Modelos para la evaluación y optimización de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo

Resumen

La autogeneración de energía eléctrica utilizando tecnología fotovoltaica es una oportunidad y una herramienta imprescindible para alcanzar los objetivos relacionados con el cambio climático a los que España se ha comprometido, reducir el impacto medioambiental de la generación eléctrica y democratizar el uso y gestión de la energía, situando al ciudadano en el centro del sistema. Así, los sistemas fotovoltaicos de autoconsumo se consideran prioritarios en la transición a un modelo energético sostenible centrado en el consumidor, son distribuidos, permiten la generación de electricidad en el punto de consumo, contribuyen a electrificar la demanda, reducir las emisiones, utilizan un recurso de coste cero (energía solar) y contribuyen a una edificación más sostenible (edificios de energía cero. El principal objetivo de este trabajo de investigación era diseñar estrategias y modelos que permitan conocer y optimizar el consumo energético en viviendas unifamiliares con instalación fotovoltaica de autoconsumo, teniendo en cuenta los perfiles de producción de la instalación fotovoltaica, los distintos perfiles de consumo residencial y la ubicación y configuración de la instalación fotovoltaica. La realización de este trabajo de investigación ha permitido, por una parte, diseñar estrategias que permiten conocer y optimizar el consumo energético en viviendas -tanto pisos como viviendas unifamiliares- con instalación fotovoltaica de autoconsumo, en función del perfil de consumo de la vivienda y la ubicación de la misma; por otra, proponer un modelo para estimar la autosuficiencia esperada de una instalación fotovoltaica de autoconsumo en función de los parámetros de la instalación como son la potencia pico y la capacidad de la batería, del tipo de consumo y del emplazamiento. Para ello, se ha realizado un detallado análisis del funcionamiento de sistemas fotovoltaicos de autoconsumo en viviendas con y sin medidas de ahorro energético, para distintos perfiles de consumo y con y sin sistemas de almacenamiento y, como resultado, se ha propuesto un modelo para la estimación del tamaño óptimo de una instalación fotovoltaica en función del emplazamiento. También se ha propuesto un modelo que permite conocer cuál será la autosuficiencia de una instalación de autoconsumo. Los datos de entrada a este modelo están relacionados con la configuración de la instalación (potencia pico y capacidad de batería), el tipo de consumo (se han definido para ello cuatro tipos de consumo típicos) y el emplazamiento de la instalación (energía recibida y temperatura ambiente). Por último, se ha realizado un análisis y evaluación de la influencia de la resolución temporal utilizada en la estimación de los parámetros que evalúan el funcionamiento de una instalación fotovoltaica de autoconsumo. Los modelos propuestos y los resultados obtenidos permiten determinar los distintos escenarios que definen las condiciones de optimización de este tipo de sistemas.