Análisis comparativo de sistemas solares híbridos térmicos-fotovoltaicos frente a sistemas solares convencionales.

Albert Oliveros, Héctor
Martínez Gracia, Amaya (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: El objetivo principal del proyecto es la captación de la radiación solar para generar energía, térmica y eléctrica, y satisfacer parte de la demanda de un edificio multivivienda de 36 hogares que consta de 110 habitantes. Este conjunto de viviendas se encuentra situado en la ciudad de Zaragoza, en la zona IV del mapa climático que presenta el Código Técnico de la Edificación (CTE). Para ello se plantea una primera opción formada por sistemas solares convencionales. En el estudio se diferencian las dos partes a instalar, la solar térmica (ST) y la fotovoltaica (FV). Para la ST se selecciona el panel a utilizar mediante el método F-Chart, método sencillo que determina el grado de cobertura de ACS. La mejor opción seleccionada será sometida al método horario Duffie-Beckman, cuya principal diferencia es el uso de temperaturas y radiaciones horarias. Este método ofrecerá unos datos más precisos de la cobertura, lo que permitirá determinar si se pueden instalar más paneles de ST. Analizando la disposición de los paneles y el área de la que se dispone, se obtendrá el número de paneles FV que se pueden instalar. Con el número total de paneles se calcula mediante el Método Simplificado de la Producción Eléctrica los kilovatios eléctricos generados. Proceso semejante se llevará a cabo con la alternativa a ST+FV, una instalación con tecnología hibrida(PVT) que se combina a su vez con paneles FV. El panel PVT seleccionado aportará energía térmica y eléctrica, que se calcularán mediante el Método Horario Duffie-Beckman y Método Simplificado de la Producción Eléctrica respectivamente. La disposición de estos paneles permite instalar un número similar paneles FV adicionales, cuya generación de energía eléctrica se calcula de nuevo con el Método Simplificado de la Producción Eléctrica. Englobando estos datos se comparan ambas instalaciones, ST+FV y PVT+FV, atendiendo a tres aspectos fundamentales. El marco energético, donde se estudiará los kilovatios totales producidos y el área instalada para producirlos. En el caso PVT+FV la producción total es de 71324,5 kWh para un área de 167,58 m^2, mientras que para la instalación ST+FV es de 60961,6 kWh con 156,18 m^2. También es importante ver el impacto ambiental de cada instalación, en este caso las emisiones de dióxido de carbono que se evitan emitir gracias al ahorro en consumo de combustible y electricidad. Nuevamente la instalación PVT+FV es más respetuosa con el medio ambiente ahorrando emitir 30986,2 kg CO_2anuales por los 24772,4 kg CO_2de la ST+FV. Para finalizar se compara el aspecto económico, tanto en inversión inicial, como ahorros en costes de consumo de combustible y electricidad. Para el caso PVT+FV, que es el que requiere menos inversión inicial y menos costes de consumo, se realiza un estudio de viabilidad económica, donde se calcula el Pay-back, Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Rentabilidad (TIR).

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado