ESTUDI DE VIABILITAT TÈCNICA I ECONÒMICA D’UNA INSTAL ...€¦ · 01-INF10_AJU_10_25_(Camp de...
Transcript of ESTUDI DE VIABILITAT TÈCNICA I ECONÒMICA D’UNA INSTAL ...€¦ · 01-INF10_AJU_10_25_(Camp de...
ESTUDI DE VIABILITAT TÈCNICA I ECONÒMICA D’UNA INSTAL·LACIÓ FOTOVOLTAICA
AJUNTAMENT DE MATARÓ
EMPLAÇAMENT: CAMP DE FUTBOL
LA LLÀNTIA
DATA: Març de 2011
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
1
ÍNDEX
1 DADES GENERALS DE L’ESTUDI ........................ ...................................................................... 2
1.1 OBJECTE .............................................................................................................................. 2
1.2 ANTECEDENTS .................................................................................................................... 2
1.3 TAULA RESUM DE LA INSTAL·LACIÓ PROPOSADA ........................................................ 3
2 DADES DE LA VISITA REALITZADA ..................... ..................................................................... 3
3 DESCRIPCIÓ TÈCNICA DE LA SOLUCIÓ ADOPTADA ......... .................................................... 4
3.1 EMPLAÇAMENT I SITUACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ .......................................................... 4
3.2 DESCRIPCIÓ DE L’EDIFICI ................................................................................................. 4
3.3 JUSTIFICACIÓ TÈCNICA DE LA SOLUCIÓ ADOPTADA ................................................... 6
3.3.1 El Camp Fotovoltaic .......................................................................................................... 6
3.3.2 Laminat Fotovoltaic ........................................................................................................... 6
3.3.3 Inversors ............................................................................................................................ 7
3.3.4 Estructures panells ............................................................................................................ 7
3.4 SEGURETAT ESTRUCTURAL DE L’EDIFICI ...................................................................... 9
4 RENDIMENT ENERGÈTIC DE LA INSTAL·LACIÓ ............ ....................................................... 10
4.1 RADIACIÓ INCIDENT ......................................................................................................... 10
4.2 RENDIMENT DEL CAMP GENERADOR ........................................................................... 11
4.3 PRODUCCIÓ DEL CAMP GENERADOR ........................................................................... 12
4.4 BENEFICIS AMBIENTALS DE LA INSTAL·LACIÓ ............................................................ 14
4.4.1 ESTALVI D’EMISSIONS CONTAMINANTS A L’ATMOSFERA ......................................... 14
4.4.2 CONSUM ELÈCTRIC EQUIVALENT .................................................................................. 15
5 QUADRE RESUM........................................................................................................................ 16
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
2
1 DADES GENERALS DE L’ESTUDI
1.1 OBJECTE
L’objecte del present estudi és el d’analitzar la viabilitat tècnica i econòmica d’una instal·lació solar
fotovoltaica, a la coberta de l’edifici dels vestidors del camp de futbol la Llàntia de Mataró.
1.2 ANTECEDENTS
El peticionari de l’informe és L’AJUNTAMENT DE MATARÓ , entitat promotora de la instal·lació i
que s’encarregarà de realitzar l’explotació energètica d’aquesta o la gestió en forma de lloguer de
les cobertes.
La instal·lació s’ubicarà a la coberta de l’edifici dels vestidors del camp de futbol la Llàntia situat al
municipi de Mataró, comarca del Maresme (Barcelona).
L’activitat a realitzar serà la pròpia d’una explotació energètica en règim de producció especial,
mitjançant panells fotovoltaics connectats a la xarxa. Aquesta activitat vindrà regulada pel Real
Decret 661/2007, del 25 de maig (que substitueix l’anterior R.D. 436/2004 de data 12 març), on
s’estableix la metodologia per a l’actuació i sistematització del règim jurídic i econòmic de les
activitats de producció d’energia elèctrica en règim especial. La retribució d’energia elèctrica vindrà
regulada pel Real Decret 1578/2008, del 26 de setembre, de retribució de l’activitat de producció
d’energia elèctrica mitjançant tecnologia solar fotovoltaica per instal·lacions posteriors a la data límit
de manteniment de la retribució del RD 661/2007, del 25 de maig, i pel Real Decret 1565/2010, de
19 de novembre de 2010 que regula i modifica determinats aspectes relatius a l’activitat de
producció d’energia elèctrica en règim especial.
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
3
1.3 TAULA RESUM DE LA INSTAL·LACIÓ PROPOSADA
Edifici CAMP DE FUTBOL LA LLÀNTIA
Adreça Blanes S/N amb Galicia, 112
08303 – Mataró (Barcelona)
Potència nominal 19,95 kWnom
Potència pic 21,62 kWp
Nº de plaques 68 plaques Sunpower 318WHT
Superfície d’ús / panell 740 m2 (225m2 )
Producció anual estimada 28.344,17 kWh/any
2 DADES DE LA VISITA REALITZADA
Es va visitar l’emplaçament el dia 21/03/2011, hi van assistir els tècnics Jordi Arimany i Sílvia
Serrallonga.
No es va poder accedir a la coberta al no disposar d’una escala, però es va poder inspeccionar
perfectament des del carrer.
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
4
3 DESCRIPCIÓ TÈCNICA DE LA SOLUCIÓ ADOPTADA
3.1 EMPLAÇAMENT I SITUACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ
La instal·lació projectada s’ubicarà a la coberta dels vestidors del camp de futbol la Llàntia de
Manresa.
UTM: 452.196,37, 4.599.991,85
Vista aèria de l’edifici
3.2 DESCRIPCIÓ DE L’EDIFICI
L’edifici dels vestidors del camp de futbol la Llàntia, està format per dues cobertes de xapa amb una
inclinació de 6º situades a diferent cota. Presenta una orientació de 92º respecte a sud.
Tota la superfície està totalment lliure d’elements o instal·lacions, a excepció d’una xemeneia
situada al sud de l’edifici.
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
5
Vista coberta Vista coberta
Detall antena Detall xemeneia
Cal destacar la presència de cartells publicitaris a la façana oest de l’edifici, que projecten ombres a
les últimes hores de la tarda.
Detall cartells publicitaris Detall estructura coberta
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
6
Les dues cobertes sumen una superfície de 600 m2.
3.3 JUSTIFICACIÓ TÈCNICA DE LA SOLUCIÓ ADOPTADA
Donades les característiques de l’edifici, s’ha projectat la instal·lació seguint la orientació de la
construcció, aquesta només dista 2º de sud i inclinat el panells 25º respecte de l’horitzontal
mitjançant una estructura d’alumini
3.3.1 El Camp Fotovoltaic
El camp fotovoltaic projectat es disposarà sobre la coberta del edifici, tal i com es que es presenta
en els plànols adjunts.
El camp fotovoltaic estarà composat per 4 sèries de 11 panells i de 3 sèries de 8 panells, totalitzant
68 panells. Cada panell és de 318 Wp +5/-3%. Aquesta disposició equival a una potència total
instal·lada sobre la coberta de 21,62 kWp, que suposen 19,95 kW nominals evacuats mitjançant 3
onduladors de 6,65 kW.
El camp fotovoltaic disposat a la coberta es projecta amb una orientació dels mòduls seguint la
orientació de l’edifici que és de 2º respecte a sud i amb una inclinació pròpia de l’estructura de
triangles d’alumini de 25º.
3.3.2 Laminat Fotovoltaic
Els laminats fotovoltaics opacs són els encarregats de la conversió d’energia radiant en energia
elèctrica.
S’ha previst la instal·lació de 68 panells monocristal·lins Sunpower 318WHT de 318 W.
Els mòduls proposats es presenten des de fabrica amb el cablejat multicontact, per evitar pèrdues i
accidents en el connexió.
El mòduls compleixen tota la normativa actual vigent IEC-61215 i disposen dels certificats TÜV de
qualitat (adjunts en les especificacions tècniques del projecte).
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
7
3.3.3 Inversors
Els inversors o convertidors, són els elements encarregats de convertir el corrent continu generat
pels panells, en corrent altern compatible amb la xarxa elèctrica. Hauran d’admetre uns valors
d’intensitat i tensió d’entrada que siguin compatibles amb els valors obtinguts en les plaques, així
doncs les especificacions dels inversors s’ajustaran als grups generadors dels camps i viceversa.
S’ha previst la instal·lació de 3 inversors SMA SMC 7000HV.
Aquests inversors disposen de microprocessadors de control i un PLC de comunicacions que
permeten extreure dades de la instal·lació en temps real, per poder ser tractades posteriorment des
d’un ordinador.
Els inversors treballen connectats al costat del corrent continu (DC) als panells i pel costat de corrent
altern (AC) a un transformador que adapta la tensió de sortida de l’inversor a la xarxa elèctrica. El
microprocessador que incorpora l’equip, s’encarrega de garantir una ona sinusoïdal amb la menor
distorsió, a fi de no injectar harmònics a la xarxa elèctrica. Aquest incorpora, també, un sistema de
seguiment de l’inversor que fa que sempre treballi en el punt de màxima potència possible i evitar
així pèrdues durant els períodes de no funcionament.
Els inversors s’instal·laran en una zona de la nau prevista per a tal efecte. Es mantindran les
distàncies mínimes que garanteixin un bon funcionament dels equips, evitant així els
reescalfaments.
3.3.4 Estructures panells
Els panells es muntaran mitjançant una estructura metàl·lica formada per guies base i perfils
estructurals de subjecció de les plaques. L’estructura metàl·lica serà d’alumini i anirà fixada a la
l’estructura de la coberta mitjançant una subestructura metàl·lica, que travessarà la coberta i que
estarà ancorada als elements estructurals de la coberta mantenint la impermeabilització de l’edifici.
L’estructura dotarà als mòduls d’una inclinació del 25º i estaran orientades seguint la orientació dels
edificis, que són de 8º respecte sud aproximadament.
Descripció de la solució de triangle d’alumini:
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
8
Amb la finalitat d’assegurar l’impermeabilitat de la coberta, cada cargol haurà de comptar amb una
junta d’estanqueïtat en el punt de contacte amb la xapa, i es pintarà posteriorment amb recobriment
elàstic d’estanqueïtat. El risc d’entrada d’aigua és mínim donat que només es collarà a la part
superior del grecat (punts de la coberta on no s’acumula l’aigua). Com a mesura addicional, i per
assegurar-se que en cap cas entrarà aigua ni es produiran humitats, durant les feines de
manteniment de la planta fotovoltaica, anualment s’hauria de revisar cada punt d’ancoratge,
repintant si fos necessari els punts que s’estimi que ho necessiten.
Detall de l’ancoratge a xapa
Per garantir una completa subjecció de l’estructura amb la coberta i evitar que la succió dels panells
(efecte vela) la xapa es desprengui de la coberta, en uns punts determinats es cargolarà la
subestructura directament a les bigues de formigó de subjecció de la coberta, utilitzant un tac
apropiat per suportar els esforços a tracció realitzats per l’estructura dels panells a conseqüència dels
efectes del vent.
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
9
Estructura coberta nau pavelló i parvulari
Les estructures de suport compliran les normes vigents NBE i s’han calculat per suportar càrregues
de neu i vent i segons un factor de seguretat de 2, d’acord amb el que estableix la norma NBE-AE-
88/95 i MV-103, per suportar unes càrregues climatològiques adverses minimitzant el manteniment.
Tots el accessoris de cargoleria seran d’acer inoxidables, d’acord amb el que estableix la norma MV-
106.
3.4 SEGURETAT ESTRUCTURAL DE L’EDIFICI
Considerant les característiques de l’estructura de la coberta, i a falta de disposar de la informació
de càrrega admissible, s’ha buscat una solució estructural per a la instal·lació fotovoltaica que
suposi una sobrecàrrega mínima per tal de no afectar a la seguretat estructural de l’edifici on
s’ubica, d’acord amb l’experiència acumulada en aquests tipus d’instal·lacions.
En les dues cobertes, es planteja fer una estructura lleugera d’alumini, el que representi una
sobrecàrrega mínima i admissible per a l’estructura de l’edifici dels vestuaris. A més, la unió
d’aquesta estructura a la coberta es realitzarà als punts coincidents de l’estructura amb les bigues
que suporten la coberta d’acord amb la informació de detall el projecte constructiu de l’edifici.
La instal·lació de les plaques fotovoltaiques d’aquestes dues cobertes, s’estima que suposarà una
sobrecàrrega mitjana de 40 kg/m².
25°
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
10
4 RENDIMENT ENERGÈTIC DE LA INSTAL·LACIÓ
4.1 RADIACIÓ INCIDENT
Una superfície rebrà diferent radiació en funció de la seva orientació, l’estudi d’ombres particular i la
seva inclinació respecte al pla inclinat.
Per obtenir la radiació que es pot donar en el punt de l’instal·lació, objecte del present projecte,
s’han pres les dades que posa a disposició la Comisió Europea a traves del “Joint Research Centre”
mitjançant el programa informàtic de consulta de dades “PVGIS” (Geographical Assessment of Solar
Energy Resource and Photovoltaic Technology).
41°32'29.22"N
2°23'10.37"E Radiació solar diària sobre una superfície horitzon tal (MJ/m²dia)
Orient/
Incli. Gen. Feb. Mar. Abr. Maig Jun. Jul. Ago. Set. Oct. No v. Dic. Any
0º /
0º 6.84 9.36 14.40 17.64 21.24 23.76 24.48 21.24 16.56 11.52 7.56 6.12 15.09
Aquest valor anual equival a 1482 kWh/m2 any.
Com a verificació inicial es constata que aquestes es corresponen amb els valors mostrats al mapa
de radiació de Catalunya per la zona de Mataró:
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
11
4.2 RENDIMENT DEL CAMP GENERADOR
A partir de la simulació del camp generador dissenyat, s’han obtingut els següents factors de
rendiment en els quals s’han tingut en compte tant els factors de disminució de rendiment dels
mòduls fotovoltaics com dels inversors.
PRODUCCIONS NORMALITZADES (per kWp instal·lat) RATIS DE RENDIMENT GLOBAL DEL SISTEMA
Essent :
LC : Pèrdues del camp fotovoltaic (tèrmiques, de cablejat, qualitat del mòdul, captació y reflexió,
ombres, pols i brutícia, regulació MPP, etc)
LS : Pèrdues del inversor per a sistemes connectats a la xarxa elèctrica.
Yf : Energia injectada a la xarxa
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
12
4.3 PRODUCCIÓ DEL CAMP GENERADOR
PARÀMETRES TÈCNICS
DIES kWh/m².dia kWh/m² PRG
Gener 31 2.24 69.33 0.801
Febrer 28 2.94 82.43 0.807
Març 31 4.41 136.66 0.812
Abril 30 5.29 158.78 0.811
Maig 31 6.19 191.83 0.8
Juny 30 6.90 206.96 0.786
Juliol 31 7.07 219.24 0.776
Agost 31 6.26 194.15 0.774
Setembre 30 5.05 151.40 0.783
Octubre 31 3.61 111.79 0.787
Novembre 30 2.40 72.14 0.789
Desembre 31 1.99 61.80 0.793
Anual 365 4.54 1656.50 0.791
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
180,00
Gen
er
Feb
rer
Mar
ç
Abr
il
Mai
g
Juny
Julio
l
Ago
st
Set
embr
e
Oct
ubre
Nov
embr
e
Des
embr
e
Producció mensual específica
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
13
DADES DE PRODUCCIÓ ENERGÈTICA
kWh/kWpinst.dia kWh/kWpinst kWh
Gener 1.791 55.53 1,200.79
Febrer 2.376 66.52 1,438.46
Març 3.580 110.96 2,399.50
Abril 4.292 128.77 2,784.48
Maig 4.950 153.46 3,318.47
Juny 5.422 162.67 3,517.59
Juliol 5.488 170.13 3,678.94
Agost 4.847 150.27 3,249.44
Setembre 3.952 118.55 2,563.50
Octubre 2.838 87.98 1,902.45
Novembre 1.897 56.92 1,230.89
Desembre 1.581 49.00 1,059.68
Anual 3.590 1,310.77 28,344.17
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
Gen
er
Feb
rer
Mar
ç
Abr
il
Mai
g
Juny
Julio
l
Ago
st
Set
embr
e
Oct
ubre
Nov
embr
e
Des
embr
e
Producció mensual kWh
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
14
4.4 BENEFICIS AMBIENTALS DE LA INSTAL·LACIÓ
4.4.1 ESTALVI D’EMISSIONS CONTAMINANTS A L’ATMOSFER A
La realització del camp fotovoltaic de connexió a la xarxa projectat, aportarà una reducció en les
emissions contaminats a l’atmosfera i un estalvi de petroli equivalent, d’acord amb els paràmetres
que es mostren en la següent taula:
ESTALVI EMISSIONS CONTAMINANTS
Tn CO2 Tep
Gener 0.75 0.10
Febrer 0.90 0.12
Març 1.50 0.21
Abril 1.74 0.24
Maig 2.08 0.29
Juny 2.20 0.30
Juliol 2.30 0.32
Agost 2.03 0.28
Setembre 1.60 0.22
Octubre 1.19 0.16
Novembre 0.77 0.11
Desembre 0.66 0.09
Total 17.74 2.44
0
1
1
2
2
3
3
4
Gen
er
Feb
rer
Mar
ç
Abr
il
Mai
g
Juny
Julio
l
Ago
st
Set
embr
e
Oct
ubre
Nov
embr
e
Des
embr
e
Tones Equivalents de Petroli (x10) Tones de CO2
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
15
4.4.2 CONSUM ELÈCTRIC EQUIVALENT
La producció elèctrica de la instal·lació fotovoltaica equival al consum elèctric de 8 llars, o 24
persones.
01-INF10_AJU_10_25_(Camp de futbol la Llàntia)
16
5 QUADRE RESUM
Vic, Març de 2011
Manel Romero Molina
Enginyer Industrial
Col·legiat núm. 14.941 COEIC
Potència Instal·lada 21,62 kWp
Potència Irradiada 1700,00 kW/m2
Ràtio Aprofitament Energètic. 73,9%
Degradació anual del panell 0,2%
Producció Específica 1.257 kWh/kWp/any
Producció Energètica Anual 27.172 kWh/any
Cost del projecte 63.142,08 €
Estimació Connexió Xarxa, Taxes, Visats 2.878,00 € (2.000€ Est. Connexió)
Costos d'explotació anuals (manteniment) 522,36 €
Despeses assegurança anuals 82,08 €
Lloguer anual 596,99 € 8% Producció Anual
Euribor 1 any 1,52%
IPC estimat 3,00%
Deducció en l'Impost de Societats (2010) 2%
IVA aplicable 18%
IPCenergètic estimat (IPC-0,25 fins 2012/-0,50 en endavant) 2,75%
Preu de venda (kW·h) a la companyia elèctrica 0,2746 3 €/kWh
DADES INSTAL·LACIÓ
DADES ECONÒMIQUES
Any 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lloguer 0 € 597 € 615 € 633 € 652 € 672 € 692 € 713 € 734 € 756 € 779 € 802 € 826 €
Any 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Lloguer 851 € 877 € 903 € 930 € 958 € 987 € 1.016 € 1.047 € 1.078 € 1.111 € 1.144 € 1.178 € 1.214 €