Source: https://madrid-colab.xcolab.org/contests/2019/lograr-un-campus-carbono-cero/c/propuesta/167
Timestamp: 2020-07-14 00:52:52+00:00

Document:
Autoconsumo FV en la ETSII (UPM)-Por una Escuela más sostenible y más moderna - CoLab UPM
Propuesta: Autoconsumo FV en la ETSII (UPM)-Por una Escuela más sostenible y más moderna
Autoconsumo FV en la ETSII (UPM)-Por una Escuela más sostenible y más moderna por Irene Real – Jaime Rodríguez
Si finalmente se llevase a cabo la propuesta sería necesario el apoyo de una entidad que llevase a cabo el diseño y la construcción de la planta fotovoltaica.
Tras la reciente aprobación de Real Decreto 244/2019 el pasado 5 de abril de 2019, se abre la puerta a la instalación de generación fotovoltaica en las cubiertas de viviendas y edificios. Las escuelas del campus de la UPM, estratégicamente, aportan un plus de visibilidad y acercan a los jóvenes estudiantes de ingeniería a esta tecnología, así como a todas sus repercusiones de tipo social y ambiental.
Los número hablan por sí solos, en menos de 10 años la instalación fotovoltaica en cuestión estará amortizada, aportando un beneficio económico y medioambiental cuantificable y de gran importancia
Además, hoy en día son numerosas las empresas que se dedican a la instalación y al diseño de plantas de autoconsumo fotovoltaico por lo que, en un tiempo relativamente corto, y con el apoyo de las instituciones adecuadas, esta idea no tiene porqué ser una quimera.
Por su parte, las repercusiones sociales son claras: concienciación de alumnos, profesores y personal de la Escuela hacia una sociedad sostenible, ser ejemplo de autosuficiencia y modelo de centro comprometido con el medio ambiente. Asimismo, dada la privilegiada ubicación de la ETSI Industriales en el Paseo de la Castellana, la visibilidad que este gran generador fotovoltaico aportaría al centro de Madrid, puede ayudar a sensibilizar y a difundir el uso de esta tecnología renovable.
El principal objetivo de este proyecto es reducir el consumo de electricidad de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII) mediante la instalación de una planta fotovoltaica de 100 kW en las cubiertas de los edificios de la misma. La reducción de este consumo no sólo supondría reducir la factura eléctrica, en términos económicos, sino lo que es más importante, disminuir la cantidad de emisiones contaminantes que se emiten a la atmósfera.
La cifra de 100 kW de fotovoltaica se ha escogido por ser el límite al que aplica la nueva normativa vigente en España, el Real Decreto 244/2019, por lo que se pretende aprovechar al máximo las ventajas de esta generación de energía.
El primer estudio que se ha realizado son las posibles ubicaciones de la planta, descartando los lugares cuyas sombras puedan hacer ineficiente la instalación o aquellas zonas con estabilidad no suficiente para soportar los módulos fotovoltaicos. Los resultados de este análisis son los siguientes emplazamientos:
El tejado del gimnasio
Los diferentes tejados de los edificios que componen la ETSII
El patio exterior de la piscina
El parking de profesores
Siendo el espacio suficiente para poder instalar los 100 kW ya mencionados.
A continuación, con la ayuda software PVSYST se ha calculado una estimación de la energía anual a producir por la instalación fotovoltaica, que resulta ser de 161700 kWh (máximo de 20416 kWh en los meses de verano y mínimo de 6200 kWh en invierno). Por su parte, el consumo anual se ha obtenido de distintas facturas eléctricas y asciende a 2891789 kWh (media de 241000 kWh/mes). Como resultado, elaborando la curva “Radiación-Consumo” diaria para cualquier mes del año, se podría observar cómo toda la energía generada por la instalación se autoconsumiría instantáneamente.
Seguidamente se calcula el ahorro obtenido en la factura eléctrica de la ETSII al poseer la instalación fotovoltaica. La cifra hace un total de 25000 €/año (2100 €/mes), ahorro del 7,3%, teniendo en cuenta que la tarifa que se tiene contratada es una 6.1 A, apta para potencias de 750 kW.
Finalmente se debe considerar si rentable el proyecto. Para ello se calcula el presupuesto, 240000€, que incluye los elementos de la instalación FV, su diseño, el montaje y el IVA. Los tan solo 9’6 años que tarda en recuperarse la inversión, el beneficio de 385.000€ obtenido a lo largo de los 25 años de vida útil de la instalación o las 2500 toneladas de CO2 ahorradas a la atmósfera, concluyen que económica y medioambientalmente, es rentable el autoconsumo FV en la ETSII.
Para aumentar el valor de esta propuesta, se plantea además la instalación de una pantalla en Hall de la Escuela, que muestre la información instantánea tanto del consumo de energía eléctrica, como de la generación FV que hay en cada momento. Así, se podría mostrar en tiempo real, qué porcentaje del consumo se autoabastece y el ahorro que esto supone tanto en factura de electricidad como en la huella de carbono.
Aceptación de la propuesta por parte de la dirección de la ETSII y el Rectorado.
Aprobación y financiación del presupuesto*.
Diseño técnico de la instalación fotovoltaica. Entre otras tareas:
ubicación concreta de los módulos fotovoltaicos
ángulo de inclinación de los mismos módulos fotovoltaicos (inclinación fija)
diseño de la red de tierras
Análisis más concreto de la energía horaria producida en cada mes del año.
Realización de un análisis minucioso de los consumos actuales, para intentar disminuir los consumos innecesarios, así como reducir aquellos consumos residuales resultantes de aparatos permanentemente conectados a la red, las pérdidas de potencia de los transformadores de distribución o de elementos calefactores o de climatización que no hayan sido apagados.
Disminuir la potencia contratada de la factura eléctrica.
*El mantenimiento de una instalación fotovoltaica es prácticamente nulo, por lo que una vez construida no es necesaria ninguna inversión de capital.
Si, con esta propuesta se evitarían 2500 toneladas de CO2 en los 25 años de vida útil de la instalación fotovoltaica, lo que supone un ahorro de aproximadamente 100 toneladas al año.
Este cálculo se ha realizado con la "CALCULADORA DE HUELLA DE CARBONO DE ALCANCE 1+2 PARA ORGANIZACIONES 2007 - 2018" del Ministerio para la Transición ecológica de España**.
La información aportada a este software ha sido la cantidad de energía consumida de red que se ahorraría con la instalación de la planta fotovoltaica, resultando las toneladas de CO2 que se evitarían emitir por autoconsumir dicha energía.
**https://www.miteco.gob.es/es/cambio-climatico/temas/mitigacion-politicas-y-medidas/calculadoras.aspx
Las energías renovables son esenciales para hacer frente a los retos medioambientales a los que se enfrenta España hoy en día en la Agenda 2030: una reducción del 20% en las emisiones de gases de efecto invernadero, respecto a los niveles de 1990; la penetración del 35% de energías renovables en el consumo final de la energía; y una generación eléctrica renovable del 74%.
Es por ello que, durante los próximos 10 años, se tiene prevista la instalación de 28 GW en plantas fotovoltaicas, para conseguir lograr estos objetivos de descarbonización y emisiones acordados en la UE.
Para ayudar a comprender esta gran cifra de potencia fotovoltaica a instalar (28 GW), se recuerda que un grupo nuclear estándar tiene una potencia instalada de 1GW y que en España hay 7 centrales de este tipo (7 GW).
Queda claro por tanto que el reto es notable y supone un considerable esfuerzo por parte de diversos actores involucrados en este cambio. Por ejemplo, hará falta inversión en investigación para resolver el problema del almacenamiento y modificar la regulación del mercado eléctrico y sus tarifas, entre otras acciones.
Por tanto, cualquier propuesta ayuda y suma en este desafío, teniendo la universidad que desempeñar una función importante en este cambio de modelo energético y esta transición hacia un sistema más sostenible medioambientalmente.
Cambios introducidos en la propuesta: ver respuestas a los comentarios (https://madrid-colab.xcolab.org/contests/2019/lograr-un-campus-carbono-cero/c/propuesta/167/tab/EVALUATION)
EstefaniaCaamano
Os animo a contactar con los autores de la propuesta "Centro de carga limpia en la UPM", pues podéis construir una propuesta integradora con gran potencial de futuro.
IreneReal
¡Muchas gracias Estefanía por tu comentario!
La verdad que la propuesta de "Centro de carga limpia en la UPM" es muy interesante también, y de hecho fue el inicio del nacimiento de esta idea. Sin embargo, la normativa actual vigente en España, el Real Decreto 244/2019, recoge en su texto la posibilidad de instalar, como máximo, 100 kW de potencia en una instalación de autoconsumo, para poder aprovecharse de todas las ventajas del mismo. Es por ello que decidimos emplear toda la energía generada en reducir los consumos de red de la ETSII, que ya de por sí son bastante superiores a la generación de la planta y es ua idea más sencilla y más realista a la hora de poderla llevar a cabo, ya que actualmente son pocos los usuarios del vehículo eléctrico. En caso de además pretender instalar la carga de vehículos eléctricos, el porcentaje de energía dirigida a reducir los consumos de red sería muy reducido (40 kW para el consumo de red, suponiendo que 60 kW van destinado a la carga de vehículos ).
Ojalá en el futuro la ley fuese algo menos restrictiva y permitiese instalar mayor potencia de generación, para poder llevar a cabo ambas propuestas. Espacio suficiente para instalar placas fotovoltaicas hay, y las ganas y el deseo de implantarlas también.
Aún así es muy buena idea ponernos en contacto con otros compañeros que tienen inquietudes y objetivos comunes, ¡lo tenemos en cuenta! ¡Muchas gracias otra vez!
Buenas tardes a todos, soy Irene Real, una de las integrantes de esta propuesta (“Autoconsumo FV en la ETSII (UPM)-Por una Escuela más sostenible y más moderna”), y me gustaría complementarla y contestar a los comentarios dados en este comentario.
Primeramente, agradecer a los jueces por valorar la propuesta y darnos la oportunidad de pasar a la siguiente fase del reto.
En segundo lugar, me gustaría “justificar” la sencillez de la propuesta, en el sentido de centrarnos únicamente en una instalación fotovoltaica y no tratar de complementarla con otras fuentes de energía. Actualmente, los precios de la tecnología fotovoltaica son los más competitivos en el mercado, habiendo sufrido una bajada exponencial en los últimos años, y quien sabe, pudiendo bajar más en los próximos. Este hecho, junto con su facilidad de montaje y su sencilla operación, hacen a la fotovoltaica la forma de energía más idónea para implantar en la ETSII, y, bajo mi punto de vista, la única viable técnica, y económicamente.
Por otro lado, en cuanto a la innovación de la propuesta, pienso que la innovación es ella misma, pues hoy en día, pocos o ningún centro universitario posee un generador fotovoltaico de estas dimensiones, y aunque esta tecnología ya es conocida desde hace años, desgraciadamente, el uso y el conocimiento de la misma aún no está muy extendido.
Como nuevas propuestas para esta fase del reto, me gustaría extender la idea a los demás centros de la UPM, teniendo que realizar simplemente un análisis de los consumos eléctricos y llevando a cabo los cálculos técnicos de las instalaciones fotovoltaicas.
Además, adjunto alguna de las propuestas surgidas de la mesa de energías renovables (celebrada el pasado mes de diciembre) y que me fueron enviadas, como es la contratación de energía con garantía de origen cero emisiones.
También me gustaría mencionar ciertas propuestas que he podido leer y que podrían complementarse perfectamente con la nuestra, como son ECOFAIR - LA FERIA POR EL MEDIO AMBIENTE (ayudaría a dar visibilidad), Transformación ecológica de la ETSII/UPM: Renovación tecnológica y organizativa (la cual plantea ciertas acciones para tratar de reducir ciertos consumos que podrían complementarse con la instalación de la planta fotovoltaica), y Sistemas de calefacción inteligentes (medidas que ayudarían a optimizar las consumos), en las cuales he dejado algunos comentarios.
Para terminar, comentar que soy de la opinión de que las ideas pequeñas y concretas pueden tener mucha fuerza, no tratando de abarcar más de lo posible. Es por ello que creo mucho en nuestra propuesta original y en a posibilidad real de llevarla a cabo.
Hola Irene y Jaime,
muy interesante vuestro trabajo. Me gustaría presentaros la Propuesta de CAMPUS DE ENERGÍA POSITIVA & CIUDAD JARDIN
En el campus de Ciudad Universitaria existe una Central Energética de Calefacción (DH District Heating por sus iniciales en inglés), proyectada en 1928 que sigue en funcionamiento con los edificios de la Complutense, pero la red de distribución incluía también los de la UPM. La idea es retomar el DH para los edificios del Campus actualizándolo como una central de generación y gestión energética. Incluye actuaciones en cada edificio y la centralización energética para reducir demanda, así como la generación energética con energías renovables.
Dentro de las actuaciones en cada edificio, la referencia de la generación y gestión energética que se realiza en la ETSIDI, aporta experiencia UPM por tener datos desde más de 20 años que lleva la instalación inicial. Además en el hall de la ETSIDI está la pantalla con la producción energética de los paneles FV en cada momento. También tienen generación solar térmica, por lo que es una referencia en la gestión y generación energética que se puede hacer en cada edificio del Campus.
Integrar la generación para de autoconsumo FV en la gestión de una comunidad energética, la del Campus Ciudad Universitaria, requiere un procedimiento. Los procesos que determináis en vuestra propuesta podrían definir la sistemática para abordar la centralización de la generación energética de todos los edificios del Campus, lo que supone una oportunidad de colaboración. Gracias.
Buenos días Irene y Jaime,
Enhorabuena por vuestra propuesta, es muy concreta, detallada y completa.
Únicamente os sugeriría de plantear el análisis de lo que ocurriría si en lugar de limitar la potencia a 100 kW para cumplir con los requisitos del “sistema CON excedentes acogido a compensación” fijados en el RD 244/2019, se instalara un sistema de mayor potencia que se conectaría como “sistema CON excedentes NO acogido a compensación”.
Mi sugerencia se basa en que puede que sea interesante aumentar la potencia del sistema, perdiendo el derecho a la compensación, ya que probablemente la curva de demanda de la escuela y la curva de generación coinciden temporalmente, y que además la potencia media que demanda la ETSII, por los datos que ponéis en la propuesta, es de uno 330 kW. Es decir, puede que el aumento del autoconsumo instantáneo que se daría a lo largo de año compense el hecho de no tener compensación (valga la redundancia). Para acotar este tema y establecer la potencia optima, haría falta confrontar la curva horaria de demanda de potencia, con la curva horaria de generación que sacaríais del PVSyst, para distintas potencias del sistema FV.
Plantear este análisis enriquecería aun más vuestra excelente propuesta.
Me encanta vuestra propuesta. Está muy bien presentada y me parece completamente factible. Como dicen otros usuarios, podéis poneros en contacto con gente de la ETSIDI, ya que ellos tienen desde hace años el techo de su edificio con planeles FV.
Gracias Alba, conozco bien al grupo de Julio Amador en la ETSIDI y por supuesto pensaba en contactar con ellos si esta propuesta pasa de ser una idea a algo más para nuestra Universidad.
Gracias también a Estefanía, Maria Jesús y Lorenzo por vuestros comentarios, que tendremos en cuenta en la medida que podamos.
Buenos tardes María Jesús, Lorenzo y Alba,
En primer lugar, muchas gracias a todos por vuestros comentarios y por el tiempo dedicado en leer la propuesta, y en segundo lugar enhorabuena por vuestras propuestas, muy interesantes y sin duda necesarias para afrontar el gran cambio energético al que nos enfrentamos.
Respondiendo al comentario de Lorenzo, me parece muy interesante la idea que propones. Esta alternativa de no acogerse al límite que plantea el Real Decreto 244/2019 la hemos tenido en cuenta puesto que, como dices, la curva de consumo y la de radiación solar son “paralelas”, por lo que aumentar la generación de energía supondría autoconsumir más cantidad de dicha energía y disminuir el consumo de red, y por tanto, reducir el término variable de la factura eléctrica y recuperar la inversión realizada en un periodo más corto de tiempo.
La decisión final de optar por la opción de autoconsumo SIN EXCEDENTES se debe principalmente a la intención de aprovechar las bondades del Real Decreto 244/2019, en este caso, en cuanto al tema de tramitación del alta de la instalación. En el caso que nos planteas, bien es verdad que no existe límite de potencia a instalar en la planta, pero, entre otros inconvenientes, se debe dar de alta a la instalación como productor de energía en el mercado eléctrico. En mi opinión, puesto que no se van a verter excedentes de ningún tipo a la red eléctrica, todos estos trámites burocráticos simplemente entorpecerían o retrasarían el funcionamiento de la instalación, siendo el objetivo inicial y final de esta propuesta, ser pioneros en la construcción de una planta fotovoltaica, no solo para reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera, sino también para ser ejemplo de centro comprometido con el medio ambiente y así poder visibilizar las ventajas de la tecnología fotovoltaica.
En este caso hemos preferido no ser muy ambiciosos en el proyecto, pero sin dejar de lado la posibilidad de crecer en un futuro. Muchas gracias por el comentario, de verdad que lo tenemos en cuenta.
Otra posibilidad que se estudió a la hora de plantear el diseño de la planta, fue instalar 300 kW de potencia, dividiendo la instalación fotovoltaica en tres instalaciones independientes (de 100 kW cada una), para lo cual serían necesarios tres contadores de energía independientes.
El problema que presentaba esta propuesta pasaba por el hecho de que había que modificar la tarifa eléctrica contratada a un tipo de factura 3.1 A (al dividir el consumo en tres contadores de energía, se reducía la potencia a contratar, por ello el cambio de tarifa). Tanto los precios (€/kW) del término fijo de potencia, como los del término de energía (€/kWh), son mayores con esta nueva tarifa, por lo que no salía rentable la instalación de los paneles solares, aun reduciéndose los consumos de red.
Es por ello que después del análisis de varias posibilidades, nos decantamos por una instalación de 100 kW acogido al régimen de autoconsumo sin excedentes que recoge el Real Decreto 244/2019.
209votos
Autoconsumo FV en la ETSII (UPM)-Por una Escuela más sostenible y más moderna
By: Irene Real – Jaime Rodríguez

References: Real Decreto 
 Real Decreto 
 Real Decreto 
 Real Decreto 
 Real Decreto 
 Real Decreto