Trabajo Fin de Grado
Análisis de sensibilidad para la optimización de una microrred ubicada en Madrid
Autor/es | Cáceres Bernils, Daniel |
Director | Navas Herrera, Sergio Jesús
Cabello González, Gracia María |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética |
Fecha de publicación | 2024 |
Fecha de depósito | 2024-09-11 |
Titulación | Universidad de Sevilla y Málaga. Grado en Ingeniería de la Energía |
Resumen | Con motivo del incesante avance del cambio climático, en el campo de la ingeniería se están requiriendo
alternativas a los combustibles fósiles constantemente. Dado que la descarbonización de la sociedad es un
problema ... Con motivo del incesante avance del cambio climático, en el campo de la ingeniería se están requiriendo alternativas a los combustibles fósiles constantemente. Dado que la descarbonización de la sociedad es un problema mundial cada vez más importante, en este trabajo se va a proponer una forma de favorecer la transición hacia una economía de energía renovables. Por lo tanto, en este proyecto se va a realizar un análisis tecno-económico de una de las tecnologías renovables más interesantes disponibles actualmente como es la energía solar. Esta energía destaca por ser una energía madura, sencilla y fácilmente instalable en espacios reducidos, como puede ser el tejado de una vivienda unifamiliar. Así pues, se estudiará su implantación a nivel doméstico, mediante la instalación de una micro red híbrida de energía solar y térmica en una vivienda unifamiliar en Madrid. La micro red se encuentra conformada por un campo solar fotovoltaico, un sistema solar térmico, y un conjunto de baterías de tipo plomo ácido. Posteriormente, se ha realizado un análisis de sensibilidad de la instalación, con objeto de maximizar el beneficio económico y minimizar tanto el consumo como la venta de excedentes energía. Los resultados muestran que la instalación de una microrred híbrida basada únicamente en fuentes renovables es capaz de ser autosuficiente durante la mayor parte del año, es decir, los consumos energéticos necesarios para abastecer el suministro térmico y eléctrico de una casa residencial madrileña han resultado ser nulos para los meses de marzo a octubre. En términos económicos, se han obtenido periodos de amortización de la microrred en torno 14 años, por lo que, si la vida útil de la instalación se ha estimado a 25 años, implementar este tipo de sistemas generará beneficios económicos que pueden llegar a ascender a los 4100€. No obstante, dada la necesidad de implementación de este tipo de sistemas, se espera una mayor inversión y desarrollo futura en materia de fuentes renovables, lo que supondrá una mayor eficiencia energética obtenida. Consecuentemente, el coste de inversión futura será menor, esto sumando a la tendencia claramente creciente del precio de la luz debido a la escasez de recursos y la inflación, dan motivos para especular que el flujo de caja acumulado en el año 25 puede ser mucho mayor al valor calculado en el estudio. Con este estudio se espera clarificar a los usuarios, empresas de energía renovable, investigadores y responsables de políticas, cómo funciona una microrred y qué factores afectan al rendimiento económico del cliente. De este modo, se espera incentivar a las generaciones venideras a instalar tecnologías renovables similares a la microrred, para poder contribuir así a la descarbonización de las energías. Due to the relentless advancement of climate change, the engineering field is constantly seeking alternatives to fossil fuels. Given that the decarbonization of society is an increasingly important global issue, this ... Due to the relentless advancement of climate change, the engineering field is constantly seeking alternatives to fossil fuels. Given that the decarbonization of society is an increasingly important global issue, this work proposes a way to promote the transition to a renewable energy economy. Therefore, this project will conduct a techno-economic analysis of one of the most interesting renewable technologies currently available: solar energy. This energy stands out for being mature, simple, and easily installable in small spaces, such as the roof of a single-family home. Thus, its implementation will be studied at a domestic level by installing a hybrid solar and thermal microgrid in a single-family home in Madrid. The microgrid consists of a photovoltaic solar field, a solar thermal system, and a set of lead-acid batteries. Subsequently, a sensitivity analysis of the installation has been carried out in order to maximize economic benefit and minimize both energy consumption and the sale of energy surpluses. The results show that the installation of a hybrid microgrid based solely on renewable sources can be self sufficient for most of the year. That is, the necessary energy consumption to supply the thermal and electrical demand of a residential house in Madrid was zero from March to October. In economic terms, payback periods for the microgrid of around 14 years were obtained. Therefore, if the useful life of the installation is estimated at 25 years, implementing such systems will generate economic benefits that can amount to €4,100. However, given the need to implement these systems, future investment and development in renewable sources are expected, which will result in greater energy efficiency. Consequently, the future investment cost will be lower. This, combined with the clearly rising trend in electricity prices due to resource scarcity and inflation, provides reasons to speculate that the cumulative cash flow in year 25 could be much higher than the value calculated in the study. This study aims to clarify for users, renewable energy companies, researchers, and policymakers how a microgrid works and what factors affect the client's economic performance. In this way, it is hoped to encourage future generations to install similar renewable technologies, thereby contributing to the decarbonization of energy sources. |
Cita | Cáceres Bernils, D. (2024). Análisis de sensibilidad para la optimización de una microrred ubicada en Madrid. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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Cáceres Bernils, Daniel_G5257.pdf | 2.597Mb | [PDF] | Ver/ | |