PV parking project in Madrid

MARQUESINAS SOLARES

PARKING FOTOVOLTAICO

Ernesto Guillamo Altozano

Ingeniero técnico Industrial

Electricidad Industrial

PROYECTO FÍN DE MASTER “ERMA”-2008 3ª EDICIÓN

Objetivos:

Acondicionamiento de tejadillos inclinados(22ºS)

de un parking sito en Moralzarzal, instalando

sobre su cubierta módulos PV en lugar de tejas.

Se persigue conseguir un equilibrio entre la

funcionalidad, simplicidad y rentabilidad de la

instalación, además de dotar de mayor potencia

al camping donde está ubicado, actualmente

sobrecargado, y sin poder aparcar.

Máximo rendimiento de la superficie fija de

captación solar disponible en base a optimizar la

α y β, así como el inversor con el fin de

minimizar las pérdidas por intersombreado.

Ubicación: Moralzarzal, Madrid 40º40`34.45”N 3º57`26.88”W

Coordenadas U.T.M.X:419078.50

Y:4503336.19

Orientación Sur

Inclinación respecto a la horizontal β=35º/β=22º

Sistema soporte paneles inclinadosperfiles de chapa Ω

correas de fundición.

Potencia pico 12x10080=120,96 kWp

Área ocupada por tejado 626,16 m²=12x52,18m2

Tensión de circuito abierto 12x516.6 V

Tensión en el punto de máxima potencia: 12x437.6 V

Corriente en el punto de máxima potencia: 12x5.76 A

Corriente de cortocircuito 12x6.14A

Número total de módulos 12x32= 384 módulos

Número de módulos en serie por rama: 8

Número total de ramas en paralelo: 12x4=48

Características Básicas del Emplazamiento

ORTOFOTO GoolZoom

Área Disp.

ORTOFOTO Sispac: Área

Plano de Situación

N

S

EW

CROQUIS TEJADILLO

2 CONFIGURACIONES

C 1: Nº MÓDULOS 315 = 32

C 2: Nº MÓDULOS 170 = 66

Se ha seleccionado la opción 1 debido a razones

técnicas de potencia instalada e intentar

compatibilizar las 4 ramas de 8 paneles en serie con

las 4 entradas existentes en el inversor, además de

razones estéticas y constructivas.

C 1: Nº MÓDULOS = 32x12=384

Nº Inversores de 8kva=12 SMA SMC8000TL.

Se escogen múltiplos de tres para llegar de forma

equilibrada al cuadro general de mando y protección

del Trafo. Se distribuirá en CA con protecciones

estandard, en lugar de concentrar los INVERSORES.

HERRAMIENTAS:

Distribución mundialDNI

Evaluación del recurso:

PVGIS

Meteotest Meteonorm

Superficie disponible :

4200 m2

CARACTERÍSTICAS CAMPO FOTOVOLTÁICO:

POTENCIA PICO 120,96 kWp

Módulo 315 WpNº total de módulos: 12x32=384

CRITERIO DE SELECCIÓN módulo PV

Debido a las limitaciones de área disponible,debemos buscar un módulo de alta potencia decara a la máxima producción de energía.

El módulo seleccionado ha sido el SUNPOWERSPR-315E WHT debido a su potencia piconominal, que permite reducir el número total demódulos necesarios, afectará a la inversióninicial y contribuir así a una mayor densidad depotencia en la instalación.

Fabricante SUNPOWER

Modelo SPR-315E-WHT

Tecnología de la célula 96 Si mono (contactos traseros)

Potencia pico (CEM) 315 Wp

Tolerancia de la potencia +/-5%

Tensión a circuito abierto (CEM) 64.6 V

Potencia Mínima garantizada 291.6 W

Corriente de cortocircuito (CEM) 6.14 A

Tensión en el punto de máxima potencia (CEM) 54.7 V

Intensidad en el punto de máxima potencia (CEM) 6.14 A

Variación de la tensión con la temperatura -176,8 mV/ºC

Variación de la intensidad con la temperatura 3.5 mA/ºC

Variación de la potencia con la temperatura -0.38%/ºC

Dimensiones / caja (mm.) 1046x1559x46 mm.

Peso 24 Kg

Rendimiento del módulo: 19,3%

Calidad y aislamiento ISO 9001y 14001.Clase II

Certificaciones : IEC 61215, IEC 61730, UL 1703, Clase C

PANEL F.V.

Panel fotovoltaico 315Wp +/-5% 96 células negras de Si-m. ctos traseros.

SPR-310E-WHTCurvas I-V en función de la Irradiancia y temperatura del panel y de la parrilla.

Criterio selección inversor

Según Estudio del IDAE :

Potencia nominal inversor: 0,8 x P0 = 8000 W

SMA SunnyMiniCentral

8000TL

INVERSOR

Fabricante SMA

Modelo SMC 8000TL

Número de inversores (1 por tejadillo)

Potencia nominal del inversor (es) 8 kW

Potencia máxima del inversor (es) 8 kW

Potencia del campo fotovoltaico asociado a cada

inversor

10.080 Wp. 6kHz,

IGBT´s.

Tensión y frecuencia nominal (ac) 230 V / 50 Hz

Conexión monofásica o trifásica Monofásico sin trafo

Índice de protección (IP) IP65

Tensión máxima DC 700 V DC

Tensión máxima DC en el rango de PMP 700 V

Tensión mínima DC en el rango de PMP 330 V

Rendimiento máximo 97,89 %

RefrigeraciónVentilación forzada

regulada

Peso 33 Kg.

Rango de temperatura -25 / 60ºC

Tensiones máximas y mínimas de un

modulo FV Madrid (0-80ºC)

25)(θΔU+(CEM)U=UMÍNcOCMAXOC

25)(θΔU+(CEM)U=UMÍNcPMPMAXPMP

25)(θΔU+(CEM)U=UMÁXcPMPMÍNPMP

25)(θΔU+(CEM)U=UMÁXcOCMÍNOC

V02.6925))-(01766.0(+6.46=U MAXOC

V115.5925)-(01766.0(+7.45=U MAXPMP

V313.7425)(801766.0(+6.46=UMÍNOC

V41.64)2580(1766.0(+7.45=UMÍNPMP

Determinación del Nº módulos en serie:

14.1002.69

700

U

UN

MAXOC

INVMÁXDC

S 46.8115.59

500

U

U<N

MAXPMP

INVMÁXPMP

S

17.564.41

333

U

U>N

MÍNPMP

INVMÍNPMP

S 48.4313.74

333

U

U>N

MÍNOC

INVMÍNDC

S

Ns< 10

Ns>6

Ns=8

Ns< 5

Por lo que,

Entre 8 y 6 : Seleccionamos 8 paneles en serie

Además; Ns<Uisol/Uoc<700/64.6<10.84 paneles en serie

SMA SMC 8000TL

SMA SMC 8000TL

Nº ramas en paralelo:

48

32

N

NN

S

TP

La asociación de paneles se hará en:

- 4 ramas en paralelo y

- 8 módulos en serie en cada rama

Np Ns

5 6 7 8 9 10 11

2 10 12 14 16 18 20 22

3 15 18 21 24 27 30 33

4 20 24 28 32 36 40 44

SMA SMC 8000TL

SMA SMC 8000TL

Caja de Conexiones Fronius Earth

500kΩ+32mA. fuse

Inversor trifásico Ingecon Sun 10 IP54

Distribución 700vDC Ingecon sun

Trifásicos 12,5 ; 15 ó 10LV

1. PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E

INCLINACIÓN DEL MÓDULO PV.

Azimut: 0º

Inclinación

ß=18º S

Pérdidas:

< 5 %

100%

95% - 100%

90% - 95%

80% - 90%

70% - 80%

60% - 70%

50% - 60%

40% - 50%

30% - 40%

< 30%

-45°

N

S

75°

W E

-75°

105°

120° -120°

135° -135°

150° -150° 165° -165°

-105°

60° -60°

30° -30° 15° -15°

10°

30°

50°

70°

90°

Ángulo de Azimut

- +

Ángulo deinclinación

β=35º

2. PÉRDIDAS POR SOMBREADO: PVSYST

2. PÉRDIDAS POR SOMBREADO: PVSYST

2. PÉRDIDAS POR SOMBREADO hor. : PVSYST

3. ESTIMACIÓN ENERGÉTICA: PVSYST

3.- ESTIMACIÓN PÉRDIDAS ENERGÉTICAS: PVSYST

PÉRDIDAS EN EL Cu&Al: CÁLCULO DE SECCIONES

2.- Estudio energético

MES PR IDAE PERD

18ºSombras

Enero 0,851 0.94

Febrero 0,844 0.94

Marzo 0,801 0.94

Abril 0,802 0.94

Mayo 0,796 0.94

Junio 0,768 0.94

Julio 0,753 0.94

Agosto 0,757 0.94

Septiembre 0,769 0.94

Octubre 0,807 0.94

Noviembre 0,837 0.94

Diciembre 0,85 0.94

PR medio 0.802

PR

18º estimado

0.808

0.818

0.760

0.762

0.756

0.729

0.751

0.719

0.730

0.767

0.795

0.807

0.767

3.- Estudio energético

MES

Radiación

(h.s.p)

PR

estimado Nº días

Producción

(kWh/mes)

Ingresos

(x.32€)

Enero 3,12 0.808 31 7722 2625

Febrero 3,56 0.818 28 8587 2919

Marzo 5,27 0.760 31 14664 4886

Abril 5,68 0.762 30 14464 4918

Mayo 5,63 0.756 31 18225 6196

Junio 6,21 0.729 30 19088 6490

Julio 6,67 0.751 31 19665 6686

Agosto 6,51 0.719 31 18217 6194

Septiembre 6,1 0.730 30 14818 5038

Octubre 4,73 0.767 31 10969 3729

Noviembre 3,16 0.795 30 7259 2468

Diciembre 2,78 0.807 31 5593 1902

Total 0.784 159271 54152

PRESUPUESTO UNITARIO x Marquesina:

Conceptos PRECIO (€) Uds. Precio Total (€)

Módulo SPR 315E-WHT 1000.00 32 31248.00

Estructura soporte+CW 1031.43 4 8064.00

Inversor SMC8000TL

protecciones +

contador +

monitorización

dataloggers 5242.00 1 5242.00

Cableado y Varios 5343 1 5343.00

Montaje y puesta en

marcha 3024.00 1 3024.00

Ingeniería y gestión, visado

administración,

delineación y beneficio

industrial 8266.00 1 8266.00

SUBTOTAL 61186.00

I.V.A (16%) 9789.76

TOTAL( I.V.A INCLUIDO) 70975.76

CÁLCULOS ECONÓMICOS: PVSYST

ANÁLISIS DE RENTABILIDAD

INVERSIÓN 100% CAPITAL PROPIO

Coste total instalación (sin IVA) 8378040

Porcentaje subvencionado CAM 0,26

Importe subvención (1.8€/Wp) 2178290

Inversión real 8378040

Porcentaje a crédito 0,00

Importe a crédito 0.00

Capital propio aportado 8378040

Coste mantenimiento anual 120,00

Incremento costes O+M 1,50%

kWh/año producidos 159271.20

Vida media instalación (años) 25

TMR 0,32

Tarifa 5,75

Incremento anual de la TMR 1,50%

Tasa de descuento neta 6%

Inflación 4%

tasa de descuento real 0,0291

factor de anualización 0,05687

Año TMR Gastos O+M Pagos crédito Ingresos Flujo de cajaFlujo de caja

acumulado

1 0,340000 120,00 0,00 311.374,81 311.254,81 -5.888.494,80

2 0,345100 121,80 0,00 316.045,43 315.923,63 -5.572.571,17

3 0,350277 123,63 0,00 320.786,11 320.662,48 -5.251.908,69

4 0,355531 125,48 0,00 325.597,90 325.472,42 -4.926.436,27

5 0,360864 127,36 0,00 330.481,87 330.354,50 -4.596.081,76

6 0,366277 129,27 0,00 335.439,10 335.309,82 -4.260.771,94

7 0,371771 131,21 0,00 340.470,68 340.339,47 -3.920.432,47

8 0,377347 133,18 0,00 345.577,74 345.444,56 -3.574.987,91

9 0,383007 135,18 0,00 350.761,41 350.626,23 -3.224.361,68

10 0,388753 137,21 0,00 356.022,83 355.885,62 -2.868.476,05

11 0,394584 139,26 0,00 361.363,17 361.223,91 -2.507.252,15

12 0,400503 141,35 0,00 366.783,62 366.642,27 -2.140.609,88

13 0,406510 143,47 0,00 372.285,37 372.141,90 -1.768.467,98

14 0,412608 145,63 0,00 377.869,66 377.724,03 -1.390.743,95

15 0,418797 147,81 0,00 383.537,70 383.389,89 -1.007.354,06

16 0,425079 150,03 0,00 389.290,77 389.140,74 -618.213,32

17 0,431455 152,28 0,00 395.130,13 394.977,85 -223.235,47

18 0,437927 154,56 0,00 401.057,08 400.902,52 177.667,04

19 0,444496 156,88 0,00 407.072,94 406.916,05 584.583,10

20 0,451163 159,23 0,00 413.179,03 413.019,80 997.602,90

21 0,457931 161,62 0,00 419.376,72 419.215,09 1.416.817,99

22 0,464800 164,05 0,00 425.667,37 425.503,32 1.842.321,31

23 0,471772 166,51 0,00 432.052,38 431.885,87 2.274.207,17

24 0,478848 169,01 0,00 438.533,16 438.364,16 2.712.571,33

25 0,486031 171,54 0,00 445.111,16 444.939,62 3.157.510,95

RESUMEN ECONÓMICO PLANTA 96kW INVERSIÓN CAPITAL PRIVADO SUBVENCIONADO

RESUMEN DE PARÁMETROS DE RENTABILIDAD

Parámetro de Rentabilidad Criterio de decisión

Período de retorno (Años) 17 < 25

Flujo de Caja total por unidad monetaria

invertida1.51 > 1

Flujo de Caja medio por unidad monetaria

invertida0.06 > 0.04

V.A.N. (€) 230934.50 > 0

T.I.R. (%) 3

Coste de electrificación equivalente

L.E.C. (€/kWh)2.21462

DIAGRAMA DE BLOQUESESQUEMA UNIFILAR

4

ESQUEMA UNIFILAR: CALIBRE y PROTECCIONES

IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES

FASE DE CONSTRUCCIÓN:

• Incremento puntual y localizado de partículas en suspensión.

• Emisiones de los gases de escape de la maquinaria utilizada durante

las obras de construcción.

• Incremento del nivel sonoro por los ruidos producidos por las obras

de construcción.

• Contaminación del suelo por vertidos accidentales de aceites y

combustibles de la maquinaria.

• Compactación de los terrenos por la maquinaria.

• Eliminación de la vegetación por despeje, desbroce y ocupación .

• Molestias a la fauna por la presencia de personal y el trabajo de la

maquinaria.

• Demanda de mano de obra.

FASE DE EXPLOTACIÓN:

• Reducción a escala global de los gases invernadero por el empleo

de una energía renovable de carácter limpio e inagotable.

• Intrusión visual.

• Creación de puestos de trabajo.

• Ahorro de combustibles fósiles.

• Ahorro de agua.

AHORRO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS: 160 Tons. CO2 5,3 Tons. SO2 1,115 Tons. NOx

CLASIFICACIÓN, EVALUACIÓN DE RIESGOS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD PARA MINIMIZARLOS:

RIESGO CLASIFIC. MEDIDAS DE SEGURIDAD

X Caída de personas al mismo nivel TO Pto. 7.5.1

X Caída de personas a distinto nivel MO Pto. 7.5.3

X Caída de objetos MO Pto. 7.5.2

Desprendimientos, desplome y derrumbe

Choques y golpes

Maquinaria automotriz y vehículos

X Atrapamientos TO Pto. 7.5.5 y 7.5.4

X Cortes TO Pto. 7.5.1 y 7.5.5

X Proyecciones TO Pto. 7.5.5

Contactos térmicos

Contacto químicos

X Contacto eléctrico MO Pto. 7.5.6

Arco eléctrico

X Sobreesfuerzos TO Pto. 7.5.1

Explosiones

Incendios

Confinamiento

Tráfico (fuera del centro de trabajo)

Agresión de animales

X Sobrecarga térmica TO Pto. 7.5.7

Ruido

Vibraciones

Radiaciones ionizantes

Radiaciones no ionizantes

Ventilación

Iluminación

Agentes químicos

Agentes biológicos

Carga física

X Carga mental MO Pto. 7.5.9

Condiciones ambientales del puesto de trabajo

X Configuración del puesto de trabajo TO Pto. 7.5.8

Clasificación: TR (Trivial), TO (Tolerable), MO (Moderado), IM (Importante), IN (Intolerable)

Medidas de seguridad definidas en los ptos. correspondientes del doc. FOT-SH/01.

Gracias por su atención,

y por su valioso tiempo!