Enero 2015
ER- FV6
Evaluación técnico económica de una instalación solar fotovoltaica en el Ayto. de Santa Cruz de la Palma – Mercado Municipal
ÍNDICE
ÍNDICE ................................................................................................................................................ 2
TABLAS .............................................................................................................................................. 4
FIGURAS ............................................................................................................................................ 5
1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 6
1.1 Contexto energético en la Isla de La Palma ........................................................................................................... 6
1.2 Energía fotovoltaica en la Isla de La Palma .......................................................................................................... 10
2. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA ......................................................................................... 12
2.1 Descripción de la tecnología................................................................................................................................ 12
2.2 Clasificación de las diferentes células fotovoltaicas según su tecnología............................................................. 13
2.3 Tipo de instalaciones FV en función de su localización y estructura soporte ....................................................... 19
3. CONTEXTO REGULATORIO ..................................................................................................... 22
3.1 Contexto histórico de la regulación renovable en España ................................................................................... 22
3.2 Situación actual de la regulación en Canarias para la venta de electricidad renovable ........................................ 25
3.3 Situación regulatoria del autoconsumo eléctrico ................................................................................................ 26
3.4 Obligaciones técnicas del uso de la energía FV en edificación ............................................................................. 29
4. DISEÑO BÁSICO DE LA INSTALACIÓN PROPUESTA ............................................................ 30
4.1 Emplazamiento ................................................................................................................................................... 30
4.2 Diseño básico de la instalación ............................................................................................................................ 32
4.3 Presupuesto básico ............................................................................................................................................. 35
5. RESULTADOS ........................................................................................................................... 38
Título de la presentación
5.1 Resultados energéticos ....................................................................................................................................... 38
5.2 Resultados económicos ....................................................................................................................................... 40
5.3 Resultados ambientales ...................................................................................................................................... 42
TABLAS
Tabla 1: Cobertura de demanda de Energía Eléctrica, 2012 ................................................................ 7
Tabla 2: Líneas de transporte eléctrico de la Palma ............................................................................. 9
Tabla 3: Total de la potencia solar fotovoltaica instalada ................................................................... 10
Tabla 4: Parámetros retributivos para nuevas instalaciones renovables en la Isla de La Palma ........ 26
Tabla 5: Peajes de respaldo para autoconsumo en baja tensión en función de la tarifa contratada por
el consumidor .................................................................................................................................... 28
Tabla 6: Ámbito de aplicación de la Sección HE 5 del CTE ............................................................... 29
Tabla 7. Datos básicos del Mercado Municipal .................................................................................. 30
Tabla 8. Ponderación de los costes de inversión de la instalación FV propuesta (CAPEX) ................ 36
Tabla 9. Resultados económicos de la instalación FV en el primer año ............................................. 41
FIGURAS
Ilustración 1: Evolución anual de la potencia eléctrica bruta total instalada en La Palma ..................... 6
Ilustración 2: Parque de generación según potencia eléctrica de La Palma 2012 ................................ 6
Ilustración 3: Energía eléctrica puesta en red de La Palma .................................................................. 8
Ilustración 4: Potencial solar fotovoltaica total instalada en las Islas Canarias, desglosada por isla ... 11
Ilustración 5: Producción de energía eléctrica mensual de fotovoltaica conectada a red.................... 11
Ilustración 6: Representación esquemática de una instalación FV ..................................................... 12
Ilustración 7: Clasificación de las principales tecnologías FV en función de la tecnología .................. 14
Ilustración 8: Comparación del silicio monocristalino y el silicio policristalino a nivel de la estructura
atómica y a nivel de la célula ............................................................................................................. 15
Ilustración 9: Principales tecnologías de capa delgada ...................................................................... 16
Ilustración 10: Comparación esquemática entre un sistema FV convencional y un sistema FV de
concentración .................................................................................................................................... 16
Ilustración 11: Evolución de la segmentación de la producción mundial de células FV ...................... 18
Ilustración 12. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo con eje fijo ...................................... 19
Ilustración 13. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo de un eje. ........................................ 20
Ilustración 14. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo de doble eje. ................................... 20
Ilustración 15. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta BIPV ........................................... 21
Ilustración 16. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta inclinada. .................................... 21
Ilustración 17. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta plana. ......................................... 21
Ilustración 18: Consumo eléctrico y generación FV de un usuario doméstico a lo largo de un día ..... 27
Ilustración 19: Vista exterior del edificio ............................................................................................. 30
Ilustración 20: Situación de Santa Cruz de la Palma .......................................................................... 31
Ilustración 21: Irradiación global media por m2 en Santa Cruz de la Palma para estructura fija y
módulo de silicio cristalino ................................................................................................................. 31
Ilustración 22: Consumo horario medio en enero del edificio estudiado – Horario solar ..................... 33
Ilustración 23: Curva de producción FV tipo para el mes de enero en Canarias (zona V) - Horario solar
.......................................................................................................................................................... 33
Ilustración 24: Curva de producción FV para el mes de enero en una instalación de 1kWp para el
emplazamiento estudiado - Horario solar ........................................................................................... 34
Ilustración 25: Curva de producción FV vs. Curva de consumo eléctrico del edificio .......................... 38
Ilustración 26: Curva de producción FV horaria tipo vs. Curva de consumo eléctrico del edificio horario
tipo para el mes de junio – Horario solar ............................................................................................ 39
Ilustración 27: Ahorro económico logrado y peaje de respaldo a desembolsar .................................. 40
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1. INTRODUCCIÓN
1.1 Contexto energético en la Isla de La Palma
Según la Dirección General de Industria y Energía del Gobierno de Canarias, la isla de La Palma
experimentó un crecimiento promedio anual del 6,6% en su potencia eléctrica instalada entre el
2008 y el 2012, la mayor tasa de crecimiento de todo el Archipiélago. En total, a finales del 2012 la
potencia eléctrica instalada en la isla era de 117,6 MW.
Ilustración 1: Evolución anual de la potencia eléctrica bruta total instalada en La Palma
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
Actualmente, el parque de generación de la isla de La Palma está constituido por una central
térmica y por fuentes renovables (eólica, fotovoltaica (FV) y minihidráulica). El desglose del mix de
generación eléctrica de la Isla se muestra en la siguiente ilustración.
Ilustración 2: Parque de generación según potencia eléctrica de La Palma 2012
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
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La Isla de La Palma cuenta con una central térmica clásica: la central de Los Guinchos, situada en
el municipio de Breña Alta. Cuenta con una turbina de gas de 22,5 MW y 10 grupos diesel de 82,8
MW en conjunto. El fueloil es el combustible mayoritariamente utilizado en la Isla para la
producción de electricidad: en 2012 se consumieron 55.021 toneladas de fueloil y únicamente 922
toneladas de gasoil.
Además, como fuente renovable, la isla cuenta con una central hidroeléctrica de 800 kilovatios
(KW), la central El Mulato (aunque se encuentra fuera de servicio desde 2002) y una serie de
aerogeneradores y paneles fotovoltaicos.
Tabla 1: Cobertura de demanda de Energía Eléctrica, 2012
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
Según la Dirección General de Industria y Energía, la demanda eléctrica de la Isla en el año 2012
fue de 260,63 GWh, manteniéndose prácticamente en los mismos niveles de años anteriores. El
porcentaje de inyección de energía de origen renovable en la Isla no se mantiene constante a lo
largo del año, observándose una mayor proporción entre los meses de junio y agosto.
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Ilustración 3: Energía eléctrica puesta en red de La Palma
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
Red Eléctrica es el operador del sistema eléctrico de la Isla además del único transportista. Su
papel es garantizar la continuidad y seguridad del suministro eléctrico y la correcta supervisión,
operación y control del sistema de producción y transporte.
Ilustración 11: Red de trasporte de la Isla de La Palma
Fuente: Red Eléctrica de España, enero 2014
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En el año 2012, la red de transporte de La Palma se mantuvo invariable respecto al año anterior.
La isla de La Palma sólo tiene dos líneas de transporte mayoritariamente aéreas. Una desde la
subestación de Los Guinchos a la subestación del Valle y la segunda desde la subestación de Los
Guinchos a la subestación Mulato.
Tabla 2: Líneas de transporte eléctrico de la Palma
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
Aérea Subterranea Total
Los Guinchos Valle 66 kV 420 A 18,96 km 0 18,96 km
Los Guinchos Mulato 20 kV 368 A 17,6 km 1,5 km 19,1 km
Total 36,56 km 1,5 km 38,06 km
Longitud (km)Intensidad máx.
del circuito
Tensión de la
línea
Subestación
final
Subestación
origen
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1.2 Energía fotovoltaica en la Isla de La Palma
En relación a la energía fotovoltaica, la potencial fotovoltaica total instalada en la isla de La Palma
en 2012 fue de 4.530,47 kWp, incluyendo tanto las instalaciones conectadas a la red eléctrica
como las aisladas. La potencia instalada ese año (112,01 kWp) fue muy inferior a la registrada en
años anteriores, especialmente comparándola con los años 2008 (2.003,37 kWp) y 2010 (1.701,97
kWp). En 2012, el 99,2% de la potencia solar fotovoltaica total en La Palma estaba conectada a
red y menos de un 1%, aislada de la misma.
Tabla 3: Total de la potencia solar fotovoltaica instalada
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
En relación con el desarrollo FV en el resto del archipiélago, La Palma representa el 3% de la
potencia FV instalada total en Canarias. Puede verse en la siguiente gráfica que la isla con mayor
presencia de energía FV es Tenerife, con más del 60% de la potencia total instalada en la
comunidad.
Potencia solar fotovoltaica
instalada conectada a red
(Kwp)
Potencia solar fotovoltaica
subvencionada e instalada
aislada de la red (kWp)
Total de la potencia solar
fotovoltaica instalada (kWp)
Antes 2006 32 31 63
En 2006 - 2 2
En 2007 - - -
En 2008 2.003 - 2.003
En 2009 255 2 258
En 2010 1.702 - 1.702
En 2011 425 - 425
En 2012 112 - 112
TOTAL 4.530 34 4.565
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Ilustración 4: Potencial solar fotovoltaica total instalada en las Islas Canarias, desglosada por isla
.
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
En relación a la producción de energía eléctrica de origen fotovoltaico, La Palma ha
experimentado un incremento anual acumulativo del 67,5% en el periodo 2008-2012. Se observa
que la producción sigue un patrón estacional, con julio como el mes con mayor producción.
Ilustración 5: Producción de energía eléctrica mensual de fotovoltaica conectada a red
Fuente: Dirección General de Industria y Energía, Gobierno de Canarias; 2012
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2. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
2.1 Descripción de la tecnología
Una instalación solar fotovoltaica está compuesta por diferentes elementos necesarios para su
correcto funcionamiento. Entre los elementos fundamentales encontramos, de forma esquemática:
Ilustración 6: Representación esquemática de una instalación FV
Los módulos o paneles fotovoltaicos son los componentes principales de la instalación, ya
que se encargan de la generación de la energía. Se tratan de dispositivos electrónicos
esencialmente compuestos de materiales semiconductores encargados de transformar la
luz solar en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Las diferentes tecnologías
existentes se desarrollarán con más detalle en los siguientes puntos.
El segundo dispositivo en orden de importancia en una instalación FV es el inversor,
dispositivo electrónico que convierten la corriente continua en corriente alterna con las
mismas características que la red eléctrica.
La estructura de soporte: infraestructura que actúa como soporte asegurando el anclaje del
generador solar y proporciona la orientación y el ángulo de inclinación idóneo para el mejor
aprovechamiento de la radiación. Además, es la encargada de adecuar el módulo
fotovoltaico a la acción ejercida por los elementos atmosféricos. En función del tipo de
estructura presente en la instalación, esta podrá ser clasificada de una forma u otra, tal y
como se desarrollará en siguientes puntos del capítulo.
Cables
- Monitorización- Vigilancia- Mantenimiento y reparaciones
- Inversor- Cables- Subestación de
transformación de la planta- Línea de evacuación
Equipos eléctricos
Módulos FV
Servicios
Línea de evacuación
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Subestación de transformación y líneas de evacuación: en función del tamaño de la
instalación, puede ser necesaria la presencia de una subestación propia con su
consiguiente línea de evacuación a red.
Otros elementos auxiliares: dentro de esta categoría pueden encontrarse otros elementos
de la instalación, de menor relevancia en cuanto a inversión o esfuerzo de mantenimiento.
Por ejemplo: cableado o tornillería.
Asimismo, la instalación también podrá contar con equipos electrónicos auxiliares, en el
caso de que se desee que la instalación cuente con servicios adicionales que
complementen la generación de energía. Por ejemplo: sistemas de medida y control para
monitorización de la instalación, sistemas de vigilancia, acumuladores o baterías para
almacenamiento de energía, etc.
2.2 Clasificación de las diferentes células fotovoltaicas según su
tecnología
Las tecnologías FV se pueden clasificar de acuerdo al tipo de semiconductor utilizado por las
células FV:
Silicio cristalino
Capa delgada rígida
Capa delgada flexible
Fotovoltaica de concentración
En base a esta clasificación, las principales tecnologías disponibles actualmente se muestran en
la siguiente Figura:
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Ilustración 7: Clasificación de las principales tecnologías FV en función de la tecnología
Nota: 1Diseleniuro de cobre e indio;
2 Diseleniuro de cobre, indio y galio;
3 Teluro de cadmio;
4 Silicio amorfo
de unión simple; 5 Silicio micromorfo;
6 Silicio amorfo de triple unión
Fuente: Análisis de Creara
2.2.1 Silicio cristalino (c-Si): mono y policristalino
Las células de silicio mono y policristalino son a día de hoy la tecnología predominante, ya
que representan más del 80% del mercado FV. Este hecho se explica en parte por la
madurez de esta tecnología, que cada vez ofrece precios más competitivos con una
eficiencia media - alta en comparación con otras tecnologías fotovoltaicas.
La diferencia entre las células de silicio monocristalino y policristalino reside en la estructura
atómica del material, que depende de la técnica de fabricación utilizada.
En el caso de las células monocristalinas, la célula se genera como un solo cristal.
Por lo contrario, las células policristalinas están compuestas de una multitud de
monocristales de gran tamaño, lo que implica una disminución del costo de
fabricación pero también una disminución del rendimiento.
A su vez, las células de silicio monocristalino se pueden segmentar en estándar
(eficiencia del módulo inferior al 20%) y no estándar o de alta eficiencia (eficiencia
superior al 20%)1.
La eficiencia de los módulos puede verse reducida por las altas temperaturas y la luz directa,
ya que estas condiciones afectan negativamente al correcto funcionamiento del panel.
1 Sanyo (actualmente parte del Grupo Panasonic) y Sunpower fabrican este tipo de células y son además
propietarias de las patentes que protegen su modo de producción.
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Ilustración 8: Comparación del silicio monocristalino y el silicio policristalino a nivel de la
estructura atómica y a nivel de la célula
2.2.2 Capa delgada rígida y flexible
Las células de capa delgada son una alternativa económica a las células de silicio cristalino
al sustituir este material por otros materiales semiconductores más baratos pero menos
eficientes. Como consecuencia de esta menor eficiencia, para obtener la misma potencia
instalada se necesita más superficie cubierta de módulos de capa delgada que de silicio
cristalino. Asimismo, los nuevos componentes hacen que estos módulos sean más ligeros,
lo que facilita su instalación y transporte.
Existen numerosos tipos de células de capa delgada, aunque todas se componen de dos
elementos principales:
Material absorbente
Es una lámina delgada que se deposita sobre el substrato de un material
semiconductor encargado de absorber la radiación solar; es decir; el equivalente al
silicio cristalino utilizado en las células convencionales.
Contrariamente a las tecnologías de silicio cristalino, la mayoría de las tecnologías de
capa delgada soporta muy bien las altas temperaturas y la luz indirecta.
En la actualidad, los materiales absorbentes utilizados a nivel industrial son
esencialmente silicio depositado (silicio amorfo (a-Si:H) o silicio microcristalino (µc-
Si)) o materiales policristalinos (CdTe, CIGS).
Substrato
El substrato es el componente pasivo, que sirve de soporte para el material
absorbente y que aporta a la célula estabilidad mecánica. Distinguimos entre los
substratos flexibles (acero inoxidable, plásticos) y los substratos rígidos (vidrios,
cerámicas).
Esquema de
la estructura
atómica del
material
Célula
Silicio monocristalino Silicio multicristalino
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En ambos casos se trata de materiales más ligeros que los empleados en los
módulos de silicio cristalino, lo que abre los posibles lugares y las formas de
instalación.
Ilustración 9: Principales tecnologías de capa delgada
2.2.3 Fotovoltaica de concentración
Las células de concentración nacen como una alternativa a las células convencionales de
silicio cristalino con el objetivo de obtener una tecnología de alta eficiencia aunque con
costes elevados.
Esta tecnología se basa en la reducción del tamaño de la célula y en la concentración de la
radiación mediante componentes ópticos (espejos, lentes), llegando a multiplicarse hasta
1.000 veces la cantidad de radiación recibida por cm2 de célula. De esta forma, se reduce
notablemente el uso de material absorbente pero se mantienen niveles de eficiencia
elevados.
La unidad que expresa la cantidad de concentración solar es el “sol” o “soles” (en plural). Un
sol representa 1 kW/m2
Ilustración 10: Comparación esquemática entre un sistema FV convencional y un sistema FV
de concentración
Dentro de las tecnologías de concentración, podemos distinguir dos grandes grupos:
Tecnología Material absorbente Substrato
a-Si (1x) Silicio amorfo Rígido
a-Si (3x) Silicio amorfo triple unión Flexible
a-Si/uc-Si Silicio amorfo / Silicio microcristalino Rígido
CdTe Teluro de cadmio Rígido
CIGS Diseleniuro de Cobre Indio y GalioRígido
Flexible
Radiación
Sistema óptico
Célula FV
Sistema FV convencional Sistema FV de concentración
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2.2.3.1 Fotovoltaica de baja/media concentración (LCPV y MCPV)
Esta tecnología suele emplear células convencionales de silicio cristalino adaptadas,
montadas en estructuras estáticas o sistemas de seguimiento a 1 eje. El factor de
concentración utilizado varía entre 2 y 5 soles (LCPV) y entre 5 y 100 soles (MCPV).
2.2.3.2 Fotovoltaica de alta concentración (HCPV)
Esta tecnología emplea células denominadas III-V, que emplean semiconductores de los
grupos III a V de la tabla periódica de los elementos. Estos sistemas son sensibles
exclusivamente a la radiación directa, por lo que se hace imprescindible utilizar sistemas de
seguimiento a dos ejes muy precisos.
El factor de concentración varía entre 100 y 1.000 soles, lo que implica que la célula es
sometida a temperaturas muy altas, por lo cual es necesario utilizar disipadores de calor.
Este alto factor de concentración permite utilizar células de superficie muy pequeña (2mm2 –
2cm2).
A nivel productivo, la fotovoltaica de concentración aún se encuentra en una fase prematura
de desarrollo y tiene numerosos retos por delante entre los que destacan la automatización
y optimización de su fabricación lo que reduciría significativamente los costes.
Así mismo, también se hace necesario un mayor desarrollo de la tecnología para conseguir
mejores eficiencias en las células de producción, en los elementos ópticos y desarrollar
sistemas de seguimiento más ligeros, robustos y precisos.
2.2.4 Cuota de mercado de las tecnologías FV
Los reducidos costes de producción de las tecnologías mono y policristalinas junto con los
récords obtenidos en cuanto a eficiencia (tanto a nivel de célula como de módulo) permiten
que se mantenga como la tecnología líder del mercado (>80% del total). De esta manera,
esta tecnología se impone a las de capa delgada, que aunque hace pocos años gozaban de
perspectivas de crecimiento optimistas, actualmente representan menos del 20% del
mercado global.
Los módulos de silicio monocristalino con eficiencias superiores al 20% (llamados mono c-Si
no estándar o de alta eficiencia) alcanzan una cuota de apenas el 3%.
Por último, la tecnología FV de concentración, con menos del 1% de la producción mundial,
se encuentra en una fase de desarrollo poco avanzada.
La siguiente Figura muestra la evolución de la segmentación de la producción mundial de
células en función de la tecnología utilizada en los últimos años. Es importante destacar que
este gráfico no muestra cuotas de mercado, sino simplemente volúmenes producidos de las
principales tecnologías FV desde 2009 hasta 2013 (estimado):
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Ilustración 11: Evolución de la segmentación de la producción mundial de células FV
Nota: 1Paneles no estándar de silicio monocristalino, fabricado por Sunpower y Panasonic (>20%
eficiencia de panel)
Fuente: EPIA Global Market Outlook for PV 2013 – 2017; Análisis De Creara
De acuerdo con datos de EPIA (European Photovoltaic Industry Association), la distribución
actual de la fabricación de tecnologías FV permanecerá hasta al menos el año 2017.
Además, dicha organización destaca las siguientes tendencias:
Se espera que la tecnología de silicio cristalino mantenga su cuota de mercado
principalmente debido a la madurez de la tecnología y la creciente capacidad
fabricación instalada en China y otros países de Asia - Pacífico.
La rápida evolución de la eficiencia de las tecnologías CdTe y CIGS supone una
barrera para aquellas tecnologías de capa delgada con eficiencias por debajo del
10% (silicio amorfo y silicio microcristalino).
Además, se espera que el mercado de FV de concentración empiece a representar
un nicho de mercado de manera sostenida en los próximos años (~1% del mercado
en el año 2017), impulsado principalmente por los proyectos en curso en la zona de
comúnmente conocida como “Sunbelt Region”.
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2.3 Tipo de instalaciones FV en función de su localización y estructura
soporte
Como se describe con anterioridad, la estructura soporte se encarga de asegura el anclaje del
generador solar y proporciona la orientación y el ángulo de inclinación idóneo para el mejor
aprovechamiento de la radiación. Al mismo tiempo, esta estructura proporciona a los módulos la
resistencia necesaria para aguantar los elementos atmosféricos: viento, nieve, lluvia, heladas, etc.
En cuanto a la orientación de las estructuras, esta siempre será preferiblemente sur (en el caso
del hemisferio norte), pues es la posición donde se aprovecha mejor la radiación emitida por el Sol
a lo largo de todo el día. Tan sólo en circunstancias muy especiales (existencia de algún obstáculo
que genere sombras) se podrá variar ligeramente la orientación.
El ángulo de inclinación deberá adaptarse al recorrido que haga el Sol, intentando en la medida de
lo posible que los rayos solares incidan en la superficie de los paneles con un ángulo de 90º.
En la actualidad existen diferentes tipos de instalación en función de su localización y del tipo de
estructuras utilizadas.
2.3.1 Instalaciones FV en suelo
Típicamente es la forma clásica y más robusta de instalación FV, ya que al estar en el suelo
la fuerza del viento soportada tiende a ser menor. Además, tanto la instalación de la
estructura como de los paneles fotovoltaicos es relativamente sencilla.
Los principales inconvenientes de este tipo de instalación son la excesiva accesibilidad y la
mayor probabilidad de que puedan producirse sombras parciales. A la mayoría de estas
instalaciones se las suele proteger por medio de un cerramiento metálico.
En este tipo de estructuras podemos encontrar tres tipos de ejes:
2.3.1.1 Estructura fija
Este tipo de eje es uno de los más comunes. Se trata de una estructura en forma de cuña
que se orienta en el ángulo de mejor aprovechamiento de la radiación.
Ilustración 12. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo con eje fijo
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2.3.1.2 Seguidor de un eje
Este tipo de seguidor permite modificar el ángulo para poder captar la radiación solar mejor
según la época del año en la que se encuentre. El seguidor dispone de un motor que
permite adoptar dos ángulos de inclinación según la estación.
Ilustración 13. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo de un eje.
2.3.1.3 Seguidor de dos ejes
Es un sistema formado por un seguidor a doble eje que gira alrededor de un eje central,
variando también la inclinación de los módulos. Es decir: permite modificar el ángulo norte-
sur y bascula simultáneamente en sentido este-oeste. De esta manera, este dispositivo
puede alcanzar una producción mayor con un menor número de módulos.
Ilustración 14. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de suelo de doble eje.
2.3.2 Instalaciones FV en cubierta
La instalación en la cubierta de un edificio proporciona típicamente un emplazamiento con
reducidos sombramientos, si bien presenta una mayor dificultad en el acceso e instalación
de los componentes que las instalaciones en suelo.
En este tipo de instalaciones podemos encontrar típicamente tres tipos de estructuras:
2.3.2.1 Fotovoltaica integrada en edificios (BIPV)
Se trata de paneles fotovoltaicos perfectamente integrados en el techo o en las paredes de
un edificio para que proporcionen una barrera externa al viento, la lluvia, etc. Es decir: el
módulo ha de constituir parte activa de la construcción del edificio, no solo estar anexionado
al mismo. Por ello, esta instalación debe realizarse en colaboración con el arquitecto y
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constructor del edificio, que deberán tener en cuenta el elemento como parte de la
construcción.
Este tipo de módulos también se conoce como BIPV, de las siglas en inglés de Building
Integrated Photovoltaics.
Ilustración 15. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta BIPV
2.3.2.2 Cubierta inclinada
Consiste en emplear la propia inclinación de la cubierta del edificio, siempre que esta esté
en la orientación e inclinación adecuadas para la instalación de los diferentes paneles
fotovoltaicos.
El sistema de montaje utiliza rieles unidos en la parte superior de la cubierta (tejas o chapa)
que sirve como base para los módulos solares. También podría crearse una pequeña
estructura encima de la cubierta para mejorar la inclinación existente.
Ilustración 16. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta inclinada.
2.3.2.3 Cubierta plana
Al contrario que la cubierta inclina, en este caso no se dispone de una cubierta con
inclinación para poder instalar los paneles fotovoltaicos. Por tanto, para poder instalar los
módulos será necesario crear una estructura que les proporcione una inclinación suficiente
como para poder captar la radiación solar.
Ilustración 17. Ejemplo de una instalación fotovoltaica de cubierta plana.
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3. CONTEXTO REGULATORIO
3.1 Contexto histórico de la regulación renovable en España
El desarrollo del marco regulatorio que normaliza la producción de energía eléctrica a partir de
fuentes renovables se ha producido a lo largo de los últimos 15 años. A lo largo de este periodo se
han atravesado varias fases de desarrollo normativo, con marcadas diferencias en la
intencionalidad del mismo. Esta intencionalidad ha variado desde una primera etapa en la que
simplemente se perseguía una regularización de este tipo de producción eléctrica en el sistema,
seguida por un periodo de incentivación y expansión de la presencia renovable hasta la actual
fase de contención de incentivos para este tipo de tecnologías.
El primer desarrollo normativo formal se produce con la Ley 54/1997 o Ley del Sector Eléctrico,
que establece los principios de un nuevo modelo de funcionamiento basados en la libre
competencia y considerando otro novedosos aspectos como la mejora de la eficiencia energética,
la reducción del consumo y la protección del medio ambiente. Esta ley reconoce la existencia de
un régimen ordinario y un régimen especial de producción de energía eléctrica. En este último se
incluye la producción de energía eléctrica mediante fuentes de energías renovables, cogeneración
de alto rendimiento y residuos.
Tras esta primera ley se elaboran sucesivas normas reglamentarias que incluyen los primeros
incentivos económicos para las energías renovables:
Real Decreto 2818/1998, sobre producción de energía eléctrica a través de instalaciones
abastecidas por recursos o fuentes de energía renovables, residuos o cogeneración. Este
Real Decreto introduce incentivos económicos para aumentar la competitividad de
determinadas instalaciones renovables y favorecer así su presencia en el mercado.
Real Decreto 841/2002, por el que se regula la actividad de las instalaciones de producción
de energía eléctrica en régimen especial y se establece un marco de incentivos más
amplio que el existente para aumentar su participación en el mercado de producción.
También se determinan nuevas obligaciones sobre la información de previsiones de
producción y se define el proceso de adquisición de la energía eléctrica por las empresas
comercializadoras.
Ambos reales decretos son derogados en 2004 por el Real Decreto 436/2004, por el que se
establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico
de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
Este Real Decreto tiene como objetivo unificar la normativa existente relacionada con la
producción y venta de energía eléctrica en régimen especial. Para conseguirlo, se define un
sistema basado en la libre voluntad del titular de la instalación para decidir si vender su producción
o excedentes de energía eléctrica al distribuidor o vender dicha producción o excedentes
directamente en el mercado diario, en el mercado a plazo o a través de un contrato bilateral:
En el primer caso, la retribución la conforma una tarifa que es definida como un porcentaje
de la Tarifa Eléctrica Media (TEM) o de referencia regulada en el Real Decreto 1432/2002,
de 27 de diciembre.
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En el segundo, el titular percibía un precio negociado en el mercado más un incentivo por
participar en él y una prima, si la instalación concreta tiene derecho a percibirla. Este
incentivo y esta prima complementaria se definían también genéricamente como un
porcentaje de la tarifa eléctrica media o de referencia.
Posteriormente, se aprueba el Real Decreto 661/2007 por el que se regula la actividad de
producción y venta de energía eléctrica en régimen especial y que deroga la regulación existente
en la materia. Esta normativa, muy ventajosa para el sector renovable, favorece una muy rápida
implementación de algunas energías (principalmente, energía fotovoltaica y eólica), superando
ampliamente las previsiones iniciales realizadas por el regulador. Esta circunstancia, unida a la
progresiva reducción de los costes tecnológicos, impulsa al regulador a realizar sucesivas
correcciones en la normativa en un espacio corto de tiempo con el objetivo de “…garantizar la
rentabilidad razonable y la propia sostenibilidad financiera del sistema”. Entre las principales
correcciones efectuadas, que impactan de una forma especialmente significativa al desarrollo
solar fotovoltaico y solar termoeléctrico, se encuentran los siguientes:
El Real Decreto 1578/2008, que reduce considerablemente los incentivos especificados en
el RD 661/2007 incluyendo medidas retroactivas para instalaciones ya existentes.
Siguiendo el nuevo marco se aprueba el Real Decreto-ley 6/2009, por el que se adoptan
determinadas medidas en el sector energético y se aprueba el bono social, que obliga a los
promotores a contar con una serie de licencias, autorizaciones y otros para tener
reconocido el sistema económico de aplicación. De esta manera, se podrá planificar las
instalaciones pertenecientes al régimen especial, y conocer la distribución en el tiempo de
las primas de retribución y por tanto el impacto en los costes que se imputan al sistema
tarifario.
Real Decreto 1003/2010, por el que se regula la liquidación de la prima equivalente a las
instalaciones de producción de energía eléctrica de tecnología fotovoltaica en régimen
especial.
Real Decreto 1565/2010, por el que se regulan y modifican determinados aspectos
relativos a la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
Real Decreto 1614/2010, por el que se regulan y modifican determinados aspectos
relativos a la actividad de producción de energía eléctrica a partir de tecnologías solar
termoeléctrica y eólica. Fundamentalmente, se introduce una limitación de las horas
equivalentes de funcionamiento con derecho a prima o prima equivalente de las
instalaciones de este tipo de tecnologías.
A estas modificaciones reglamentarias se añadieron diversas medidas adoptadas con
carácter de urgencia, como las plasmadas en el Real Decreto-ley 6/2010 (medidas para el
impulso de la recuperación económica y el empleo) y en el Real Decreto-ley 14/2010 (por
el que se establecen medidas urgentes para la corrección del déficit tarifario del sector
eléctrico). En esta última norma, además de crear un peaje de generación, se limitan las
horas de funcionamiento con derecho a retribución primada de las plantas fotovoltaicas
(como ya se había hecho para la tecnología eólica y termoeléctrica en el RD 1614/2010).
En 2012, con el Real Decreto-ley 1/2012, se endurecen todavía más las medidas reglamentarias,
suspendiendo los procedimientos de preasignación de retribución y eliminando los incentivos
económicos para las nuevas instalaciones de cogeneración, fuentes de energía renovables y
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residuos. Esta normativa paraliza de forma efectiva el casi 100% del mercado renovable español.
El sector se limita a seguir con actividades de operación de plantas ya existentes, la búsqueda de
nuevos mercados en el extranjero y la definición de nuevos modelos de negocio en nichos de
mercado, como el autoconsumo de energía eléctrica (frente a la tradicional venta de la
electricidad a mercado). Es precisamente este modelo de negocio el que centra la nueva actividad
FV en España para plantas de pequeño tamaño, aunque en un marco de indefinición legal e
incertidumbre regulatoria que dura hasta el día de hoy, tal y como se describe más adelante en
este mismo capítulo.
El 1 de febrero de 2013 se aprueba el Real Decreto-ley 2/2013, que establece medidas urgentes
en el sistema eléctrico y que establece duras medidas retroactivas sobre la retribución de plantas
ya existentes (anteriores al RD-ley 1/2012). Entre otros aspectos, suprime la opción de venta al
precio de mercado más prima para aquellas tecnologías a las que era aplicable y especifica un
nuevo marco para el cálculo de la retribución de las instalaciones (acogidas hasta el momento al
marco retributivo de anteriores RD).
En ese contexto, y en menos de un año, se promulga el Real Decreto-ley 9/2013, por el que se
adoptan medidas urgentes para garantizar la estabilidad financiera del sistema eléctrico. Este Real
Decreto habilita al Gobierno para aprobar un nuevo régimen jurídico y económico para las
instalaciones de producción de energía eléctrica ya existentes a partir de fuentes de energía
renovables, cogeneración y residuos. Este cambio regulatorio causa una profunda revolución en el
sector, sumido todavía a día de hoy en procesos judiciales para tratar de revertir o minimizar el
impacto económico sufrido
El Real Decreto 413/2014 define el nuevo esquema de retribución para venta de electricidad al
mercado de las instalaciones ya operativas, ya adelantado en el RD-ley 9/2013. El sistema de
retribución está compuesto por los siguientes componentes:
Retribución a la inversión: un término por unidad de potencia instalada que, según el
regulador, cubre (sólo cuando proceda), los costes de inversión para cada instalación tipo
que no puedan ser recuperados por la venta de la energía en el mercado.
Retribución a la operación: un término a la operación que según el regulador, cubre (en
caso de que proceda), la diferencia entre los costes de explotación y los ingresos por la
participación en el mercado de producción de dicha instalación tipo
En el caso concreto de las zonas no peninsulares, como es el caso de la Comunidad Autónoma
de Canarias, el régimen retributivo podrá incorporar excepcionalmente un incentivo a la inversión
cuando la instalación suponga una reducción significativa de los costes de generación.
Con el fin de incentivar la generación renovable en los territorios no peninsulares también se
desarrolla y aprueba la Orden IET/1459/2014, de 1 de agosto, por la que se aprueban los
parámetros retributivos y se establece el mecanismo de asignación del régimen retributivo
específico para nuevas instalaciones eólicas y fotovoltaicas en los sistemas eléctricos de
los territorios no peninsulares. En ella se desarrolla el mecanismo de asignación del régimen
retributivo específico, que se realizará mediante subastas que podrá convocar el Secretario de
Estado de Energía siempre que se cumplan determinadas condiciones técnicas y de sostenibilidad
económica del sistema.
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3.2 Situación actual de la regulación en Canarias para la venta de
electricidad renovable
Tal y como se ha comentado anteriormente, a día de hoy la venta de electricidad de origen
renovable (eólico y fotovoltaico) se rige en los territorios no peninsulares por el RD 413/2014 y la
Orden IET/1459/2014.
Al contrario que en el resto de España, los territorios no peninsulares presentan un régimen
retributivo aplicable también a nuevas instalaciones eólicas y fotovoltaicas. Esto es debido a
que el regulador reconoce que en estas zonas de España el coste de generación a partir de
tecnologías renovables es inferior al coste de generación de sus respectivos mix eléctricos
(predominantemente, basados en tecnologías térmicas de origen fósil). Por tanto, el incentivo de
las energías renovables en estas zonas es justificable desde un punto de vista económico para
favorecer el equilibrio del sistema eléctrico.
El régimen retributivo propuesto por el regulador se basa en estudios económicos realizados
sobre instalaciones tipo para cada emplazamiento considerado. Para cada emplazamiento no
peninsular se ha definido qué parámetros son razonables considerar para una instalación
renovable en materia de inversión, vida útil, horas de funcionamiento, costes, ingresos esperados
en el mercado eléctrico, etc. Definiendo una rentabilidad razonable (que el regulador marca como
7,503%) se determinan dos incentivos, que el regulador proporcionará adicionalmente a lo
obtenido por la venta de electricidad en el mercado:
Retribución a la inversión: si el regulador considera que la instalación va a necesitar un
incentivo económico para lograr la rentabilidad marcada del 7,503%
Incentivo a la inversión por reducción de costes de generación: si el regulador considera
que la tecnología renovable abarata de forma efectiva el mix eléctrico de la zona
Para asignar la retribución a las instalaciones solicitantes, el regulador realizará un proceso de
subastas por el que los solicitantes se postularán en dicha puja con reducciones de los incentivos
propuestos originalmente. Se realiza una excepción para las instalaciones eólicas, para las que se
establece un primer cupo de 450 MW en Canarias que no requerirá de proceso de subasta y se
asignará de forma directa por parte del regulador.
La Orden IET/1459/2014 específica que los incentivos originales (antes de subasta) a aplicar en la
Isla de La Palma serán los siguientes:
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Tabla 4: Parámetros retributivos para nuevas instalaciones renovables en la Isla de La Palma
Tecnología considerada
Año de autorización de explotación de la
instalación
Retribución a la inversión 2014 – 2016
(Eur/MW)
Incentivo a la inversión por reducción de costes
de generación (Eur/MWh)
Fotovoltaica tipo I 2
2014 122.334 0
2015 108.441 0
2016 102.294 0
Fotovoltaica tipo II 3
2014 95.850 5,53
2015 90.156 5,53
2016 84.954 5,53
Eólica
2014 87.521 7,48
2015 87.299 7,48
2016 87.451 7,48
Fuente: Orden IET/1459/2014
Una de las debilidades del sistema, según el sector renovable, es que la cuantía de dichos
incentivos sólo está definida hasta el 2016. A partir de ahí, el regulador podrá recalcularlos e
incluso eliminarlos, tanto para plantas de nueva construcción como para aquellas que ya están en
operación y disfrutando de los incentivos. Por tanto, es imposible determinar a día de hoy la
retribución que obtendrán las plantas a lo largo de toda su vida útil. Este hecho aumenta en gran
medida la incertidumbre del inversor a la hora de acometer una nueva instalación renovable y,
según el sector, lastrará el éxito de la regulación.
3.3 Situación regulatoria del autoconsumo eléctrico
Hasta finales de 2011, el autoconsumo renovable en España se encontraba en un estado de
alegalidad, con contradicciones manifiestas entre diferentes reglamentos, leyes y declaraciones de
órganos autonómicos y centrales competentes.
A finales de 2011 el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio publica el Real Decreto
1699/2011, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía
eléctrica de pequeña potencia. Este RD pretende facilitar el proceso administrativo de pequeñas
instalaciones renovables para generación eléctrica. Asimismo, el RD anuncia una futura
regulación a corto plazo que, acorde con las nuevas facilidades administrativas, permita e
incentive el autoconsumo para pequeñas instalaciones. El RD se refiere con este anuncio a la
2 Instalaciones sobre cubiertas
3 Instalaciones sobre suelo
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modalidad regulatoria conocida como balance neto. El Ministerio llega a publicar una propuesta
de Real Decreto, describiendo el procedimiento, que sin embargo nunca llega a aprobarse.
El balance neto es un procedimiento de compensación de saldos de energía eléctrica para
instalaciones de producción dedicadas al autoconsumo, bien instantáneo o bien diferido,
fuera del régimen jurídico de producción de energía eléctrica y enfocado al consumidor. Es
por ello un mecanismo regulatorio habitual para fomentar el desarrollo de instalaciones de
generación distribuida dedicadas al autoconsumo.
En el caso de fuentes de energía no gestionables (por ejemplo, las instalaciones
fotovoltaicas o las eólicas), el usuario no puede ajustar el momento de producción al
momento de demanda de energía. La siguiente ilustración muestra de forma cualitativa
cómo la generación de por ejemplo, una instalación FV para un usuario doméstico a lo
largo del día, no se ajusta a su curva de consumo.
Ilustración 18: Consumo eléctrico y generación FV de un usuario doméstico a lo largo de un
día
Fuente: IDAE; Análisis de Creara
Un mecanismo de balance neto permitiría al usuario utilizar el sistema eléctrico para
“almacenar” sus excedentes puntuales de producción y recuperarlos en los momentos en
los que los necesite (auto-consumo diferido). Por esa energía “recuperada” (auto-consumo
diferido), al usuario se le podría requerir pagar un peaje al sistema a definir por el
regulador.
A la propuesta presentada por el Ministerio en 2011, y tras las alegaciones pertinentes y el cambio
de Gobierno, sigue un largo periodo temporal sin ninguna ratificación en forma de RD o de nueva
propuesta regulatoria por parte del Ministerio hasta julio de 2013. En esa fecha, el Ministerio
publica un nuevo borrador de RD para regular el autoconsumo renovable e incentivar la
generación distribuida.
El 18 de julio de 2013 el Ministerio publica el “Proyecto de RD por el que se establece la
regulación de las condiciones administrativas, técnicas y económicas de las modalidades de
suministro de energía eléctrica con autoconsumo y de producción con autoconsumo”. Las
-3,0
-2,0
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
kW
Consumo cubierto con
electricidad de la red
Electricidad excedente
(EE) FV
Consumo cubierto con
electricidad FV (energía autoconsumida
instantáneamente)
Consumo
eléctrico
Generación
FV
Fuente: IDAE; Análisis de Eclareon
Horas del día
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principales novedades de este borrador son el descarte definitivo de la modalidad de balance
neto, así como la inclusión de la figura del peaje de respaldo.
Los productores de energía que quieran autoconsumir su producción eléctrica deberán
hacerlo de forma instantánea (es decir, en el mismo momento en que la instalación está
produciendo la electricidad, sin posibilidad de acceder al sistema eléctrico para
“almacenar” los excedentes)
Además, y para compensar las posibles distorsiones que este modelo pudiera causar al
sistema, el consumidor estará obligado al pago de un peaje por cada kWh que
autoconsuma de su propia instalación
Toda la electricidad que no sea autoconsumida se verterá a la red eléctrica sin ningún tipo
de compensación a cambio
El borrador propone una cuantía determinada para los peajes de respaldo: el valor depende de la
tarifa contratada por el consumidor, diferenciando también entre los distintos tramos de la tarifa (si
aplica).
Tabla 5: Peajes de respaldo para autoconsumo en baja tensión en función de la tarifa contratada por el consumidor
Peaje de baja tensión Peaje de respaldo (Eur/kWh)
Periodo 1 Periodo 2 Periodo 3
2.0 A (Pc ≤ 10 kW) 0,067568
2.0 DHA (Pc ≤ 10 kW) 0,089129 0,008964
2.0 DHS (Pc ≤ 10 kW) 0,089129 0,0106242 0,007294
2.1 A (10 < Pc ≤ 15 kW) 0,07508
2.1 DHA (10 < Pc ≤ 15 kW) 0,093578 0,020259
2.1 DHS (10 < Pc ≤ 15 kW) 0,093578 0,02574 0,012941
3.0 A (Pc > 15 kW) 0,040596 0,025953 0,009265
Fuente: Proyecto de RD por el que se establece la regulación de las condiciones administrativas, técnicas y
económicas de las modalidades de suministro de energía eléctrica con autoconsumo y de producción con autoconsumo
Para los sistemas no peninsulares, el regulador propone una reducción de los peajes hasta el
2019 con el fin de incentivar el autoconsumo renovable en dichos sistemas. Esta reducción se
regirá por la siguiente fórmula, e intenta plasmar la diferencia entre el coste de generación
peninsular y el de sistemas no peninsulares:
Ecuación 1: Reducción del peaje de respaldo para los consumidores acogidos a una modalidad de autoconsumo en los sistemas eléctricos insulares y extra peninsulares
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Siendo:
PRSEIEi: Peaje de respaldo en el sistema aislado i
PR: Peaje de respaldo previsto en la regulación (ver Tabla 5)
PRi: Cociente entre el coste variable de generación anual a efectos de liquidación y la
demanda en barras de central en el sistema eléctrico aislado i
PEp: Media anual del precio final horario peninsular
Ci: Coeficiente que tomará un valor de 0,15
A finales de 2014 el Ministerio anuncia la próxima publicación definitiva de un reglamento que
regule el autoconsumo renovable, en línea con el borrador de 2013, y fija la fecha en el primer
trimestre de 2015.
3.4 Obligaciones técnicas del uso de la energía FV en edificación
El Código Técnico de la Edificación (CTE) incluye la obligación de instalación de energía FV en
determinados edificios (Sección HE 5), tanto para nueva construcción como para rehabilitación.
Concretamente, se obliga el uso de la energía FV en los siguientes supuestos:
Edificios de nueva construcción y a edificios existentes que se reformen íntegramente, o en
los que se produzca un cambio de uso característico del mismo, para los usos indicados en
la Tabla 6 cuando se superen los 5.000 m2 de superficie construida
Ampliaciones en edificios existentes, cuando la ampliación corresponda a alguno de los
usos establecidos en Tabla 6 y la misma supere 5.000 m2 de superficie construida
Tabla 6: Ámbito de aplicación de la Sección HE 5 del CTE
Tipo de uso
Hipermercado
Multi-tienda y centros de ocio
Nave de almacenamiento y distribución
Instalaciones deportivas cubiertas
Hospitales, clínicas y residencias asistidas
Pabellones de recintos feriales
El CTE no especifica de qué modo debe emplearse la energía FV producida (venta a mercado,
autoconsumo, etc.) y lo deja a criterio del dueño o promotor de la instalación.
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4. DISEÑO BÁSICO DE LA INSTALACIÓN PROPUESTA
4.1 Emplazamiento
En el presente informe se describe el estudio técnico-económico de una instalación FV en el
Mercado Municipal, situado en el municipio de Santa Cruz de la Palma. Las características
generales del edificio se muestran a continuación:
Tabla 7. Datos básicos del Mercado Municipal
Nombre del centro Mercado Municipal
Dirección Avenida el Puente 16, 3 38700 Santa Cruz de la Palma
Superficie cubierta (m²) 654
Horario de actividad Lunes a viernes de 9:00 a 15 :00
Consumo eléctrico anual (kWh) 337.986
Ilustración 19: Vista exterior del edificio
Fuente: Imagen de Creara
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El municipio de Santa Cruz de la Palma se encuentra situado en la zona este de la Isla de La
Palma, tal y como muestra el siguiente mapa.
Ilustración 20: Situación de Santa Cruz de la Palma
Según datos de PV GIS4, los datos de irradiación global media en este Ayuntamiento por metro
cuadrado y para una instalación de módulos de silicio cristalino y estructura fija, son las siguientes:
Ilustración 21: Irradiación global media por m2 en Santa Cruz de la Palma para estructura fija
y módulo de silicio cristalino
Fuente: PV GIS
4 PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System): base de datos de recursos solares en Europa y
África perteneciente al Instituto de Energía y Transporte (IET) de la Comisión Europea
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Tal y como se observa en la Ilustración 21, la irradiación media mensual ronda los 155 kWh/m2
para un plano horizontal y los 167 kWh/m2 para un plano de inclinación óptima (que para esta
localización es de 25º). Esto supone una irradiación anual de 1.870 kWh/m2 para plano horizontal
y 2.010 kWh/m2 para plano óptimo.
4.2 Diseño básico de la instalación
Considerando el emplazamiento escogido para la instalación y la intencionalidad de este proyecto
de acometer medidas que incentiven la eficiencia y el ahorro energético, se propone una
instalación en modalidad de autoconsumo. Para poder realizar los cálculos económicos
pertinentes se tomará como referencia el borrador de RD de Autoconsumo (ver capitulo 3.3
Situación regulatoria del autoconsumo eléctrico), cuya aprobación se espera en los primeros
meses del 2015.
En cuanto a la potencia de la instalación, la principal limitación es el patrón de consumo del
edificio para optimizar la energía autoconsumida y minimizar la vertida a red. Además, habrá que
tener en cuenta la superficie disponible y libre de sombras en la cubierta del edificio para
determinar si la potencia óptima es realizable al 100%.
El análisis de optimación de potencia se realiza según se describe a continuación:
En primer lugar se analiza el consumo horario del edificio a lo largo de un año (información
obtenida en la auditoría energética realizada por el equipo técnico de Creara)
Se modela la producción FV tipo para ese emplazamiento, según curvas de producción del
CTE (Código Técnico de la Edificación)
Cruzando las dos curvas y realizando los análisis de sensibilidad pertinentes, se determina
la potencia máxima que debe tener la instalación para que el vertido de electricidad a red
sea el mínimo posible
A continuación se muestra el consumo eléctrico horario del edificio en enero en base a la auditoría
energética realizada en el mismo (para el resto de los meses se realiza un análisis análogo):
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Ilustración 22: Consumo horario medio en enero del edificio estudiado – Horario solar
Fuente: Análisis de Creara
Según el CTE, la curva horaria de producción FV en Canarias (zona V) se corresponde, también
en el mes de enero, al siguiente patrón.
Ilustración 23: Curva de producción FV tipo para el mes de enero en Canarias (zona V) -
Horario solar
Fuente: CTE
Para una instalación de 1 kWp de potencia instalada y con las condiciones de irradiación del
emplazamiento, obtendríamos la siguiente producción:
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Ilustración 24: Curva de producción FV para el mes de enero en una instalación de 1kWp para
el emplazamiento estudiado - Horario solar
Fuente: Análisis de Creara
Realizando el análisis gráfico para todos los meses del año y en base a lo expuesto con
anterioridad en este apartado, se obtiene que la potencia óptima de una instalación FV para
autoconsumo es de 40 kW. Para esta planta FV se ha escogido la tecnología de silicio cristalino
por ser la que presenta una mayor madurez y fiabilidad a nivel comercial.
Para esta potencia se necesita una superficie aproximada de 360 m2. Dado que la superficie útil
de cubierta de este edificio es de 654 m2, el espacio disponible no supone una limitación para el
tamaño de la instalación.
La inclinación de los módulos será tal que la energía producida anualmente sea la máxima. Se
elige por tanto la inclinación óptima en función de la latitud del emplazamiento. En el caso de
Santa Cruz de La Palma: 25º.
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4.3 Presupuesto básico
Para el diseño de esta instalación y el cálculo del CAPEX a considerar, se ha tomado como valor
de referencia 1,5 Eur/Wp instalado, en modalidad llave en mano. Este valor se ha obtenido tras
consultar el mercado internacional actual para instalaciones de pequeña potencia en cubierta y
contrastar con expertos locales las particularidades de la Isla de La Palma.
Para la potencia total diseñada para esta instalación, el presupuesto total de la planta sería de
60.000 Euros, desglosados según las siguientes partidas:
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Tabla 8. Ponderación de los costes de inversión de la instalación FV propuesta (CAPEX)
Categoría Peso en la partida
presupuestaria
Módulos FV 44%
Módulos policristalinos
Componentes BOS (Balance of System) 21%
Inversor
Estructura
Monitorización
Otros componentes
Servicios EPC 15%
Diseño de ingeniería
Preparación de cubierta/ terreno
Instalación de la estructura
Instalación de los módulos
Instalación eléctrica
Otros
Costes logísticos y de project management 8%
Desarrollo de proyecto 7%
Permisos
Desarrollos legales
Desarrollo de ingeniería
Otros conceptos generales
Interconexión eléctrica 5%
Fuente: Análisis de Creara
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En cuanto a los costes de operación y mantenimiento (OPEX), se considera un total de 4,10
Eur/kWp instalado, considerando adicionalmente una partida de seguros de la instalación por valor
del 2% sobre el coste de la instalación EPC. En total, 1.364 Eur. a tener en cuenta el primer año
de operación. El tipo de costes que se incluyen también en esta partida se engloban en las
siguientes categorías:
Seguro
Mantenimiento (preventivo y correctivo)
Cambio de inversor
Servicios de monitorización
Seguridad y vigilancia
Limpieza
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5. RESULTADOS
5.1 Resultados energéticos
Considerando la irradiación media mencionada en apartados anteriores y con un performance
ratio medio del 80%, la producción anual en el primer año de operación de la instalación
ascendería a 64.320 kWh.
En el gráfico que se muestra a continuación se puede comprobar la producción de energía
eléctrica de la instalación para los diferentes meses del año, frente al consumo que se produce en
el edificio.
Ilustración 25: Curva de producción FV vs. Curva de consumo eléctrico del edificio
Fuente: Análisis de Creara
En el caso de esta instalación FV y debido a su ajustado dimensionamiento, el 100% de la
electricidad generada es aprovechada para el autoconsumo. Es decir, se vierte un 0% de la
producción a red. Como muestra, se observa el patrón de consumo eléctrico del edificio y la curva
de producción FV del mes de junio.
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Ilustración 26: Curva de producción FV horaria tipo vs. Curva de consumo eléctrico del
edificio horario tipo para el mes de junio – Horario solar
Fuente: Análisis de Creara
En global, se considera que la implementación de la instalación solar fotovoltaica reduciría el
consumo general del edificio en un 19,0%.
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5.2 Resultados económicos
Para determinar la viabilidad económica de la instalación se ha valorado la energía consumida por
el edificio una vez en funcionamiento la instalación FV, tomando las siguientes consideraciones:
Se contabiliza sólo la energía producida por la instalación FV y consumida
instantáneamente por el edificio
Dicha energía se valorará económicamente considerando los términos de energía de la
tarifa correspondiente en el año 2013 (valores horarios reales del ejercicio): esta valoración
supondrá el ahorro conseguido por la instalación
Se tendrá en cuenta, por cada kWh consumido desde la instalación FV, el peaje de
respaldo a desembolsar, que dependerá del tipo de tarifa considerada y del horario
concreto en el que se produce el consumo
Toda la energía FV vertida a red se considerará perdida y no será valorada
económicamente
Este edificio presenta una tarifa 3.0A. Tal y como se ha comentado, y realizando las valoraciones
horarias pertinentes, los principales resultados de ahorros para el primer año de producción son
los siguientes:
Ilustración 27: Ahorro económico logrado y peaje de respaldo a desembolsar
Fuente: Análisis de Creara
Enfrentando dichos ahorros a los costes de la instalación (tanto costes anuales, OPEX, como la
inversión necesaria en el primer año), los resultados principales son los mostrados en la siguiente
Tabla.
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Tabla 9. Resultados económicos de la instalación FV en el primer año
Concepto Resultados
CAPEX 60.000 Euros
Ahorro anual bruto 7.789 Euros
Peaje de respaldo 1.274 Euros
Ahorro neto 6.515 Euros
Costes anuales (OPEX) 1.364 Euros
PRS 11,65 Años
Fuente: Análisis de Creara
Calculando el PRS de la instalación (Periodo de retorno simple), observamos que la inversión en
esta instalación FV es amortizada en menos de 12 años. Dado que para este tipo de instalaciones
parece razonable pensar que un periodo de la amortización de la inversión menor de 15 años
sería razonable, se recomienda realizar la instalación de esta planta bajo los supuestos
mencionados.
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5.3 Resultados ambientales
La energía solar es una energía limpia, ya que no supone emisiones contaminantes a la
atmósfera. Toda la energía solar aprovechada en el edificio, 19% de la demanda energética total,
no implica emisiones de CO2.
Debe tenerse en cuenta que estas instalaciones sí suponen emisiones de CO2 en su ciclo de vida.
Es decir, aunque la producción eléctrica no implica emisiones contaminantes, sí se producirán
éstas en la fabricación de los componentes, transporte, instalación y desmantelamiento de la
instalación.
No obstante, esta instalación, supondrá una reducción de emisiones de 43.737,6kg / año
Un hogar español, emite de media 834,8 kg de CO2 anuales, por lo tanto con esta medida, la
cantidad de CO2 reducida es equivalente a la producida por 52 viviendas en España.
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