Derribando mitos sobre la orientación y el dimensionamiento del sistema fotovoltaico

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Fuente: https://www.pv-magazine.com

Una nueva investigación de la Universidad LUT muestra que no existe una única orientación correcta para una instalación fotovoltaica.

Promedios mensuales del precio del área de Nord Pool Finlandia en el período 2016-20 Imagen: Universidad LUT, Energía Solar, Licencia Creative Commons CC BY 4.0

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Lappeenranta (LUT) afirman haber desmentido tres mitos sobre la orientación y el dimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos y la venta del excedente de electricidad.

“Los resultados son aplicables a las condiciones del norte, pero los métodos son aplicables en todas partes”, dijo un portavoz de LUT a pv magazine . «A nuestros expertos les gustaría echar un vistazo más de cerca a otros datos y a los datos de otros países sobre electricidad solar, consumo de energía y precios de la electricidad».

En un primer estudio, » Optimización de las instalaciones fotovoltaicas en la azotea para maximizar los ingresos en Finlandia según los perfiles de carga de la clase del cliente y la generación simulada «, publicado en Solar Energy, los científicos consideraron una orientación del sistema fotovoltaico basada en la rentabilidad. Utilizaron datos por hora de 13 perfiles de carga de clase de cliente estadísticos diferentes, datos históricos de precios del mercado de electricidad para el período 2016-20 y rendimiento simulado de energía solar fotovoltaica del sur de Finlandia.

El grupo de investigación comparó sistemas de azimut simple y de azimut dual. Encontró que la primera tipología de proyecto era más rentable bajo un régimen de medición neta, con orientaciones óptimas identificadas en ángulos de azimut de -15 grados a -5 grados y en ángulos de inclinación de 35 grados a -45 grados.

“Sin embargo, si no se paga compensación por el excedente de electricidad, suele ser más rentable minimizar la compra de electricidad orientando los módulos solares fotovoltaicos en dos acimutes entre el este y el oeste con ángulos de inclinación de 10 grados a -55 grados, dependiendo de la capacidad. del sistema solar fotovoltaico y el perfil de carga”, dijeron.

Una orientación este-oeste podría generar pérdidas financieras del 15% en comparación con un sistema orientado al sur, cuando no se cuenta con medición neta y se debe maximizar el autoconsumo.

“Una orientación sur es económicamente viable independientemente del perfil de consumo. No existe una única orientación correcta. La elección depende de si desea maximizar la autosuficiencia en la generación de electricidad o la rentabilidad”, dijo Altti Meriläinen, asistente de investigación de ingeniería eléctrica en la Universidad LUT.

Dimensionamiento óptimo

En “ Dimensionamiento óptimo de una planta solar fotovoltaica con curvas de carga eléctrica medidas en Finlandia ”, que se publicó recientemente en Solar Energy , otro equipo de investigación investigó la rentabilidad de los sistemas fotovoltaicos para autoconsumo. Se centraron en una tienda de comestibles, una granja lechera y una casa en el sur de Finlandia.

“La rentabilidad del sistema de energía fotovoltaica se estudió utilizando la tasa de interés interna, el valor actual neto, el período de recuperación descontado y la tasa de autoconsumo”, dijeron los investigadores.

Descubrieron que las tasas internas de retorno respectivas eran del 6,8 %, 6,6 % y 1,4 % para la tienda de comestibles, la granja lechera y el hogar. Para la tienda de abarrotes y la granja lechera, el tamaño del sistema fotovoltaico podría incrementarse sin que la tasa interna de retorno disminuya significativamente, lo que justificaría una instalación más grande. Por el contrario, utilizar el índice de autoconsumo para optimizar el tamaño del sistema de energía fotovoltaica podría resultar en un sistema subdimensionado.

”En viviendas unifamiliares, la mejor solución o la más rentable es el sobredimensionamiento de la instalación solar fotovoltaica. En edificios de mayor tamaño, el 100% de autoconsumo es la alternativa más económica. Por otro lado, la rentabilidad no se desplomaría debido al exceso de rendimiento”, dijo el investigador Antti Kosonen.

Un artículo en Applied Energy , » Viabilidad tecnoeconómica de los conceptos de almacenamiento de energía combinados con un sistema fotovoltaico solar residencial: un estudio de caso de Finlandia «, comparó la rentabilidad de los sistemas fotovoltaicos que operan bajo medición neta con la de los paneles solares conectados a energía física o virtual. almacenamiento. Los investigadores descubrieron que vender el excedente de electricidad a la red sería la opción más rentable.

“(La) adición de un almacenamiento de energía de batería física al sistema de energía aumentó la autosuficiencia de 20 a 30 puntos porcentuales para las casas bajo estudio”, dijeron los académicos. “Se observó que la capacidad de potencia máxima de la instalación de energía solar fotovoltaica es un factor significativo para determinar la cantidad de aumento de autosuficiencia obtenido por el uso de una batería de almacenamiento de energía, siendo el aumento mayor para las instalaciones solares fotovoltaicas más grandes”.

Pero dado el escenario actual de precios de la energía en Finlandia, el despliegue de baterías de iones de litio para aplicaciones residenciales aún no es económicamente viable, concluyeron.

“Un aumento en el precio de importación de electricidad, de los cuales el precio de transmisión es el más significativo y propenso a subir, mejoraría la rentabilidad de una inversión en un almacenamiento físico de baterías”, dijeron.

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