Design of a photovoltaic installation for collective self-consumption

Este documento tiene como objetivo diseñar una instalación solar fotovoltaica para el autoconsumo colectivo, permitiendo la posibilidad de inyectar los excedentes de energía generados a la red eléctrica. Para lograrlo, se ha realizado un estudio de viabilidad económica en el cual se han comparado distintas combinaciones de cuatro modelos de paneles fotovoltaicos y cuatro inversores con diferentes características, como eficiencia, potencia y coste. El análisis se ha enfocado en identificar la opción más atractiva económicamente. Para realizar dicho análisis se ha evaluado en primer lugar las características de la cubierta del edificio objeto de este proyecto con el fin de determinar la irradiación solar que reciben los paneles a colocar. El cálculo de la irradiación solar recibida por los paneles ha tenido en cuenta el cálculo de las sombras.producidas por los edificios colindantes, así como la orientación e inclinación de la cubierta. Una vez determinada la irradiación solar recibida por la superficie de paneles fotovoltaicos a colocar, se ha procedido a determinar la energía eléctrica generada por la instalación. A continuación, teniendo en cuenta un presupuesto aproximado de la instalación fotovoltaica para las distintas combinaciones de paneles e inversores y el ahorro en la factura eléctrica del edificio en comparación con la no existencia de la instalación fotovoltaica, se ha determinado el PayBack Descontado durante los 25 años de vida estimada de la instalación. Como resultado del estudio de viabilidad económica se ha obtenido que la combinación más atractiva de las analizadas ha sido la de 85 módulo fotovoltaicos del modelo M10 PERC Series 400-415W, Ocean Solar Co., Ltd con tres inversores (un inversor SH6.0RT, un inversor SH8.0RT y un inversor SH10.0RT). Tras el estudio económico, se ha realizado el dimensionamiento de la instalación eléctrica, que incluye la determinación de la longitud y sección de los cables necesarios. También se ha implementado un sistema de protección adecuado para asegurar un funcionamiento seguro y confiable de la instalación. Con todos estos elementos en consideración, se ha elaborado un presupuesto detallado de la opción seleccionada ascendiendo el presupuesto total de ejecución por contrata a 44.822,84 €.This document aims to design a photovoltaic solar installation for collective self-consumption, allowing the possibility of injecting surplus energy generated into the electrical grid. To achieve this, an economic feasibility study has been conducted, comparing different combinations of four models of photovoltaic panels and four inverters with varying characteristics such as efficiency, power, and cost. The analysis has focused on identifying the most economically attractive option. To conduct this analysis, the characteristics of the roof of the building subject to this project were first evaluated to determine the solar irradiation received by the panels to be placed. The calculation of solar irradiation received by the panels took into account the calculation of shadows cast by neighboring buildings, as well as the orientation and tilt of the roof. Once the solar irradiation received by the surface of the photovoltaic panels to be placed was determined, the generated electrical energy from the installation was calculated. Subsequently, considering an approximate budget for the photovoltaic installation for different combinations of panels and inverters, along with the savings in the building's electricity bill compared to the absence of the photovoltaic installation, the Discounted Payback Period over the estimated 25-year lifespan of the installation was determined. As a result of the economic feasibility study, it was found that the most attractive combination among those analyzed consisted of 85 photovoltaic modules of the M10 PERC Series 400- 415W model by Ocean Solar Co., Ltd, with three inverters (an SH6.0RT inverter, an SH8.0RT inverter, and an SH10.0RT inverter). Following the economic study, the electrical installation was sized, including determining the length and cross-section of the necessary cables. An appropriate protection system was also implemented to ensure safe and reliable operation of the installation. Taking all these elements into consideration, a detailed budget for the selected option was prepared, with the total execution budget amounting to €44,822.84 under contract.Grado en Ingeniería Eléctric