Análisis de viabilidad económica y reducción del consumo de energía de un edificio terciario al integrar un sistema fotovoltaico y de pilas de combustible mediante TRNSYS

Abstract

El presente proyecto es una ampliación del estudio que ya se realizó en el trabajo fin de grado. En este trabajo se incluye una estrategia de operación nueva, la cual incorpora pilas de combustible. El objetivo es estudiar el comportamiento que presenta un edificio de oficinas al integrar paneles fotovoltaicos y pilas de combustible, analizando su repercusión sobre el consumo de energía, las emisiones de CO2 y la viabilidad económica. Esto se lleva a cabo en relación con la necesidad de tecnologías de generación de energía menos contaminantes y más eficientes. El estudio se realiza para cinco ciudades de España, cada una de ellas pertenecientes a una zona climática concreta (A3, B4, C2, D3 y E1). En primer lugar, se realizan las simulaciones de esta nueva instalación, las cuales se ejecutan en el software TRNSYS16. En segundo lugar, se analizan todos los resultados obtenidos de las diferentes simulaciones, se comparan entre ellos y se extraen conclusiones. En tercer lugar, los resultados obtenidos en esta nueva alternativa de estudio serán comparados con los que ya se obtuvieron en el trabajo fin de grado, para cada uno de los casos analizados en aquel estudio: - Caso de estudio “Base”: las demandas se satisfacen mediante energía convencional - Caso de estudio “Fotovoltaica”: la instalación incluye un campo solar fotovoltaico - Caso de estudio “Motores de micro-cogeneración”: se introducen motores de micro-cogeneración Esta comparación de casos permite elegir la instalación idónea en cada ubicación estudiada en términos de consumos de energía, emisiones de CO2 y Coste del Ciclo de Vida. Una vez comparadas las distintas condiciones de operación del edificio, se plantea un nuevo horario de funcionamiento del edificio en el que la instalación que incluye pilas de combustible opera 12 horas al día en lugar de 24 horas, horario de funcionamiento que se plantea a lo largo del trabajo. Se llevan a cabo las nuevas simulaciones en TRNSYS16 y los resultados obtenidos se comparan los que ya se tenían para el horario de funcionamiento de 24 horas y, además, se compara el caso de pilas de combustible en este modo de operación con el de motores de micro-cogeneración. Posteriormente, se plantea un análisis de sensibilidad en el que se estudia cómo afectan los precios de Hidrógeno, el horario de funcionamiento del edificio y la vida útil de las pilas de combustible al Coste del Ciclo de Vida. Por último, se presentan nuevos estudios futuros relacionados con lo visto en este proyecto que ayudarán a seguir investigando en el ahorro y eficiencia energética de edificio y la incorporación de tecnologías renovables.