Diseño de una instalación solar fotovoltaica para una vivienda unifamiliar

Abstract

Este documento tiene como objetivo diseñar una instalación solar fotovoltaica en la modalidad de autoconsumo individual con excedentes acogida a compensación. Para ello se ha llevado a cabo un estudio de viabilidad en el que se han comparado diferentes tipos de módulos fotovoltaicos e inversores con diferentes características entre las que destacan coste, eficiencia y potencia. El análisis busca como finalidad encontrar la mejor opción no solo económicamente sino también la que mejor se adapte a las características de la cubierta y la demanda de la vivienda. Para realizar dicho estudio de viabilidad en primer lugar se ha analizado la cubierta de la vivienda para determinar la irradiación solar que reciben los módulos fotovoltaicos. En el cálculo de la irradiación solar se han tenido en cuenta tanto las pérdidas por inclinación y orientación como las pérdidas por sombras. Una vez calculada la irradiación solar sobre la cubierta de la vivienda estudiada, se ha determinado la producción de energía eléctrica de la instalación con cada tipo de módulo. A continuación, se han comparado las diferentes combinaciones de paneles fotovoltaicos e inversores conociendo el coste y producción de cada una y teniendo en cuenta las características de la cubierta y el consumo de la vivienda durante un año completo (2023). Para analizar el comportamiento de la vivienda durante el año 2023 se ha analizado la curva de carga de ese año. Como resultado del estudio de viabilidad se ha obtenido que la mejor combinación de las analizadas es la de 8 módulos fotovoltaicos del fabricante JA Solar modelo JAM72S20 465/MR con un inversor del fabricante Huawei modelo SUN 2000 3KTL-L1. Por último, se ha comparado el resultado obtenido en el estudio de viabilidad con el resultado obtenido con una simulación en el programa PVsyst para comprobar la correcta realización de los cálculos. Además del estudio de viabilidad se ha realizado el dimensionamiento de la instalación eléctrica calculando la sección del cableado y seleccionando un sistema de protección adecuado para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente de la instalación. Finalmente, se ha elaborado un presupuesto detallado de la opción seleccionada dando como resultado un presupuesto de ejecución por contrata de 12.994,51 €.

This document aims to design a photovoltaic solar installation in the individual self-consumption mode with surplus compensation. To achieve this, a feasibility study was conducted comparing different types of photovoltaic modules and inverters with various characteristics, including cost, efficiency, and power. The analysis seeks to find the best option not only economically but also the one that best adapts to the characteristics of the roof and the household demand. To carry out this feasibility study, the roof of the house was first analyzed to determine the solar irradiation received by the photovoltaic modules. In calculating the solar irradiation, losses due to inclination and orientation, as well as shading losses, were taken into account. Once the solar irradiation on the roof of the studied house was calculated, the electrical energy production of the installation with each type of module was determined. Subsequently, the different combinations were compared, knowing the cost and production of each, and considering the characteristics of the roof and the household consumption over a full year (2023). To analyze the household behavior during 2023, the load curve of that year was examined. As a result of the feasibility study, it was found that the best combination analyzed consists of 8 photovoltaic modules from the manufacturer JA Solar, model JAM72S20-465/MR, with an inverter from the manufacturer Huawei, model SUN 2000 3KTL-L1. Finally, the result obtained from the feasibility study was compared with the result obtained from a simulation in the PVsyst program to verify the correctness of the calculations. In addition to the feasibility study, the electrical installation sizing was performed by calculating the cable section and selecting an appropriate protection system to ensure safe and efficient operation of the installation. Finally, a detailed budget for the selected option was prepared, resulting in a contract execution budget of 12.994,51 €.