Diseño de una instalación fotovoltaica de 100 kW (109 kWp) en un supermercado

Abstract

El objetivo de este proyecto fin de grado es el diseño de una instalación solar fotovoltaica para un supermercado Lupa, con una potencia de 100 kW y potencia pico de 109 kWp. Gran parte de la iniciativa de realizar este trabajo, ha sido la de hacerlo en compañía de la empresa Semark AC Group, la cual ha aportado los datos necesarios para analizar los consumos y por ende la potencia necesaria a instalar. El objetivo final es el de promover las soluciones para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones de CO2, además de reducir también el coste del consumo de electricidad, debido a la creciente crisis energética, agravada por eventos globales como las guerras que acontecen hoy en día y que elevan considerablemente los costos energéticos. Para el diseño de esta instalación se ha optado por instalar la potencia mencionada anteriormente (109 kWp) calculada mediante las potencias máximas de la tienda (maxímetros). Para ello, se ha representado una gráfica en la que se indican cuáles son las potencias máximas por cada mes y periodo tarifario, que posteriormente han sido tenidos en cuenta a la hora de calcular la amortización general de la instalación. Los componentes principales designados para el proyecto son un inversor Huawei Technologies, SUN2000-100KTL-M1-400 Vac, y el módulo, JA Solar, JAM72S30-545MR. La elección de este modelo de panel fotovoltaico se ha justificado mediante una comparación económica entre distintos modelos de paneles, seleccionando aquel que permitía un período de recuperación de la inversión menor. Asimismo, se ha determinado que la elección óptima es la de instalar tan sólo un único inversor con 200 módulos fotovoltaicos, divididos en 10 cadenas, y 20 módulos conectados en serie en cada una de ellas. Este inversor cuenta con una potencia nominal de 100 kW, y para comprobar si esta potencia es la adecuada para generar la suficiente energía para el supermercado, se ha realizado un estudio tanto gráfico como matemático, el cual indica que los elementos a instalar son válidos y corresponden a lo previsto. Todo este proceso se ha corroborado con la ayuda de PVSyst, el cual ha sido una herramienta esencial a la hora de comprobar resultados, y determinar el número de módulos teniendo en cuenta la superficie disponible en la cubierta de la nave. También se ha llevado a cabo el dimensionamiento de la instalación eléctrica (longitud y sección de los cables necesarios, sistema de protecciones). Finalmente se ha realizado un presupuesto de ejecución por contrata de la instalación dimensionada, el cual asciende a un total de 84.957,90€.

The objective of this bachelor’s thesis project is the design of a photovoltaic solar installation for a Lupa supermarket, with a power of 100 kW and a peak power of 109 kWp. Much of the initiative to carry out this work has been to do it in collaboration with the company Semark AC Group, which has provided the necessary data to analyze the consumption and therefore the necessary power to install. The ultimate goal is to promote solutions to improve energy efficiency and reduce CO2 emissions, as well as to reduce the cost of electricity consumption, due to the growing energy crisis exacerbated by global events such as the wars happening today, which significantly increase energy costs. For the design of this installation, it has been chosen to install the aforementioned power (109 kWp) calculated using the maximum powers of the store (maximeters). For this purpose, a graph has been represented indicating the maximum powers for each month and tariff period, which have subsequently been taken into account when calculating the overall amortization of the installation. The main components designated for the project are a Huawei Technologies inverter, SUN2000-100KTL-M1-400 Vac, and the module, JA Solar, JAM72S30-545MR. The choice of this photovoltaic panel model has been justified through an economic comparison between different panel models, selecting the one that allowed for a shorter investment recovery period. Likewise, it has been determined that the optimal choice is to install only a single inverter with 200 photovoltaic modules, divided into 10 strings, and 20 modules connected in series in each of them. This inverter has a nominal power of 100 kW, and to verify if this power is adequate to generate enough energy for the supermarket, both graphical and mathematical studies have been carried out, indicating that the elements to be installed are valid and correspond to what was planned. All this process has been corroborated with the help of PVSyst, which has been an essential tool to verify results and determine the number of modules considering the available surface area on the roof of the building. The sizing of the electrical installation (length and section of the necessary cables, protection system) has also been carried out. Finally, a budget has been prepared for the execution by contract of the sized installation, which amounts to a total of €84,957.90.