Ubicación óptima de plantas solares fotovoltaicas con SIG en Cantabria

Abstract

RESUMEN:

Las energías renovables, que son la alternativa con la que cuenta la sociedad para lograr un sistema energético sostenible, seguro e independiente, dependen de las condiciones climáticas para producir energía, por lo que la ubicación de una planta de generación de este tipo debe ser un aspecto estudiado en detalle, de manera que sea posible alcanzar una alta eficiencia en la generación y aprovechar el recurso renovable al máximo. En este caso se pretende analizar la ubicación de una planta solar fotovoltaica, para lo que se necesita una herramienta que permita realizar el análisis del territorio en función de distintos criterios que determinen la idoneidad de una zona frente a otra. Los Sistemas de Información Geográfica son elementos que pueden analizar, presentar e interpretar datos relativos a la superficie terrestre por medio principalmente de un software, en este caso Qgis. Para poder analizar la ubicación óptima es necesario definir una serie de criterios que determinen que zonas pueden favorecer la generación de electricidad de la manera más eficiente, económica y sostenible. Los criterios seleccionados se han dividido en tres grandes grupos: - Energéticos: permiten definir la cantidad de energía que es posible generar, estableciendo para el análisis presente, la temperatura, la latitud para determinar la radiación e insolación, la humedad, el clima y la orientación, ya que estos cinco criterios son los que afectan en mayor medida a la producción con paneles fotovoltaicos. - Geográficos: se refieren a características del terreno que hacen la ubicación más adecuada o no, entre los que se han elegido a la proximidad a vías de acceso, a redes eléctricas, la pendiente del terreno y la clasificación del suelo - Medioambientales: hacen que no sea posible ubicar la planta en un determinado lugar por su naturaleza.

Estos diez criterios deben ser en primer lugar clasificados por niveles a los que se les asigna una puntuación interna en función de que sean más o menos adecuados para la ubicación de la planta. Sin embargo, la verdadera aportación de este TFM es el método de ponderación de los criterios ya que dentro del análisis no todos tienen la misma importancia. Para ello se ha empleado el ‘Proceso de Jerarquía Analítica’ (AHP por sus siglas en inglés ‘Analytic Hierarchy Process’) y es un método de ponderación creador por el profesor Thomas L. Saaty, que permite jerarquizar los criterios y establecer el grado en que se prioriza cada criterio con respecto a los demás, determinando los factores de peso. El método se basa en la creación de una matriz de pares comparados y su matriz normalizada a partir de las cuales poder aplicar un proceso analítico en el que con criterios objetivos se obtiene el coeficiente de ponderación para cada componente. Además, permite validar la consistencia de la ponderación, siendo esta la verdadera bondad del método frente a otros. Todo lo anterior se ha aplicado a un territorio concreto, Cantabria donde el hecho de que sea un territorio reducido permite que el estudio sea mucho más riguroso, pudiéndose detallar más los resultados que se obtengan. Para ello ha sido necesario obtener la información relativa a Cantabria necesaria para implementar cada uno de estos criterios y partir de esta se han establecido una serie de procedimientos para poder ser introducida por rangos en QGIS que forman parte también de la aportación de esta propuesta metodológica Del análisis se obtiene como resultado final un mapa de la provincia donde se muestra cada zona diferenciada en función de su idoneidad para la instalación, siendo las áreas representadas en color rojo aquellas que mayor puntuación han obtenido. Además de estas últimas, se seleccionan las 10 mejores con una superficie de más de 1 hectárea.

ABSTRACT: Renewable energies, which are society's alternative for achieving a sustainable, safe and independent energy system, depend on climatic conditions for their production, so the location of a generation plant of this type must be studied in detail, so that it is possible to achieve high efficiency in generation and make the most of the renewable resource. In this case, the aim is to analyse the location of a photovoltaic solar plant, for which a tool is needed to analyse the territory according to different criteria that determine the suitability of one area over another. Geographic Information Systems, elements that can analyse, provide and interpret data relating to the earth's surface mainly by means of software, in this case Qgis. In order to analyse the optimal location, it is necessary to define a series of criteria that determine which areas can support the generation of electricity in the most efficient, economic and sustainable way. The selected criteria have been divided into three main groups: - Energetic: they allow defining the amount of energy that it is possible to generate, establishing for the present analysis, temperature, latitude to determine radiation and insolation, humidity, climate and orientation, as these five criteria are the ones that most affect the production with photovoltaic panels. - Geographical: these refer to characteristics of the terrain that make the location more suitable or not, among which the proximity to access roads, electricity grids, the slope of the terrain and the classification of the soil have been chosen. - Environmental: they make it impossible to locate the plant in a certain place due to its nature.

These ten criteria must first be classified by levels to which an internal score is assigned according to whether they are suitable for the location of the plant. However, the real contribution of this TFM is the method of weighting the criteria, as not all criteria are of equal importance in the analysis. The 'Analytic Hierarchy Process' (AHP) is a weighting method created by Professor Thomas L. Saaty, which makes it possible to rank the criteria and establish the degree to which each criterion is prioritised with respect to the others, determining the weighting factors. The method is based on the creation of a matrix of compared pairs and its normalised matrix from which an analytical process can be applied in which the weighting coefficient for each component is obtained using objective criteria. In addition, the method allows validation of the consistency of the weighting, this being the true goodness of the method compared to others. All the above has been applied to a specific territory, Cantabria, where the fact that it is a small territory allows the study to be much more rigorous and the results obtained can be more detailed. In order to do this, it has been necessary to obtain the information on Cantabria required to implement each of these criteria. Based on this information, a series of procedures have been established to be introduced by ranges in QGIS, which also form part of the contribution of this methodological proposal. The result of the analysis is a map of the province showing each area differentiated according to its suitability for installation, with the areas represented in red being those that have obtained the highest scores. In addition to the latter, the 10 best areas with a surface area of more than 1 hectare are selected.