Autorizada la entrega del proyecto del alumno: María José Pérez Gómez

EL DIRECTOR DEL PROYECTO José María Arraiza Cañedo-Argüelles

Fdo: ……………………

Fecha: ……../……../……..

VºBº del Coordinador de Proyectos Michel Rivier

Fdo: ……………………

Fecha: ……../……../……..

ESCUELA PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL

PROYECTO FIN DE CARRERA

ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO DE SOLUCIONES DE PROVISIÓN DE SERVICIOS A CARGAS CRÍTICAS ABASTECIDAS CONECTADAS A RED DE BAJA CALIDAD

AUTOR:

María José Pérez Gómez MADRID, Junio 2010

Resumen

i

Análisis Técnico y Económico de soluciones de provisión de servicios eléctricos a cargas críticas abastecidas conectadas a red de baja calidad

Autora: María José Pérez Gómez Director: José María Arraiza Cañedo-Argüelles

Este proyecto ha sido realizado a demanda de Energía Sin Fronteras (EsF) que es una ONG cuya misión es el suministro de energía a aquellas personas o instituciones que carecen de él o lo tienen con muy baja calidad. Existen muchas zonas rurales en las que las redes de suministro de energía eléctrica son de muy baja calidad dando lugar a inmensas interrupciones del servicio. Esta falta de continuidad de suministro requiere soluciones específicas para el desarrollo de programas de electrificación para poder abastecer a cargas críticas, como son: hospitales, escuelas, centros sociales, etc. Normalmente a la hora de plantear una solución a este problema las instituciones responsables de la gestión de estos centros demandan la instalación de paneles fotovoltaicos sin reflexionar sobre el alto coste de inversión y sin plantearse la alternativa de acumular la energía proveniente de la red. EsF considera que antes de adoptar esta solución es necesario hacer un estudio que permita determinar cual es la solución óptima desde el punto de vista técnico y económico, por lo que ha solicitado la realización de este proyecto. El presente proyecto pretende realizar un estudio que permita obtener un sistema de electrificación óptimo para estas cargas críticas.

ii

Resumen

Para poder cumplir este propósito, se analizan varias alternativas, tanto utilizando como sin utilizar la red, que proporcionen electricidad de forma continuada: la utilización de fuentes renovables de energía, el uso de un grupo electrógeno para autoabastecimiento energético y la opción de cargar las baterías a partir del suministro que ofrece la red.

Con objeto de llevar a cabo dicho estudio, el proyecto se ha estructurado en tres partes principales. La primera parte consiste en estimar una carga crítica que se encuentre en esta situación, estudiar la demanda energética de la misma y los recursos renovables del emplazamiento donde está situada. Al tratarse de un estudio genérico se ha realizado como ejemplo, un centro de formación, basado y estimado a partir de experiencias de Energías sin Fronteras. Determinados los datos de partida, se estudian las ventajas e inconvenientes de cada una de las alternativas: electrificación solar con acumulación, electrificación híbrida solar-grupo electrógeno, grupo electrógeno diésel, y finalmente la carga de baterías a través de la red con y sin apoyo de un grupo electrógeno. Para seguidamente realizar el dimensionado de cada una. Posteriormente, se realiza un

análisis económico de cada una de las

alternativas citadas. Se considera la inversión para la ejecución de cada uno y los costes operativos, de mantenimiento y reposición que aparecerán a lo largo de la vida útil del proyecto, estimada en 25 años. Tras la realización del estudio global y detallado de cada alternativa descrita, se procede a la elección de la configuración óptima por medio del Valor Actual Neto (VAN) y

el coste de la energía (€/kWh) que

hipotéticamente pagaríamos si se alimentasen las cargas de cada una de las alternativas.

Resumen

iii

Tras el análisis de los resultados obtenidos, se observa que: La alternativa de cargar baterías a través de la red, es la más viable, aunque solo queda justificada económicamente bajo determinados supuestos relativos a la calidad del servicio. Las variables son, por un lado el número de horas en las que el servicio está disponible cada día, y por otro lado el número de días seguidos que debido a algún tipo de fallo la red eléctrica no da suministro. Estas variables influirán directamente en el número de baterías e inversores bidireccionales necesarios para poder satisfacer la demanda del centro. Por lo tanto esta alternativa resulta viable, en el caso en el que el número de horas de suministro diario sea como mínimo superior a 4 horas y que la red no presente un alto riesgo de fallo prolongado, el cual dejará a la carga sin suministro durante varios días. En el caso en el que la calidad de la red sea muy baja, se considera conveniente la utilización de un grupo electrógeno como respaldo para la carga de las baterías los días de fallo continuado de la red, de esta forma la instalación no dependerá severamente de las variables mencionadas con anterioridad. Se puede concluir diciendo que la necesidad de las cargas críticas se puede ver satisfecha a través de la utilización de la red aunque esta sea de baja calidad. Pero siempre sin olvidar que depende considerablemente de las características de esta. En el caso de que la red no sea adecuada para la instalación de este sistema, la alternativa de mayor viabilidad resulta ser: sistema híbrido, solar-grupo electrógeno.

iv

Summary

Economical and Technical Analysis of solutions for the provision of electrical services for critical loads connected to low-quality networks Author: María José Pérez Gómez Director: José María Arraiza Cañedo-Argüelles

The present Project has been developed as requested by Energía sin Fronteras (EsF), a NGO which mission is to promote energy supply to those people or institutions that suffer its lack or a low quality service. There are many rural areas with very low quality transportation and distribution networks, creating long interruptions in the service. This problem requires specific solutions for the development of electrification programmes, in order to supply critical loads such as: hospitals, schools, social centres, etc. In order to face this problem, managers of these centres typically demand

the installation of photovoltaic panels without

measuring the high cost of the investment or thinking about accumulation of energy from the network. EsF considered that it is better to study the possible solutions to determine which is the best one, both from a technical and economically point of view. This project aims to study and obtain an optimal electrification system for these critical loads. In order to meet this purpose several alternatives are discussed, both using and not using the network. As these alternative systems should continuously provide electricity, the ones studied are: the use of renewable sources of energy, the use of an electric generating set for

Summary

v

electrical self-sufficiency, and the option of charging batteries with the supply that the network offers. In order to develope this study, the project has been structured into three main parts.

The first part estimates a critical load that could be found in this situation, considering its demand for energy and the renewable resources of the site where it is located. As this is generic study, a training centre has been taken as an example of a critical load. The data and estimation are based in experiences of Energía sin Fronteras. Once the item data are obtained, the advantages and disadvantages of each of the alternatives are studied: solar electrification with accumulation, hybrid electrification (solar-electric generating set), electric diesel generator, and finally the load of batteries through the network. Then the sizing of each alternative is exposed.

Subsequently, an economic scan of each of the above alternatives is presented, taking into account the investment for the execution of each one and the operating costs of maintenance and replacement that will appear over the viability of the project, estimated in 25 years. After the completion of the comprehensive and detailed study of each described alternative, we proceed to the election of the optimal setting based in the Net Present Value (NPV). As a system for their own benefit, we will also study which is the price of the kWh that will hypothetically be paid for each of the alternatives.

After comparing the various parameters, it is stated as a conclusion that a system of loading batteries on the network would be the most viable solution, although it would just be economically reasonable under certain

Summary

vi

circumstances related with the quality of the service. These variables are the number of hours in which the system is operable per day and the number of following days in which the system does not supply the load because of some kind of failure. These variables will directly influence the number of batteries and bidirectional inverters needed to satisfy the centre’s demand. The mentioned alternative is viable in case the daily supply is at least 4 hours per day and in case the network is not subject of long time failures. If the quality of the network is really low, it is convenient to use an electrogenic group as a support, in order to charge the batteries in days of network failure, so the installation would not hardly depend on the before mentioned variables.

As a conclusion, it can be said that the needs of the critical loads could be satisfied using the network, even though it is a low quality network, but without forgetting the dependence on its characteristics. In case the network is not suitable for this system, the more viable solutions would be, in order: hybrid system, solar-electrogenic group.

Documento 1 Memoria

Índice Parte I Capítulo 1 1

MEMORIA......................................................................................... 8 Introducción .................................................................................. 9

Energía y cumplimiento de los objetivos del milenio. ............................. 10 1.1 Objetivo 1: Erradicar la pobreza extrema y el hambre. ........................................... 11 1.2 Objetivo 2: Lograr la enseñanza primaria universal ................................................ 11 1.3 Objetivo 3: Promover la igualdad entre los géneros y la autonomía de la mujer.11 1.4 Objetivos 4, 5 y 6: Reducir la mortalidad infantil. .................................................... 11 1.5 Objetivo 7: Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente ................................ 12 1.6 Objetivo 8: Fomentar una asociación mundial para el desarrollo ......................... 12

2

Situación del suministro de la electricidad en el mundo. ........................ 12

3

El suministro y la cooperación ...................................................................... 14 3.1 Instalaciones de salud. ................................................................................................. 15 3.2 Instalaciones educativas y de capacitación. .............................................................. 16 3.3 Instalaciones de comunicación. .................................................................................. 16 3.4 Instalaciones del ciclo del agua. .................................................................................. 17 3.5 Instalaciones productivas ............................................................................................ 17

4

Motivación del proyecto ................................................................................. 18

5

Objetivos del proyecto .................................................................................... 18

Capítulo 2 1

Estudio de alternativas.............................................................. 20

Descripción de la carga crítica a estudiar. ................................................... 21 1.1 Identificación de la demanda. ..................................................................................... 21 1.2 Resumen de datos de cada estancia. .......................................................................... 22 1.2.1 Aula de informática .............................................................................................. 22 1.2.2 Aula de tecnología ................................................................................................ 23 1.2.3 Aula de confección................................................................................................ 24 1.2.4 Sala de profesores ................................................................................................. 25 1.2.5 Despacho del director........................................................................................... 25 1.3 Estudio de la iluminación. ........................................................................................... 26 1.3.1 Procedimiento de cálculo ..................................................................................... 27 1.4 Cálculo del dimensionamiento ................................................................................... 32

2

Alternativas disponibles de abastecimiento de energía eléctrica. ......... 35 2.1 Tecnología solar ............................................................................................................ 35

2.2 Grupo electrógeno. ....................................................................................................... 37 2.3 Conexión a la red de distribución .............................................................................. 38

3

Análisis técnico y dimensionamiento de las alternativas. ...................... 39 3.1 Sistemas solares aútonomos. ....................................................................................... 39 3.1.1 Datos de partida. ................................................................................................... 40 3.1.2 Procedimiento de cálculo ..................................................................................... 41 3.2 Sistema híbrido ............................................................................................................. 57 3.2.1 Ventajas e inconvenientes frente a autónomo. .................................................. 57 3.2.2 Características........................................................................................................ 58 3.2.3 Diseño del sistema. ............................................................................................... 62 3.3 Grupo electrógeno. ....................................................................................................... 69 3.3.1 Características ....................................................................................................... 69 3.3.2 Diseño del sistema. ............................................................................................... 70 3.4 Carga de baterías a través de la red. .......................................................................... 72 3.4.1 Características ....................................................................................................... 72 3.4.2 Diseño del sistema. ............................................................................................... 73 3.5 Carga de baterías a través de la red con apoyo de un grupo electrógeno. ........... 79 3.5.1 Características........................................................................................................ 79 3.5.2 Diseño del sistema. ............................................................................................... 80

4

Análisis de costes. ............................................................................................ 81 4.1 Tipos de coste. ............................................................................................................... 81 4.1.1 Costes para cada alternativa. ............................................................................... 82 4.1.1.1 Instalación sistema solar individual ........................................................... 82 4.1.1.2 Instalación sistema híbrido .......................................................................... 86 4.1.1.3 Instalación grupo electrógeno ..................................................................... 90 4.1.1.4 Instalación de carga de baterías a través de la red. .................................. 94 4.1.1.5 Cargas de baterías a través de la red con apoyo de un grupo electrógeno. ................................................................................................................ 98

5

Análisis económico........................................................................................ 101 5.1 Valor Actual Neto (VAN) .......................................................................................... 102 5.2 Comparación de alternativas .................................................................................... 102 5.3 Precio de la energía .................................................................................................... 103

Capítulo 3

Conclusiones. ............................................................................. 105

Bibliografía........................................................................................................ 109 Parte II

Estudio económico........................................................................ 112

Parte III

Impacto medioambiental ............................................................ 114

1

Introducción.................................................................................................... 115

2

Instalación ....................................................................................................... 115 2.1 Explotación .................................................................................................................. 116 2.1.1 Ahorro de emisiones contaminantes y CO2 .................................................... 116 2.1.2 Contaminación acústica ..................................................................................... 116 2.1.3 Impacto visual ..................................................................................................... 117 2.2 Fin de la vida útil del sistema ................................................................................... 117 2.2.1 Módulos fotovoltaicos ........................................................................................ 117 2.2.2 Equipos electrónicos y eléctricos. ..................................................................... 118 2.2.3 Baterías. ................................................................................................................ 118

Parte IV 1

ANEXOS ........................................................................................ 119

Anexo I. Proyección de la cuenta de resultados de cada alternativa

durante la vida útil de la instalación .................................................................. 120 2

Anexo II. Fichas técnicas de los equipos utilizados ................................ 126

Índice de Tablas Tabla 1. Equipos de consumo de aula de informática ................................... 23 Tabla 2. Equipos de consumo del aula de tecnología .................................... 24 Tabla 3. Equipos de consumo del aula de confección ................................... 24 Tabla 4. Equipos consumo sala de profesores ................................................ 25 Tabla 5. Equipos de consumo despacho del director .................................... 25 Tabla 6. Características de las lámparas .......................................................... 28 Tabla 7. Valores de los factores relevantes para cada apartado .................. 30 Tabla 8. Iluminancia ........................................................................................... 31 Tabla 9. Horario del centro de formación ....................................................... 33 Tabla 10.Ventajas e Inconvenientes de la energía solar ................................ 37 Tabla 11. Ventajas e Inconvenientes Grupo electrógeno............................... 38 Tabla 12. Ventajas e Inconvenientes de carga de baterías a través de la red ............................................................................................................................... 39 Tabla 13. Características Paneles FV ................................................................ 47 Tabla 14. Características de las baterías........................................................... 50 Tabla 15. Características Regulador Solarix Power Tarom 4110 .................. 54 Tabla 16.Características del inversor ............................................................... 56 Tabla 17. Características inversor bidireccional ............................................. 63 Tabla 18. Características técnicas del grupo electrógeno. ............................. 71 Tabla 19. Características de las baterías Trojan .............................................. 75 Tabla 20. Características Inversor bidireccional ............................................. 78 Tabla 21 Presupuesto de los equipos ............................................................... 84

Tabla 22 Costes de las actividades para la instalación del sistema solar autónomo ............................................................................................................. 85 Tabla 23. Años de reposición de cada equipo ................................................ 86 Tabla 24. Costes de los equipos para sistema híbrido ................................... 87 Tabla 25. Costes de las actividades para la puesta a punto del sistema híbrido .................................................................................................................. 88 Tabla 26. Costes de inversión de los equipos para la instalación del grupo electrógeno ........................................................................................................... 91 Tabla 27. Costes de instalación del sistema grupo electrógeno ................... 91 Tabla 28. Costes de operación de la instalación grupo electrógeno ............ 92 Tabla 29. Coste de inversión de los equipos para la instalación de carga de baterías a través de la red. ................................................................................. 95 Tabla 30. Coste para la puesta a punto de la instalación de carga de baterías a través de la red. ................................................................................. 95 Tabla 31. Tarifas de la distribuidora ................................................................ 96 Tabla 32. Costes de inversión para los equipos necesarios en la carga de baterías a través de la red con apoyo de un grupo electrógeno................... 99 Tabla 33. VAN para cada una de las alternativas ....................................... 103 Tabla 34. Precio del kwh para cada una de las alternativas ....................... 104

Índice de Figuras Figura 1. Curva de demanda día mayor demanda ........................................ 33 Figura 2. Curva de demanda día normal ........................................................ 34 Figura 3. Esquema de un sistema solar autónomo ........................................ 40 Figura 4. Ángulos relacionados con la orientación de los paneles .............. 45 Figura 5. Medidas de los paneles solares Isofoton 180/80 ........................... 48 Figura 6. Esquema final del sistema autónomo FV ....................................... 57 Figura 7. Esquema de un sistema con bus AC[14] ......................................... 60 Figura 8.Funcionamiento inversor bidireccional. Fuente SMA ................... 61 Figura 9. Curva carga-consumo del grupo electrógeno. ............................... 71 Figura 10. Esquema de la instalación de instalación con baterías ............... 73 Figura 11. Esquema final de la instalación de carga de baterías a través de la red para el caso de N=4días. ......................................................................... 79 Figura 12. Esquema de la instalación de cargas de baterías a través de la red con apoyo de un grupo electrógeno. ......................................................... 80 Figura 13. Evolución del coste de los módulos fotovoltaicos. Fuente [1] ... 83 Figura 14. Desglose del coste de una instalación fotovoltaica. Fuente [1] .. 83 Figura 15. Evolución de los costes del sistema solar autónomo .................. 86 Figura 16.Evolución de los costes para un sistema híbrido solar-grupo electrógeno ........................................................................................................... 90 Figura 17. Evolución de los costes de la instalación del grupo electrógeno ............................................................................................................................... 94 Figura 18. Costes a lo largo de la vida útil para 4 días de autonomía ........ 98 Figura 19. Costes a lo largo de la vida útil para 2 días de autonomía ........ 98

Figura 20. Costes a lo largo de la vida útil de la instalación de cargas de baterías a través de la red con apoyo de un grupo electrógeno................. 101 Figura 21. VAN para cada una de las alternativas. ..................................... 103

Parte I MEMORIA

MEMORIA. Introducción

9

Capítulo 1 INTRODUCCIÓN Este proyecto ha sido elaborado para la ONG Energías sin Fronteras, especializada en proyectos de suministro de energía eléctrica en países en vías de desarrollo, sobre todo de America Latina. Primeramente para introducirnos en la importancia de este proyecto, se analizarán previamente la relación de la energía con el cumplimiento de los objetivos del milenio, la situación del suministro de energía eléctrica en el mundo y el suministro de energía eléctrica relacionado con la cooperación. Seguidamente se analizará la motivación de este proyecto. Para finalmente concluir con los objetivos buscados por el presente proyecto.

10

MEMORIA. Introducción

1 Energía y cumplimiento de los objetivos del milenio. En septiembre de 2000, en la Cumbre del Milenio de las Naciones Unidas, los líderes del mundo convinieron en establecer objetivos y metas mensurables, con plazos definidos, para combatir la pobreza, el hambre, las enfermedades, el analfabetismo, la degradación del ambiente y la discriminación contra la mujer. Se crearon así los ocho objetivos de desarrollo del Milenio (ODM). Abarcan, desde la reducción a la mitad de la pobreza extrema, hasta la detención de la propagación del VIH/SIDA y la consecución de la enseñanza primaria universal para el año 2015. El conjunto de ODM constituye un plan para ayudar a los más pobres, convenido por todas las naciones del mundo y las instituciones de desarrollo más importantes en el marco de la ONU. Los ocho ODM son objetivos sencillos de formular y comprender. Se pueden

alcanzar si

existen actitudes decididas y condiciones sostenidas. Están destinados a tener un impacto global tremendo en la reducción del porcentaje de pobres y en la mejora de sus condiciones de vida. Son, en este sentido, una orientación magnífica para las tareas de cooperación: de los esfuerzos necesarios y de las vías posibles. Aunque no hay un ODM relacionado específicamente con energía. La pobreza de energía es una de las numerosas manifestaciones de la pobreza y una característica predominante de los hogares rurales. La falta de energía, en particular la falta de acceso a los combustibles para cocinar y la electricidad moderna, ya representa un cuello de botella que frena el progreso hacia la consecución de los objetivos. Mejores servicios de suministro energía pueden reducir las tasas de mortalidad de la niñez, mejorar la salud materna, reducir el tiempo y la carga de trabajo de las mujeres y las niñas y disminuir la presión ejercida sobre los ecosistemas frágiles. En este contexto, la consecución de los ODM es una estrategia y la disponibilidad de energía un requisito. Este es el vínculo entre ODM y

MEMORIA. Introducción

11

acceso a la energía. Es sencillo comprobar que cada objetivo tiene una relación específica y sencilla con la energía. A continuación se enuncia cada ODM y se explica brevemente su conexión con el acceso a los servicios energéticos. 1.1 Objetivo 1: Erradicar la pobreza extrema y el hambre. La disponibilidad de combustibles modernos y energía eléctrica tiende a mejorar los ingresos de las familias en la medida en que mejora su productividad mediante la creación de más valor añadido, mayor ahorro de tiempo y mejores resultados económicos. En el ámbito rural, el empleo de energía para irrigación aumenta la producción de alimentos e incrementa el acceso a la nutrición. 1.2 Objetivo 2: Lograr la enseñanza primaria universal El acceso a la electricidad y a los combustibles modernos libera tiempo para dedicar a tareas educativas, mejora las condiciones para el estudio – iluminación, calefacción, etc. – y proporciona mejores medios materiales para facilitar la enseñanza y el aprendizaje. 1.3 Objetivo 3: Promover la igualdad entre los géneros y la autonomía de la mujer. Las formas modernas de energía, especialmente la eléctrica, liberan gran cantidad de tiempo a las mujeres. Permiten que puedan ser educadas para la salud, para mejorar su progreso personal y para incorporarse a otras actividades productivas en las mismas condiciones que los varones. 1.4 Objetivos 4, 5 y 6: Reducir la mortalidad infantil. Mejorar la salud materna. Combatir el VIH/SIDA, el paludismo y otras enfermedades. La energía proporciona la posibilidad de contar con la atención y las prácticas hospitalarias adecuadas y, también, de tener y conservar las

MEMORIA. Introducción

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vacunas y medicamentos en condiciones apropiadas. En el plano de la prevención sanitaria, la energía es crítica para poder disponer de agua potable, de calor para calentarla y de combustibles más limpios que permitan una mejor calidad del aire en las viviendas. 1.5 Objetivo 7: Garantizar la sostenibilidad del medio ambiente El acceso a la energía moderna permite el empleo de combustibles limpios, el uso de energías renovables y el incremento de la eficiencia energética. Se aumentan, por tanto, las posibilidades de mitigar impactos medioambientales en los ámbitos local, regional y global. Por otra parte, se pueden emplear de forma responsable algunos recursos naturales que, como la biomasa, son críticos para la conservación y estabilidad medioambiental. 1.6 Objetivo 8: Fomentar una asociación mundial para el desarrollo No es esperable que únicamente las fuerzas del mercado sean capaces de proporcionar los servicios energéticos necesarios para cubrir las demandas de las comunidades más pobres y vulnerables. Es preciso lograr una asociación eficaz entre los gobiernos, las entidades públicas, las agencias de desarrollo, la sociedad civil y el sector privado. Además, las cuestiones de energía y cambio climático requieren un tratamiento global, no solo local, que aconseja crear y fomentar asociaciones de ámbito mundial.

2 Situación del suministro de la electricidad en el mundo. ¿Cuál es la radiografía de la falta de acceso a la energía? El 99% de la población sin acceso a la energía vive en los países en desarrollo y de ellos, el 80% habita en zonas rurales. Las zonas más desatendidas son el África Subsahariana, donde el 77% no tenía acceso a la energía en el año 2000 y el sur de Asia, donde el 59% de habitantes estarían excluidos de dicho acceso según datos del 2000.

13

MEMORIA. Introducción Aunque

en

las

zonas

urbanas

la

situación

iría

evolucionando

favorablemente, incluso en África y en el sur de Asia, donde un 65% de los habitantes cuentan con acceso, se puede decir que en las áreas rurales el progreso ha sido muy escaso. En cuanto a América Latina, si bien en el ámbito urbano el acceso a la electricidad se estima en el 98%, en el rural se reduce hasta el 51%. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), en su publicación World Energy Outlook de 2002, de los 21 países que tienen más del 50% de su población en el umbral de la pobreza, es decir, con rentas menores a 2 dólares diarios, y una cobertura de electricidad menor al 60%, 15 son de África Subsahariana y 6 son de Asia. En los países donde menos del 5% de la población es pobre, el consumo de energía promedio por persona es cuatro veces mayor que en países donde el 75% de la población vive por debajo de la línea de la pobreza. EL consumo de fueles comerciales, especialmente aceites, es mucho mayor en los países ricos, en parte porque la demanda de transporte sube con los ingresos. LPG y keroseno son los fueles en transición en las familias: su consumo es mayor para los grupos intermedios, pero menor para los ciudadanos ricos, que los sustituyen con gas natural y electricidad. Con solo el 23% de su población electrificada, el africana sub-sahariana tiene el índice más bajo de electrificación de cualquier otra gran región mundial. Más de 500 millones de africanos siguen sin acceso a la electricidad. La pobreza de la región es una de las razones pero también es su baja densidad de población, q incrementa el coste de la ampliación de las redes. Hay 580 millones de personas a la que le falta electricidad en la India. Aunque las redes de electricidad técnicamente alcanzan al 90% de la población solo el 43% pueden en realidad conectarse porque mucha gente pobre no puede permitirse el coste de conexión, incluso donde los ingresos son los suficientemente altos lo hogares desisten de conectarse porque la

MEMORIA. Introducción

14

calidad del servicio es pobre, existen frecuentes apagones y caídas de tensión. En estas tres últimas décadas la mitad del crecimiento de la población mundial tiene lugar en las áreas urbanas. A lo largo del mundo la electrificación ha mantenido el ritmo de la urbanización y el número de la población urbana sin electricidad se ha mantenido en 250 millones de personas aproximadamente gracias a lo anterior. Dicho de otra manera el índice de electrificación urbana se ha incrementado de un 36% en 1970 a un 91% en el 2000. La mayor parte de electrificación urbana se encuentra en África y en el sur de Asia donde más del 30% de la población urbana no tiene electricidad. Cuatro de cinco personas sin acceso a la electricidad viven en zonas rurales. Este ratio se ha mantenido constante en estas tres últimas décadas. El número de la no electrificación rural ha bajado en mas de 200millones y la electrificación rural ha crecido del 12% en 1970 al 57% en el 2000. En África más del 83% de la población en áreas rurales sigue sin electricidad en el África sub- sahariana más del 92% de la población rural no tiene electrificación. El número de personas sin electricidad en estas zonas se ha duplicado en las zonas rurales y se triplicado en las áreas urbanas en los últimos 30 años. En el sur de Asia el 70% de la población rural no tiene acceso a la electricidad. Al ritmo de conexiones de la pasada década tendrán que pasar 40 años para electrificar a todo el sur de Asia, y el doble para el África subsahariana.

3 El suministro y la cooperación La electricidad es la forma moderna de energía que permite más aplicaciones. En general, todos los gobiernos hacen planes para proporcionar el acceso a la electricidad a todos los habitantes del país, pero en muchos casos, el nivel real de suministro no alcanza a toda la

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MEMORIA. Introducción

población; en primer lugar, porque los recursos económicos son limitados, y en segundo, porque existen zonas geográficas para las que la extensión de las redes de suministro es muy difícil. Para estas zonas, la tecnología actual permite atender el suministro de electricidad mediante pequeños sistemas aislados de la red general. La Cooperación internacional debe hacer esfuerzos por apoyar el fortalecimiento institucional de los países para mejorar sus planes energéticos, Cooperación

pero es en las zonas aisladas donde los proyectos de la encuentran su especial contribución a la mejora del

desarrollo y el bienestar de las comunidades. Desde esta perspectiva de ayuda al desarrollo de comunidades aisladas, los ODM deben fijar las prioridades para elegir los proyectos de cooperación. En ellos, las necesidades de energía serán uno de los primeros puntos a plantear. Como criterio general, y siempre bajo un análisis específico, se debe dar prioridad a los proyectos energéticos destinados a usos comunitarios de tipo social y de tipo productivo. Dentro de estos últimos, los usos energéticos para las instalaciones que se enumeran a continuación serán prioritarios: 3.1 Instalaciones de salud. Las necesidades energéticas más frecuentes en estas instalaciones suelen ser las siguientes: -

Iluminación para su uso intensivo

-

Alimentación

de

equipos

de

refrigeración

medicamentos -

Alimentación de equipos sanitarios

-

Cocinado de alimentos

-

Calefacción o climatización de dependencias

de

vacunas

y

MEMORIA. Introducción

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Al tratarse de centros sanitarios o pequeños hospitales, el suministro debe respetar determinados niveles de calidad para que no se comprometa el buen funcionamiento de los equipos. En algunos casos, como la refrigeración de vacunas y medicamentos, es necesario garantizar que existe redundancia mediante la instalación de fuentes alternativas que cubran el fallo de la alimentación normal. 3.2 Instalaciones educativas y de capacitación. Las necesidades energéticas de estas instalaciones son similares a las de las instalaciones sanitarias. Los usos más frecuentes son los siguientes: -

Iluminación para extender el uso horario de las escuelas de capacitación

-

Alimentación para el empleo de medios modernos de enseñanza audiovisual (proyectores, video, grabación o medios informáticos en general).

3.3 Instalaciones de comunicación. Permiten la conexión de las zonas rurales aisladas al resto del mundo y sirven de apoyo al buen funcionamiento de todas las demás instalaciones de uso social. El consumo energético de estas instalaciones suele ser pequeño aunque su utilidad es muy importante. Los principales usos energéticos en estas instalaciones son: -

Alimentación de los equipos de comunicación oral directa, como teléfonos y radiotransmisores.

-

Utilización de la telemedicina empleando las tecnologías de la información, para lo que es necesario facilitar la comunicación con grandes centros sanitarios dotados de profesionales cualificados.

-

Alimentación de ordenadores para el empleo, entre otras herramientas, del correo electrónico e Internet.

MEMORIA. Introducción -

17

Alimentación de los equipos de telecomunicación de gran difusión (televisión y radio).

3.4 Instalaciones del ciclo del agua. El abastecimiento de agua, igual que el de energía, no es un ODM explícito. Sin embargo, está claro que el acceso a la misma, en cantidades suficientes, es uno de los mayores retos del desarrollo. Gran número de proyectos de desarrollo en países de África y Latinoamérica giran en torno al abastecimiento de agua. Su extracción, impulsión, transporte, potabilización y depuración necesitan energía. La necesidad del agua proviene fundamentalmente de dos demandas: -

El consumo humano, que requiere llevar agua potable a fuentes públicas, instalaciones sanitarias y escuelas y, si existen medios, a otros puntos de consumo como lavaderos o abrevaderos de ganado. Es deseable que en fases posteriores se extienda la red de suministro a las viviendas. Al ser el agua potable un bien de primera necesidad y condicionante de primer orden de los niveles de salud pública, se debe priorizar el uso de la energía para este cometido.

-

Los usos agrícolas. El desarrollo agrícola y ganadero de zonas subdesarrolladas es uno de los mejores medios para salir de la pobreza de forma sostenible y para combatir el hambre. Los proyectos de riego necesitan aportaciones de agua para obtener producciones relevantes.

3.5 Instalaciones productivas La instalación de industrias productivas es otro instrumento muy potente en la lucha contra la pobreza. Estas actividades deben ser acordes con el tipo de desarrollo que se quiera producir en la zona y deben dar el mayor valor añadido posible a los productos o servicios generados. Para ello es necesario cubrir las necesidades de energía que puedan tener.

MEMORIA. Introducción

18

4 Motivación del proyecto Este proyecto ha sido realizado a demanda de Energía Sin Fronteras (EsF) que es una ONG cuya misión es el suministro de energía a aquellas personas o instituciones que carecen de él o lo tienen con muy baja calidad. Existen muchas zonas rurales en las que las redes de suministro de energía eléctrica son de muy baja calidad dando lugar a inmensas interrupciones del servicio. Esta falta de continuidad de suministro requiere soluciones específicas para el desarrollo de programas de electrificación para poder abastecer a cargas críticas, como son: hospitales, escuelas, centros sociales, etc. Normalmente a la hora de plantear una solución a este problema las instituciones responsables de la gestión de estos centros demandan la instalación de paneles fotovoltaicos sin reflexionar sobre el alto coste de inversión y sin plantearse la alternativa de acumular la energía proveniente de la red. Ya que estas instituciones no tienen que hacer frente a la alta inversión, ya que se solventan a través de donaciones, estas únicamente tendrán que hacer frente a los costes de operación y mantenimiento de la instalación. EsF considera que antes de adoptar esta solución es necesario hacer un estudio que permita determinar cual es la solución óptima desde el punto de vista técnico y económico, por lo que ha solicitado la realización de este proyecto.

5 Objetivos del proyecto El proyecto tendrá como objeto principal el análisis de la viabilidad técnico-económica de cada una de las alternativas citadas a continuación: -

Electrificación solar fotovoltaica con acumulación

-

Electrificación híbrida fotovoltaica-grupo electrógeno

-

Grupos electrógenos (diesel)

MEMORIA. Introducción

19

-

Carga de baterías a través de la red eléctrica

-

Carga de baterías a través de la red con apoyo de un grupos electrógeno

Se pretende, por tanto, investigar la viabilidad de cada una de estas opciones de electrificación, considerando para cada caso la disponibilidad tanto de recursos técnicos como económicos con el fin de determinar cuál es la solución más razonable para garantizar el suministro a cargas críticas.

MEMORIA. Estudio de alternativas

20

Capítulo 2 ESTUDIO DE ALTERNATIVAS En este capítulo se hará un estudio de las diferentes alternativas posibles para desarrollar este proyecto. Previamente describiremos la carga crítica a estudiar para, en una segunda sección, describir las alternativas disponibles de abastecimiento de energía eléctrica con sus ventajas e inconvenientes. Tras conocer estas alternativas, se realizará un estudio técnico y de dimensionamiento de las mismas y un análisis económico con el fin de seleccionar la solución más razonable y adecuada.

MEMORIA. Estudio de alternativas

21

1 Descripción de la carga crítica a estudiar. Es un centro dirigido a unos 60 alumnos para formación profesional. Funcionará únicamente durante la semana, con un horario de clases de 9:00 a 18:00. El fin de semana no se hará uso de este. El centro de formación consta de: -

Aula de ordenadores

-

Aula de tecnología

-

Aula de confección

-

Sala de profesores

-

Despacho del director

-

Baños

El espacio de las aulas y demás habitáculos de este centro de formación, se han establecido suponiendo un número de 20 alumnos/clase a 25 alumnos/clase con 3 m2/alumno y un número de 3 o 4 profesores sin contar al director. Las habitaciones tienen una forma rectangular para aprovechar mejor el espacio. 1.1 Identificación de la demanda. La identificación

de la demanda es una de las etapas fundamentales

dentro de la metodología. De cara a la sostenibilidad del proyecto es básico que éste se adecue a las necesidades energéticas percibidas por los propios beneficiarios. Una buena estimación del consumo evitará que se sobredimensione la instalación o que se produzcan fallos en el suministro. Se realizó el dimensionamiento de tal forma que se conoce cual es la demanda esperada de potencia, qué tipo de cargas serán alimentadas y cuál es el consumo de energía esperado y su distribución diaria y

22

MEMORIA. Estudio de alternativas

estacional. Las dimensiones del sistema se han calculado de forma que pueda funcionar el día más desfavorable según el horario de clases. Los datos de consumo se obtienen principalmente a partir de: -Valores medios en años anteriores, a partir de otros centros de formación. -Especificación de la potencia eléctrica de los equipos de corriente alterna

y

estimación

del

número

de

horas

diarias

de

funcionamiento. Para la realización del dimensionamiento se ha supuesto que la duración de las clases es de una hora y la hora más crítica son las 9 de la mañana (aquella en la que existe el mayor número de equipos conectados). 1.2 Resumen de datos de cada estancia. A continuación, se describe, para cada una de las salas del centro, el número y la potencia nominal de los consumidores, así como se realizan sugerencias para el uso de los mismos. Las potencias se han estimado consultando los catálogos de productos de distintos fabricantes y varios portales de Internet especializados en energías renovables como el portal de información sobre eficiencia energética y energías renovables del departamento de energía de Estados Unidos

[22],

o el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía

español [23]. 1.2.1 Aula de informática En la Tabla 1 se resumen los componentes del aula de informática con sus respectivas potencias y tensión de operación.

23

MEMORIA. Estudio de alternativas Tensión

Potencia

(V)

(W/unidad)

5

230

350

Laptops

20

230

65

Proyector

1

230

150

Altavoces

1

230

35

Impresora

1

230

20

Componentes

Nº equipos

Ordenadores sobremesa

Tabla 1. Equipos de consumo de aula de informática

Se establecen distintas suposiciones: -Los ordenadores que se usarán los días normales serán los portátiles y no de sobremesa ya que aquellos tienen un consumo menor que estos. El día más desfavorable será cuando se usarán los de sobremesa debido a un mayor número de alumnos en las clases. -Los ordenadores de sobremesa trabajan durante toda la hora de clase el día más desfavorable. El resto de días permanecerán apagados. -Los laptops tienen una autonomía de 2h 15min, por lo tanto solo la primera hora de

clase estarán cargándose las dos horas siguientes

funcionarán con la batería. -El proyector se usará durante 30min/clase. -La impresora se utilizará durante 3min/clase. -Tanto el proyector como la impresora estarán apagados mientras no se usen. 1.2.2 Aula de tecnología A continuación, en la Tabla 2, se resumen los componentes del aula de tecnología, igualmente con sus respectivas potencias y tensión de operación.

24

MEMORIA. Estudio de alternativas

Tensión

Potencia

(V)

(W/unidad)

5

230

350

Sierra eléctrica

4

230

400

Lijadora

2

230

120

TV + DVD

1

230

115

Componentes

Nº equipos

Taladros

Tabla 2. Equipos de consumo del aula de tecnología

Se establecen las siguientes suposiciones: - Los taladros son usados 18min/clase - Las sierras mecánicas son usadas 42min/clase - La lijadora se usa 24min/clase - La Tv + Dvd se usa 18min/clase 1.2.3 Aula de confección Tensión

Potencia

(V)

(W/unidad)

15

230

100

1

230

115

Componentes

Nº equipos

Máquinas de coser TV + DVD

Tabla 3. Equipos de consumo del aula de confección

En la Tabla 3, aparecen recogidos los componentes de este aula. Se establecen las siguientes suposiciones: - Un máximo de 12 máquinas de coser trabajando simultáneamente, pero damos un margen de 15, y que todas trabajan simultáneamente durante todas las horas de clase. Su uso se realizará durante toda la clase, menos en los videos explicativos que estarán apagadas. Por lo tanto 42min por clase

25

MEMORIA. Estudio de alternativas - La Tv + Dvd tendrán un uso de 18min por clase 1.2.4 Sala de profesores

En la siguiente tabla, Tabla 4, se describen los componentes de la sala de profesores. Tensión

Potencia

(V)

(W/unidad)

2

230

65

Impresora

1

230

20

Fotocopiadora

1

230

350

Componentes

Nº equipos

Ordenador Portátiles

Tabla 4. Equipos consumo sala de profesores

Se establecen las siguientes suposiciones: - Los ordenadores se cargarán durante 6 horas/día - La impresora se usará durante 30min/día - La fotocopiadora se usará durante 30min/día 1.2.5 Despacho del director Tensión

Potencia

(V)

(W/unidad)

1

230

65

1

230

20

Componentes

Nº equipos

Laptop Impresora

Tabla 5. Equipos de consumo despacho del director

Se establecen las siguientes suposiciones en referencia a los componentes del despacho del director descritos en la Tabla 5.

MEMORIA. Estudio de alternativas

26

- El laptop se usará durante 7 horas/día por lo tanto solo lo tendrá enchufado a la corriente durante dos de esas 3h ya que suponemos una autonomía de 2h30min. - La impresora se usará durante 30min/día 1.3 Estudio de la iluminación. Se ha realizado un estudio de la iluminación para calcular el número de bombillas por habitación. No obstante, al impartir las clases en horario diurno no son necesarias en la mayor parte de los casos. Para el estudio de

la iluminaria se supone que durante el día la

iluminación será del 25% del total. Para conseguir una buena iluminación del área de trabajo es necesario tener en cuenta una seria de criterios básicos referentes a la disposición de la luz, las condiciones del alumbrado, la superficie a iluminar, etc. Lo primero es definir algunos conceptos fundamentales y magnitudes para su cálculo: -

Flujo luminoso, ϕ, capacidad de luz emitida por una fuente de luz o recibida por una superficie. Sus unidades son los lúmenes

-

Rendimiento luminoso o coeficiente de eficacia luminosa, indica el flujo que emita por unidad de potencia electrónica consumida para su obtención.

-

Intensidad luminosa de una fuente de luz en una determinada dirección entre el flujo luminoso contenida en un ángulo sólido cualquiera cuyo eje coincide con la dirección considerada.

-

Iluminancia de una superficie, E, es la relación entre el flujo luminoso, ϕ, que recibe una superficie y su extensión. Su unidad es el lux. Se calcula como se indica en la Ecuación 1.

27

MEMORIA. Estudio de alternativas Ecuación 1:

E

 S

Antes de iluminar un lugar es aconsejable realizar un estudio sobre las necesidades visuales en el mismo, así como de la forma de distribución de la luz más adecuada para desarrollar el trabajo que se va llevar a cabo. Los principales factores que debemos tener en cuenta son: -

Dimensiones del local y altura del plano del trabajo que normalmente se considera de 0.85m

-

Nivel de iluminancia media, E.

-

Tipo de lámpara y características.

-

Sistema de alumbrado que mejor se adapta a nuestras necesidades.

-

Índice del local.

-

Coeficientes de reflexión del techo, paredes y suelo. Depende del tipo de material, superficie y acabado.

-

Factor de utilización, determinado a partir del índice del local y de los factores de reflexión. Son valores tabulados, suministrados por los fabricantes.

-

Factor de mantenimiento o conservación de la instalación. Es determinada por la pérdida de flujo luminoso de las lámparas por el envejecimiento, polvo, pérdidas de transmitancia y reflectancia.

-

Altura de las luminarias.

1.3.1 Procedimiento de cálculo En este caso se va realizar un estudio sencillo de iluminación, ya que no es el objetivo de este proyecto, simplemente ayudará a calcular el consumo eléctrico, para posteriormente poder realizar el estudio técnico de las alternativas correctamente.

28

MEMORIA. Estudio de alternativas En primer lugar los factores que se van a tener en cuenta son: -

Tipo de lámpara con sus características, en lugar de las tradicionales bombillas incandescentes se supondrá el uso de tubos fluorescentes.

Potencia lámpara (W)

20

Flujo lámpara (lum), lam

2.200

Rendimiento lámpara

110

Tabla 6. Características de las lámparas

-

Nivel de iluminancia media para cada habitáculo dependiendo de la actividad que se vaya a realizar en él. Se puede distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes. Estos valores han sido obtenidos de un articulo [13] teniendo en cuenta las necesidades de cada habitáculo.

-

Dimensiones de cada habitáculo. Se consideraron rectangulares para un mejor aprovechamiento del espacio.

En la Tabla 7 se muestra los parámetros necesarios para el cálculo de la iluminación de cada estancia. Una vez establecidos los factores, se calcula el flujo necesario por habitación como indica la Ecuación 2. Ecuación 2:

  ES

Se obtiene el número de lámparas necesario por habitación, nlam , como el flujo luminoso, ϕ, entre el flujo luminoso de la lámpara, lam , expresado en la Ecuación 3. Ecuación 3

nlam 

 lam

Por lo tanto la potencia instalada necesaria por habitación será como indica la Ecuación 4.

29

MEMORIA. Estudio de alternativas Ecuación 4

Pi  Plam  nlam

. En la Tabla 8, se muestra la tabla con todos los resultados obtenidos, teniendo en cuenta los factores descritos anteriormente. Se ha considerado que la iluminación será necesaria de 5:00 a 7:00 A.M y de 17:00 a 22:00 P.M.

30

MEMORIA. Estudio de alternativas

A.ordenadores A.tecnología A.confección

Sala profesores

D.director

Baños

Baños femeninos

E, Nivel iluminancia

400

350

400

350

350

100

100

Largo (m)

18

12

12

6

4

5

5

Ancho (m)

4,5

5

5

4

3

3

3

media

Tabla 7. Valores de los factores relevantes para cada apartado

31

MEMORIA. Estudio de alternativas

A.ordenadores

A.tecnología

A.confección

Sala profesores

D.director

Baños

Baños femeninos

Largo

18

12

12

6

4

5

5

Ancho

4,5

5

5

4

3

3

3

400

350

400

350

350

100

100

32.400

21.000

24.000

8.400

4.200

1.500

1.500

15

10

11

4

2

1

1

300

200

220

80

40

20

20

Nivel iluminanc ia media Flujo Luminoso Nº lamparas Potencia instalada

Tabla 8. Iluminancia

MEMORIA. Estudio de alternativas

32

1.4 Cálculo del dimensionamiento Una vez establecida la potencia instalada en el centro de formación. Se procede al cálculo del dimensionamiento del sistema a través de una estimación de consumo

de energía eléctrica diario el día más

desfavorable. Considerando que la iluminación será necesaria de 5:00 a 7:00 a.m y de 17:00 a 22:00 p.m, exceptuando los baños que se tendrán en consideración desde las 8:00 hasta las 22:00 horario del centro de formación. Para hecho se muestra en la Tabla 9, el horario del centro. 6:00

Despacho director + Sala de Profesores

7:00

Despacho director + Sala de Profesores

8:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños

9:00 10:00 11:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. ordenadores + A. tecnología + A. confección Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. ordenadores Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. tecnología + A. confección

12:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños + A. tecnología

13:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. confección

14:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños + A. confección

15:00

16:00

17:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. ordenadores + A. tecnología Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. ordenadores + A. tecnología + A. confección Despacho director + Sala de Profesores+Baños+ A. ordenadores + A. confección

MEMORIA. Estudio de alternativas 18:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños

19:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños

20:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños

21:00

Despacho director + Sala de Profesores+Baños

33

Tabla 9. Horario del centro de formación

Una vez conocidos el horario del centro, las características de los aparatos y su consumo por horas (apartado 1.2 ), se establece la curva de demanda. En primer lugar se establecerá el consumo diario para el día más desfavorable, como se muestra en la Figura 1. Un mayor número de alumnos acuden al aula de informática por lo tanto será necesario el uso de los ordenadores de sobremesa

7000 6000

Wh

5000 4000 3000 2000 1000

0: 1:00 2:00 3:00 0 4: 0 5:00 6:00 7:00 8:00 9 00 10:00 11 :00 12 :00 13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00 19 :00 20 :00 21 :00 22 :00 23 :00 :0 0

0

Horas del día

Figura 1. Curva de demanda día mayor demanda

Se obtiene un consumo estimado de 32,890kWh.

MEMORIA. Estudio de alternativas

34

En segundo lugar se establecerá para un día normal en el centro, observable en la Figura 2.

7000 6000

Wh

5000 4000 3000 2000 1000

0: 0 1: 0 0 2: 0 0 3: 0 0 4: 0 5:00 0 6: 0 0 7: 0 0 8: 0 0 9 0 10:00 11 :00 12 :00 13 :00 14 :00 15 :00 16 :00 17 :00 18 :00 19 :00 20 :00 21 :00 22 :00 23 :00 :0 0

0

Horas del día

Figura 2. Curva de demanda día normal

Se obtiene un consumo estimado de 23,265kWh. Considerando que el centro de formación funcionará durante 250 días divididos en 50 semanas de 5 días. El consumo anual estimado del centro de formación será de 6.297,5kWh al año.

MEMORIA. Estudio de alternativas

35

2 Alternativas disponibles de abastecimiento de energía eléctrica. Una vez identificadas y cuantificadas las necesidades de energía eléctrica se pueden estudiar las distintas alternativas para satisfacer la demanda. Se han de estudiar cuáles son las alternativas que se ofrecen en la actualidad a las comunidades rurales para la generación de energía. Considerando tanto la opción de conexión a la red de distribución como las alternativas de generación a nivel local: grupos electrógenos y sistemas de energía solar fotovoltaica. 2.1 Tecnología solar Los sistemas fotovoltaicos transforman la energía luminosa solar en energía eléctrica mediante la exposición al sol de paneles fotovoltaicos. Estos paneles están constituidos por un conjunto de celdas, fabricadas en la mayoría de los casos con silicio purificado, conectadas en serie y/o paralelo, y encapsuladas en un material semitransparente. Además del grupo de paneles o generador, el sistema lo forman también los siguientes elementos: acumuladores, garantizan el suministro en horas de desajuste entre la producción de energía y la demanda; un regulador que actúa como elemento de control entre los acumuladores y los equipos de consumo y, un convertidor o inversor, empleado para transformar la tensión de corriente continua producida por los paneles, en corriente alterna o continua de distinta magnitud. Para determinar si la instalación de un sistema de estas características es viable, es necesario estudiar las horas de sol anuales en el lugar de ejecución del proyecto. En la Tabla 10, se muestran las ventajas e inconvenientes que presenta esta alternativa.

36

MEMORIA. Estudio de alternativas Ventajas

Inconvenientes

- No consume combustible. Evita - Limitación en el suministro costes de combustible.

de

- Alta fiabilidad.

consumos

- Simplicidad de mantenimiento y

energía,

uso

para

moderados

y

necesidades básicas. - Disponibilidad de energía

robustez.

variable, cuidado especial en

- Modularidad y fácil ampliación.

las

épocas

de

menor

- Posibilidad de electrificar cargas insolación. dispersas, permitiendo soluciones - Necesidad de utilizar modulares y autónomas. acumuladores (baterías). - Facilidad en el transporte. Mercado limitado y - Facilidad y flexibilidad en el necesidad de importación de montaje.

equipos.

- Corto tiempo de instalación y - Susceptible de vandalismo y puesta en marcha.

robo.

- Duradera (excepción baterías).

- Necesidad de una gran

- Operación silenciosa.

superficie por kW instalado.

- Bajo impacto ambiental local.

- Posible riesgo de derrames de ácido sulfúrico.

- No emite gases.

- Impacto ambiental de las

- Alto grado de madurez. - Técnicamente factible en la mayor parte de las zonas habitadas. -

Tecnología

más

barata

Bajo

coste

mantenimiento.

de

y

su

reciclaje.

Necesidad de establecer un plan de retiro o reciclaje de las

para baterías.

potencias pequeñas (