Análisis de prefactibilidad y diseño completo de una Planta Solar Fotovoltaica

Abstract

El objetivo principal de este proyecto se centra en la creación y el diseño de una planta solar fotovoltaica, a partir de la realización de un análisis de prefactibilidad del terreno. Se pretende mostrar todo el proceso a seguir por una empresa de ingeniería, desde la búsqueda y selección de una parcela adecuada para la instalación de dicha planta hasta el desarrollo final de la misma, pasando por el ajuste de los parámetros necesarios y evaluando los distintos escenarios económicos para conseguir la solución óptima. Para su desarrollo, se utilizan principalmente los programas AutoCAD, Google Earth, QGIS, PVCase, PVGis y PVSyst. En primer lugar, se ejecuta el mencionado análisis de prefactibilidad donde se evalúan distintos factores como la disponibilidad de recursos solares, el acceso a la red, la topografía del terreno y las restricciones legales y medioambientales de la zona implicada. A continuación, se lleva a cabo el diseño completo del campo fotovoltaico y de las distintas configuraciones posibles. Mediante las aplicaciones de simulación y desarrollo, se realiza un estudio de la distribución de los paneles e inversores, así como el cálculo de la eficiencia de estos. Se complementa toda esta información con el diseño de los sistemas de conexión eléctrica y la evaluación de las pérdidas a la hora de realizar la evacuación de la energía hacia el punto de interconexión. Una vez finalizada la planta solar, se realiza el estudio de la viabilidad económica y el cálculo del LCOE del proyecto para observar los resultados. Desde el principio, se plantean cinco escenarios distintos cuyos parámetros y configuraciones difieren unos de otros. Sin embargo, el desarrollo de la implantación se centra solamente en el escenario elegido gracias a un criterio: la planta solar con menor valor del LCOE. Este planteamiento de distintas alternativas conlleva un estudio paramétrico y un trabajo de optimización que permite evaluar la importancia de tomar decisiones relevantes a la hora de acercarse a los intereses de cada individuo u organismo que se vea inmerso en un proyecto de esta índole. Las bases del proyecto se apoyan en el trabajo diario que realiza un Ingeniero de Oficina Técnica en una empresa desarrolladora de proyectos fotovoltaicos. En este caso en particular, este proyecto está basado en un proyecto real de mi empresa (Greenfield PV) ubicado prácticamente en la misma zona de estudio y con condiciones de diseño similares para que sirva de guía frente a la ingeniería de detalle (fuera de los objetivos de este trabajo).

The main objective of this project is focused on the creation and design of a photovoltaic solar plant, based on the realization of a feasibility analysis of the land. The aim is to showcase the entire process to be followed by an engineering company, from the search and selection of a suitable plot for the installation of the plant to its final development, adjusting the necessary parameters and evaluating different economic scenarios to achieve the optimal solution. For its development, the main programs used are AutoCAD, GoogleEarth, QGIS, PVCase, PVGis, and PVSyst. Firstly, the aforementioned feasibility analysis is carried out, evaluating different factors such as solar resource availability, grid access, terrain topography, and the legal and environmental restrictions of the area involved. Next, the complete design of the photovoltaic field and the different possible configurations are carried out. Through simulation and development applications, a study of the panel and inverter distribution is performed, as well as the calculation of their efficiency. All this information is comlemented with the electrical connection systems and the evaluation of losses when evacuating energy to the point of interconnection. Once the solar plant is completed, the economic viability study and the LCOE calculation of the project are carried out to observe the results. From the beginning, five different scenarios are proposed whose parameters and configurations differ from each other. However, the development os the implementation focuses only on the scenario chosen thanks to one criterion: the solar plant with the lowest LCOE value. This approach to different alternatives involves a parametric study and optimization work that allows evaluating the importance of making relevant decisions when aprproaching the interests of each individual or company that is immersed in a project of this nature. The bases of the project are based on the daily work carried out by a Technical Office Engineer in a company that develops photovoltaic projects. In this particular case, this project is based on a real project from my company (Greenfield PV) located practically in the same study area and with similar design conditions to serve as a guide for detailed engineering (outside the objectives of this work).