Sarera konektatutako sistema fotovoltaiko baten azterketa eta saretik isolatzeko proposamena: analisia eta dimentsionamendua.

Abstract

Lan hau 2007an Gorlizko etxebizitza batean instalatutako sarera konektatutako sistema fotovoltaiko baten azterketari buruzkoa da. Sistema fotovoltaiko hori osatzen duten osagai nagusiak identifikatu eta dagozkien alderdi teorikoak aurkeztu ondoren, sistema horren dimentsionamenduaz hitz egiten da. Horrekin lotuta, sistema fotovoltaikoak instalatzeak izan duen balantze ekonomikoa eta azken ondorioa aurkeztu dira. Lan honen helburu nagusia etxebizitza hau sare elektrikotik isolatzea da. Horretarako, etxebizitza zehatz horren kontsumo-baldintzak aztertu dira, eta egungo sisteman aldaketak egitea proposatu da. Arazo nagusia kontsumoa eta ekoizpenarekin urteko urtaro ezberdinetan zehar desinkronizatuta egotea denez, baztertu egin da neguan behar den kontsumoa estaltzeko modulu fotovoltaiko gehiago erabiltzearen ideia. Horregatik, eguzki-energia eta energia eolikoaren bidez kontsumoa beteko duen sistema hibridoa aukeratu da. Puntu horretatik abiatuta, hainbat haize-sorgailu aztertu dira, herriko baldintza meteorologikoak eta haizearen abiadura kontuan hartuta. Sorgailu eoliko bat aukeratu ondoren, biltegiratze-sistema bat planteatu da, neguko 4 eguneko etxebizitzaren kontsumo-betekizunetarako. Merkatuko hainbat bateria mota aztertu dira eta sistema hibridoaren zehaztapenetara hobekien egokitzen direnak aukeratu dira, eta horien konexioa justifikatu da. Horrekin lotuta, aldatu egin dira modulu fotovoltaikoen arteko konexioak eta osagai berriak gehitu dira, hala nola, karga-erreguladoreak, biltegiratze-sistema berri horretara egokitzeko. Azkenik, saretik askatzeko sistema hibridoaren instalazioaren aurreikuspen eta balantze ekonomiko bat egin da, faktura elektrikoak aurreztea kontutan hartuta. Alternatiba gisa, sortutako soberakina sare elektrikoari saltzea proposatu da, baina baztertu egin da diru-sarrera nahikorik ez sortzeagatik. Horregatik, sare elektrikotik erabat isolatuta dagoen sistema hibrido bat aukerarik onena dela ondorioztatu da.

Este trabajo consiste en el análisis de un sistema fotovoltaico conectado a la red instalado en 2007 en una vivienda de Gorliz. Una vez se han identificado los componentes principales que componen este sistema fotovoltaico y se han presentado sus correspondientes aspectos teóricos, se habla del dimensionamiento de dicho sistema. Relacionado con esto, se ha analizado el balance económico que ha supuesto la instalación de este sistema en el transcurso de los años y su conclusión final. El objetivo principal de este trabajo se trata de aislar esta vivienda de la red eléctrica. Para ello, se han analizado los requisitos de consumo de esta vivienda en concreto y propuesto modificaciones en el sistema actual. Siendo el problema principal la desincronización del consumo con la producción a lo largo de las diferentes estaciones del año, se ha descartado la idea de usar más módulos fotovoltaicos para cubrir el consumo necesario en invierno. Por ello, se ha optado por un sistema híbrido que cubra el consumo mediante energía solar y eólica. Partiendo de este punto, se han analizado diferentes generadores eólicos teniendo en cuenta las condiciones meteorológicas y velocidad del viento de la localidad. Tras elegir un generador eólico, se ha planteado un sistema de almacenamiento para los requisitos de consumo de la vivienda de 4 días de invierno. Se han analizado varios tipos de baterías del mercado y elegido las que mejor pudieran ajustarse a las especificaciones del sistema híbrido y se ha justificado su conexión. Relacionado con esto, se han modificado las conexiones entre los módulos fotovoltaicos y añadido componentes como reguladores de carga para adaptarse a este nuevo sistema de almacenamiento. Por último, se ha hecho una previsión y balance económico de lo que supondría instalar este sistema aislado de la red. Como alternativa, se ha propuesto vender el excedente producido a la red eléctrica, pero se ha descartado por no generar suficientes ingresos. Por ello, se ha llegado a la conclusión de que un sistema híbrido totalmente aislado de la red eléctrica es la mejor opción.

This work consists of the analysis of a photovoltaic system connected to the grid installed in 2007 in a house in Gorliz. Once the main components that are part of this photovoltaic system have been identified and their corresponding theoretical aspects have been presented, the sizing of the system is. Related to this, the economic balance of the installation of this system over the years, and its conclusion has been analyzed. The main objective of this work is to isolate this house from the electrical network, proposing an off-grid system. To this end, the consumption requirements of this specific house have been analyzed and modifications to the current system have been proposed. The desynchronization of the consumption with the production throughout the different stations of the year being the main problem, the idea of using more photovoltaic modules to cover the necessary consumption in winter has been discarded. Therefore, a hybrid system has been chosen to cover consumption through solar and wind energy. Starting from this point, different wind generators have been analyzed, taking into account the weather conditions and wind speed of the town. After choosing a wind generator, a storage system has been proposed for the consumption requirements of the house for 4 days in winter. Several types of batteries on the market have been analyzed and those that could best meet the specifications of the hybrid system have been chosen and their connection has been justified. Related to this, the connections between the photovoltaic modules have been modified and components such as charge controllers have been added to adapt to this new storage system. Finally, a forecast and economic balance has been made of what it would mean to install this off-grid system and its corresponding savings in electricity consumption. As an alternative, it has been proposed to sell the extra produced electricity to the electricity grid, but this has been rejected because it does not generate enough income. Therefore, it has been concluded that a hybrid system totally isolated from the electricity grid is the best option.