Modelo numérico para la generación de mapas de radiación solar y su aplicación al aprovechamiento de energía solar fotovoltaica y termoeléctrica

Programa de doctorado: Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en la Ingeniería.

Energía solar de concentración: estudio y análisis económico, comparativa con la energía solar fotovoltaica y mejoras tecnológicas

Este trabajo de fin de grado trata sobre el estudio de la energía solar de concentración en todos sus aspectos. Se han analizado sus tecnologías, así como posibles innovaciones que se puedan producir en los próximos años. También se va ha llevado a cabo un estudio de los costes actuales que conlleva el uso de este tipo de generación de energía, así como un análisis de las reducciones que pueden experimentar estos costes. Para poder realizar una comparación posterior con la energía solar fotovoltaica se ha escrito un capítulo dedicado exclusivamente a esta tecnología para conocer cuál es el estado actual. Además se ha realizado un análisis DAFO de los mercados que a priori puedan parecer más beneficiosos y que cuenten con un mayor potencial para el desarrollo de esta tecnología. A modo de conclusión para exponer la comparativa entre esta tecnología y la energía solar fotovoltaica se ha desarrollado un análisis de la viabilidad económica de dos plantas de estas tecnologías para comprobar en qué escenarios resulta más provechosa cada una de ellas. Al final se incluyen unas conclusiones extraídas del desarrollo del trabajo. Abstract This project concerns a study about every aspect about the concentrated solar power. Each type of technology has been analyzed as well as the possible innovations that may occur in the future. Also, the theme regarding the costs of this kind of power generation and an analysis dealing with the potential cost reduction that it may experience has been carried out. Then, in anticipation to do a comparative with the photovoltaic solar power, a whole chapter has been dedicated to this technology, to know what its actual state is. In addition, a SWOT analysis has also been carried out about the countries that at first sight might be a good option to develop the CSP. To conclude and to expose the comparative between these two technologies, a study about the economic viability of two power plants to know under what circumstances are each of them more profitable has been made. At the end some conclusions extracted from the development of this work have been included.

Perspectivas de la energía solar fotovoltaica en la edificación

El presente proyecto tiene la finalidad de elaborar las perspectivas de futuro de la energía solar fotovoltaica, especialmente en España. Para ello se analiza en profundidad la tecnología fotovoltaica y su industria a nivel mundial para conocer en qué punto de desarrollo se encuentra. También se detalla la evolución del mercado fotovoltaico a nivel mundial, realzando los factores más importantes que lo han hecho posible. Para ir aproximándose al mercado fotovoltaico en España, se estudia más en profundidad el mercado fotovoltaico europeo. No sería suficiente analizar la tecnología y la evolución del mercado para realizar perspectivas probables, por lo que se realiza un estudio del coste de la tecnología con todos los factores asociados. Destaca el estudio de coste de la instalación fotovoltaica, formada por el módulo y el BoS, y el coste de generación mediante instalaciones fotovoltaicas. Siendo la energía solar fotovoltaica una tecnología muy ligada a la política, se estudia el marco regulatorio en Europa y un concepto que se está desarrollando cada vez más, el autoconsumo. También es importante, pese a que no haya tenido demasiada relevancia en el pasado, analizar la posibilidad del almacenamiento energético. En especial el uso de las baterías, su tecnología, mercado y cómo influirá al desarrollo de la energía solar fotovoltaica en la edificación. Con todos los factores nombrados anteriormente analizados, se podrá realizar las perspectivas del mercado fotovoltaico mundial y europeo para finalmente centrarse en el caso de España. En vistas a darle mayor importancia al desarrollo de la energía solar fotovoltaica en España, se realiza un estudio detallado del marco político, autoconsumo, potencia instalada y perspectivas del propio país, los cuales se resumirán en las conclusiones finales.

Adaptabilidad de la energía solar fotovoltaica sobre fachadas urbanas

La integración de energía solar fotovoltaica en edificios es una estrategia energética y medioambiental acreditada con un futuro muy prometedor. Para su promoción, tan importantes son los incentivos económicos, el desarrollo legislativo y las mejoras tecnológicas, como la investigación en nuevas herramientas de simulación y análisis que sirvan de apoyo en el diseño de nuevas estrategias energéticas y medioambientales. La tesis pretende contribuir en esta labor de difusión, planteándose cómo incide la radiación solar sobre los entornos urbanos, con la finalidad de generar un procedimiento que obtenga el potencial de integración de energía solar fotovoltaica en fachadas. Se trabajará para lograr un método simplificado de simulación y cálculo de la energía producida en base a sistema de información geográfica (SIG), con la capacidad de generar mapas solares que muestren el potencial de integración arquitectónica fotovoltaica sobre fachadas a partir de la cartografía catastral. El nombre asignado para este método es AdaptaSolar. Con este objetivo se ha desarrollado la presente tesis que se estructura en seis capítulos, más las conclusiones y anexos, con los que se pretende definir y desarrollar el tema de tesis planteado. El primer capítulo, realiza una visión general sobre la integración arquitectónica de los sistemas fotovoltaicos, junto con el planteamiento y objetivos de la tesis. El segundo capítulo, plasma una revisión profunda sobre del estado actual de los temas relacionados con el planteamiento y objeto de esta tesis: estimación de la radiación solar, estimación de la radiación solar sobre fachadas y estudio del potencial de integración arquitectónica fotovoltaica en fachadas. El capítulo tres, de carácter teórico, recoge un análisis general sobre la energía solar fotovoltaica, desde el efecto fotovoltaico hasta las aplicaciones e instalación, sin perder de vista los objetivos generales marcados en la tesis. Destaca, sobre todo, la catalogación de las tecnologías fotovoltaicas más prometedoras, además, de la recopilación y análisis de los factores más importantes que influyen en la captación fotovoltaica. El capítulo cuatro, también de carácter teórico, profundiza en el modo en el que la radiación solar incide sobre la superficie terrestre, analizando la naturaleza de la radiación solar y la geometría del sistema solar. Destaca el exhaustivo análisis de los principales métodos de cálculo para la estimación de la radiación solar sobre superficies horizontales e inclinadas, especialmente, la recopilación de modelos numéricos para la estimación de la irradiación difusa. El capítulo cinco, desarrolla el concepto de integración fotovoltaica en edificios, sus principales características y las ventajas que reporta. Además, realiza un análisis muy interesante sobre la situación actual de la integración fotovoltaica en edificios en España. Por último, incluye una selección de los proyectos más relevantes de integración arquitectónica. El capítulo seis, desarrolla el método planteado para la evaluación de la adaptabilidad de energía solar fotovoltaica en entonos urbanos, objeto de la tesis. Siendo éste, por tanto, el capítulo más experimental y significativo de la misma. Este capítulo está dividido en seis subapartados, siendo los dos primeros la introducción y el modelo geométrico planteado para el desarrollo del método. Los tres siguientes apartados, muestra el desarrollo del método en tres fases consecutivas: estimación de la insolación, la radiación y el potencial de integración de sistemas fotovoltaicos sobre fachada. En cada uno de estos apartados, se realiza la correspondiente validación y análisis de resultados, mediante la generación de una serie de gráficas que muestran el comportamiento anual del sol sobre las fachadas y el efecto adverso del sombreado entre edificios. El sexto apartado de este capítulo, detalla los pasos seguidos para efectuar la implementación del método experimental en el SIG, desde la preparación y obtención de los datos cartográficos de partida, hasta el desarrollo y ejecución del algoritmo principal. Además se muestran los resultados obtenidos para un área urbana concreta de la ciudad de Madrid. Por último, el capítulo siete recoge las conclusiones más importantes del trabajo y propone una serie de líneas de investigación futuras que se consideran relevantes para la continuidad del método planteado en la tesis.

Control de potencia empleando FACTS en el sistema de transmisión para el aprovechamiento de las fuentes de generación fotovoltaica

Tesis (Ingeniero Eléctrico). -- Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Eléctrica, 2014

Viabilidad financiera de proyectos de inversión en energía solar fotovoltaica con conexión a la red comercial en El Salvador.

El presente trabajo de investigación tiene por finalidad contribuir al conocimiento sobre la viabilidad financiera de proyectos de inversión en energía solar fotovoltaica, específicamente los conectados a la red comercial. El desarrollo considera la opinión de expertos relacionados con el tema, aunque el universo de estudio realmente es reducido, se logró obtener el apoyo de un representante de la Corporación Alemana GTZ, dos representantes de una empresa distribuidora de energía y un Director de empresa consultora El Salvador Sostenible. Para dar a conocer al lector un esbozo general sobre la evolución del presente estudio, la parte que se refiere a los antecedentes incluyen datos históricos que revela la situación de las inversiones en sistemas fotovoltaicos desde los años 2005 a la fecha, como puede apreciarse no solo ésta nación está interesada en la búsqueda por sustituir el uso del combustible por fuentes renovables (específicamente solar), para la generación de energía eléctrica. A nivel regional e internacional el sector energético avanza a la implementación del uso de tecnologías que arrojan energía limpia proveniente de un recurso que está disponible en forma gratuita como lo es el Sol. Se mencionó al principio se pretende dar a conocer la viabilidad financiera de proyectos FV, y como se verá más adelante este factor depende de muchos otros recursos que no solo podrían encarecer o favorecer el desarrollo de este tipo de proyectos en el país, por ello el aporte que se pretende entregar con éste análisis es de carácter informativo para tomar decisiones de inversión.

La envolvente de los edificios como generador de calor y energía eléctrica

[ES]El presente documento analiza las principales funciones que se le exigen actualmente a un sistema constructivo; concretamente, a la envolvente de los edificios. Se plantean inicialmente las causas y necesidades que han derivado en el nuevo concepto de envolvente así como las nuevas funciones que se le son exigibles. Se describen los conceptos relativos a los diferentes sistemas constructivos, a los métodos de ventilación natural y, a continuación, se analizan los criterios de generación fotovoltaica y solar térmica en los edificios, además de la integración de estos sistemas en los edificios. También se analizan los fundamentos sobre materiales de cambio de fase. Todo ello permite presentar los criterios de construcción de edificios ecoeficientes. Asimismo se presentan una serie de soluciones arquitectónicas desde el punto de vista de la eficiencia energética.

Estudio de la situación actual en las empresas de producción fotovoltaica

[ES]La energía solar fotovoltaica es un sistema de generación eléctrica cada vez más importante entre los países desarrollados. En este contexto, España siempre ha sido una de los países que más ha invertido a lo largo de su historia. En los últimos años, sin embargo, por culpa del déficit tarifario esta situación ha cambiado, implantando medidas para ahorrar costes que a largo plazo deterioran dicho sector. En el trabajo, se presenta un estudio que muestra la actualidad de este tejido empresarial. Para ello, se ha realizado una encuesta a varias empresas, sobre la situación del sector y las perspectivas de crecimiento y desarrollo dentro de ese entorno. Así, se ha concluido con algunas de las consecuencias que pueden suceder debido al cambio de legislación.

Planta de generación de energía eléctrica de 5MWe mediante lodos de EDAR

[ES]Este proyecto pretende plantear una solución viable y que, por tanto, resulte económicamente rentable, para la gestión de los lodos de depuradora generados en una estación de tratamiento de aguas residuales. Así, este documento se centrará, por una parte, en realizar un acercamiento al mundo de la depuración de aguas residuales y en estudiar los distintos procesos y tratamientos que se llevan a cabo en una depuradora, y por otra, planteará la valorización energética de los lodos mediante su combustión en una planta de generación de energía eléctrica como la solución al problema de gestión que suponen, no sin antes haber valorado las distintas alternativas posibles en cuanto a la salida que se les podría dar a estos fangos. De esta forma, la base del proyecto, una vez se haya optado por la alternativa de la valorización energética como la opción a desarrollar, consistirá en plantear los principios y fundamentos necesarios para el diseño de la planta de generación de energía eléctrica mediante lodos de depuradora que se pretenderá instalar. Se realizará, por tanto, una descripción de la planta generadora de electricidad detallándose el proceso que se llevará a cabo en la misma. Asimismo, se realizará el dimensionamiento de los diferentes equipos que tomarán parte en dicho proceso. Para finalizar, se planteará el estudio económico y de rentabilidad del proyecto que constituirá la creación de una planta de generación eléctrica mediante lodos, con el fin de comprobar el grado de viabilidad del mismo, y se analizarán los posibles riesgos a los que puede exponerse un proyecto de este tipo.

Planta de generación de energía eléctrica mediante orujillo de 3 MWe

[ES]Se estudia el uso del orujillo de aceituna como combustible para generar electricidad con el beneficio de eliminar residuos. Para ello se explicará el proceso de obtención de este, sus características y sus posibles alternativas de valorización comparándolas entre ellas. Posteriormente tras elegir alternativa, se describirán los equipos necesarios para la planta y se realizarán los cálculos termodinámicos de este caso. Finalmente se realizará un presupuesto de la inversión, un análisis de las tareas y uno de los riesgos y por último el análisis de la rentabilidad de la central.

Generación de energía eléctrica por combustión de biomasa forestal mediante ciclo rankine. Central de 2MW

[ES]Este proyecto se centra en el estudio y diseño de una central de generación de energía eléctrica por medio de biomasa forestal. La motivación para la realización de este proyecto reside en la gran importancia que en los últimos años están tomando las energías renovables. El Calentamiento Global es un hecho que durante los últimos años ha llevado a la investigación y desarrollo de las energías alternativas, que frenan o contribuyen al ralentizamiento de este fenómeno. Por su parte la implantación de una planta como la que se estudia a continuación, no solo ayudaría a la reducción de emisiones netas de CO2 a la atmósfera, sino que también tendría numerosas ventajas como son la creación de empleo, la limpieza de bosques, lo que ayuda a la prevención de incendios y plagas, y proporcionaría una independencia energética. Los pasos que se van a seguir en el proyecto son los siguientes:  Explicar el alcance y los objetivos del proyecto. Desarrollar las posibles alternativas que existen para la valorización de la biomasa forestal, incluyendo un resumen de las ventajas y desventajas que cada una presenta. Informe detallado de la alternativa seleccionada, la combustión, que incluye la explicación del proceso en la planta desde que el residuo sale del bosque, hasta la obtención de la energía eléctrica. Análisis económico y rentabilidad de la planta. Realizar el cronograma del proyecto. Por último se realizará un análisis de los posibles riesgos.

Generación de energía eléctrica y térmica mediante cardo procedente de cultivo energético.

[ES]Este trabajo consiste en el análisis y dimensionamiento de una planta de biomasa que utiliza cardo procedente de cultivo energético para la generación de 3 MWe y la energía térmica suficiente para garantizar ACS (agua caliente sanitaria) y calefacción, mediante un sistema de district heating, a unos pocos miles de habitantes.

Guia solar : com disposar d'energia solar fotovoltaica en edificis connectats a la xarxa elèctrica. 'Guía solar : cómo disponer de energía solar fotovoltaica en edificios conectados a la red eléctrica'.

Traducción de Miquel Àngel Lladó

Generación de energía eólica como modelo de desarrollo sostenible en el departamento de la Guajira y la internacionalización de la Guajira a partir de ese proyecto

Esta monografía busca estudiar como la generación de energía eólica en el departamento de La Guajira se constituye como un modelo de desarrollo sostenible, que a su vez permite evidenciar los avances de la región para su internacionalización. A partir de lo anterior, se plantean como propósitos particulares identificar cuáles han sido los factores y antecedentes para que a través de la producción de energías más limpias y con la implementación cabal de los acuerdos, marcos y convenios relacionados con el Desarrollo Sostenible se de una forma viable para preservar la naturaleza, de crecimiento económico y de aumento de la calidad de vida; se busca identificar qué factores han contribuido a que el proyecto sobre energía eólica sea considerado un modelo de Desarrollo Sostenible, por último, se busca identificar cuáles serian las repercusiones de Jepírachi y los nuevos proyectos de inversión en energías alternativas como opciones para el desarrollo regional, que contribuyan a la posterior internacionalización del departamento.

Estudio de factibilidad de generación de energía para la cerveceria de Bucaramanga

Para disminuir costos por la compra de energía eléctrica necesaria para la producción en la Cervecería de Bucaramanga, evitar la dependencia del suministro de energía externa y disminuir las paradas de producción por cortes de energía.