Análisis de la viabilidad técnica-económica de un sistema de almacenamiento de energía conectado a una instalación fotovoltaica

Abstract

El objetivo principal del presente proyecto es analizar la posible rentabilidad económica, y el funcionamiento técnico, de un sistema de almacenamiento de energía conectado a una instalación fotovoltaica. Los resultados se detallarán una vez se haya entendido el funcionamiento conjunto de generación solar y almacenamiento de la energía sobrante, para poder utilizarla después cuando sea conveniente. Se utilizó una herramienta propia en Excel para poder simular el funcionamiento anteriormente citado, y poder llegar a dichos resultados. Las energías renovables se encuentran en un total auge, y es que es de importancia el cuidado del planeta. Con las mejoras en las tecnologías y en los precios, cada vez nos encontramos más cerca de conseguir un consumo y una generación consecuente y amiga del medioambiente. Los módulos fotovoltaicos se encuentran cada vez más presentes en el paisaje, y es que su tecnología ha avanzado mucho en los últimos años. Dentro del uso de los módulos fotovoltaicos encontramos diferentes configuraciones posibles: instalación fotovoltaica aislada, instalación fotovoltaica conectada a red, e instalaciones fotovoltaicas conectadas a red con sistema de almacenamiento de energía. Estas dos últimas son las estudiadas en el presente proyecto. Para aprovechar más este uso de las energías renovables entran en juego los sistemas de almacenamiento de energía. Las baterías estudiadas en el presente proyecto son las de Ion-Litio, las cuales están ocupando la mayoría del volumen de ventas en la actualidad. Su vida útil se mide en ciclos. A un ciclo se le denomina el proceso de carga y descarga conjuntamente, siendo el rendimiento de las baterías un 80% con respecto a su rendimiento inicial al alcanzar los 3.000 ciclos. El sistema eléctrico es el conjunto de elementos que operan de forma coordinada en un determinado territorio para satisfacer la demanda de energía eléctrica. Existen diferentes componentes y actores en el sistema español, los cuales hacen posible que llegue electricidad a las instituciones y a particulares. Ellos son los generadores, el transportista, los distribuidores, los comercializadores y el operador del sistema. El mercado eléctrico y el precio de la luz influirán en un sistema fotovoltaico conectado a red y también en el aislado. Los ahorros conseguidos por sistemas fotovoltaicos dependen del precio de la energía y la venta de los excedentes solares también tendrán un precio fijado por el mercado. En la actualidad para medianas y grandes empresas existen diferentes tarifas. La tarifa 6.X TD es la utilizada por medianas y grandes empresas con contrataciones superiores a 15 kW, como es el caso de la empresa en la que se analizó el proyecto. Esta tarifa consta de diferentes periodos, clasificándose por periodos de menor o mayor demanda, y siendo los de más demanda aquellos en los que el precio de la electricidad es más elevado. Es relevante el concepto de los excesos de potencia, ya que en la tarifa 6.X TD, al superar la potencia que la institución o empresa tenga contratada, se le penalizará económicamente de manera significativa. Se utiliza el uso del excedente solar para la carga de las baterías, y estas cubrirán el consumo de la empresa cuando esté sobrepasando su potencia contratada, de forma que se eviten penalizaciones económicas. Cabe destacar que la implantación de un sistema fotovoltaico, con o sin almacenamiento de energía, no solo permitirá ahorrar en energía consumida, sino que también permitirá disminuir la contratación de la potencia total eléctrica, lo cual es un factor innovador en el presente proyecto. Se estudió la rentabilidad económica en una empresa real, la cual está en proceso de construir una instalación fotovoltaica en la cubierta de su nave industrial, estando interesada en conocer si las baterías serían rentables como inversión. Sin embargo, el precio actual de las baterías hace que estas no sean todavía rentables. Se estima que cuando el precio de las baterías baje un 20% (2022/2023) estas tendrán un un VAN igual a cero como se ha estudiado en este proyecto. Por otra parte, para que las baterías obtengan una TIR similar a la del sistema fotovoltaico, estas tendrán que disminuir su precio en algo más de un 60%. Por otra parte, el proyecto de implantación de sistemas fotovoltaicos sí es claramente rentable. Por el momento y, como se ha comentado, hasta que el precio de las baterías no baje sobre el valor actual (en torno a un 60%), la instalación será más interesante sin sistemas de acumulación que incorporando estos.