íodos de baja demanda. Su cálculo puede depende de a ios
ac o es, como la asa de pé dida de calo del ma e ial y la capacidad é mica del sis ema.
Los TES sensibles son ampliamen e u ilizados en aplicaciones como la cale acción y la
e ige ación de edi icios, así como en sis emas de ene gía sola concen ada. La elección del
ma e ial de almacenamien o y el diseño del sis ema juegan un papel c ucial en su e iciencia y
endimien o gene al. Es os sis emas desempeñan un papel undamen al en la ges ión de la
ene gía é mica y son un componen e esencial en la ansición hacia uen es de ene gía más
sos enibles y eno ables.
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3.1.2 Almacenamien o é mico de calo la en e (LHTES)
Los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica (TES) la en e son una ca ego ía de
ecnologías de TES que se basan en la ansición de ase de un ma e ial pa a almacena y libe a
calo . A di e encia de los TES sensibles, donde la ene gía se almacena p incipalmen e como un
cambio en la empe a u a, en los TES la en e, la ene gía é mica se almacena y libe a du an e la
usión (cambio de ase sólido a líquido) o la solidi icación (cambio de ase líquido a sólido) de un
ma e ial. P o undicemos en los TES la en e, incluyendo sus p incipios undamen ales y algunas
ó mulas ele an es.
P incipios Fundamen ales de los TES La en e:
En los sis emas de TES la en e, se u iliza un ma e ial de cambio de ase, como una sal o pa a ina,
que iene la p opiedad de abso be y libe a g andes can idades de ene gía é mica du an e la
ansición de ase. Cuando el ma e ial se calien a y cambia de sólido a líquido ( usión), abso be
calo , almacenando ene gía. Cuando se en ía y cambia de líquido a sólido (solidi icación), libe a
calo , libe ando la ene gía almacenada. Es o pe mi e una al a densidad de ene gía en
compa ación con los TES sensibles.
Fó mulas Rele an es:
1. Cambio de Ene gía (Q): La can idad de ene gía é mica abso bida o libe ada du an e la
ansición de ase se calcula u ilizando la siguien e ó mula:
𝑄 = 𝑚 ⋅ ℎ
Donde:
- 𝑄 es la can idad de ene gía é mica abso bida o libe ada (en julios).
- 𝑚 es la masa del ma e ial de cambio de ase (en kilog amos).
- ℎ es la en alpía de usión o solidi icación del ma e ial (en julios po kilog amo).
La en alpía de usión (o solidi icación) es una p opiedad del ma e ial y ep esen a la can idad
de ene gía eque ida pa a cambia una unidad de masa del ma e ial de sólido a líquido (o
ice e sa).
2. E iciencia del Almacenamien o de Ene gía Té mica (η): La e iciencia de un sis ema de TES
la en e mide qué an bien se puede ecupe a la ene gía é mica almacenada du an e la
ansición de ase. Se calcula de mane a simila a los TES sensibles:
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𝜂 = 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
Donde:
- 𝐸𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 es la ene gía é mica ecupe ada del sis ema du an e la ansición de ase.
- 𝐸𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 es la ene gía é mica abso bida du an e la ansición de ase.
Una al a e iciencia es esencial pa a maximiza la u ilidad de la ene gía almacenada.
3. Tiempo de Almacenamien o (τ): Al igual que en los TES sensibles, el iempo de
almacenamien o en los TES la en e se e ie e al pe íodo du an e el cual la ene gía é mica se
e iene en el ma e ial de cambio de ase an es de se libe ada. Su cálculo depende de a ios
ac o es, incluida la asa de pé dida de calo del ma e ial y la capacidad de almacenamien o.
Los TES la en e se u ilizan en di e sas aplicaciones, como sis emas de ene gía sola concen ada,
e ige ación de edi icios, almacenamien o de ene gía eléc ica y p ocesos indus iales que
equie en una libe ación con olada de calo . La al a densidad de ene gía y la e iciencia de
almacenamien o hacen que los TES la en e sean una opción a ac i a pa a la ges ión de la
ene gía é mica en sis emas sos enibles y e icien es desde el pun o de is a ene gé ico.
3.1.3 Almacenamien o e moquímico
Los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica (TES) químicos son una ca ego ía de
ecnologías de TES que u ilizan eacciones químicas pa a almacena y libe a ene gía é mica. A
di e encia de los TES sensibles y la en es, que almacenan ene gía p incipalmen e median e
cambios de empe a u a o ansiciones de ase, los TES químicos implican ans o maciones
químicas e e sibles que in oluc an compues os químicos especí icos. Aquí se p o undiza á en
los TES químicos, incluyendo sus p incipios undamen ales, aplicaciones y ejemplos de
eacciones químicas u ilizadas.
P incipios Fundamen ales de los TES Químicos:
Los sis emas de TES químicos ap o echan las eacciones químicas endo é micas (abso ben calo )
y exo é micas (libe an calo ) pa a almacena y libe a ene gía é mica. Es as eacciones químicas
ocu en en un ma e ial de almacenamien o especí ico, que se ca ga con ene gía é mica du an e
la eacción endo é mica y se desca ga cuando la eacción exo é mica es ac i ada. La
e e sibilidad de es as eacciones es undamen al pa a la eca ga y desca ga epe idas del
sis ema.
Ejemplos de Reacciones Químicas en TES:
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1. Reacción de hid a ación-deshid a ación de sales: Un ejemplo común es la u ilización de sales
hid a adas, como el clo u o de calcio hexahid a ado (CaCl2·6H2O). Du an e la ca ga, la sal
abso be calo al deshid a a se (pe diendo sus moléculas de agua). Du an e la desca ga, la sal
libe a calo al hid a a se nue amen e ( ecupe ando las moléculas de agua).
2. Reacciones edox: Algunos TES químicos u ilizan eacciones edox (de educción-oxidación)
e e sibles, como la eacción en e hie o y óxido de hie o (Fe/FeO), donde el hie o se oxida
(abso biendo calo ) du an e la ca ga y se educe (libe ando calo ) du an e la desca ga.
3. Reacciones de cambio de ase químico: Algunos ma e iales o gánicos pueden expe imen a
cambios de ase químicos e e sibles, como la c is alización/deshid a ación de ácido e e álico.
Du an e la ca ga, el ma e ial se c is aliza y abso be calo , y du an e la desca ga, se deshid a a y
libe a calo .
Aplicaciones de los TES Químicos:
Los TES químicos se u ilizan en una a iedad de aplicaciones, incluyendo:
1. Gene ación de Ene gía: Se pueden aplica en sis emas de gene ación de ene gía, como ciclos
e modinámicos con almacenamien o químico, pa a p opo ciona ene gía é mica cuando sea
necesa io.
2. Cale acción y Re ige ación: Los TES químicos se u ilizan pa a sis emas de cale acción y
e ige ación de edi icios, almacenando calo o ío du an e los pe íodos de bajo cos o de ene gía
y libe ándolo cuando la demanda es al a.
3. Almacenamien o de Ene gía Sola : Los TES químicos son ú iles en aplicaciones de ene gía sola
concen ada, donde se u ilizan pa a almacena y libe a calo pa a gene a elec icidad de
mane a con inua.
4. Aplicaciones Indus iales: Se aplican en p ocesos indus iales que equie en calo a
empe a u as especí icas, como la indus ia química y la me alu gia.
5. Mo ilidad Sos enible: En aplicaciones de mo ilidad sos enible, los TES químicos pueden
u iliza se en sis emas de almacenamien o de calo pa a ehículos eléc icos o sis emas de
cale acción y e ige ación de ehículos.
3.2 Ma e iales empleados en TES sensibles
Los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica (TES) sensibles u ilizan una a iedad de
ma e iales como medios de almacenamien o pa a abso be y libe a calo median e cambios de
empe a u a. Los ma e iales seleccionados deben ene p opiedades especí icas que les
pe mi an unciona de mane a e icien e en aplicaciones de TES. A con inuación, se mencionan
algunos ejemplos de ma e iales comunes u ilizados en TES sensibles:
1. Sales Fundidas: Las sales undidas son uno de los medios de almacenamien o de calo más
u ilizados en TES sensibles. Es as sales ienen pun os de usión y solidi icación bien de inidos, lo

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que les pe mi e abso be calo du an e la usión y libe a lo du an e la solidi icación. Ejemplos de
sales undidas incluyen el ni a o de sodio y el ni a o de po asio.
2. Agua: El agua es un excelen e medio de almacenamien o de calo debido a su al a capacidad
é mica y su amplio ango de empe a u as de ope ación. Se u iliza en sis emas de TES sensibles,
como anques de almacenamien o de agua calien e.
3. Pied as o Rocas: Las pied as o ocas pueden u iliza se como ma e ial de almacenamien o en
sis emas de TES sensibles. Es os ma e iales ienen una al a capacidad é mica y pueden
man ene el calo du an e pe íodos p olongados. Se calien an du an e el día y libe an calo
du an e la noche. Poseen p ecios muy bajos.
4. Fluidos Té micos: Los luidos é micos, como acei es mine ales, acei e de ans e encia de
calo o glicol, se u ilizan en sis emas de TES sensibles pa a anspo a calo desde el colec o de
calo (po ejemplo, paneles sola es) has a el medio de almacenamien o.
5. Ma e iales de Almacenamien o de Ai e Calien e: En algunos sis emas de TES sensibles, el ai e
calien e se u iliza como medio de almacenamien o. Du an e la ca ga, se calien a el ai e y se
almacena en un con enedo aislado. Luego, el ai e se libe a y se u iliza pa a gene a ene gía
é mica cuando es necesa io.
6. Ce ámicas y Ma e iales de Al a Conduc i idad Té mica: Algunos ma e iales ce ámicos y
compues os con al a conduc i idad é mica se u ilizan pa a mejo a la ans e encia de calo en
sis emas de TES sensibles, lo que aumen a su e iciencia.
La elección del ma e ial de almacenamien o depende de ac o es como la empe a u a de
ope ación, la capacidad de almacenamien o de calo , la e iciencia y la du abilidad eque ida pa a
una aplicación especí ica. Cada ma e ial iene sus p opias en ajas y limi aciones.
3.3 Análisis del es ado ac ual
En e las es opciones, la de calo sensible es la ecnología ac ualmen e más madu a, siendo la
más u ilizada a g an escala. Los ma e iales empleados en es e mé odo no malmen e son sales
undidas [9] debido a sus p opiedades a o ables pa a la ans e encia de calo . No obs an e,
cuen an con incon enien es, ya que, ienen limi ada la empe a u a máxima de ope ación
debido a la descomposición de las sales undidas a al as empe a u as. En e las di e en es
al e na i as, los ma e iales g anula es como la a ena o ocas son ampliamen e empleados
debido a su bajo cos e.
Dependiendo del amaño del ma e ial g anula sólido del sis ema TES y de la elocidad del luido
de abajo, se pueden da a ias con igu aciones de ope ación. Pa a elocidades del luido (U)
in e io es a la elocidad de mínima luidización (Um ) del ma e ial g anula , el luido pe cola á
en e los sólidos en los p ocesos de ca ga y desca ga, pe maneciendo los sólidos es á icos en el
p oceso. Po lo an o, los p ocesos de ca ga y desca ga en es e caso se p oduci án
secuencialmen e, con ando con un al o g ado de seg egación é mica en el sis ema TES, que
con a á con una zona de empe a u a al a (TA) y o a de baja (TB) sepa ados po una e moclina
que se desplaza y c ece a medida que el p oceso de ca ga o desca ga p og esa, como puede
e se en la Ilus ación 5.
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Sin emba go, elocidades del luido po encima de la elocidad de mínima luidización p oducen
la luidización de los sólidos, gene ándose bu bujas de luido en el in e io del lecho que
con ibuyen a p oduci al as asas de mezclado de los sólidos que ocasionan la homogeneización
de la empe a u a en odo el sis ema. Po lo an o, la empe a u a del sis ema TES p esen a á un
alo in e medio (Ti) en e la empe a u a al a y la baja, al como se obse a en la Ilus ación 5.
Un abajo p e io ealizado median e simulaciones CFD del p oceso de desca ga de un sis ema
TES con ma e ial g anula y empleando CO2 supe c í ico como luido de abajo [10] demos ó
que, pa a aplicaciones de ecupe ación de ene gía de un sis ema TES, la con igu ación de lecho
ijo es más en ajosa que el égimen de lecho luidizado, desde un pun o de is a exe gé ico,
pa a maximiza la e iciencia del ciclo e modinámico y, po lo an o, ambién la e iciencia global
de la plan a de ene gía sola .
En cambio, el égimen de lecho ijo limi a la elocidad del luido po debajo de la elocidad de
mínima luidización de las pa ículas sólidas que con o man el ma e ial g anula , limi ando de
es e modo el gas o másico de luido. Po lo an o, se p opone un diseño no edoso pa a ope a
el lecho de pa ículas sólidas en un égimen de lecho ijo incluso a al as elocidades del luido.
La solución p opues a consis e en con ina el ma e ial g anula mecánicamen e en e dos
dis ibuido es que pe mi en la ci culación del luido e i ando el mo imien o de los sólidos, la
luidización de las pa ículas y po an o el mezclado ca ac e ís ico de los lechos luidizados.
De es e modo, el lecho con inado pod ía ope a a al a elocidad con seg egación é mica en el
in e io del lecho, con ando con la zona de al a y baja empe a u a sepa adas po la e moclina,
al como se obse a en la Ilus ación 5, lo que pe mi i ía maximiza la exe gía del luido de abajo
a la salida del sis ema TES.
Ilus ación 5. Con igu aciones de uncionamien o del sis ema TES basado en ma e ial g anula . Re e encia [9]
23
El c ecimien o de la ene gía eno able equie e un almacenamien o eléc ico lexible, de bajo
cos o y e icien e pa a equilib a el desajus e en e la o e a y la demanda de ene gía [11].
Cada una de las di e en es ecnologías EES (de sus siglas en inglés Elec ical Ene gy S o age) se
basa en di e en es p incipios ísicos y, po lo an o, ienen di e en es indicado es de endimien o
ca ac e ís icos, como elaciones po encia-capacidad, iempos de espues a de ca ga y desca ga,
di e en es elaciones ene gía/po encia- olumen y di e en es cos os especí icos po kW y
po kWh[12]. Debido a es as di e encias, cada ecnología EES iene un nicho de aplicación que
se adap a mejo a ella, y a ios nichos ya han encon ado su EES más adecuado.
El equisi o de u iliza un medio de almacenamien o económico llamó la a ención sob e
concep os de almacenamien o al e na i os, aunque en la mayo ía de los casos las e iciencias no
son compa ables con las que o ecen las ba e ías. Una de las ecnologías que más es á llamando
la a ención es el g upo de ecnología llamado Ba e ías de Ca no .
Ba e ías de Ca no :
Como ya se ha comen ado, el c ecimien o de las ene gías eno ables es á ligado a la necesidad
de mejo a la lexibilidad del sis ema eléc ico. Es e p oblema puede en oca se desde di e en es
ángulos, an o desde el lado de la demanda como en el da la p oducción.
Aumen a la capacidad de almacenamien o de ene gía en las edes una es a egia comp obada,
es ando algunos mé odos de almacenaje ácilmen e explo ables casi ago ados (hid oeléc ica
po bombeo).
En los p óximos años se p e é un g an aumen o de ene gías como la o o ol aica, la cual iene
su p oducción en ocada en las ho as cen ales del día.
Po ello se necesi a á una lo a de almacenamien o que pueda ca ga a po encia nominal du an e
a ias ho as al día, pa a de es a mane a aslada can idades masi as de ene gía de las ho as de
mayo p oducción a o o ins an e.
En o as palab as, se eque i án de sis emas a escala de ed, en ocados a la la ga du ación (4-8
ho as). En es e con ex o, las elaciones po encia-capacidad eque idas se ás muy bajas, po lo
que se desca an ecnologías como las basadas en ba e ías químicas de li io.
Es o hace que en en en juego ecnologías eme gen es, siendo una de las que más es án
llamando la a ención las Ba e ías de Ca no .
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Una ba e ía de Ca no es un sis ema u ilizado p incipalmen e pa a almacena ene gía
eléc ica. En una ba e ía de Ca no , la ene gía eléc ica (en ada) se u iliza pa a es ablece una
di e encia de empe a u a en e dos ambien es, los depósi os de baja empe a u a (LT) y al a
empe a u a (HT) como se mues a en la Ilus ación 6.
De es a mane a, el almacenamien o se ca ga y la ene gía eléc ica se almacena como ene gía
é mica. A medida que el calo luye con a el g adien e é mico, se gas a abajo pa a ca ga el
almacenamien o. En la ase de desca ga, la exe gía é mica se desca ga pe mi iendo que el calo
luya desde el depósi o HT al depósi o LT. El lujo de calo alimen a un mo o é mico (HE) que lo
con ie e en abajo y desca ga el calo esidual en el depósi o de LT. De es a mane a, se ecupe a
una acción del apo e eléc ico.
Así, cuando la demanda se encuen a po encima de la can idad de ene gía p oducida, la ba e ía
de Ca no en a en uncionamien o pa a cub i la demanda al an e.
Es as ba e ías almacenan ene gía eléc ica como ene gía é mica, la cual se á ecupe ada
du an e la desca ga. La ca ga puede e ec ua se con di e en es ecnologías de cale acción,
mien as que la desca ga puede ealiza se con di e en es ecnologías de mo o es é micos.
Dado que las ba e ías de Ca no se basan en bombas de calo y mo o es é micos, se componen
de bombas, comp eso es, expanso es, u binas e in e cambiado es de calo , que son odos
componen es que pueden amplia se ácilmen e.
Es as ba e ías pueden ene endimien os más bajos que o as ecnologías, pe o cuen an con
independencia geog á ica (no equie en de depósi os o cue as). Es a independencia geog á ica
se debe a que alas ba e ías de Ca no acumulan la ene gía en o ma de calo y no de p esión
(puede eque i de una pequeña p esu ización), pe mi iendo que cualquie ubicación pueda se
ácilmen e explo ada.
Pese a es a ol iéndose cada ez más popula , iene el ni el de disponibilidad ecnológico (TRL)
más bajo en e las ecnologías EES, siendo su po encial ecnológico eal poco cla o.
Ilus ación 6. Sis ema esquema izado de ca ga y desca ga de un sis ema e momecánico.[23]
31
6. METODOLOGÍA
La me odología empleada en es e T abajo de Fin de Más e se e ige como el cimien o sob e el
cual se cons uye una in es igación igu osa y un análisis exhaus i o de un STES basado en g a a.
Es a sección e ela el en oque y los p ocedimien os que guia án la ealización de la in es igación,
pe mi iendo una e aluación c í ica de la iabilidad, e iciencia y po encial de es a ecnología
inno ado a.
El p oceso me odológico abo da á aspec os cla e, desde la ecopilación de da os expe imen ales
has a el análisis numé ico y la e aluación económica. A a és de la implemen ación de un
p o o ipo y la u ilización de he amien as de simulación, se explo a á el endimien o de es e
sis ema en si uaciones di e sas y se cuan i ica án los impac os en é minos de aho o ene gé ico
y cos os.
A a és de la me odología desc i a en es a sección, se busca ab i la pue a a una comp ensión
más p o unda de los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica sensible basados en g a a,
sen ando las bases pa a un mayo p og eso signi ica i o en la ansición hacia una ene gía más
sos enible y e icien e.
6.1 Pasos seguidos
En el p oceso me odológico, se han seguido una se ie de pasos esenciales pa a lle a a cabo la
in es igación de mane a igu osa. Es os pasos incluyen:
1. Recopilación de In o mación: Se ealizó una exhaus i a búsqueda de in o mación
ele an e sob e el sis ema de almacenamien o de ene gía é mica (TES) basado en lecho
de ocas. Es o incluyó e isa li e a u a cien í ica, in o mes écnicos y es udios p e ios
elacionados con el ema.
2. Recogida de Da os: Se ecolec a on da os undamen ales u ilizando las he amien as
p e iamen e mencionadas, como P Gis y la base de da os de consumos de Cas illa y
León. Es os da os p opo ciona on in o mación aliosa sob e la p oducción o o ol aica,
la demanda y o os pa áme os cla e.
3. Con igu ación de So wa e: Se empleó Mic oso Excel pa a con igu a un so wa e
pe sonalizado que pe mi ie a dimensiona los ecu sos necesa ios pa a la ins alación
o o ol aica y el TES de acue do con los equisi os de demanda, capacidad y po encia
deseados.
4. Análisis de Pe iles de Consumo y P oducción: Se lle a on a cabo análisis de allados de
los pe iles de consumo de ene gía y p oducción o o ol aica. Es o incluyó el es udio de
la a iación ene gé ica del almacenamien o po ho as a lo la go de cada día del año en
la ubicación del p o o ipo.
5. Cálculo de Saldos Mensuales: Se calcula on los saldos mensuales que esul a on de la
comp a de ene gía debido a la insu iciencia del almacenamien o y las ganancias
de i adas de la e ibución económica po el exceden e o o ol aico.
6. Es udio Financie o: Se lle ó a cabo un análisis inancie o exhaus i o que incluyó el
cálculo de indicado es cla e como el Valo Ac ual Ne o (VAN), la Tasa In e na de Re o no

32
(TIR) y el pe íodo de ecupe ación (Payback). Es e análisis se ealizó en un ho izon e
empo al de ein icinco años pa a e alua la iabilidad económica del p oyec o.
6.2 He amien as y so wa e u ilizado
Se ha empleado como he amien a de simulación de p oducción o o ol aica el p og ama P Gis,
con el cual se ha gene ado una simulación de la p oducción dia ia de un año en e o ho a po
ho a en la ubicación del p o o ipo en Villa cayo de Me indad de Cas illa La Vieja, in o mación
con la cual pos e io men e se ha ob enido un día ipo de p oducción pa a cada mes del año,
ob eniendo esul ados muy conc e os.
También se ha u ilizado la base de da os de consumos de Cas illa y León pa a ob ene la demanda
y hace un día ipo pa a cada mes del año. Es a in o mación ha sido compa ada con la p oducción
ob enida en P Gis pa a de es a mane a sabe los excesos de p oducción.
Toda la in o mación ob enida se asladó a Excel pa a pode maneja odos los campos de da os
y ob ene ablas y g á icos con los que sea más ácil con as a los da os.
En la ejecución de es e es udio, se han empleado di e sas he amien as y so wa e pa a lle a a
cabo un exhaus i o análisis. Es as he amien as se han seleccionado es a égicamen e con el
obje i o de ga an iza una in es igación sólida y la ob ención de esul ados p ecisos.
Una de las he amien as undamen ales u ilizadas ha sido el p og ama P Gis, econocido po su
capacidad pa a simula la p oducción o o ol aica con g an p ecisión. Con P Gis, se ha lle ado a
cabo una simulación de allada de la p oducción dia ia de ene gía o o ol aica a lo la go de odo
un año, a ni el ho a io. Es e en oque minucioso ha pe mi ido la gene ación de pe iles de
p oducción al amen e especí icos pa a cada ho a de cada día, lo que cons i uye una aliosa
uen e de da os pa a el análisis.
Además, se ha ecu ido a la base de da os de consumos de ene gía de la egión de Cas illa y
León. Es a base de da os ha se ido como uen e pa a ob ene in o mación sob e la demanda
de ene gía eléc ica en la zona de es udio. Median e es e ecu so, se ha cons uido un pe il de
demanda ípico pa a cada mes del año, in o mación c ucial pa a pode e alua jun o a el pe il
de p oducción o o ol aica los exceden es de ene gía que se gene a án.
La e apa de análisis y p ocesamien o de da os se ha ealizado p incipalmen e en la pla a o ma
de Mic oso Excel. Es a he amien a ha sido undamen al pa a la manipulación de los da os
ob enidos, pe mi iendo la c eación de ablas y g á icos que acili an la compa ación y con as e
de la in o mación ecopilada.
6.3 Conside aciones climá icas y es acionales
En el desa ollo de es e es udio, es c ucial ene en cuen a las condiciones climá icas y
es acionales de la ubicación del p o o ipo en Villa cayo de Me indad de Cas illa la Vieja, una
localidad al no e de la p o incia de Bu gos, España. Es as conside aciones son esenciales pa a
comp ende la dinámica de p oducción y demanda de ene gía en la egión, así como pa a e alua
33
la iabilidad y e iciencia del sis ema de almacenamien o de ene gía é mica sensible basado en
g a a.
1. Va iabilidad Es acional: Villa cayo de Me indad de Cas illa La Vieja expe imen a cambios
es acionales signi ica i os en é minos de empe a u a y condiciones climá icas. Los
in ie nos pueden se íos, con empe a u as bajo ce o, mien as que los e anos
ienden a se más cálidos. Es a a iabilidad es acional iene un impac o di ec o en la
demanda de ene gía, ya que la necesidad de cale acción en in ie no con as a con la
demanda de e ige ación en e ano. Es as luc uaciones es acionales deben se
conside adas al e alua la capacidad del sis ema de almacenamien o de ene gía é mica
sensible pa a sa is ace la demanda en di e en es momen os del año.
2. Disponibilidad Sola : La adiación sola ambién a ía a lo la go del año en es a egión.
Los meses de e ano ienden a ene una mayo can idad de ho as de sol y una adiación
sola más in ensa en compa ación con los meses de in ie no. Es a a iabilidad es acional
de la adiación sola impac a á di ec amen e en la p oducción o o ol aica y, po lo
an o, en la can idad de ene gía disponible pa a el almacenamien o.
3. Pe il de Demanda: La demanda de ene gía eléc ica en la localidad de Villa cayo de
Me indad de Cas illa la Vieja puede es a in luenciada po ac o es es acionales, como
el aumen o de la población du an e las acaciones de e ano o la mayo necesidad de
cale acción en in ie no. Comp ende es os pa ones de demanda es acionales es
undamen al pa a e alua la capacidad del sis ema de almacenamien o de ene gía
é mica sensible pa a cub i picos de demanda en momen os especí icos del año.
4. E iciencia Es acional: Dado que las condiciones es acionales pueden a ec a la e iciencia
y el endimien o del sis ema de almacenamien o de ene gía é mica sensible, es
impo an e e alua cómo se compo a en di e en es momen os del año. Es o implica
conside a la capacidad de ca ga y desca ga en unción de las empe a u as ambien e y
los eque imien os de demanda.
6.4 Pa áme os a iables
Es e p oyec o es á ubicádo en lá locálidád de Vi llá cáyo de Me indád de Cás illá lá Viejá,
Espán á y e alua á di e en es si uaciones, a iando pa a ello 3 pa áme os undamen ales:
núme o de módulos sola es, capacidad de almacenaje y po encia del almacenaje.
Se es udia án es di e en es casos pa a cada uno de los pa áme os:
6.4.1 Módulos
En cuan o a los módulos sola es, se con empla un análisis po meno izado que aba ca á es
escena ios dis in os, cada uno de ellos diseñado pa a cumpli con un po cen aje especí ico de la
demanda eléc ica du an e el mes de agos o. Es e mes se selecciona es a égicamen e debido a
que ep esen a el pun o álgido de consumo eléc ico a lo la go del año, impulsado po un no able
aumen o de población du an e dicho pe íodo.
34
Los módulos sola es en conside ación cuen an con una supe icie de 1,93 me os cuad ados y
una e iciencia del 22,80%. Cada unidad posee un alo uni a io de 350,00€, lo que in luye
signi ica i amen e en el desembolso económico necesa io pa a cada escena io de es udio.
Pa a ilus a es as con igu aciones en de alle:
1. Caso del 80%: En es a ins ancia, se equie e un conjun o de 69.595 paneles sola es
pa a a ende el 80% de la demanda du an e el mes de agos o.
2. Caso del 60%: Es e escena io con empla la ins alación de 52.196 paneles sola es con
el obje i o de sa is ace el 60% de la demanda de agos o.
3. Caso del 30%: Pa a cumpli con el 30% de la demanda en es e escena io, se
equie en 26.098 paneles sola es.
Es os da os y con igu aciones ep esen an un análisis de enido de las necesidades y cos os
asociados con la ins alación de paneles sola es en los di e en es escena ios de cobe u a de
demanda, con ibuyendo de mane a signi ica i a a la comp ensión de la iabilidad económica y
ope a i a de es e TES.
6.4.2 Capacidad TES
Los es casos de es udio han sido cuidadosamen e seleccionados con el obje i o de aba ca un
ango ep esen a i o de capacidades de almacenamien o de ene gía é mica sensible (STES).
Es as capacidades especí icas son de 10MW, 20MW y 30MW, y su elección es á espaldada po
un análisis de enido que busca ob ene esul ados signi ica i os y aplicables en el con ex o del
sis ema de almacenamien o de ene gía é mica sensible basado en g a a.
La azón de ás de la elección de es as capacidades adica en un equilib io es a égico. Po un
lado, se ha conside ado que capacidades po encima de los 30MW no p opo ciona ían mejo as
signi ica i as en el endimien o del sis ema STES en cues ión. Es o se debe a que, a medida que
se inc emen a la capacidad de almacenamien o más allá de es e umb al, los bene icios
adicionales en é minos de cobe u a de picos de demanda ienden a se ma ginales. Po lo
an o, pa a op imiza la e iciencia y la en abilidad, se ha es ablecido es e lími e supe io .
Po o o lado, se ha enido en cuen a que capacidades po debajo de los 10MW esul a ían
insu icien es pa a abo da de mane a e ec i a los momen os de mayo demanda ene gé ica.
Es os casos de es udio con capacidades meno es no log a ían cub i de mane a signi ica i a los
picos de consumo, lo que limi a ía su aplicabilidad p ác ica y su impac o en la e iciencia
ene gé ica.
Así, los es casos de es udio seleccionados ep esen an un conjun o in eg al que aba ca desde
una capacidad mode ada has a una capacidad máxima e ec i a, p opo cionando una pe spec i a
comple a de las capacidades del STES basado en g a a en di e en es escena ios. Es a a iedad
de capacidades pe mi i á una e aluación exhaus i a de su endimien o y iabilidad en di e sas
si uaciones, ga an izando que los esul ados ob enidos sean aplicables y signi ica i os an o a
ni el local como global en la búsqueda de soluciones más sos enibles y e icien es en el ámbi o
de la ene gía é mica sensible.
35
6.4.3 Po encia TES
En el ámbi o de la po encia del sis ema de almacenamien o de ene gía é mica sensible (STES),
se lle a á a cabo un análisis minucioso que aba ca á una gama de capacidades especí icas
cuidadosamen e seleccionadas pa a o ece una comp ensión in eg al de su impac o y e icacia
en el con ex o de es a ecnología inno ado a.
Los casos de es udio que se explo a án en é minos de po encia del STES son los siguien es:
2500kW, 5000kW y 7500kW. Es as capacidades han sido elegidas es a égicamen e con el
obje i o de cap u a una isión comple a de las capacidades de po encia del sis ema, y es a
elección se basa en conside aciones écnicas y p ác icas undamen ales.
En p ime luga , se ha obse ado que, a medida que la po encia del STES aumen a más allá de
los 7500kW, los cambios en su endimien o y e iciencia ienden a se ma ginales. En o as
palab as, las mejo as adicionales en é minos de la capacidad pa a cub i la demanda se uel en
cada ez menos signi ica i as a medida que se aumen a la po encia. Po lo an o, se ha
conside ado que los casos seleccionados o ecen un ango ep esen a i o que pe mi e abo da
e icazmen e los equisi os de po encia sin en a en egiones de e o nos dec ecien es.
Po o o lado, capacidades de po encia po debajo de los 2500kW se han desca ado debido a
que no se ían capaces de sa is ace de mane a e ec i a la demanda ene gé ica en momen os
c í icos. Es os casos de meno po encia esul a ían insu icien es pa a cub i adecuadamen e los
picos de consumo, lo que limi a ía su u ilidad y e icacia en la aplicación p ác ica.
En esumen, la elección de los casos de es udio de po encia del STES busca p opo ciona una
e aluación comple a y signi ica i a de su endimien o en di e sas si uaciones, desde una
capacidad mode ada has a una capacidad máxima e ec i a. Es o asegu a que los esul ados
ob enidos engan ele ancia an o a ni el local como global en el con ex o de la búsqueda de
soluciones ene gé icas más e icien es y sos enibles.
36
7. DESCRIPCION Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS
En es a sección, se expond án y examina án en de alle los esul ados de i ados de las
simulaciones p e iamen e de inidas en la sección 6.4. La me odología aplicada ha in oluc ado la
a iación de las es a iables undamen ales iden i icadas en la sección 6.1, con el p opósi o de
analiza la in luencia que eje cen sob e el (TES). Se lle a á a cabo un análisis exhaus i o pa a
de e mina si el aumen o o la disminución de es as a iables ienen un impac o signi ica i o en
el endimien o del sis ema de almacenamien o. Los esul ados se desc ibi án y comen a án de
mane a de allada en las secciones subsiguien es. Es e análisis p opo ciona á una comp ensión
sólida de cómo es as a iables undamen ales a ec an el TES y se i á como base pa a la
e aluación c í ica de su e iciencia y iabilidad.

37
7.1 Pe il p oducción y consumo
Como ya se comen ó an e io men e, el mes que se ha omado de e e encia pa a cub i un
po cen aje de su demanda de mane a o o ol aica ha sido el mes de agos o po se el mes con
mayo demanda de odo el año debido al aumen o de la población en es e mes. En Ilus ación
9, Ilus ación 10 e Ilus ación 11 se mues an los pe iles de p oducción y consumo pa a un 80%,
60% y 30% de la demanda. Es os pe iles p opo cionan una isión cla a de la a iación en la
gene ación o o ol aica y el consumo eléc ico en es os escena ios.
Ilus ación 9. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 80% de la demanda.
Ilus ación 10. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 60% de la demanda.
38
El análisis del pe il de consumo e ela pa ones dis in i os en la demanda eléc ica a lo la go del
día:
1. Inicio del Día: El pe il de consumo mues a una disminución en las p ime as ho as del día,
alcanzando su pun o más bajo al ededo de las 5:00 de la mañana. Es a educción inicial en la
demanda eléc ica puede a ibui se a la disminución de ac i idades du an e la noche y a la
meno necesidad de iluminación y elec odomés icos en uncionamien o en ese momen o.
2. C ecimien o a Mediodía: A pa i de las p ime as ho as de la mañana, la demanda comienza a
aumen a g adualmen e, pe o el c ecimien o se uel e más p onunciado hacia el mediodía. El
pico máximo de demanda se alcanza ap oximadamen e en e las 14:00 y las 15:00. Es e aumen o
puede explica se po la ac i idad diu na, que incluye la ope ación de emp esas, áb icas y la
mayo ía de los disposi i os eléc icos en uso.
3. Descenso Ta dío: Después del pico de mediodía, la demanda comienza a disminui
g adualmen e, pe o no de mane a an p onunciada como en las p ime as ho as de la mañana.
Es o sugie e que las ac i idades con inúan du an e la a de, aunque a un i mo más len o que al
mediodía.
4. Segundo Pico Noc u no: El pe il de consumo mues a un segundo pico de demanda al ededo
de las 22:00. Es e aumen o noc u no pod ía es a elacionado con ac i idades adicionales que
ocu en en el hoga du an e la noche, como la cocción de alimen os y el uso de disposi i os
elec ónicos.
5. Ciclo Repe i i o: Es os pa ones de c ecimien o y disminución en la demanda se epi en a lo
la go del día, o mando un ciclo ecu en e. Es e ciclo des aca la necesidad de adap a la
gene ación y el almacenamien o de ene gía pa a sa is ace las demandas cambian es a lo la go
del día.
En esumen, el pe il de consumo eléc ico mues a una dinámica que e leja las ac i idades
dia ias y las a iaciones en la necesidad de ene gía eléc ica a lo la go del día y la noche.
Ilus ación 11. Pe il p oducción y consumo de agos o, cub iendo el 30% de la demanda.
39
Es os pe iles son esenciales pa a la plani icación y dimensionamien o adecuado del sis ema de
almacenamien o de ene gía. Ayudan a de e mina la capacidad de almacenamien o eque ida
pa a ga an iza que se pueda cub i la demanda en odos los escena ios, especialmen e en
momen os c í icos.
Es e ensayo demues a que, a medida que se in en a cub i un mayo po cen aje de la demanda
con ene gía sola , se ace ca más a la p oducción, pe o aún exis en momen os en los que se
necesi a ene gía adicional, lo cual esal a la necesidad de un sis ema de almacenamien o de
ene gía e ec i o pa a ap o echa al máximo la gene ación sola exceden e du an e el día y
u iliza la pa a sa is ace la demanda en las ho as noc u nas.
El pe il de consumo es epe i i o a lo la go del año, pa a ello se mos a án los pe iles de
consumo de eb e o y oc ub e (meses elegidos al aza ) con la Ilus ación 12 e Ilus ación 13
espec i amen e pa a comp oba su e acidad.
Ilus ación 12. Pe il consumo eb e o.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
24:00:00
kW
Ho as
Pe il consumo eb e o
CONSUMO (kW)
40
Ilus ación 13. Pe il consumo oc ub e.
Es e iden e que es os pa ones de consumo p esen an una es abilidad a lo la go de odo el año,
con luc uaciones mínimas en su compo amien o. La obse ación de es as endencias
cons an es p opo ciona una base sólida pa a la plani icación y op imización de sis emas de
ene gía eno able y almacenamien o en la egión.
Como se comen ó en el apa ado 6.1.1 el cub i el 80% de la demanda equi ale a 69.595 módulos
sola es, el 60% a 52.196 y el 30% a 26.098. Cub i el 80% de la demanda en agos o, siendo es e
el mes con mayo demanda supone que los meses con una meno demanda engan ene gía
sob an e, la cual acaba á llenando el TES y end á que se olcada a la ed, po la cual se ecibi á
una compensación económica, la cual ha sido es ablecida en 0,13 €/kW. Es a ci a ha sido
ob enida median e el p omedio de p ecios que o ecen las p incipales compañías eléc icas al
olca los exceden es eléc icos a su ed.
A con inuación, se mos a á en la Ilus ación 14, Ilus ación 15 e Ilus ación 16 los pe iles de
p oducción y consumo de odo el año en unción de 69.595, 52.196 y 26.098 módulos sola es:
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
24:00:00
kW
Ho as
Pe il consumo oc ub e
CONSUMO (kW)
47
con as e, en escena ios con una po encia más educida, se obse a ían pendien es más sua es
debido a que el sis ema de almacenamien o no end ía la capacidad su icien e pa a a ende esos
pun os c í icos de la demanda.
Es ele an e des aca que, en si uaciones en las que se alcance la po encia máxima y aún quede
exceden e, es a ene gía no se despe dicia, sino que se ende a la ed. Es a conside ación cob a
impo ancia, ya que, en los casos de meno po encia, donde el TES se llena a un i mo más
pausado, ese exceden e se con ie e en un ing eso adicional. En con as e, en los casos de mayo
po encia, donde se puede des ina más ene gía al llenado del almacenamien o é mico, una ez
que es e se sa u a, oda la ene gía es an e se ie e di ec amen e a la ed.
Es as obse aciones sub ayan la impo ancia de op imiza la po encia del sis ema en unción de
las condiciones y los obje i os especí icos, conside ando an o la e iciencia del TES como las
opo unidades de ing esos adicionales median e la en a de exceden es a la ed eléc ica.
Con es e almacenamien o de 69.595 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o, se
ap ecia que en odos los casos se pueden cub i los picos p incipales de la demanda, en los que
el p ecio de la elec icidad es mayo , lo cual supone un aho o ene gé ico no o io.
Es posible cues iona si es os p o o ipos pudie an es a sob edimensionados, dado que el TES
alcanza su capacidad máxima de almacenamien o du an e un ex enso pe íodo de ho as dia ias.

48
Ilus ación 21. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 5000 kW de
po encia.
Ilus ación 20. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 7500 kW de po encia.
• 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y a iando la po encia:
49
Ilus ación 22. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 2500 kW de
po encia.
Es os escena ios se asemeja ían a los p e ios (69.595 módulos, 20MWh de capacidad de
almacenamien o, a iando la po encia), pe o debido a la meno capacidad de almacenamien o
de es e TES, alcanza ía su máxima capacidad más emp ano y comenza ía a ende el exceden e
a la ed con mayo an icipación.
Es a si uación implica ía una mayo can idad de ing esos, pe o, al ene menos capacidad de
almacenamien o, eque i ía u iliza ene gía de uen es ex e nas an es de lo p e is o, lo que
esul a ía en cos os adicionales.
Ambos casos con inua ían cub iendo los picos de demanda al mediodía y a las 10 de la noche,
po lo que se eque i á un análisis pos e io pa a de e mina cuál de ellos se ía más iable.
50
• 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y a iando la po encia:
Ilus ación 24. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 5000 kW de
po encia.
Ilus ación 23. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 7500 kW de
po encia.
51
Ilus ación 25. Ca ga y desca ga TES con 69.595 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 2500 kW de
po encia.
Es e escena io se asemeja ía al caso an e io , pe o con una capacidad de almacenamien o
signi ica i amen e educida, lo que da ía luga a una mayo acen uación de las ca ac e ís icas y
di e encias en su uncionamien o. La disminución en la capacidad de almacenamien o end ía
un impac o no able en la dinámica del sis ema, gene ando a iaciones más p onunciadas.
La p incipal di e encia con los casos an e io es se ía que, debido a la limi ada capacidad de
almacenamien o, en a ios no llega ía a cub i casos las ho as de la zona pico de la noche,
eniendo que ex ae elec icidad de la ed a las ho as más ca as del día.
52
Se pasa á a ep esen a los casos con 52.196 placas o o ol aicas en las ilus aciones siguien es:
Ilus ación 27, Ilus ación 26, Ilus ación 29, Ilus ación 28, Ilus ación 30, Ilus ación 31,
Ilus ación 33, Ilus ación 32 y la Ilus ación 34.
Ilus ación 27. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y 7500 kW de po encia.
Ilus ación 26. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y 5000 kW de po encia.
• 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y a iando la po encia:

53
En es os escena ios, se ob iene un pe il de uncionamien o de g an simili ud con el obse ado
en el caso de 69.595 paneles, siendo la p incipal di e encia el mes de agos o, el cual no log a
alcanza su capacidad máxima de llenado en ningún momen o del día.
La po encia, como ac o de e minan e, mues a e ec os no ables en los esul ados ob enidos,
con no o ias di e encias en e las con igu aciones. Es as di e encias se acen úan especialmen e
en los meses con meno i adiación sola , donde la a iación de po encia se aduce en llenados
más pa ciales de los sis emas de almacenamien o de ene gía é mica sensible. En el ex emo de
la meno po encia, se llega al escena io en el que el almacenamien o no alcanza su capacidad
máxima en ningún momen o
En los meses de mayo (mes con buena p oducción sola , pe o con poca demanda) el sis ema de
almacenaje no e mina po desca ga se en ningún pun o del día.
Ilus ación 28. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 30MWh de capacidad de almacenamien o y 2500 kW de
po encia.
54
• 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y a iando la po encia:
Ilus ación 29. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 7500 kW de
po encia.
Ilus ación 30. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 5000 kW de po encia.
55
G an simili ud al caso an e io el cual con aba con un mayo almacenamien o, pe o ob eniendo
g á icos más acha ados debido a la capacidad más educida de almacenamien o.
Es impo an e esal a que, aun con ando con una capacidad meno , cub e las ho as donde la
ene gía se es ablece en e los pun os más ca os del día.
Ilus ación 31. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y 2500 kW de
po encia.
56
Ilus ación 32. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 7500 kW de
po encia.
Ilus ación 33. Ca ga y desca ga TES con 52.196 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 5000 kW de
po encia.
• 52.196 módulos, 20MWh de capacidad de almacenamien o y a iando la po encia:
63
Es e p o o ipo, ca ac e izado po ene el meno núme o de módulos y la capacidad de
almacenamien o más limi ada, se posiciona como el modelo de es udio que cub e la meno
pa e de la demanda ene gé ica median e la combinación de TES y paneles sola es. Sin emba go,
es a limi ación en sus pa áme os se aduce en una mayo e iciencia en é minos económicos.
Es o se debe a que, en los casos p e iamen e analizados con capacidades mayo es, la mayo ía
de las eces no se alcanzaba a llena el TES po comple o, lo que esul aba en un desembolso
inicial signi ica i o pa a un ecu so que apenas se usa. Desde una pe spec i a económica, es a
con igu ación con meno capacidad de almacenamien o pod ía conside a se la más en able.
Den o del conjun o de casos analizados, odos con una capacidad de almacenamien o de 10
MWh y 26,098 paneles, la opción de meno po encia pod ía se e aluada como una de las más
a ac i as. Es o se debe a que las di e encias obse adas con espec o a los casos de mayo
po encia son mínimas.
El TES es capaz de sa is ace la demanda ene gé ica du an e las ho as pico del mediodía, cuando
la elec icidad alcanza su p ecio más al o en el me cado. Sin emba go, es insu icien e en la
mayo ía de los casos pa a abas ece la demanda du an e las ho as pico noc u nas.
Es a si uación plan ea una opo unidad pa a op imiza aún más la con igu ación del sis ema,
buscando un equilib io en e la capacidad de almacenamien o y la po encia de ca ga y desca ga.
Ilus ación 43. Ca ga y desca ga TES con 26.098 módulos, 10MWh de capacidad de almacenamien o y 2500 kW de
po encia.

64
7.3 Análisis ene gé ico y económico
El análisis económico de es e es udio ep esen a un paso undamen al en la e aluación de los
dis in os p o o ipos es udiados. T as de alla los pe iles de consumo y los p ocesos de ca ga y
desca ga de cada con igu ación, se p ocede á a desglosa el análisis económico en es en oques
cla e: el sis ema conjun o de módulos sola es y TES, los módulos sola es de o ma independien e
y el TES po sepa ado.
En la e aluación del sis ema comple o, se conside a án los aho os gene ados an o po la en a
de exceden es de ene gía como po la e ención y pos e io u ilización de ene gía no demandada
a a és del TES. Es e en oque pe mi i á comp ende la sine gia en e los componen es del
sis ema y cómo con ibuyen al endimien o global y la e iciencia económica.
Cuando se analicen únicamen e los paneles sola es, se end á en cuen a la ene gía gene ada
exclusi amen e po ellos y no suminis ada desde la ed, así como los ing esos ob enidos po la
en a de exceden es. Es e en oque pe mi i á e alua la e icacia de los paneles sola es como
gene ado es de ene gía y su impac o en la ac u a ene gé ica.
Po úl imo, al examina el TES de mane a independien e, se conside a án los aho os y bene icios
adicionales de i ados de la implemen ación de es e sis ema de almacenamien o en combinación
con los paneles sola es. Es o inclui á el ap o echamien o de la ene gía é mica almacenada y su
con ibución a la e iciencia ene gé ica gene al de la ins alación.
Pa a odos es os análisis, se emplea án nume osas ablas enlazadas que o o ga án esul ados
p ecisos de los pagos y e ibuciones ob enidos en cada mes, como se mues a en el siguien e
ejemplo, en la Ilus ación 44.
Han sido empleados los siguien es p ecios de la elec icidad:
• Pico (10:00-14:00 y 18:00-22:00): 0,21 €/kWh.
• Llano (8:00-10:00, 14:00-18:00 y 22:00-24:00): 0,16 €/kWh.
• Valle (00:00-8:00): 0,13 €/kWh.
Ilus ación 44. Ejemplo de e ibuciones menos pagos anual, en el caso de 52.196 módulos, 30 MWh y 7500kW.
65
El p ecio es ablecido como e ibución de los exceden es ene gé icos ha sido 0,13 €/kWh. Es e
da o se ha ealizado median e el p omedio que o ecen las p incipales emp esas del me cado.
Pa a de e mina qué sis ema es más en able, se analiza án es ac o es cla e: Payback, Tasa
In e na de Re o no y el Valo Ac ual Ne o.
Pe o an es de ealiza es e análisis en necesa io conoce los da os de los p ecios de los
elemen os:
1. Módulos sola es: Como ya se comen ó en un apa ado an e io , los paneles
o o ol aicos ienen un p ecio uni a io de 350,00€.
2. Comp eso : con a á con un p ecio de 2035(𝑋
10)0.6, [18] siendo X el núme o de MW de
la po encia de en ada (en es e p oyec o, la po encia de en ada y la de salida es la
misma). Las opciones disponibles se án 7.5, 5 y 2.5 MW.
3. Tu bina: Supond á un cos e de 1002 ∗ 3 ∗ ( 𝑥
10)13
⁄, [18] siendo X el núme o de MW de
la po encia de salida (7.5, 5 y 2.5 MW).
4. G a a: Su p ecio a ia á en unción de la ó mula: 8( 𝑥
1000), [18] siendo X la masa en
oneladas.
5. Tanque de almacenaje: El desembolso a ealiza se á: 563 + 0.22 ∗ 𝑥, [18], siendo X el
olumen del anque en me os cúbicos. Dicho olumen se á el necesa io pa a cub i
oda la g a a que se equie a.
Dependiendo del modelo seleccionado, los cos os de sus componen es expe imen a án
a iaciones signi ica i as.
An es de ealiza el análisis económico, se mos a án a con inuación los aho os ene gé icos que
se consiguen con los di e en es modelos en las ablas Tablas 1, Tablas 2 y Tablas 3. Pa a un mejo
en endimien o isual, se emplea á una escala de colo es, que an desde el mejo caso en colo
e de más oscu o, al peo caso, el cual se ía ojo oscu o.
Aho o ene gé ico
de la ed [kW]
69595 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 19677841 23177156 24362960
5000 [kW] 19677841 23327841 26283528
7500 [kW] 19677841 23327841 26354038
Tablas 1. Aho o ene gé ico 69595 paneles.
66
Tablas 2. Aho o ene gé ico 52196 paneles.
Tablas 3. Aho o ene gé ico de la ed 26098 paneles
Como e a de an icipa , los mayo es aho os ene gé icos se mani ies an en aquellos casos que
poseen an o un mayo núme o de paneles sola es como una capacidad de almacenaje más
amplia. Po consiguien e, el p o o ipo que des aca po su máxima e iciencia en é minos de
aho o ene gé ico es el con igu ado con 69595 paneles sola es, 30 MWh de capacidad de
almacenamien o y una po encia de 7500 kW. Le sigue de ce ca su homólogo con una po encia
de 5000 kW.
En un plano simila , se encuen an los p o o ipos compues os po 52196 paneles sola es y con
capacidad de 30 MWh y po encias de 7500W y 5000W. Es os dos escena ios, sin di e encias en
é minos de aho o ene gé ico, demues an la e icacia de una capacidad de almacenamien o de
30 MWh y una po encia de 5000 kW en la op imización de la e iciencia ene gé ica y el aho o
económico.
En el ex emo opues o de la escala, se ubican los p o o ipos ca ac e izados po una capacidad
de almacenamien o más educida y 26098 paneles sola es. Es os modelos egis an aho os
ene gé icos in e io es en compa ación con los de mayo capacidad.
Es undamen al des aca que es os da os no ep esen an un ac o de e minan e en la elección
del modelo más compe i i o, dado que es e iden e que los p o o ipos con capacidades de
almacenamien o y gene ación o o ol aica in e io es no pueden compe i en é minos de aho o
ene gé ico con aquellos de mayo capacidad.
Aho o ene gé ico
de la ed [kW]
52196 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 19184494 22473569 23404744
5000 [kW] 19184494 22801431 25395931
7500 [kW] 19184494 22801431 25395931
Aho o ene gé ico
de la ed [kW]
26098 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 15289990 16572734 16691869
5000 [kW] 15289990 16765641 16954020
7500 [kW] 15289990 16765641 16954020
67
Pa a oma una decisión más undamen ada y selecciona el modelo más compe i i o, se á
esencial lle a a cabo un análisis económico más exhaus i o que e alúe ac o es como los cos os
iniciales, los ing esos gene ados po la en a de exceden es y la e iciencia gene al de cada
con igu ación en el con ex o del sis ema de almacenamien o de ene gía é mica sensible basado
en g a a.
7.3.1 Payback
El "payback" es el iempo que lle a ecupe a el dine o que se in i ió inicialmen e en un
p oyec o o in e sión a a és de los ing esos gene ados po ese p oyec o. Po lo gene al, se mide
en años o meses y ob ene un pe íodo de payback más co o es p e e ible, ya que signi ica que
se ecupe a la in e sión más ápido. El cálculo implica di idi la in e sión inicial po los lujos de
e ec i o gene ados pa a de e mina cuán o iempo se necesi a pa a iguala la in e sión inicial.
Debido a que los módulos sola es poseen una ida ú il de 25 años, se emplea á es e da o como
núme o de pe iodos pa a la ealización del paybcak.
A con inuación, se mos a án en las ablas Tablas 4, Tablas 5 y Tablas 6 las e ibuciones anuales
y el desembolso inicial a ealiza del p o o ipo TES más paneles:
• 69595 paneles:
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 7,005,975.53 € 26,827,176.03 €
2500 kW, 20 MWh 7,064,078.08 € 27,222,321.78 €
2500 kW, 30 MWh 7,067,052.35 € 27,617,467.52 €
5000 kW, 10 MWh 7,025,123.00 € 27,985,849.14 €
5000 kW, 20 MWh 7,108,344.20 € 28,380,994.89 €
5000 kW, 30 MWh 7,113,931.48 € 28,776,140.63 €
7500 kW, 10 MWh 7,025,123.00 € 28,945,362.74 €
7500 kW, 20 MWh 7,123,948.74 € 29,340,508.48 €
7500 kW, 30 MWh 7,134,593.31 € 29,735,654.23 €
Tablas 4. Re ibución anual y desembolso inicial con 69595 módulos, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia.
68
• 52196 paneles:
• 26098 paneles:
18,268,600.00 €
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 5,510,422.64 € 20,737,526.03 €
2500 kW, 20 MWh 5,561,620.06 € 21,132,671.78 €
2500 kW, 30 MWh 5,572,494.41 € 21,527,817.52 €
5000 kW, 10 MWh 5,522,452.11 € 21,896,199.14 €
5000 kW, 20 MWh 5,617,190.70 € 22,291,344.89 €
5000 kW, 30 MWh 5,618,890.93 € 22,686,490.63 €
7500 kW, 10 MWh 5,522,452.11 € 22,855,712.74 €
7500 kW, 20 MWh 5,630,189.49 € 23,250,858.48 €
7500 kW, 30 MWh 5,637,655.27 € 23,646,004.23 €
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 3,101,414.33 € 11,603,226.03 €
2500 kW, 20 MWh 3,124,261.54 € 11,998,371.78 €
2500 kW, 30 MWh 3,124,270.42 € 12,393,517.52 €
5000 kW, 10 MWh 3,104,667.81 € 12,761,899.14 €
5000 kW, 20 MWh 3,140,575.03 € 13,157,044.89 €
5000 kW, 30 MWh 3,140,575.03 € 13,552,190.63 €
7500 kW, 10 MWh 3,104,667.81 € 13,721,412.74 €
7500 kW, 20 MWh 3,140,575.03 € 14,116,558.48 €
7500 kW, 30 MWh 3,140,575.03 € 14,511,704.23 €
Tablas 5. Re ibución anual y desembolso inicial con 52196 módulos, a iando la capacidad
de almacenamien o y la po encia.
Tablas 6. Re ibución anual y desembolso inicial con 26098 módulos, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia

69
Se pasa á a mos a en las ablas Tablas 7, Tablas 8 y Tablas 9 las e ibuciones anuales y el
desembolso inicial de solamen e el TES:
• 69595 paneles:
• 52196 paneles:
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 958,874.96 € 2,468,926.03 €
2500 kW, 20 MWh 1,016,977.52 € 2,864,071.78 €
2500 kW, 30 MWh 1,019,951.78 € 3,259,217.52 €
5000 kW, 10 MWh 978,022.43 € 3,627,599.14 €
5000 kW, 20 MWh 1,061,243.64 € 4,022,744.89 €
5000 kW, 30 MWh 1,066,830.92 € 4,417,890.63 €
7500 kW, 10 MWh 978,022.43 € 4,587,112.74 €
7500 kW, 20 MWh 1,076,848.17 € 4,982,258.48 €
7500 kW, 30 MWh 1,087,492.74 € 5,377,404.23 €
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 689,552.61 € 2,468,926.03 €
2500 kW, 20 MWh 740,750.03 € 2,864,071.78 €
2500 kW, 30 MWh 751,624.38 € 3,259,217.52 €
5000 kW, 10 MWh 701,582.08 € 3,627,599.14 €
5000 kW, 20 MWh 796,320.67 € 4,022,744.89 €
5000 kW, 30 MWh 798,020.90 € 4,417,890.63 €
7500 kW, 10 MWh 701,582.08 € 4,587,112.74 €
7500 kW, 20 MWh 809,319.46 € 4,982,258.48 €
7500 kW, 30 MWh 816,785.24 € 5,377,404.23 €
Tablas 7. Re ibución anual y desembolso inicial con 69595, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia (solamen e TES)
Tablas 8. Re ibución anual y desembolso inicial con 52196, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia (solamen e TES)
70
• 26098 paneles:
Po úl imo, se mos a á en la Tablas 10 el desembolso inicial y e ibución anual de solamen e
los paneles:
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 10 MWh 275,046.13 € 4,759,337.24 €
2500 kW, 20 MWh 297,893.35 € 6,882,457.19 €
2500 kW, 30 MWh 297,902.22 € 9,005,577.14 €
5000 kW, 10 MWh 278,299.61 € 5,918,010.35 €
5000 kW, 20 MWh 314,206.83 € 8,041,130.30 €
5000 kW, 30 MWh 314,206.83 € 10,164,250.25 €
7500 kW, 10 MWh 278,299.61 € 6,877,523.95 €
7500 kW, 20 MWh 314,206.83 € 9,000,643.89 €
7500 kW, 30 MWh 314,206.83 € 11,123,763.84 €
e ibucion anual desembolso inicial
2500 kW, 80% 6,047,100.57 € 24,358,250.00 €
5000 kW, 80% 6,047,100.57 € 24,358,250.00 €
7500 kW, 80% 6,047,100.57 € 24,358,250.00 €
2500 kW, 60% 4,820,870.03 € 18,268,600.00 €
5000 kW, 60% 4,820,870.03 € 18,268,600.00 €
7500 kW, 60% 4,820,870.03 € 18,268,600.00 €
2500 kW, 30% 2,826,368.19 € 9,134,300.00 €
5000 kW, 30% 2,826,368.19 € 9,134,300.00 €
7500 kW, 30% 2,826,368.19 € 9,134,300.00 €
Tablas 9. Re ibución anual y desembolso inicial con 26098, a iando la capacidad de
almacenamien o y la po encia (solamen e TES)
Tablas 10. Re ibución anual y desembolso inicial de solo paneles.
71
Una ez mos ados de donde p o ienen los p ecios y los desembolsos que hay que ealiza pa a
cada payback pos e io men e analizado, se puede adqui i una comp ensión más p ecisa de los
pe íodos de ecupe ación que se alcanza án en cada caso. Es o pe mi e una isión más de allada
y comple a de los esul ados económicos de los di e en es p o o ipos.
En las p óximas Tablas 11, Tablas 12 y Tablas 13, y, se p esen a án de alladamen e los pe íodos
de ecupe ación económica (payback) o ecidos po los di e en es p o o ipos que inco po an
an o el sis ema de almacenamien o é mico (TES) como los paneles o o ol aicos (PV). Es os
da os son esenciales pa a e alua la iabilidad inancie a de cada con igu ación y de e mina cuál
de ellas es la más con enien e en é minos de e o no de in e sión.
Con el p opósi o de acili a la comp ensión isual, se ha implemen ado una codi icación de
colo es, donde los esul ados más a o ables se ep esen an en onos de e de oscu o y los
menos a o ables en onos de ojo.
Tablas 11. Paybacks en años de los p o o ipos con 69595 módulos sola es (paneles más TES).
Tablas 12. Paybacks en años de los p o o ipos con 52196 módulos sola es (paneles más TES).
Tablas 13. Paybacks en años de los p o o ipos con 26098 módulos sola es (paneles más TES).
TES + Paneles
69595 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 3.83 3.85 3.91
5000 [kW] 3.98 3.99 4.05
7500 [kW] 4.12 4.12 4.17
TES + Paneles
52196 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 3.76 3.80 3.86
5000 [kW] 3.96 3.97 4.04
7500 [kW] 4.14 4.13 4.19
TES + Paneles
26098 paneles
CAPACIDAD ALMACENAJE CAPACIDAD ALMACENAJE CAPACIDAD ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 3.74 3.84 3.97
5000 [kW] 4.11 4.19 4.32
7500 [kW] 4.42 4.49 4.62
72
Obse ando las ablas p esen adas, se pueden ex ae conclusiones sob e la elación en e la
capacidad de almacenamien o, la po encia y los iempos de e o no de in e sión. Se pe cibe una
le e endencia hacia iempos de ecupe ación de la in e sión más co os a medida que
disminuye la capacidad de almacenamien o y la po encia en cada abla indi idual. Es e pa ón
se man iene consis en e a lo la go de los análisis, y se obse a que un aumen o en la po encia
iende a p olonga los iempos de e o no más que un aumen o en la capacidad de almacenaje.
El caso de los 26,098 paneles p esen a una cu iosidad no able, ya que iene an o el payback
más co o como el más la go. Aunque es e sal o es mínimo, dado que el iempo de e o no más
co o es de 3,74 años y el más la go es de 4,62 años, lo que equi ale a menos de un año de
di e encia en el pe íodo de ecupe ación económica.
En cuan o a los casos de 69,595 y 52,196 paneles, mues an simili udes no ables en e sí. Los
paybacks oscilan en angos de 3,83 a 4,17 años y de 3,76 a 4,19 años, espec i amen e, siendo
el p ime o el que p esen a un ango de años más es echo de los es casos analizados.
Es impo an e des aca que las di e encias en los iempos de e o no de in e sión en e los
di e en es p o o ipos no son signi ica i as, ya que un año de di e encia en un pe íodo de ida ú il
de 25 años no ep esen a un obs áculo impo an e. Po lo an o, se hace e iden e la necesidad
de lle a a cabo análisis económicos adicionales y conside a o os ac o es ele an es an es de
oma decisiones inales sob e la selección del p o o ipo más adecuado pa a el p oyec o.
En las p óximas Tablas 14, Tablas 15 y Tablas 16 se p esen a án de alladamen e los pe íodos de
ecupe ación económica (payback) o ecidos po los di e en es modelos de es udio que
inco po an solamen e el sis ema de almacenamien o é mico (TES):
Tablas 14. Paybacks en años de los p o o ipos con 69595 módulos sola es (solamen e TES).
TES
69595 paneles
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
CAPACIDAD
ALMACENAJE
POTENCIA [kW] 10 [MWh] 20 [MWh] 30 [MWh]
2500 [kW] 2.57 2.82 3.20
5000 [kW] 3.71 3.79 4.14
7500 [kW] 4.69 4.63 4.94
79
El análisis de la Tasa In e na de Re o no (TIR) de los modelos que incluyen an o el TES como los
paneles o o ol aicos e ela una endencia de inida: a medida que disminuye el núme o de
paneles, así como la po encia y la capacidad de almacenamien o, la TIR iende a aumen a . Es e
pa ón es especialmen e e iden e en el caso de los p o o ipos con menos paneles, donde se
ob ienen los alo es más al os de TIR.
De mane a in e esan e, se epi e el escena io en el cual el modelo con la meno can idad de
paneles log a las TIR más ele adas, siendo el alo máximo alcanzado en es e caso un
imp esionan e 27%. Po o o lado, el esul ado menos a o able se p oduce cuando se
maximizan odos los pa áme os. Es a a iación en la TIR iene una co elación lógica con lo
obse ado en el apa ado de 7.2 Ca ga y desca ga del TES, donde se e idenció que el TES a a
ez supe aba los 10 MWh, a excepción de casos suel os.
Sin emba go, es impo an e des aca que, independien emen e de la con igu ación especí ica,
odas las TIR ob enidas se si úan po encima del 3%. Es e hecho es undamen al, ya que indica
que odos los p oyec os son al amen e en ables desde un pun o de is a inancie o. En o as
palab as, los alo es de la TIR con i man que cada uno de los p o o ipos analizados ep esen a
una in e sión sólida y a ac i a con la capacidad de gene a un e o no económico signi ica i o
a lo la go de su ida ú il de 25 años, siendo el mejo de los casos el de 26098 paneles, 10MWh y
2500kW (27%).
• TIR solo TES:
En el caso de analiza los bene icios únicamen e apo ados po el TES, el mejo esul ado lo
hallamos en el p o o ipo con mayo núme o de paneles, pe o meno can idad de capacidad de
almacenamien o y po encia, caso el cual ob iene una TIR inc eíblemen e al a (39%), la cual
disminuye has a casi la mi ad si aumen amos p og esi amen e la capacidad de almacenamien o
y la po encia (20%).
El caso de 52196 paneles ambién o ece buenos esul ados, oscilando en e el 28 y el 15%,
siguien e el pa ón del caso an e io .
Con 26098 paneles, la cosa cambia, pues o que la asa más ele ada ob enido es del 3% la cual
iguala, pe o no supe a la asa de in e és p eseleccionada. El es o de las asas que se gene an
es án po debajo de es e 3%, incluso es ando en nega i o, po o cual no se llega ía a conside a
en able es e p oyec o.
Al analiza los bene icios gene ados exclusi amen e po el TES, obse amos una a iación
signi ica i a en las Tasas In e nas de Re o no (TIR) en unción de la con igu ación de los
p o o ipos. Los esul ados son pa icula men e no ables.
VAN 2500kW, 10MWh 2500kW, 20MWh 2500kW, 30MWh 5000kW, 10MWh 5000kW, 20MWh 5000kW, 30MWh 7500kW, 10MWh 7500kW, 20MWh 7500kW, 30MWh
69595 paneles 14,228,105.34 € 14,844,707.94 € 14,501,353.48 € 13,402,849.95 € 14,456,847.28 € 14,158,993.67 € 12,443,336.35 € 13,769,057.81 € 13,559,267.51 €
52196 paneles 9,538,355.41 € 10,034,717.89 € 9,828,928.80 € 8,589,153.23 € 9,843,704.52 € 9,478,165.13 € 7,629,639.64 € 9,110,540.77 € 8,845,397.77 €
26098 paneles 30,081.71 € 1,695,196.30 €- 3,818,161.71 €- 1,071,938.07 €- 2,569,800.29 €- 4,692,920.24 €- 2,031,451.66 €- 3,529,313.89 €- 5,652,433.83 €-
TIR 2500kW, 10MWh 2500kW, 20MWh 2500kW, 30MWh 5000kW, 10MWh 5000kW, 20MWh 5000kW, 30MWh 7500kW, 10MWh 7500kW, 20MWh 7500kW, 30MWh
69595 paneles 39% 35% 31% 27% 26% 24% 21% 21% 20%
52196 paneles 28% 26% 23% 19% 20% 18% 15% 16% 15%
26098 paneles 3% 1% -1% 1% 0% -2% 0% -1% -3%
Tablas 22. TIR (solamen e TES).

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El mejo endimien o se encuen a en el p o o ipo con la mayo can idad de paneles, pe o con
meno capacidad de almacenamien o y po encia. En es e caso, se ob iene una TIR
so p enden emen e al a, alcanzando un asomb oso 39%. No obs an e, es a TIR se educe casi a
la mi ad cuando aumen amos g adualmen e an o la capacidad de almacenamien o como la
po encia, si uándose en el 20%.
El caso de 52,196 paneles ambién a oja esul ados posi i os, con Tasas In e nas de Re o no
que oscilan en e el 28% y el 15%, siguiendo un pa ón simila al caso an e io .
Sin emba go, la si uación cambia adicalmen e cuando nos cen amos en el p o o ipo con 26,098
paneles. En es e caso, la TIR más al a alcanzada es del 3%, igualando, pe o no supe ando la asa
de in e és p eseleccionada. Además, el es o de las asas gene adas es án po debajo del 3%,
llegando incluso a alo es nega i os. Es o indica que, en es os escena ios, el p oyec o no se ía
conside ado en able, ya que no gene a ía un e o no económico que jus i ica a la in e sión.
Es os esul ados sub ayan la impo ancia de la con igu ación especí ica de los p o o ipos en
elación con el TES y cómo es o in luye en su en abilidad desde un pun o de is a inancie o.
• TIR solo paneles:
Cuando analizamos el caso de solo paneles, los esul ados son consis en emen e posi i os en
odas las combinaciones e aluadas. Sin emba go, es in e esan e ano a que exis en algunas
di e encias no ables en cuan o a la en abilidad en e los di e en es modelos.
El p o o ipo con 26,089 paneles ha demos ado se el más e icien e en é minos de en abilidad,
ob eniendo lige amen e mejo es esul ados en compa ación con el modelo con la mayo
can idad de paneles. Es o indica que, en es e escena io pa icula , la in e sión se ecupe a más
ápido y gene a un e o no económico más sólido.
Po o o lado, el modelo con el mayo núme o de módulos, aunque sigue siendo en able,
mues a esul ados lige amen e menos a o ables en é minos de iempo de ecupe ación de la
in e sión y asas de e o no. A pesa de es as di e encias, odos los casos de solo paneles han
demos ado se in e siones sólidas y en ables.
Núme o Paneles TIR
69595 25%
52196 26%
26098 31%
Tablas 23. TIR (solamen e paneles).
81
8. CONCLUSIONES
En el desa ollo de es e abajo de in es igación, se ha ealizado un exhaus i o análisis de
sis emas o o ol aicos con almacenamien o e momecánico (TES), eniendo en cuen a múl iples
a iables y con igu aciones. El obje i o undamen al ha sido e alua la iabilidad económica de
es os sis emas en unción de di e en es pa áme os, conside ando aspec os como la capacidad
de almacenamien o, la po encia, el núme o de paneles sola es y la demanda ene gé ica. A lo
la go de las secciones an e io es, se han analizado de enidamen e los esul ados ob enidos en
é minos de p oducción de ene gía, ca ga y desca ga del TES, así como indicado es inancie os
cla e como el Payback, el Valo Ac ual Ne o (VAN) y la Tasa In e na de Re o no (TIR).
En es e apa ado de conclusiones, se p esen a án las e lexiones inales basadas en los hallazgos
y análisis ealizados du an e el desa ollo de es e abajo:
En cuan o al payback, odos los modelos e aluados en es e es udio mues an Paybacks muy
bajos (sal o el caso de solo TES con el meno núme o de paneles), lo que indica que la in e sión
en sis emas o o ol aicos con TES es, en gene al, inancie amen e en able. Es a conclusión
espalda la iabilidad económica de es os p oyec os, pues o que la mayo ía de los p o o ipos
ienen payback comp endidos en e los 3 y 6 años.
Las conclusiones del análisis del VAN son que odos los modelos e aluados mues an alo es
posi i os de VAN, lo que indica que la in e sión en sis emas o o ol aicos con TES es
inancie amen e en able. Es o espalda la iabilidad de es os p oyec os desde una pe spec i a
económica.
Se han obse ado di e encias signi ica i as en los alo es del VAN en e las dis in as
con igu aciones analizadas. Es as di e encias e lejan la impo ancia de elegi cuidadosamen e
la con igu ación del sis ema en unción de los obje i os inancie os especí icos y las condiciones
del p oyec o.
Los modelos con un mayo núme o de paneles sola es mues an VAN más al os, siendo poco
ele an e las a iaciones de po encia y capacidad de almacenaje.
Los modelos con un meno núme o de módulos o o ol aicos ienden a mos a VAN lige amen e
más bajos. Es o indica que la in e sión es sólida, pe o se gene a án epe cusiones económicas
meno es.
Los esul ados de la TIR han con i mado que odos los modelos e aluados son in e siones
en ables, ya que sus asas de e o no es án po encima de la asa de in e és p eseleccionada,
sal o en los casos de solo TES con el meno núme o de paneles. Sin emba go, se han obse ado
di e encias signi ica i as en é minos de en abilidad en e las dis in as con igu aciones.
Se ha obse ado que, en é minos gene ales, los modelos con una meno can idad de paneles
sola es, meno capacidad de almacenamien o y meno po encia de ca ga y desca ga del TES
ienden a mos a asas de e o no más al as, a excepción del caso solo TES, caso pa icula en
el que, a mayo núme o de paneles, mayo TIR. Es o sugie e que, en es e con ex o pa icula , un
en oque de meno escala puede se más bene icioso desde el pun o de is a inancie o.
Po o o lado, los modelos con una mayo capacidad de almacenamien o y mayo po encia de
ca ga y desca ga, aunque siguen siendo en ables, mues an asas de e o no lige amen e más
82
bajas. Es o indica que la in e sión es sólida, pe o el iempo eque ido pa a ecupe a la in e sión
es mayo en compa ación con los modelos de meno escala.
La elección de la con igu ación adecuada depende á de los obje i os inancie os especí icos y las
condiciones del p oyec o, lo que des aca la impo ancia de un en oque pe sonalizado en la
implemen ación de sis emas de ene gía sola con TES.
83
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