Autokontsumorako eguzki-instalazio fotovoltaiko baten diseinua eta dimentsionamendua Portugaleteko Los Llanos kirolgunean

Ikasturtea: 2020-2021 Data: Portugaleten, 2021eko ekainaren 25ean Ikaslea: Sáenz Muga, Aitor Zuzendaria: Otaegi Aizpeolea, Aloña INDUSTRIA ELEKTRONIKAREN ETA AUTOMATIKAREN INGENIARITZAKO GRADUA GRADU AMAIERAKO LANA AUTOKONTSUMORAKO EGUZKI-INSTALAZIO FOTOVOLTAIKO BATEN DISEINUA ETA DIMENTSIONAMENDUA PORTUGALETEKO LOS LLANOS KIROLGUNEAN Laburpena Dokumentu honek Portugaleteko Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaiko baten diseinua eta dimentsionamendua garatzea izan du helburu. Kasu honetan, isolatutako eguzki-instalazioek eta sarera konektatutako autokontsumorako eguzkiinstalazioek eskainitako alternatibak aztertuz kirolgunerako aukerarik egokiena zehaztu da. Izan ere, autokontsumorako eguzki-instalazio baten diseinua eta dimentsionamendua aurrera eraman da, non sorturiko soberakinak saltzen diren. Hasteko, kirolgunearen eremu geografikoaren azterlanetan eguzki-panelen kokapen posibleak ikertu eta aukeratu dira. Baita eremu geografikoaren irradiazioari erreparatu zaio ere, kirolguneak eguzki-instalazio posible bat edukitzeko potentziala berretsiz. Lan honen barruan eguzki-instalazio fotovoltaikoa osatzen duten osagai nagusiak aukeratzeko alternatiben analisia planteatu da, eguzki-panelak edota inbertsorea aukeratzeko hala nola. Ondoren, isolatutako eguzki-instalazioaren bideragarritasuna aztertu da. Muturreko kasu hau aztertzerakoan eta urritik otsailerako kontsumoa ekoiztea ezinezkoa dela ikusita, sarera konektatutako eguzki-instalazio baten diseinua eta dimentsionamendua planteatu da. SketchUp programa erabilita, kirolgunearen 3D eredua diseinatu da eta horri esker itzalen analisia egitea posible izan da. Gainera, eguzki-panelek urteko garai desberdinetan duten portaera eta inbertsorearen sarrerairteera parametroen arabera, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren dimentsionamendua garatu da. Errentagarritasunaren analisiari esker, proiektu hau errealitatera eramango balitz 25 urtetan 39.844,16 €-ko irabazia lortuko litzateke. Izatez, 2020. urtean Los Llanoseko kirolgunean eguzki-instalazio fotovoltaikoa egin izan balitz, 6.744,10 €-ko irabazia lortuko zen urte horretako gastuekin alderatuta. Bukatzeko, arriskuen analisian, eman daitezkeen arrisku posible batzuk planteatu dira, arazo hauei aurre egiteko kontingentzia-plan bat diseinatuz. Gako hitzak: eguzki-instalazio, autokontsumo, eguzki-panel, Los Llanos, Portugalete. Resumen Este documento ha tenido como objetivo desarrollar el diseño y dimensionamiento de una instalación solar fotovoltaica en el complejo deportivo Los Llanos de Portugalete. En este caso, analizando las alternativas ofrecidas por las instalaciones solares aisladas y las instalaciones solares de autoconsumo conectadas a la red, se ha determinado la opción más adecuada para el complejo deportivo. De hecho, se ha llevado a cabo el diseño y dimensionamiento de una instalación solar de autoconsumo en la que se venden los excedentes generados. Para empezar, en los estudios del ámbito geográfico del complejo deportivo se han investigado y seleccionado las posibles ubicaciones de paneles solares. También se ha atendido a la irradiación del ámbito geográfico, confirmando el potencial de la zona deportiva para disponer de una posible instalación solar. Dentro de este trabajo se plantea un análisis de alternativas para seleccionar los principales componentes que componen la instalación solar fotovoltaica, como son los paneles solares o el inversor. Posteriormente se ha analizado la viabilidad de la instalación solar aislada. A la hora de analizar este caso extremo y ante la imposibilidad de producir el consumo de octubre a febrero, se ha planteado el diseño y dimensionamiento de una instalación solar conectada a la red. Utilizando el programa SketchUp se ha diseñado el modelo 3D del complejo deportivo, que ha permitido el análisis de sombras. Además, según los parámetros de comportamiento de los paneles solares en las diferentes épocas del año y de entrada y salida del inversor, se ha desarrollado el dimensionamiento de la instalación solar fotovoltaica. Gracias al análisis de rentabilidad, si este proyecto se trasladara a la realidad se obtendría un beneficio de 39.844,16 € en 25 años. De hecho, si en el año 2020 se hubiera realizado una instalación solar fotovoltaica en el complejo deportivo de Los Llanos, se habría obtenido una ganancia de 6.744,10 € respecto a los gastos ese año. Finalmente, se plantean una serie de posibles riesgos en el análisis de riesgos, diseñando un plan de contingencia para hacer frente a estos problemas. Palabras clave: instalación solar, autoconsumo, panel solar, Los Llanos, Portugalete. Abstract This document has aimed to develop the design and dimensioning of a photovoltaic solar installation in Los Llanos sports complex in Portugalete. In this case, by analysing the alternatives offered by isolated solar installations and self-consumption solar installations connected to the grid, the most suitable option for the sports complex has been determined. In fact, the design and dimensioning of a self-consumption solar installation has been carried out in which the generated surpluses are sold. To begin with, in the studies of the geographical scope of the sports complex, it has been investigated and selected possible locations of solar panels. The irradiation of the geographical area has also been addressed, confirming the potential of the sports area to have a possible solar installation. Within this work, an analysis of alternatives is proposed to select the main components that make up the photovoltaic solar installation, such as the solar panels or the inverter. Subsequently, the feasibility of the isolated solar installation has been analysed. When analyzing this extreme case and faced with the impossibility of producing the consumption from October to February, the design and dimensioning of a solar installation connected to the grid has been considered. Using SketchUp program, the 3D model of the sports complex has been designed, which has allowed the analysis of shadows. In addition, according to the parameters of behavior of the solar panels in the different times of the year and of input and output of the inverter, the dimensioning of the photovoltaic solar installation has been developed. Thanks to the profitability analysis, if this project were to be translated into reality, a profit of €39,844.16 would be obtained in 25 years. In fact, if a photovoltaic solar installation had been carried out in 2020 in the sports complex of Los Llanos, a profit of €6,744.10 would have been obtained compared to the expenses of that year. Finally, a series of possible risks are posed in the risk analysis, designing a contingency plan to address these problems. Keywords: solar installation, self-consumption, solar panel, Los Llanos, Portugalete. i Edukien aurkibidea 1. Sarrera ........................................................................................................................... 1 1.1. Testuingurua ........................................................................................................... 1 1.2. Proiektuaren onurak .............................................................................................. 4 1.3. Dokumentu teknikoaren egituraketa ..................................................................... 6 2. Helburuak - Norainokoak .............................................................................................. 7 3. Metodologia .................................................................................................................. 8 4. Oinarri teorikoak ......................................................................................................... 10 4.1. Sare elektrikora konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak ........................ 11 4.2. Sare elektrikotik deskonektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak ................. 14 4.3. Eguzki-instalazio fotovoltaikoen oinarrizko elementuak ..................................... 15 5. Eremu geografikoaren azterlanak............................................................................... 26 5.1. Eguzki-instalazio fotovoltaikoaren kokapena ...................................................... 26 5.2. Eremu geografikoaren irradiazioa ........................................................................ 28 6. Alternatiben analisia ................................................................................................... 31 6.1. Eguzki-panel fotovoltaikoa ................................................................................... 31 6.2. Erreguladorea ....................................................................................................... 35 6.3. Inbertsorea ........................................................................................................... 38 6.4. Bateria .................................................................................................................. 41 7. Isolatutako eguzki-instalazioaren analisia .................................................................. 46 7.1. Errendimendu globala eta beharrezko energia ................................................... 46 7.2. Sorkuntza azpisistema .......................................................................................... 49 7.3. Metaketa azpisistema .......................................................................................... 55 7.4. Erregulazio azpisistema ........................................................................................ 58 8. Sarera konektatutako eguzki-instalazioren diseinua eta dimentsionamendua ......... 60 8.1. Instalazio fotovoltaikoaren kokapen fisikoaren azterketa ................................... 61 8.2. Eguzki-panelen portaeraren azterketa ................................................................. 73 8.3. Inbertsoreen integrazioa eguzki-sistema fotovoltaikoan .................................... 82 8.4. Eguzki-sistema fotovoltaikoaren kableatua ......................................................... 86 8.5. Soluzioaren diseinu orokorra ............................................................................... 94 ii 9. Analisi ekonomikoa ................................................................................................... 101 9.1. Aurrekontua ....................................................................................................... 101 9.2. Faktura elektrikoa .............................................................................................. 105 9.3. Errentagarritasunaren analisia ........................................................................... 109 10. Arriskuen analisia .................................................................................................... 113 10.1. Arriskuen deskribapena ................................................................................... 113 10.2. Kontingentzia-plana ......................................................................................... 116 11. Gantt-en diagrama .................................................................................................. 118 12. Ondorioak ............................................................................................................... 123 13. Bibliografia .............................................................................................................. 125 iii Irudien aurkibidea 1. Irudia. Lanerako erabilitako metodologia .................................................................... 8 2. Irudia. Konpentsazio bidezko autokontsumoaren eskema ........................................ 12 3. Irudia. Soberakina baterietan metatutako autokontsumoren eskema ...................... 13 4. Irudia. Soberakinik gabeko autokontsumoaren eskema ............................................ 14 5. Irudia. Isolatutako eguzki-instalazio baten eskema .................................................... 15 6. Irudia. Eguzki-panelen inklinazioa eta orientazioa ..................................................... 16 7. Irudia. Eguzki-panelen orientazio optimoa urtean zehar ........................................... 16 8. Irudia. Eguzki-panelen arteko distantziak ................................................................... 17 9. Irudia. Potentzia maximoko puntuaren jarraipena .................................................... 19 10. Irudia. Inbertsore baten adibidea ............................................................................. 20 11. Irudia. Bateria baten adibidea .................................................................................. 21 12. Irudia. Instalazio fotovoltaiko flotatzaileen eskema ................................................. 23 13. Irudia. Lurrera konektatutako instalazio fotovoltaikoen eskema ............................ 23 14. Irudia. Lurrera zentratutako instalazio fotovoltaikoen eskema ............................... 24 15. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolgunearen planoa ........................................... 26 16. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolguneko frontoia ............................................. 27 17. Irudia. Los Llanos futbol-zelaiko aldagelak ............................................................... 28 18. Irudia. Eremu geografikoaren irradiazio mapa ......................................................... 29 19. Irudia. Eremu geografikoaren hileroko eguzki-irradiazioaren aurreikuspenak ........ 30 20. Irudia. Los Llanos kirolguneko kontsumoaren eboluzioa 2020. urtean ................... 46 21. Irudia. Eremu geografikoaren eguzki-irradiazioa inklinazio-angelu optimoarekin .. 50 22. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolguneko frontoiaren 3D eredua ..................... 61 23. Irudia. Los Llanos futbol-zelaiko aldagelen 3D eredua ............................................. 62 24. Irudia. Padel pistako aldagelen teilatuko itzalak ...................................................... 64 25. Irudia. Futbol-zelaiko aldagelen teilatuko itzalak ..................................................... 65 iv 26. Irudia. Frontoiko eta padel pistako aldageletako lehen proposamena ................... 66 27. Irudia. Frontoiko eta padel pistako aldageletako bigarren proposamena ............... 67 28. Irudia. Frontoiko eta padel pistako aldageletako azken proposamena ................... 68 29. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako lehen proposamena ......................................... 70 30. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako bigarren proposamena..................................... 71 31. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako azken proposamena ......................................... 72 32. Irudia. JA Solar Monocristalino PERC eguzki-panelaren tentsio-korronte kurba ..... 74 33. Irudia. Eguzki-panelaren funtzionamendu-kurba STC baldintzetan eta udan.......... 79 34. Irudia. Eguzki-panelaren funtzionamendu-kurba STC baldintzetan eta neguan ...... 81 35. Irudia. Eguzki-panelaren funtzionamendu-kurbak batera ....................................... 82 36. Irudia. JA Solar 450 W 24 V Monocristalino PERC eguzki-panela ............................. 95 37. Irudia. 50 kW Riello Sirio TL 50 sare trifasikoko inbertsorea .................................... 95 38. Irudia. PRYSUN H1Z2Z2-K kablea .............................................................................. 96 39. Irudia. Afumex Class 1000 V (AS) kablea .................................................................. 96 40. Irudia. Procab BTC50U/1 datu kablea....................................................................... 96 41. Irudia. Euskarri egitura .............................................................................................. 97 42. Irudia. Fatxadarako euskarri egitura ......................................................................... 97 43. Irudia. Euskarri egitura horizontala .......................................................................... 98 44. Irudia. 12 A-ko fusible zilindrikoa ............................................................................. 98 45. Irudia. Fusible euskarria ............................................................................................ 99 46. Irudia. 80 A-ko C kurbadun Schneider etengailu magnetotermikoa ........................ 99 47. Irudia. 80 A-ko Schneider etengailu diferentziala .................................................. 100 48. Irudia. 125 A-ko Schneider noranzko biko kontadorea .......................................... 100 49. Irudia. Aurrekontu totalaren grafikoa .................................................................... 105 50. Irudia. 2020. urteko kontsumoa eta ekoizpen fotovoltaikoa hilabetero ............... 106 51. Irudia. 2020. urteko kontsumo elektrikoa eta autokontsumo fotovoltaikoa ......... 107 v 52. Irudia. Faktura elektrikoaren grafikoa .................................................................... 109 53. Irudia. Eguzki-instalazio fotovoltaikoaren akumulatutako kutxa-fluxua ................ 111 54. Irudia. Arriskuen probabilitate eta inpaktu grafikoa .............................................. 116 55. Irudia. Gantt-en diagrama ...................................................................................... 122 5 fotovoltaikoek 30 urte inguruko balio-bizitza izan dezakete eta inbertsoreek 25 urte ingurukoa. Hortaz, autokontsumo fotovoltaikoko instalazioak azkar amortiza daitezkeela egiazta daiteke, hurrengo urteetan aurrezki handia bermatzen baitute beren bizitza erabilgarriarekin alderatuz. Gaur egun, hainbat diru-laguntza daude eguzki-panel fotovoltaikoen instalazioa sustatzeko eta hobetzeko [11]. Izan ere, autonomia-erkidego ugarik horrelako dirulaguntzak ezarri dituzte Espainian energia garbien ekoizpena sustatzeko. Gainera, ekoizten diren energia-soberakinak merkaturatzaileari saltzea baimenduta dago. Horrela, hilabetearen amaieran argiaren fakturan konpentsazioa lortzen da. 1.2.3. Onura sozialak Onura sozialak, tokian tokiko gizarteak eguzki-instalazio fotovoltaikoak egiteagatik lor daitezkeen abantailak izango litezke. Era berean, onura teknikoetatik eta ekonomikoetatik aparte, eguzki-energia fotovoltaikoak ere onura ugari ditu ingurumenerako. Eguzki-energia fotovoltaikoaren ezaugarri nagusietako bat da ez dituela ingurumenerako kaltegarriak diren emisioak igortzen, planeta kutsadura maila handiagoetatik babestuz. Eguzki-energia fotovoltaikoa erabiltzeko beste arrazoi bat berriztagarriak ez diren energia-iturriak erabili behar ez izatea da. Horien ondorioz, gas kutsagarriak isurtzen dira, hala nola CO2 edo metanoa, ingurumen inpaktu larria suposatuz. Kutsadurarekin jarraituz, soinu kutsadura energia sortzeak dakarren beste arazo bat da. Hala ere, eguzki-panel fotovoltaikoen kasuan, oso isilak dira eta beraz, irtenbide ezin hobeak dira hiriguneetarako eta bizitegi-guneetarako. Eguzki-energiak eskaintzen duen bermerik handienetako bat energia hau agorrezina dela da. Izatez, energia mota honen aldeko apustua egiteak planeta zaintzea suposatzen du, epe luzerako biziraupena sustatuz. Gainera, autokontsumo-instalazioek iturri garbiak eta agorrezinak erabiltzeaz gain, eraikuntzetara ere egokitzen dira, ingurumen inpaktu larririk eragin gabe. 6 1.3. Dokumentu teknikoaren egituraketa Dokumentu honetan, Autokontsumorako Eguzki-Instalazio Fotovoltaiko Baten Diseinua eta Dimentsionamendua Portugaleteko Los Llanos Kirolgunean izenburua duen Gradu Amaierako Lana aurkezten da [12]. Lehenik eta behin, Helburuetan proiektuaren xedeak zehaztuko dira: zer, zertarako, zergatik eta noraino egingo den. Ondoren, Oinarri teorikoetan, memoria ulertzeko behar diren ezagutza nagusiak azalduko dira. Memoriaren lehenengo atal teknikoa Eremu geografikoaren azterlanak izango dira, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren kokapena eta eremu geografikoaren irradiazioa aztertuko dituena. Hurrengo atalean, Alternatiben analisian, proiektuaren aspektu desberdinen soluzio posibleak aztertuko dira eta irizpide batzuen arabera egokiena aukeratuko da. Ostean, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren kasurik txarrena planteatuko da eta honen analisia egingo da, hau da, Isolatutako eguzki-instalazioaren analisia. Gero, Sarera konektatutako eguzki-instalazioaren diseinua eta dimentsionamendua atalean, proiektuari dagokion diseinua zehaztuko da, hori aurrera eramateko beharrezko kalkuluak eginez. Ondorengo atalean, Analisi ekonomikoa egingo da, bi atal nagusitan banatuko dena: Aurrekontua eta Errentagarritasunaren analisia. Bestetik, Arriskuen analisia kontuan hartu beharreko atal bat da, probabilitate-inpaktu matrizea azalduko da eta arrisku larrienentzako kontingentzia-plana. Dokumentu nagusiaren plangintzari dagokionez, Gantt-en diagrama gauzatuko da, ataza bakoitza deskribatzen duen informazioa, mugarriak eta abar azalduz. Bukatzeko, Ondorioetan proiektuaren atal garrantzitsuenak adieraziko dira, adibidez, proiektuaren ekarpenak eta etorkizuneko lerroak. Dokumentu nagusiaz aparte, Gradu Amaierako Lan honek hiru eranskin izango ditu. I. Eranskinean lan honetan zehar aplikatuko den arautegiaren laburpena zehaztuko da. II. Eranskinean eguzki-instalazio fotovoltaikoa osatuko duten elementu komertzialen ezaugarri-orriak multzokatuko dira. Azkenik, III. Eranskinean errentagarritasunaren analisia aurrera eramateko beharko diren kalkulu-orriak aurkeztuko dira. 7 2. Helburuak - Norainokoak Puntu honetan, testuinguruan zehaztutako arazoen aurrean garatuko den proiektuaren helburuak, honen zergatiak eta norainokoak azalduko dira. Gradu Amaierako Lan honetan Portugaleteko Los Llanos kirolgunean autokontsumorako eguzki-instalazio fotovoltaiko baten diseinua eta dimentsionamendua garatzea da helburu nagusia. Horrela, faktura elektrikoan aurrezkiak lortzea espero da, kirolgunean eguzki-instalazio optimo bat eraikitzeko nahi adina espazio dagoela ikusi izan baita. Gainera, klima-aldaketa saihesteko asmoz, dokumentu hau egitearen beste zergati bat energia berriztagarrien erabilera sustatzea da. Horretarako, Gradu Amaierako Lan hau aurrera eramateko azpi-helburu hauek edo norainokoak beteko dira: • Eguzki-panel fotovoltaikoak modu aproposenean kokatzeko eremu geografikoaren aztertzea. • Eguzki-instalazio fotovoltaikoa osatuko duten elementu garrantzitsuenen aukeraketa. • Eguzki-panelen kopuru eta kokapena aztertzea 3Dko diseinua baten bitartez, dimentsionamenduak ahalik eta galera gutxien izan ditzan. • Instalazio fotovoltaikoaren errentagarritasuna aztertzeko analisi ekonomikoa egitea. • Eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteak suposatuko lituzkeen arriskuak plazaratzea. Arrisku horiek kontuan hartuta, kontingentzia-plan bat diseinatzea. 8 3. Metodologia Atal honetan, Los Llanos kirolguneko eguzki instalazio fotovoltaiko baten diseinu eta dimentsionamendua egiteko bete beharreko urrats nagusiak adierazi eta azalduko dira. Horretarako, erabilitako metodologiaren fluxu-diagrama moduko bat aurkezten da (ikus 1. irudia): 1. Irudia. Lanerako erabilitako metodologia. Lehenik eta behin, eremu geografikoaren azterlanak garatu behar dira. Azterlan hauetan eguzki-sistema fotovoltaikoa zehazki non kokatuko den adieraziko da, instalazio gunearen mugapenak azalduz. Bestetik, eremu geografikoaren irradiazio mapa aztertuko da, eguzki-instalazioaren diseinu eta dimentsionamenduan zenbait kalkulu egiteko lagungarriak izango direnak. 9 Alternatiben analisian, eguzki-instalazio fotovoltaikoa diseinatzeko elementurik garrantzitsuenen azterketa eta konparaketa egiten da. Beraz, elementu bakoitzaren merkatuko bi alternatiba aukeratzen dira, eta bakoitzaren deskribapen zehatza garatzen da. Gero, aztertuko den elementuaren ezaugarrien arabera alternatibarik hoberena hautatzen da. Diseinu eta dimentsionamenduarekin hasi baino lehen, kasurik txarrena planteatu beharra dago. Hortaz, isolatutako sistemaren analisiarekin instalazio fotovoltaikoa saretik isolatu daitekeen ala ez jakin daiteke. Kasu honetarako eguzki-panel kopurua izango da mugapena, izan ere instalazio eremua mugatua baita, eta baliteke saretik isolatutako sistema izateko behar adina eguzki-panel kokatzeko lekurik ez izatea. Behin zein instalazio mota egin daitekeen jakinda diseinu eta dimentsionamenduaren txanda izango litzateke. Atal honetan, Los Llanos kirolgunearen 3D eredu bat garatuz eguzki-panelek izan ditzaketen posizio eta orientazio desberdinak ikertuko dira itzalek sorturiko galerak minimoak izateko. Baita eguzki-panelen portaera aztertuko da, urteko denboraldi desberdinetan beraien funtzionamendu egokia bermatzeko. Ildo beretik jarraituz, inbertsorearen eta kableatuaren integrazioa eguzki-sistema fotovoltaikoan aztertuko da. Azkenik, analisi ekonomikoa eta arriskuen analisia independenteki egin daitezkeen bi atal dira. Alde batetik, analisi ekonomikoan eguzki-instalazioaren aurrekontua, faktura elektrikoa eta errentagarritasunaren analisia plantatuko da. Bestaldetik, arriskuen analisian eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteak suposatuko lituzkeen arrisku posibleak aurkezten dira. Gainera, arrisku horiek saihesteko kontingentzia-plan bat diseinatzen da. 10 4. Oinarri teorikoak Atal honetan proiektua ulertzeko beharrezkoak izango diren azalpen teknikoak emango dira. Hala nola, eguzki-instalazio fotovoltaiko baten dimentsionamendua ulertzeko behar den oinarrizko jakintza teorikoa. Era laburrean azalduz, eguzki-panelak moduluz osatuta daude, eta moduluak, aldi berean, zelula fotovoltaikoz [13]. Zelulek material erdieroalez osaturiko lamina bat edo batzuk dituzte, eta eguzki-erradiazioa pasatzen uzten duen eta bero-galerak minimizatzen dituen beira garden batez estalita daude. Oro har, eguzki-zelula fotovoltaiko konbentzionalak silizioz eginda daude. Eguzkiaren argiak panelaren zelula fotovoltaikoetan eragiten du, geruzen artean eremu elektriko bat sortuz. Horrela zirkuitu elektriko bat sortzen da, eguzki-energia fotovoltaikoaren funtzionamenduaren arduradun nagusia dena. Zenbat eta intentsitate handiagoa izan argiak, orduan eta handiagoa izango da fluxu elektrikoa. Zelula fotoelektrikoek eguzki-energia elektrizitate bihurtzen dute korronte zuzen moduan, eta hori korronte alterno bihurtzen da etxeetan dauden ekipo elektrikoak elikatu ahal izateko. Korronte zuzena korronte alterno bihurtzeaz arduratzen den gailuari inbertsore deritzo. Inbertsoreak korronte zuzen hori alterno bihurtzen du, isuri behar den sare elektrikoaren ezaugarri berdinekin, seinalearen uniformetasuna eta kalitatea kontrolatuz. Ondoren, korronte alternoa kontadore batetik pasatzen da eta handik sare orokorrera injektatzen da. Horrela, eguzki-energia energia elektriko bihurtzeko aprobetxa daiteke. Eguzki-energia nola funtzionatzen den jakiteaz aparte, ezinbestekoa da haren aplikazioak ezagutzea. Horrela izanda, eguzki-instalazio fotovoltaikoen artean mota desberdinak aurki daitezke, non bi talde nagusi bereizten diren, besteak beste: • Sare elektrikora konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak (autokontsumoa): kasu honetan, instalazio fotovoltaiko batek sortutako korronte elektrikoa sarera isurtzen da. 11 • Instalazio isolatua, sare elektrikotik deskonektatuta: sortutako elektrizitatea autokontsumorako erabiltzen da. 4.1. Sare elektrikora konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak Mota honetako instalazioak, sare elektrikoari lotuta egoteagatik bereizten dira [14]. Instalazio mota hauetan autokontsumoa lehenesten da eguzki-instalazioaren energia erabiliz, hura eskura dezaketen bitartean. Hala ez denean, sare elektrikotik lortzen da energia. Autokontsumoko instalazio mota bat edo bestea bereiziko duena soberakinen kudeaketa izango da, hau da, instalaziotik sortutako eta kontsumitu gabeko energiarekin egingo dena. Hori kontuan izanda, hiru autokontsumo instalazio mota desberdintzen dira: konpentsazio bidezko autokontsumoa, soberakina baterietan metatutako autokontsumoa eta soberakinik gabeko autokontsumoa. 4.1.1. Konpentsazio bidezko autokontsumoa Instalazio mota honen ezaugarria da soberakinak erabiltzen direla soberako energia errentagarri bihurtzeko. Esate baterako, asteburuan itxita dagoen eta eguzki-instalazioa erabiltzen duen leku batean ez litzateke energia elektrikorik kontsumituko, baina energia elektrikoa sortzen jarraituko litzateke. Energia hori sare elektrikoan sartzen da, eta trukean konpentsazio bat jasotzen da. Konpentsazio horrek hiru aldaera izan ditzake, herrialde bakoitzean indarrean dagoen legediaren arabera: • Balantze gabia: sarera isuritako kWh bakoitzeko, energia sortu eta ekoizten duenak saretik 1 kWh kontsumitzeko eskubidea du kosturik gabe eta behar duenean. • Sareko salmenta: sarera isurtzen den kWh bakoitzeko diru kopuru finko bat jasotzen da. • Tarifa garbia: sarera isuritako kWh bakoitzeko, faktura elektrikotik diru kopuru jakin bat deskontatzen da. Espainian, 2019ko apiriletik aurrera konpentsazio ekonomiko bidezko autokontsumoa arautzen da, 244/2019 Errege Dekretuaren bidez [15]. Lege horrek aurrezteko konpentsazio-sistema bat ezartzen du. Izan ere, 100 kW baino gutxiagoko 12 instalazioetarako, sortutako eta sarera isuritako elektrizitate-soberakinek konpentsazio bat sortuko dute. Kasu honetan, faktura elektrikoan islatuko da, termino aldakorrean saldo negatiboa izango duena, hau da, kontsumoa islatzen duen terminoan. Hortaz, argiaren fakturan deskontu bat da, ez dena nahastu behar soberakinen zuzeneko salmentarekin, hau da, konpentsaziorik gabekoa. 2. Irudia. Konpentsazio bidezko autokontsumoaren eskema. 4.1.2. Soberakina baterietan metatutako autokontsumoa Autokontsumorako aukera hau energia-soberakina instalazioarekin batera doan baterian injektatzean datza, eguzki-erradiaziorik ez dagoen orduetan kontsumitzea ahalbidetzen duena. Hala ere, sare elektrikora konektatuta dago, eta baterian metatzen den energia amaitzen denean, saretik ateratzen den energia elektrikoa kontsumitzen jarrai daiteke. Instalazio mota honek abantaila batzuk ditu, hala nola sortzen den energia guztiaren kontsumoa bermatzea. Haatik, instalazio mota hau planteatuz gero hasierako inbertsioa kontuan hartu beharreko parametroa dela. Izan ere, konpentsazioa behar duten instalazioekin alderatuz, hasiera batean bateriak erabiltzen dituzten autokontsumorako instalazioak garestiagoak dira. Bateriak sistemari gehitzeak materialen prezioa nabarmen igotzea dakar. Gainera, baterien bizi-denbora kontuan hartu behar da, orokorrean 10 urte irauten baitute. Beraz, amortizazio-aurreikuspenak arretaz aztertu beharko dira, ekonomikoki merezi duela ziurtatzeko. 13 3. Irudia. Soberakina baterietan metatutako autokontsumoren eskema. 4.1.3. Soberakinik gabeko autokontsumoa Eguzki-instalazio eredu honen ezaugarri nagusia da sare elektrikoan ez duela inolako injekziorik egiten, hala ere, instalazioak energia behar duenean saretik hartzen du. Instalazio fotovoltaiko mota hau aurrekoen oso antzekoa da, baina desberdintasun bat dago. Kasu honetan, instalazioari isurketen aurkako mekanismo bat gehitu behar zaio, inbertsorearekin zuzenean konektatuko dena kontsumitutakoa baino energia gehiago sor ez dadin, eta hura sarera pasatzea saihestuko duena. Soberakinak baztertzean, horiek aprobetxatzeko aukera galtzen da, ezin daitekeelako ezta baterietan biltegiratu ezta konpentsaziorik lortu. Horrelako instalazioak beharrezkoak dira indarrean dagoen legediak sare elektrikoari energia injektatzen uzten ez dionean. 14 4. Irudia. Soberakinik gabeko autokontsumoaren eskema. 4.2. Sare elektrikotik deskonektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak 4.2.1. Isolatutako instalazio fotovoltaikoa Aurreko instalazio guztiak ez bezala, mota honetako instalazioak ez daude sare elektrikora konektatuta. Instalazioak sortutako energia elektrikoa instalazioa dagoen puntu berean kontsumitzen da, sarearekiko mendekotasuna saihestuz. Mota honetako eguzki-instalazioetan beharrezkoak diren elementuak inbertsore kargagailu bat, bateriak eta multzo elektrogeno bat dira, eguzki-erradiaziorik ez dagoenean erabiltzeko energia biltegiratzea ahalbidetuko dutenak. Instalazioaren diseinuan sortutako energiak eta biltegiratzeko ahalmenak eguzki-erradiazioa egun batzuk jaso gabe igarotzea ahalbidetzeko bermatu beharko da. Horrek eragin zuzena du instalazioaren tamainan; izatez, eguzki-panel fotovoltaiko gehiago daude autokontsumoko instalazioekin alderatuta. Beraz, isolatutako instalazio fotovoltaikoak aukera ezin hobea dira saretik isolatuta dauden eraikin edo landetxetarako, aukerarik merkeena eta jasangarriena izanik. 21 • Karga-eraginkortasuna: metagailua erabat kargatzeko erabiltzen den energiaren eta benetan biltegiratzen denaren artean dagoen erlazioa. Beraz, erlazio hau % 100 ingurukoa izatea lortu behar da. • Autodeskarga: metagailu elektriko bat guztiz deskargatzeko prozesuari deitzen zaio. • Deskarga-sakonera: karga-ziklo batean edo deskarga-ziklo batean erabiltzen den bateriaren guztizko edukieraren ehunekoa da. Bestaldetik, eguzki-instalazio fotovoltaikoetarako erabiltzen diren bateriak 10 urte inguruko bizitza erabilgarria izan ohi dute. Baina, deskargak maiz eta % 50etik gorakoak egiten badira, haien bizitza erabilgarria asko laburtzen da. Gainera, tenperatura eragin nabarmena izan dezakeen beste faktore bat da. Tenperatura 20 °C eta 25 °C tartekoa bada, bateriek 10 urte inguruko bizitza erabilgarria izan dezakete. Aitzitik, tenperatura 10 °C bada, baterien bizitza erabilgarria 5 urtetara laburtu daiteke. 11. Irudia. Bateria baten adibidea [27]. 4.3.5. Kable elektrikoak Eguzki-kablea energia elektrikoa instalazio fotovoltaikoen artean korronte zuzena garraiatzeaz arduratzen da, eguzki-panelean sortzen denetik inbertsorean korronte alterno bihurtzen den arte [28]. Eguzki-kablea ohiko kable elektrikoarekin desberdintasunak ditu, garraiatu behar duen korrontea askoz handiagoa baita eguzkikablearen kasuan. Izan ere, instalazio fotovoltaikoaren tentsioa baxua da 230 volteko kontsumo-instalazio batekin alderatuta. Tentsio-erorketak eta energia-galerak korronte elektrikoaren araberakoak direnez, eguzki-kablearen sekzioak ohiko kable elektrikoaren sekzioak baino handiagoak dira, azken hauek 1,5 mm2-koak edo 2,5 mm2-koak izan ohi 22 dira. Eguzki-instalazio batean ohikoak diren sekzioak 4 mm2-tik 35 mm2-ra bitartekoak dira. Eguzki-kablearen sekzioa aldatu egiten da tartearen arabera, ezaugarri elektrikoen eta tartearen distantziaren arabera. Tarte hauek osagai bakoitzaren arteko kable ibilbidea dira, 4 tarte nagusi bereizten direlarik: • 1. tartea: eguzki-panel bakoitzetik konexio-kutxara. Eguzki-panelak elkarren artean konektatzeko kable-sekzioak 4 mm2-koak edo 6 mm2-koak dira. • 2. tartea: konexio-kutxatik karga-erreguladorera. Konexio-kutxaren eta kargaerreguladorearen arteko kable-sekzioa 10 mm2 eta 50 mm2 artekoa izan daiteke. • 3. tartea: karga-erreguladoretik bateriara. Karga-erreguladorearen eta bateriaren arteko kable-sekzioa 16 mm2 eta 35 mm2 artekoa izan daiteke. • 4. tartea: bateriatik inbertsorera. Bateriaren eta inbertsorearen arteko loturan, gutxienez 35 mm2-ko sekzioa jarri behar da, inbertsorearenganako sortzen diren korronte handiak direla eta. 1. tartea antzekoak diren hainbat tarte dira, tentsioa eta korrontea berdinak direlako eta eguzki-paneletik konexio-kutxara dauden distantziak oso antzekoak direlako. Beraz, kable-sekzio bera erabili ohi da 1. tarteko konexio guztietarako. Aldiz, eguzki-panel bakarra balego, ez litzateke konexio-kutxarik egongo, eta 1. eta 2. tarteak zati bakar batean sinplifikatuko lirateke. Gainera, inbertsore hibridoak erabiltzen direnean, 3. eta 4. tarteak tarte bakarrean sinplifikatzen dira. 4.3.6. Lur-konexioa Instalazio fotovoltaikoen masak, Behe Tentsioko Araudi Elektroteknikoaren arabera, banaketa-enpresaren neutroarekiko independentea den lur batera konektatuta egongo dira, baita gainerako horniketaren masetara ere [29, 30]. Horrela, instalazio fotovoltaikoaren masetarako lur-konexiorako puntu independente bat eduki beharko da. Ezaugarri horren arabera, eguzki-instalazio fotovoltaikoak honela sailka daitezke lurkonexio mota desberdinen arabera: 23 • Instalazio fotovoltaiko flotatzaileak: instalazio hauen bi eroaleak, polo positibo eta negatiboa, lurretik isolatuta daude. Abantaila bezala, zuzeneko edo zeharkako kontaktuen ondorioz ez dagoela arrisku elektrikorik izango litzateke. Desabantaila bezala, isolamendu-akatsak ezin direla hauteman izango litzateke. Horrek instalazioa elektrostatikoki kargatzea suposatuko luke, baterien sutearriskua sortuz. 12. Irudia. Instalazio fotovoltaiko flotatzaileen eskema. • Lurrera konektatutako instalazio fotovoltaikoak: instalazio hauetan, eroale aktibo bat, normalean negatiboa, lurrera konektatuta dago. Kasu honetan, eguzki-panelen polo negatiboa lurrera konektatuta egongo da. Konfigurazio honek sistema flotatzaileen eragozpenak saihesten ditu, baina zeharkako kontaktuen aurkako babes bereziren bat behar du. Horretarako, isolamendu mota berezi bat erabili beharko da edo 120 V-era mugatu tentsio zuzena hala nola. 13. Irudia. Lurrera konektatutako instalazio fotovoltaikoen eskema. • Lurrera zentratutako instalazio fotovoltaikoak: eguzki-panel fotovoltaikoetako puntu bat lurrarekin konektatuta dago. Konfigurazio mota honek goi tentsioko instalazio handietan erabiltzen da, hala nola sarera konektatutako 24 instalazioetan. Gainera, eroale aktiboen eta lurraren arteko tentsioa eroaleen arteko tentsioaren erdia da, babes handiagoa lortuz. 14. Irudia. Lurrera zentratutako instalazio fotovoltaikoen eskema. 4.3.7. Babes-koadroa Babes-koadroa eguzki-instalazio ororen funtsezko zatia da [31]. Izan ere, eguzkiinstalazio fotovoltaikoa tentsioetatik edo arrisku meteorologikoetatik babesten du. Funtsean, bi motatako babesak daude eguzki-instalazioetarako. Lehenengoek korronte zuzenarekin lan egiten dute eta ekipo elektrikoak gaintentsioetatik babesteaz arduratzen dira. Babesgarri horiek eraikinaren aurretik doan material guztia babesteaz arduratzen da. Babes hauetan komeni da atmosferaren deskargen aurkako babesle bat jartzea, arazo handiagorik izan ez dadin tximistaren bat eroriz gero. Babes elektrikoaren bigarren zatia instalazio fotovoltaikoaren korronte alternoaren babes osoa da. Babes horiek inbertsorearen ondoren jartzen dira, eta ekipo fotovoltaikoa zein eraikina tentsio-igoeretatik babesteko balio dute. Orokorrean, babes hauek segurtasuna bermatzen dute instalazio fotovoltaiko osoan, baldin eta akatsen bat badago. Babes magnetotermikoak eta atmosferikoak elementu garrantzitsuak dira eguzkiinstalaziorako beharrezko materiala ezartzerakoan, normalean aipatzea ahaztu egiten dena. Izan ere, babes hauek ez dira soilik ekipo fotovoltaikoa edo instalazio elektrikoa babesteko jartzen. Ondo instalatutako eta dimentsionatutako babesik gabe suteak, zirkuitu-laburrak, elektrokuzioak eta abar gerta daitezke. Are gehiago, ezin izango da instalaziorik legeztatu babes-neurri egoki guztiak ez baditu. Aurrekoa jakinda, babes-koadroen zatirik funtsezkoenak magnetotermikoak, babes atmosferikoak eta fusibleak dira: 25 • Magnetotermikoak: etengailu modukoak dira, energiari bidea emanez eta etengailua itxiz, baldin eta energiaren balioak aurretiaz ezarritakoaren desberdinak badira. Horrela, elektrokuzioak, suteak eta abar saihestu daitezke. • Deskarga atmosferikoen aurkako babesak: eguzki-ekipoak eragin diezaioketen kausa natural guztietatik babesten dituzte. Izatez, deskarga atmosferikoen aurkako babes horiekin tximista jasoko luketen eguzki-panelei bakarrik eragingo lieke, adibidez, instalazioaren gainerakoa babestuta egonik. • Fusibleak: ustekabeko tentsio-igoeren aurka babesten dute eguzki-instalazio fotovoltaikoa, hori kaltetua izan ez dadin. Orokorrean, fusibleak gaitz handiagoak eteteko eta saihesteko elementuak dira. Fusibleak, erabili ondoren apurtzen dira, beraz, horiek ordezkatzeko beste bat eduki beharra dago. 26 5. Eremu geografikoaren azterlanak Memoriaren atal honetan eguzki-instalazio fotovoltaikoaren abiapuntuko baldintzak jorratuko dira. Horretarako, eguzki-sistema zehazki non instalatuko den definituko da, instalazio gunearen mugapenak aipatuz eta horien aurka hartutako erabakiak zeintzuk diren zehaztuz. Gainera, eremu geografikoaren irradiazio mapa aztertuko da, honi buruzko zenbait iruzkin eginez. 5.1. Eguzki-instalazio fotovoltaikoaren kokapena Proiektu honetan garatuko den eguzki-instalazio fotovoltaikoa Portugalete (Bizkaia) Uri Ureneko Los Llanos kirolgunean kokatzen da (ikus 15. irudia). Horrela izanda, kiroldegiko hiru eremu posible aztertuko dira eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteko: frontoiaren, padel pistetako eta futbol-zelaiko aldagelen teilatuetan. 15. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolgunearen planoa [32]. 27 Alde batetik, frontoia 43°31’99,79”N latitudean eta 3°02’64,49”O longitudean aurkitzen da. Frontoiaren bi sabaiak 5 cm-ko lodiera, 35,60 m-ko luzera eta 41,60 m-ko arkua duten bi xaflez osatuta daude. Gainera, bi teilatu hauek 134,88 m2-ko azalera duen polikarbonatozko erdiko plataforma batez bereizita daude, 14 cm-ko lodiera duena. Beraz, aurreko datuak jakinda ondoriozta daiteke frontoiaren sabaietan ezingo direla eguzki-panel fotovoltaikoak kokatu, ezta erdiko plataforman ere. Izan ere, eguzki-panel konbentzional baten luzera 2 m-koa izan ohi da, 25 kg-ko pisua izanik. Horrek esan nahi du metro karratu bakoitzeko gehienez 12,5 kg egongo direla, aipatutako egituren deformazioa edo haustura suposatuz. Horrela izanda, aukera hau baztertzen da, ez delako ziurtatzen sabaiek eguzki-panelen pisuari eutsi ahalko diotenik, frontoiko langile eta kirolarien segurtasuna arriskuan jarriz. Aurrekoa jakinda, frontoian instalazio fotovoltaikoa aurrera eramateko geratzen den hautabide bakarra eguzki-panelak kanpoaldeko hormetan jartzea izango litzateke. Aukera hori posible izateko eguzki-panelak euskarri egitura baten bidez kokatu beharko litezke hormetan zehar. Frontoiaren egitura bi horma motez osatuta dago: zeharkako horma, 20,35 m-ko zabalera duena eta luzerako horma, 36 m-ko luzera duena. Gainera, padel pistetako aldagelen teilatuan, frontoiaren kanpoko aldean dagoena, eguzkipanelak instalatzeko 184 m2 inguruko azalera dago. Kontuan izan aldagelen sabaian aireztapenerako tximiniak daudela, eguzki-panelen kokapena zailtzen dutenak. 16. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolguneko frontoia [33]. 28 Bestaldetik, futbol-zelaiko aldagelak 43°31’8,78”N latitudean eta 3°02’72,27”O longitudean aurkitzen dira. Kasu honetan, instalakuntza eremuaren neurria 29,57 m × 9,36 m-koa da. Izan ere, eguzki-panelak aldagelen teilatuan kokatuko litezke, gune zapal laukizuzena baita. Gainera, eraikuntza adreiluz eta hormigoiz eginda dagoenez aldageletako erabiltzaileen segurtasuna bermatu daiteke, non eguzki-panel fotovoltaikoak teilatuan inongo arazorik gabe instalatu daitezkeen. Aurrekoaz gain, aldagelen aireztapenerako teilatutik tximinia bat irteten dela kontuan izan beharra dago, non azalera erabilgarria murriztuko zukeen. 17. Irudia. Los Llanos futbol-zelaiko aldagelak. 5.2. Eremu geografikoaren irradiazioa Euskal Herriaren klimatologia klima ozeanikoa da eta, oro har, hodeitsua eta euritsua izan ohi da [34]. Horrek eguzki-energia sistema askoren erabilera kaltetzen du, bereziki zuzeneko irradiazio horizontala erabiltzen dutenena. Hala ere, tenperatura baxuetan lan egiten duten sistemekin lan egiteko aukerak ugariak dira, eguzki-panel fotovoltaikoen kasuan adibidez. Puntu jakin batean eguzki-irradiazioaren ezaugarriak ezagutzea ezinbestekoa da eguzkisistemen bideragarritasuna ebaluatzeko, instalazioaren dimentsionamendu zuzenerako eta eguzki-panel fotovoltaikoak erabiltzeak dakarren ekarpen energetikoaren iragarpenerako. Horretarako, Europar Komisioaren PVGIS sare libre eta irekiak eguzki- 29 irradiazioaren eta panel fotovoltaikoen errendimenduaren ebaluaziorako tresnak eskaintzen ditu Europar mailan [35]. 18. Irudia. Eremu geografikoaren irradiazio mapa. Beraz, PVGISen eguzki-irradiazio tresna erabiliz, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren eremu geografikoaren gutxi gorabeherako urteko irradiantzia 1.250 kWh/m2-koa dela ikusten da (ikus 18. irudia). Datu hau, nazioarteko hegoaldeko Autonomia Erkidegoekin konparatuz baxuagoa da, hauetan 1.750 kWh/m2 inguruko urteko irradiantzia igortzen baita. Nahiz eta europar mailan konparatzen bada, eguzki-sistemaren instalazio eremuaren irradiazioa handiagoa da. Europako erdialdean gutxi gorabeherako 1.000 kWh/m2 urteko irradiantzia maximoa dagoela erreparatu daiteke eta Europako iparraldean 750 kWh/m2 urteko irradiantzia. Horrela izanda, eguzki-instalazioaren eremu geografikoa Espainian egokia dela ondoriozta daiteke, Europar mailan eguzkiirradiazio gehien jasotzen duen herrialdea baita. Aldiz, Espainiako hegoaldean dauden Autonomia Erkidegoekin konparatuz, eguzki-irradiazio gutxiago jasotzen da Euskal Autonomia Erkidegoan. 30 19. Irudia. Eremu geografikoaren hileroko eguzki-irradiazioaren aurreikuspenak. Datu zehatzagoak lortzeko, PVGISek eskainitako eguzki-irradiazio tresnak eremu geografikoaren hileroko eguzki-irradiazioa aurreikusi dezake. Portugaleteko Los Llanos eremuan 191,48 kWh/m2 hileroko irradiazio maximoa balioztatu daiteke, kasu honetan 2016ko maiatzean (ikus 19. irudia). Bestaldetik, 2016ko urtarrilean hileroko irradiazio minimoak balioetsi ziren, 35,31 kWh/m2 izanik. 37 guztien potentzia ez da inoiz erreguladorearen potentzia baino altuagoa izan behar. Beraz, tentsio izendatua korronte izendatuarekin biderkatuz gero erreguladore bakoitzaren potentzia maximoa lor daiteke: 2,4 kW PWM erreguladorearena eta 3,84 kW MPPT erreguladorearena. • Faktore ekonomikoa: produktu bat erosterako orduan prezioa garrantzi gehien duen faktoretariko bat da. Aukera ezberdinak aztertu eta gero, eta ezarritako helburuak betetzen dituztela baieztatuta, batekin soilik geratzeko parametroa izan daiteke. Aurkeztu den faktore bakoitzari, proiektu honetan izango duten garrantziaren arabera, ondorengo pisuak egokitu zaizkio: eguzki-panelen zelula kopurua = % 20, baterien tentsioa = % 20, korronte eta tentsio izendatua = % 20, potentzia maximoa = % 25 eta faktore ekonomikoa = % 15. Orduan, zehaztu diren erreguladoreen artean puntuazio bat jartzen zaio aukera bakoitzari aurkezten dituzten ezaugarrien arabera. Beraz, batuketa haztatuaren metodoa aplikatuz, erreguladoreei zehaztutako puntuazioak lortzen dira (ikus 2. taula): 2. Taula. Erreguladoreen arteko konparaketa FAKTOREAK PISUAK PWM ERREGULADOREA MPPT ERREGULADOREA Eguzki-panelen zelula kopurua % 20 7 9 Baterien tentsioa % 20 6 9 Korronte eta tentsio izendatua % 20 7 7 Potentzia maximoa % 25 7 8 Faktore ekonomikoa % 15 9 7 BH 7,1 8,05 38 Aukeraketa egiteko, proiekturako faktore garrantzitsuenak kontuan hartu izan dira. Izan ere, erreguladoreen arteko konparaketa egin ondoren 12 V / 24 V / 48 V 80 A MPPT Must Solar erreguladorea egokiena izango dela ondorioztatu da. Alde batetik, eguzkipanel fotovoltaiko ia mota guztiekin konektatu daiteke, baita ia edozein tentsiotako bateriekin erabili daiteke. Bestaldetik, ekonomikoki egin beharko den inbertsioa handiagoa izango da, baina kontuan izan behar da epe luzera begira egindako inbertsioa bueltan etorriko dela. 6.3. Inbertsorea Korronte zuzena korronte alterno bihurtzeaz arduratzen den gailuari inbertsore deritzo. Gainera, korronte alternoa sare elektrikora isuriko denez, seinalearen uniformetasuna, kalitatea eta sare elektrikoaren ezaugarri berdinak bermatu beharko ditu. 6.3.1. Alternatiben deskribapena Inbertsoreei dagokienez 50 kW Riello Sirio TL 50 sare trifasikoko inbertsorea eta 5 kW Growatt SPH5000 inbertsore hibridoa aztertuko dira. ➢ 50 kW Riello Sirio TL 50 sare trifasikoko inbertsorea Inbertsore honek 380 V edo 400 V-eko sare trifasikoetarako 50 kW-rainoko irteerako potentzia sor dezake, 50 Hz edo 60 Hz maiztasunarekin [46]. Gainera, 1100 V-eko sarrerako tentsioa eta 110 A-ko sarrerako korronte maximoa jasan dezake. Beste era batean esanda, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren potentzia-pikua gehienez 121 kWp izan daiteke. Riello Sirio inbertsoreak, 4 MPPT integraturik ditu, guztira 10 sarrera asimetrikoki bananduta izanik. Lehenengo bi MPPT erreguladoreek 3 sarrera dituzte eguzki-panelak konektatzeko, erreguladore bakoitzak 33 A jasaten ditu. Beste bi erreguladoreek, 2 sarrera dituzte eguzki-panelak konektatzeko eta bakoitzak 22 A arte eusten dio. Tenperaturari dagokionez, inbertsoreak -25 °C eta 60 °C tarteko tenperaturetan lan egin dezake. Aurrekoari gehitu behar zaio inbertsore honen prezioa 4.840,00 €-koa dela. ➢ 5 kW Growatt SPH5000 inbertsore hibridoa 39 Inbertsore hibrido monofasikoa sarera konektatzeko inbertsore eredu aurreratu bat da, autokontsumorako tentsio handiko bateriekin lan egiteko gai dena [47]. Izan ere, sarera konektatuta lan egiteko berezitasuna du, baina tentsio handiko baterietara ere konektatu daiteke, eguzki-panelen sortzen duten energia guztia biltzeko. Gainera, inbertsoreak larrialdiko erreserba sistema baterako irteera du, sarea erortzen den egoeretan hornidura izaten jarraitzeko. Une horretan inbertsoreak 3000 W-ko potentziarekin elikatu daiteke. Inbertsore honek 2 MPPT integratuta dituela eta 48 V-eko bateriekin lan egin dezakeela aipatzekoa da. Funtzionamendu tenperaturari dagokionez -25 °C eta 60 °C tarteko tenperaturetan lan egin dezake. Hau guztia 5 kW Growatt SPH500-a inbertsore monofasiko hibridoei dagokiela, 1.555,71 €-tan salgai aurkitu daiteke merkatuan. 6.3.2. Alternatiben analisia Inbertsorearen aukeraketa hurrengo faktoreetan oinarrituko da: potentzia maximoa, lan-tenperatura, inbertsorearen tentsioa, sarrerako korronte maximoa eta faktore ekonomikoa [48]. • Potentzia maximoa: eskaini dezakeen potentzia maximoari egiten dio erreferentzia eta potentzia izendatuaren bikoitza izan ohi da. Potentzia maximoa segundo gutxi batzuetan ematen da, eta kargaren kontsumoari erantzuteko balio du. Kontuan izan beharra dago inbertsore trifasikoak 50.000 W-ko potentzia askatzen duela. Aldiz, inbertsore hibrido monofasikoak 5.000 W-ko potentzia maximoa isuri dezake sare elektrikora egoera normaletan. • Lan-tenperatura: kontuan hartu beharreko beste balio bat da, eta normalean 25 °C da. Giroko tenperatura handitzen denean, inbertsorean bertan Joule efektuak sortutako beroaren disipazioa zailagoa bihurtzen da. Ondorioz, inbertsoreak eskain dezakeen potentzia gutxitu egiten da. • Inbertsorearen tentsioa: baterien bankuarekin zuzenenean lotuta dagoen parametroa da. 12 V-eko inbertsoreek potentzia baxuak izan ohi dituzte, 2.000 W-raino. 24 V-eko inbertsoreek 2.000 W-tik 3.000 W-ra bitarteko potentzia dute eta 48 V-ekoek 4.000 W-tik 10.000 W-raino. Potentzia-tentsio 40 erlazio hori korronte zuzena alternora bihurtzeagatik eta bateria-lerroetatik inbertsorera pasatzen den intentsitateagatik gertatzen da. ➢ Sarrerako korronte maximoa: potentzia maximoarekin batera, inbertsorearen parametrorik garrantzitsuena da. Izan ere, eguzki-panelek sortutako korrontea ezin da inoiz inbertsorearen korronte maximoa baino handiagoa izan. Alde batetik, Riello etxeko inbertsorearen korronte maximoa 110 A dira, zirkuitulaburreko korronte maximoa 140 A izanik. Aldiz, inbertsore hibridoak 24 A-ko korronte maximoa du, 12 A MPPT erreguladore bakoitzeko. Orduan, inbertsorearen aukeraketan, parametro hau mugatzailea izango litzateke. ➢ Faktore ekonomikoa: produktu bat erosterako orduan prezioa garrantzi gehien duen faktoretariko bat da. Aukera ezberdinak aztertu eta gero, eta ezarritako helburuak betetzen dituztela baieztatuta, batekin soilik geratzeko parametroa izan daiteke. Aurkeztu den faktore bakoitzari, proiektu honetan izango duten garrantziaren arabera, ondorengo pisuak egokitu zaizkio: potentzia maximoa = % 25, lan-tenperatura = % 15, inbertsorearen tentsioa = % 20, sarrerako korronte maximoa = % 25 eta faktore ekonomikoa = % 15. Orduan, zehaztu diren inbertsoreen artean puntuazio bat jartzen zaio aukera bakoitzari aurkezten dituzten ezaugarrien arabera. Beraz, batuketa haztatuaren metodoa aplikatuz, inbertsoreei zehaztutako puntuazioak lortzen dira (ikus 3. taula): 41 3. Taula. Inbertsoreen arteko konparaketa. FAKTOREAK PISUAK INBERTSORE TRIFASIKOA INBERTSORE HIBDRIDOA Potentzia maximoa % 25 9 6 Lan-tenperatura % 15 7 7 Inbertsorearen tentsioa % 20 9 6 Sarrerako korronte maximoa % 25 9 6 Faktore ekonomikoa % 15 6 8 BH 8,25 6,45 Taulako emaitzei erreparatuz, 50 kW Riello Sirio TL 50 sare trifasikoko inbertsorea hautatu egingo da. Hau hautatzeak 12 V / 24 V / 48 V 80 A MPPT Must Solar erreguladorea baztertzea suposatzen du, inbertsore hibridoak DC-DC eta DC-AC bihurgailuak baitauzka inplementaturik barnean. Beraz, elementu bat aurrezteaz aparte, inbertsore trifasikoaren inplementazioak potentzia gehiago sortzea ahalbidetzen du, energia gehiago ekoitziz egunean zehar. Gainera, inbertsore hibridoak baino ezaugarri hobeagoak dauzka, batez ere potentzia maximoan eta sarrerako korronte maximoan, instalazio fotovoltaikoak diseinatzerako orduan parametrorik garrantzitsuenak direnak. 6.4. Bateria Eguzki-panelentzako bateriak energia-metagailuak dira eta panel fotovoltaikoek sortutako eguzki-energia biltegiratzea ahalbidetzen dute [49]. Energia hori eguneko edozein unetan erabil daiteke, saretik ustiatzen den energia bezala. 42 6.4.1. Alternatiben deskribapena Bateriei dagokienez 600 Ah 6 V Ultracell UZS6600-6 bateria egonkorra eta 48 V BYD B-Box Premium LVS 3,8 kWh litiozko bateria dira ezagunenak. Hortaz, bi aukera hauek aztertuko dira. ➢ 600 Ah 6 V Ultracell UZS6600-6 bateria egonkorra Bateria egonkor mota honek etekin bikaina eskaintzen du preziorik onenean, 399,69 €-gatik hala nola [50]. Bere ezaugarrietatik aipatzekoak dira bizitza erabilgarri luzea eta deskarga ezaugarri bikainak dituela, 8 eta 10 urte ingurukoa. Bateria honek 3.600 Wh-ko potentzia izan dezake gehienez. Beraz, bi bateria instalatzen badira 12 V-eko sistema baterako, 7.200 Wh-ko energia metatu ahal izango da. 24 V-eko sistemetarako, gehienez 14.400 Wh-ko potentzia eduki ahal izango da, eta horrela hurrenez hurren. Ultracell bateriaren neurriak hauek dira: 295 mm-ko zabalera, 408 mm-ko altuera eta 178 mm-ko sakonera. Pisu unitarioa, azidoa barne, 52 kg dira. ➢ 48 V BYD B-Box Premium LVS 3,8 kWh litiozko bateria Bateria modular hau litio ferrofosfatoko metagailu bat da [51]. Beste bateriek ez bezala, metaketa handiagoa, babesa eta kablerik gabeko konexioak behar dituzten sistemetarako jauzi kualitatibo handia suposatzen du. Haren moduluek dentsitate handiagoa eta pisu txikiagoa ematen diote, gaitasun energetikoa mantenduz. Modelo honek baterien modulu bakarra osatzen du, energia erabilgarriaren 3,84 kWh eskainiz. Kontuan izan beharra dago edukiera handiagoko multzo bat osatu daitekeela, guztira 6 modulu izan daitezke guztira, biltegiratutako energia erabilgarriaren 23 kWh-raino eskaintzen dituztenak. Horri gehitu behar zaio 4 moduluko 16 dorre paraleloan instalatu daitezkeela, 245,8 kWh metatzeko. Horrela, 640 mm × 298 mm × 1.622 mm-ko guztizko egitura modular totala eratu daiteke, modulu bakoitzak 42 kg pisatzen dituelarik. Gainera, sarera isolatutako eta sarera konektatutako autokontsumorako egokia den bateria mota da. Aurreko berrikuntza guztiak amortizatzeko, BYD fabrikatzaile txinatarrak 2.651,06 €-gatik saltzen duen bateria da, 10 urteko bermea emanez. 43 6.4.2. Alternatiben analisia Aurkeztu diren faktore bakoitzari, proiektu honetan izango duten garrantziaren arabera, ondorengo pisuak egokitu zaizkio: karga-ahalmena, deskarga sakonera, bizitza sakonera, tentsio izendatua eta faktore ekonomikoa [52]. • Karga-ahalmena: eguzki-bateria baten karga ahalmena bateria batek eman dezakeen elektrizitate-kantitatea da orduko anperetan neurtuta (Ah). Jakina, bateria bat kargatu ahal izateko, eguzki-panelak beharko dira eta kargaerreguladoreari konektatu beharko zaio. Alde batetik, litiozko bateria modularraren karga ahalmena ez da ezaugarri-orrietan agertzen, nahiz eta potentzia erabilgarria tentsio izendatuarekin zatituz gero 75 Ah-ko karga ahalmena lortzen da. Bestaldetik, bateria egonkorraren kasuan, 600 Ah-ko karga ahalmena eskaintzen du, litiozko bateria baino 8 aldiz handiagoa. • Baterien tamaina: bateriak gordetzeko tokia mugatuta badago, baterien tamaina kontuan hartzeko parametro bat da. Izan ere, bateria modularrek abantaila nabarmenak aurkezten dituzte bateria konbentzionalen aldean. Bateria modularrak bata bestearen gainean kokatu daitezke, goranzko espazioa aprobetxatuz. Aldiz, bateria konbentzionalek lurreko espazioa soilik okupatu dezakete. Horretaz gain, bateria modularren garraioa askoz ere errazagoa da konbentzionalena baino, forma laukizuzena edukitzeak asko errazten baitu garraioa. • Bizitza erabilgarria: bateria baten bizitza erabilgarritzat jotzen dugu bateriak bere kapazitate izendatuaren % 80tik gorako hondar-ahalmena mantenduz jasan ditzakeen zikloen kopuruari. Instalazio fotovoltaikoetako baterien bizitza erabilgarria karga/deskarga ziklo kopuruetan neurtzen da. Beraz, bateriaren lanerregimena egunerokoan ziklo asko jasaten baditu, haren bizitza erabilgarria murriztuko da. Aldiz, lan-erregimena ziklo gutxiagokoa bada, bizitza erabilgarria luzatuko da. • Tentsio izendatua: bateria baten tentsio izendatua 6 V, 12 V, 24 V edo 48 V-ekoa izan ohi da. Normalean, instalazio handietarako 48 V-eko tentsioa duten bateriak 44 aukeratzen dira. Horregatik, eguzki-panel fotovoltaikoak, inbertsorea, eta erreguladorea 48 V-ekoak aukeratzen dira. Beraz, 6 V-eko bateriarentzako soluzioa 8 bateria seriean konektatzea izango litzateke. Hala eta guztiz ere litiozko bateriaren tentsio izendatua, ezaugarri-orrietan begiratuz, 51,2 V-ekoa dela ikus daiteke. Beraz, ez litzateke seriean konexiorik egin behar azken honetan. Ondoren, hainbat bateria paraleloan jar daitezke sistemaren potentzia handitzeko. • Faktore ekonomikoa: produktu bat erosterako orduan prezioa garrantzi gehien duen faktoretariko bat da. Aukera ezberdinak aztertu eta gero, eta ezarritako helburuak betetzen dituztela baieztatuta, batekin soilik geratzeko parametroa izan daiteke. Aurkeztu den faktore bakoitzari, proiektu honetan izango duten garrantziaren arabera, ondorengo pisuak egokitu zaizkio: karga-ahalmena = % 30, baterien tamaina = % 20, bizitza erabilgarria = % 15, tentsio izendatua = % 20 eta faktore ekonomikoa = % 15. Orduan, zehaztu diren baterien artean nota bat jartzen zaio aukera bakoitzari aurkezten dituzten ezaugarrien arabera. Beraz, batuketa haztatuaren metodoa aplikatuz, beteriei zehaztutako puntuazioak lortzen dira (ikus 4. taula): 45 4. Taula. Baterien arteko konparaketa. FAKTOREAK PISUAK BATERIA EGONKORRRA LITIOZKO BATERIA MODULARRA Karga-ahalmena % 30 9 5 Baterien tamaina % 20 6 8 Bizitza erabilgarria % 15 7 8 Tentsio izendatua % 20 6 9 Faktore ekonomikoa % 15 9 5 BH 7,5 6,85 Proiektuaren helburuak ezaguturik, proposatu den eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteko bateriarik egokiena 600 Ah 6 V Ultracell UZS6600-6 bateria egonkorra izango litzateke. Bere prezio hain baxua eta eskaintzen dituen ezaugarriak bateria hau aukeratzeko zergatiak izan dira. Izan ere, garrantzia gehien duen parametroa kargaahalmena da, non instalazioan ekoiztuko den energiaren arabera, bateria kantitate gehiago ala gutxiago zehaztuko dira. Bestaldetik, bateria egonkorraren desabantailarik handiena hau gordetzeko espazioa izango litzateke, ezin baitira bertikalki biltegiratu. Beraz, hau kontuan hartu beharko da proiektua garatzerako orduan. 46 7. Isolatutako eguzki-instalazioaren analisia Proiektuaren atal honetan eguzki-sistema fotovoltaikoaren ikerketa zehatza garatuko da, hau da, sistema fotovoltaikoaren dimentsionamendua. Horretarako, muturreko kasua plazaratuko da, isolatutako eguzki-instalazio batena; prozedura horrek instalazioa epealdi osoan erabiltzea bermatuko luke. Isolatutako sistema fotovoltaiko bat diseinatzeko eta dimentsionatzeko orduan, ordaindu beharreko kontsumo-datuak hartuko dira abiapuntutzat [53]. Horrela, sistema osatzen duen gailu bakoitzaren mota eta instalazioaren eremu geografikoaren erradiazio-datuak aukeratuta, erabakiak hartzeko beharrezkoak diren parametroak kalkulatuko dira. 7.1. Errendimendu globala eta beharrezko energia Abiapuntua eguneroko kontsumoa eta hilabeterik desegokieneko eguzki-erradiazioaren datuak izango dira. Beste era batean esanda, eguzki-energia intzidentearen baliorik txikienera eta kontsumitutako energiaren baliorik handienera iristen den hilabetea. Kasu honetan, 2020. urtean Los Llanos kirolgunean kontsumoaren eboluzioa zehazten da: 20. Irudia. Los Llanos kirolguneko kontsumoaren eboluzioa 2020. urtean. Kontsumorik gehien izan zuen hilabetea urtarrileko hilabetea izan zen, hala nola 9.582 kWh-ko kontsumoa izan zuen (ikus 21. irudia). Aldiz, kontsumo gutxien izan zuen 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Urt Ots Mar Api Mai Eka Uzt Abu Ira Urr Aza Abe Energia kontsumoa (kWh) 53 eskatzen den potentzia-piku berdina edo handiagoa lortzeko, instalatu beharreko panel kopurua paraleloan konektatuta dauden eguzki-panel kopuruaren araberakoa izango da. Seriean konektatu behar diren modulu fotovoltaikoen kopurua (NPs) sistemaren tentsio izendatuaren (Vns) eta aukeratutako moduluaren (Vnp) arabera zehazten da: 𝑁𝑃𝑠=𝑉𝑛𝑠 𝑉𝑛𝑝 (16) Paraleloan konektatu behar diren modulu fotovoltaikoen errenkada kopurua (NPp) instalazio fotovoltaikoan beharrezkoa den potentzia-pikua (Pp), serieko moduluen kopurua (NPs) eta aukeratutako moduluaren potentzia-pikua (Pm) kontuan hartuta kalkulatzen da: 𝑁𝑃𝑝=𝑃𝑝 𝑁𝑃𝑠·𝑃𝑚 (17) Aurreko formularen bidez, paraleloan dauden panel errenkaden kopurua zenbaki osoa ez denean, gorantz biribiltzea gomendatzen da. Edonola ere, soluziorik eraginkorrena potentzia-pikua duen modulu fotovoltaiko bat aukeratzean datza. Serie-paralelo konexioak eginez eguzki-sistema fotovoltaikoan instalatutako potentzia-pikutik ahalik eta baliorik hurbilena lortzeko. Aurreko guztia jakinda, modulu guztien kopurua (NPT) honako hau izango da: 𝑁𝑃𝑇=𝑁𝑃𝑠·𝑁𝑃𝑝 (18) Los Llanos kirolguneko eguzki-sistema fotovoltaikoa osatzen duten panelen kopurua eta horien konexioaren diseinua zehazteko, Alternatiben analisian hautatutako eguzkipanelaren ezaugarrien arabera, seriean konektatu behar diren panelak zehazten dira [58]. Ondoren, paraleloan konektatu behar diren eguzki-panelak definitzen dira. Kasu honetan, sistemaren tentsio izendatua 48 V izatea nahi denez eta eguzki-panelaren lan-tentsioa 24 V denez, seriean bi panel konektatu beharko dira: 𝑁𝑃𝑠=48 24=2 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (19) 54 Nahiz eta emaitza hau zuzena badirudi, eguzki-panelak inbertsorearekin konektatzen direnean, sarrerako tentsioak, inbertsorearen tentsio maximoa ez duela gaindituko edo ez dela inbertsorearen tentsio minimoaren azpitik egongo bermatu behar da [59]. Kontuan izan, inbertsorearen sarrerako tentsio maximoa (Vmax) 1100 V dela eta hasierako tentsioa (Vstart) 250 V. Gainera, 450 Wp duten panelak erabiltzen dira, lantentsioa 24 V izanik. Bestalde, MPPT inbertsoreak erabiltzen direnean potentzia maximizatzen da, hau da, potentzia maximoko puntuko tentsio eta korrontearekin lan egiten da. Horrela izanda, eguzki-panelen tentsioa ez da 24 V izango, baizik eta 41,52 V. Hortaz, seriean konektatu daitezkeen eguzki-panel kopuru maximoa (NPs_max), inbertsorearen tentsio maximoaren eta eguzki-panelen potentzia maximoko puntuko tentsioaren arteko zatiketarekin lortu daiteke: 𝑁𝑃𝑠_𝑚𝑎𝑥 =𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑝_𝑚𝑎𝑥 =1100 41,52=26,49≈26 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (20) Prozesu berdina jarraituz, seriean konektatu daitezkeen eguzki-panel kopuru minimoa, inbertsorearen hasierako tentsioaren eta eguzki-panelen potentzia maximoko puntuko tentsioaren arteko zatiketarekin lortu daiteke: 𝑁𝑃𝑠_𝑚𝑖𝑛 =𝑉𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡 𝑉𝑝_𝑚𝑎𝑥 =250 41,52=6,02≈7 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (21) Beraz, seriean konektatu beharko diren eguzki-panel kopurua ez da bi izango, baizik eta zazpi. Izan ere, bi eguzki-panel seriean konektatzerakoan inbertsorea ez litzateke piztuko, ez baita 250 V hasierako tentsiora heltzen. Orain, paraleloan dauden eguzki-panelak zehazteko, aukeratutako moduluaren potentzia-pikua 450 Wp dira, paraleloan dauden panel kopurua honako hau izango delarik: 𝑁𝑃𝑝=365,32 𝑘𝑊𝑝 7·450 =115,97≈116 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜𝑎𝑛 (22) Azkenik, eguzki-panelen guztizko kopurua honako hau izango da: 55 𝑁𝑃𝑇=7·116=812 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 (23) Hortaz, sistemaren potentzia-piku estimatua 365,4 kWp izango dela aurreikusi daiteke. Kontsumorik gehien duen hilabeteko energia ekoizteko 812 eguzki-panel behar dira, non Los Llanos kirolgunean hainbeste panel instalatzeko leku nahikorik ez dagoen. Hala ere, isolatutako eguzki-instalazio batek behar dituen kalkulu guztiak zehaztuko dira, kasu hipotetiko batean erabiliko litzatekeen ekipamenduaren erreferentzia bat egoteko. 7.3. Metaketa azpisistema Metaketa azpisistemaren dimentsionamendua bateriak jaso behar duen energiaren eta eguzki-erradiaziorik gabeko autonomia egun kopuruaren (N) araberakoa izango da [60]. Horrela, egunean kontsumitutako energia (E) kalkulatuta eta autonomia egunen kopurua finkatu ondoren, metaketa azpisistemaren (Cu) karga-erabilgarria zehaztu daiteke: 𝐶𝑢=𝐸·𝑁 (24) Bateriaren karga-izendatua (CN) karga-erabilgarria baino handiagoa izan beharko da. Izan ere, kontuan hartu beharra dago bateria ezarritako deskarga-sakoneraino (Pd) soilik deskargatzen dela, beraz: 𝐶𝑁=𝐶𝑢 𝑃𝑑 (25) Karga horrek 20 °C tenperaturari egiten dio erreferentzia. Neguan batez besteko funtzionamendu-tenperatura 20 °C baino baxuagoa bada, gomendatzen da aurretik kalkulatutako karga-izendatua kT faktorearekin zuzentzea: 𝑘𝑇=1− ∆𝑡 160 (26) Δt 20 °C-etik beherako gradu kopurua bada, karga-izendatu berriak (CNT) honela adierazi daiteke: 56 𝐶𝑁𝑇 =𝐶𝑁 𝑘𝑇 (27) Komertzialki bateria baten karga-balioak Ah-tan (CNT_Ah) adierazten direnez, aurreko ekuazioa eguzki-sistema fotovoltaikoaren tentsio izendatuarekin zatitu beharko da watt orduetara bihurtzeko: 𝐶𝑁𝑇_𝐴ℎ =𝐶𝑁𝑇 𝑉𝑛𝑠 (28) Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaikoaren zenbatetsitako autonomiaordu kopurua 14 ordukoa izango dela jakinda eta baterien borneetako energia 645,1 kWh denez, metaketa azpisistemaren karga-erabilgarria honako hau izango da: 𝐶𝑢=645,1 𝑘𝑊ℎ·0,583 =376,31 𝑘𝑊ℎ (29) Bateria egonkorrak erabiliko zirela zehaztu zenez, % 50eko deskarga-sakonerarekin, karga-izendatua honako hau izango da: 𝐶𝑁=376,31 𝑘𝑊ℎ 0,5 =752,62 𝑘𝑊ℎ (30) Bateriak instalatzeko gunean neguan batez besteko tenperatura 8,2 °C denez, bateriaren karga-izendatuari honako faktore hau aplikatu beharko zaio [61]: 𝑘𝑇=1−20−8,2 160 =0,92625 (31) Orduan, bateriaren karga-izendatu berria: 𝐶𝑁𝑇 =752,62 𝑘𝑊ℎ 0,92625 =812,54 𝑘𝑊ℎ (32) Azkenik, lortutako karga sistemaren tentsio izendatuarekin adierazten da: 𝐶𝑁𝑇_𝐴ℎ =812,54 𝑘𝑊ℎ 48 =16,93 𝑘𝐴ℎ (33) 57 Orain, zenbat bateria behar diren eta horien konexioen diseinuaren kalkulua jorratuko da. Instalatu beharreko bateria kopurua eguzki-sistema fotovoltaikoaren tentsio izendatua baterien borneetan lortzeko, seriean konektatu behar diren bateria kopuruaren araberakoa izango da. Baita paraleloan konektatu behar diren bateria kopuruaren araberakoa izango da [62] ere. Seriean konektatu behar den bateria kopurua (NBs), sistemaren tentsio izendatuaren (Vns) eta aukeratutako bateriaren tentsio izendatuaren (Vnb) arabera zehazten da: 𝑁𝐵𝑠=𝑉𝑛𝑠 𝑉𝑛𝑏 (34) Paraleloan konektatu behar den bateria kopurua (NBp), karga-izendatuaren (CN) eta aukeratutako bateriaren karga-izendatuaren (Cb) arabera zehazten da: 𝑁𝐵𝑝=𝐶𝑁 𝐶𝑏 (35) Aukeratutako baterien guztizko kopuruan (NBT) izango da: 𝑁𝐵𝑇=𝑁𝐵𝑠·𝑁𝐵𝑝 (36) Los Llanos kirolguneko eguzki-sistema fotovoltaikoa osatzen duten bateria kopurua eta horien konexioaren diseinua zehazteko, Alternatiben analisian hautatutako bateriaren ezaugarrien arabera, seriean konektatu behar diren bateriak zehazten dira. Ondoren, paraleloan konektatu behar diren bateriak definitzen dira. Kasu honetan, sistemaren tentsio izendatua 48 V izatea nahi denez eta baterien tentsio izendatua 6 V denez, seriean konektatu beharko diren bateria kopurua: 𝑁𝐵𝑠=48 6=8 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (37) Orain, paraleloan dauden bateriak zehazteko, aukeratutako bateriaren karga-izendatua 600 Ah dira, paraleloan dauden panel kopurua honako hau izango delarik: 58 𝑁𝐵𝑝=16,93 𝑘𝐴ℎ 600 =28,22≈23 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜𝑎𝑛 (38) Azkenik, baterien guztizko kopurua honako hau izango da: 𝑁𝐵𝑇=8·23=184 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 (39) 7.4. Erregulazio azpisistema Azpisistema erregulatzailearen ezaugarri elektrikoak zehazteko, beharrezkoa da sistema fotovoltaikoak sortutako korronte-pikua (Ig) eta kontsumoaren guztizko intentsitatea (Ic) ezagutzea [63]. Baita korronte zuzenean behar den potentzia (Psc) eta korronte alternoan behar den potentzia (Pca). Hasteko, Ig kalkulatuko da, aukeratutako modulu fotovoltaikoaren korronte-pikutik abiatuta. Balio hori eguzki-panelaren zirkuitulaburreko intentsitatea (Isc) izango da, hori baita eman dezakeen intentsitate maximoa. Gainera, zirkuitu-laburreko korrontea % 25 handituko da, baldintza estandarretan baino tenperatura eta irradiantzia handiagoak kontuan hartzeko (25 °C eta 1000 W/m2). Horrela: 𝐼𝑔=1,25·𝑁𝑃𝑝·𝐼𝑝 (40) Kontsumoaren intentsitatea kalkulatzean (Ic), inbertsorea erreguladorera konektatzen den edo zuzenean bateriara konektatzen den bereizi behar da. Izan ere, aukeratutako inbertsore hibridoak bere funtzioen artean bateriaren gehiegizko deskargen aurkako babesa ematen du. Gainera, bateriara zuzenean konektatzerakoan, erreguladoreak eman behar duen korrontea murrizten da. Halaber, inbertsore hibridoak bi MPPT erreguladore inplementatuta dauzkala jakinda eta karga bakarra bateria multzoa izanik, kontsumoaren intentsitatea honako hau izango litzateke: 𝐼𝑐=𝑃𝑠𝑐 𝑉𝑛𝑠 (41) Azpisistema erreguladorearen korronte-pikua eguzki-sistema fotovoltaikoak sor dezakeen korronte maximoaren araberakoa izango da, hau da, panel bakoitzaren 59 zirkuitu-laburreko korrontearen araberakoa [64]. Aukeratutako eguzki-panelaren zirkuitu-laburreko korrontea 11,36 A denez eta 406 panel paraleloan jarri daitezkeela jakinda, sortutako korronte-pikua: 𝐼𝑔=1,25·406·11,36=5,72 𝑘𝐴 (42) Kontsumoaren korrontea lortzeko, inbertsorea bateriarekin zuzenean konektatuta dagoenez, korronte zuzenean behar den potentzia bateria multzoaren karga-izango da. Gogoratu galera-koefiziente bat zehaztu dela inbertsorearentzat, kc = 0,05 uhin sinusoidal puruko inbertsorea delako. Orduan, bateria multzoaren karga-izendatua 812,54 kWh dela jakinda, kontsumo intentsitatea honako hau izango da: 𝐼𝑐=812,54 𝑘𝑊ℎ 48·14 =1,21 𝑘𝐴 (43) Beraz, erreguladorearen sarrera eta irteerako korronte maximoak 5,72 kA eta 1,21 kA direla jakinda, potentzia egokitzeko azpisistema dimentsionatuko da. Potentzia egokitzeko azpisistemaren dimentsionamendua irteeran eman behar den potentziaren araberakoa izango da [65]. Inbertsorearen sarrera-potentzia zehazteko (Pi) nahikoa da korronte alternoan eskatutako gehieneko potentzia (Pca) eta inbertsorearen eraginkortasuna (μi) ezagutzea. Inbertsoreak errendimendu galera batzuk dituela gogoratuz (kc), bere potentzia adierazpen hauen arabera kalkulatuko da: 𝜇𝑖=1−𝑘𝑐 (44) 𝑃𝑖≥𝑃𝑐𝑎 𝜇𝑖 (45) Orduan, inbertsoreak 48 Vdc sarrera-tentsioarekin lan egiteko aukera du. Horrela, inbertsorearen lan-potentzia honelakoa edo handiagoa izango da: 𝜇𝑖=1−0,05=0,95 (46) 𝑃𝑖≥481 𝑘𝑊ℎ 0,95·14 =9,05 𝑘𝑊 (47) 60 8. Sarera konektatutako eguzki-instalazioren diseinua eta dimentsionamendua Aurreko puntuan, Los Llanos kirolgunean isolatutako sistema bat garatzea bideragarria ez dela aztertu izan da. Gaur egun, kirolguneak eskaintzen duen espazioan 812 eguzkipanel kokatzea ez da posible. Horregatik, atal honetan sarera konektatutako eguzkiinstalazio baten diseinua eta dimentsionamendua landuko da. Sarera konektatutako sistema fotovoltaiko baten diseinua eta dimentsionamendua honako faktore hauen araberakoak izango dira: eskuragarri dagoen espazioaren ezaugarriak, eguzki-sistema fotovoltaikoak instalatu beharreko potentzia-pikua, sarera konektatutako inbertsoreen potentzia eta urtean zehar sortutako energia [66]. Sarera konektatutako instalazio fotovoltaiko bat diseinatu eta dimentsionatu behar denean, analisi sekuentzial batzuk egin beharko dira, horietako bakoitzaren emaitzek hurrengo eragiketetan eragina baitute. Hona hemen egin beharreko analisiak: • Instalazio fotovoltaikoaren kokapen fisikoaren azterketa: eguzki-panelak instalatzeko eta orientatzeko sistema, itzalak eta eguzki-panel kopurua. • Eguzki-panelen portaeraren azterketa: baldintza estandarretan (STC), aurreikusitako tenperatura maximoko baldintzetan eta aurreikusitako tenperatura minimoko baldintzetan kurba eta forma-faktorea. • Inbertsoreen integrazioa eguzki-sistema fotovoltaikoan: inbertsorearen ezaugarriak, eguzki-sistema fotovoltaikoaren serie-paralelo konexioa diseinatzea eta potentzia-piku estimatua. • Eguzki-sistema fotovoltaikoaren kableatua: korronte zuzeneko kableatuaren kalkulua eta korronte alternoko kableatuaren kalkulua. Hurrengo azpiataletan, Portugaleteko Los Llanos kirolgunean, sarera konektatutako instalazio fotovoltaiko bat diseinatu eta dimentsionatuko da azaldutako puntu bakoitza garatuz. 61 8.1. Instalazio fotovoltaikoaren kokapen fisikoaren azterketa Proiektu honen dimentsionamenduaren hasierako pausua Los Llanos kirolguneko frontoiaren eta futbol-zelaiko aldagelen 3D eredua eratzea da. Horretarako, SketchUp softwarea erabiliko da, diseinuko kalitate handiko software honek 3D ereduak eratzea ahalbidetzen baitu [67]. Hortaz, eskuragarri dagoen azaleraren azterketa fisikoak, hasierako datu gisa instalaziopuntuaren koordenatu geografikoak hartuta, instalazio fotovoltaikorako azalera erabilgarria zehaztu behar da, egon daitezkeen itzalak saihesteko [68]. Alde batetik, frontoiaren 3D eredua egiten da, Eremu geografikoaren azterlanak azpiatalean aipaturiko azalera erabilgarriak zehaztuz (ikus 22. irudia). Ikusten den moduan, eguzki-panelak kanpoaldeko hormetan euskarri egitura baten bidez jarriko litezke 1. aurpegian, 2. aurpegian eta 3. aurpegian. Izan ere, 1. aurpegiak eta 2. aurpegiak hego-mendebaldeko orientazioa daukate. Aldiz, 3. aurpegiak hego-ekialdeko orientazioa dauka. Gogoratzeko, eguzki-panelen orientazio optimoa ipar hemisferioan hegoaldekoa da, horregatik iparralderantz orientatuta dauden frontoiaren beste aurpegietan ez da gomendatzen eguzki-panelak jartzea. Gainera, padel zelaiko aldagelen gainean, 1. gainazala deitzen zaiona, eguzki-panelak kokatuko dira. 22. Irudia. Portugaleteko Los Llanos kirolguneko frontoiaren 3D eredua. 62 Bestaldetik, futbol-zelaiko aldagelen 3D eredua egitean (ikus 23. irudia), frontoiaren ereduaren prozedimendu berdina egiten da eta 2. gainazala deitzen zaion azalera erabilgarria erabiliko da instalazio fotovoltaikoa garatzeko. 23. Irudia. Los Llanos futbol-zelaiko aldagelen 3D eredua. Behin azalerak zehaztuta, itzalen kalkulurako gomendio praktiko gisa, neguko solstizioan panel fotovoltaikoetan itzal partzialik ez dagoela bermatu behar da, lau orduko denboratartean. Arau horren bidez, hegoaldera orientatuta dauden panelen kasuan, 10:00etatik 14:00etara energiaren aprobetxamendu maximoa ahalbidetzen du. Beraz, panel errenkaden tartea kalkulatuko da, beraien artean sor daitezkeen itzalak ekiditeko. Panel errenkaden tartea, 2020ko abenduaren 21ean 10:00etatik 12:00etara itzalik ez egotea bermatu behar da [69]. Egun zehatz hau aukeratu izan da neguko solstizioa delako, urteko egunik motzena hala nola [70]. Horretarako, instalatu beharreko panelen orientazioa eta dimentsioak ezagutu behar dira. Eguzki-panel fotovoltaikoen inklinazio optimoa kalkulatzeko denbora-tartearen eta erabileraren araberako metodoa garatuko da [71]. Energia berriztagarri hau urte osoan zehar erabiliko denez eta sarera konektatuta egongo denez, inklinazio optimoaren formula honako hau izango da: 𝛽𝑜𝑝𝑡 =𝜙−10° (48) 69 8. Taula. Frontoiko eta padel pistako aldageletako azken emaitzak. Horrela izanda, frontoiko eta padel pistako aldageletako lehen eta azken proposamenak erreparatuta, azkenengo proposamena hautatuko litzateke. Izan ere, bi kasuetan, itzalen ondoriozko galerak mespretxagarriak dira. Gainera, azken proposamenean lehenengoan baino 10 eguzki-panel gehiago kokatu daitezke, hau da, potentzia gehiago sortu daitekeela hala nola. 70 Bestaldetik, futbol-zelaiko aldageletako eguzki-instalazioaren lehenengo proposamenean eguzki-panelak bertikalki jarriko dira (ikus 29. irudia). 29. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako lehen proposamena. Horrela izanda, 29 eguzki-panel kokatuko litezke, 13,05 kWp potentzia sortuz eta itzalek sortutako galerak nuluak izanik. 9. Taula. Futbol-zelaiko aldageletako lehen emaitzak. 71 Aldiz, bigarren proposamenean eguzki-panelak horizontalki jartzen dira (ikus 30. irudia). 30. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako bigarren proposamena. Kasu honetan, 31 eguzki-panel kokatuko litezke, 13,95 kWp potentzia sortuz eta itzalek sortutako galerak % 0,02 izanik. 10. Taula. Futbol-zelaiko aldageletako bigarren emaitzak. Aurreko bi emaitzak ikusita, bigarren proposamenak potentzia gehiago sortuko luke, baina itzalek sortutako galerak kontuan hartu behar dira. Horrela, itzalek sortutako galerak kontuan hartuz, bigarren proposamenean ia potentzia berdina sortuko litzateke. 72 Beraz, 2. proposamena hautatzen da, hau da, eguzki-panelak horizontalki jarriko dira futbol-zelaiko aldagelen teilatuan, itzalek sortzen dituzten galerak oso txikiak direlako. Frontoiko eta padel pistako aldagelen azken proposamenean bezala, tximiniak sortutako itzalak baxuegiak direla suposatuko dira, eguzki-panel gehiago kokatuz (ikus 31. irudia). 31. Irudia. Futbol-zelaiko aldageletako azken proposamena. Orduan, azken proposamen honetan 33 eguzki-panel kokatuko litezke, 14,85 kWp potentzia sortuz eta itzalek sortutako galerak % 0,07 izanik. 11. Taula. Futbol-zelaiko aldageletako azken emaitzak. 73 Hortaz, futbol-zelaiko aldageletako bigarren eta azken proposamenak erreparatuta, azkenengo proposamen hau hautatuko litzateke. Bi kasuetan, itzalen ondoriozko galerak mespretxagarriak dira. Aldiz, azken proposamenean bigarrenean baino 2 eguzkipanel gehiago kokatu daitezke. Aurreko guztia kontuan hartuz, Portugaleteko Los Llanos kirolgunean gehienez 119 eguzki-panel instalatu ahalko lirateke, 53,55 kWp potentzia sortuz itzalek sortutako galerak kontuan hartu gabe. 8.2. Eguzki-panelen portaeraren azterketa Eguzki-panel baten ezaugarriak aztertzean, haren portaera kontuan izan behar da, une bakoitzeko irradiantziaren eta tenperaturaren arabera aldatzen delako [73]. Orokorrean, panelen ezaugarri teknikoak, funtzionamendu-kurbaren arabera grafikoki adierazita, ondorengo STC baldintzetarako ematen dira: • Eguzki-irradiazioa: 1000 W/m2. • Tenperatura: 25 °C. • Argi-espektroa: 1,5 aire masa. Hurrengo irudian JA Solar 450 W 24 V Monocristalino PERC eguzki-panelaren STC ezaugarriak adierazten dira: 12. Taula. JA Solar Monocristalino PERC eguzki-panelaren STC ezaugarriak. 74 Funtzionamendu-kurba hau izango da: 32. Irudia. JA Solar Monocristalino PERC eguzki-panelaren tentsio-korronte kurba. Eguzki-panelaren STC ezaugarriei eta tentsio-korronte kurbari erreparatuz STC baldintzetan zirkuitu irekiko tentsioa 49,70 V izango da eta zirkuitu-laburreko korrontea 11,36 A. Gainera, potentzia maximoko puntuan, hau da, eguzki-panelaren potentzia izendatuan, 41,52 V eta 10,84 A izango ditu. Jarraian, eguzki-panelaren portaera NOCT baldintzetan aztertuko da. NOCT baldintzetan, eguzki-panelak STC baldintza estandarretan ez bezalako irradiantziekin eta tenperaturekin lan egiten du. NOCT zelularen funtzionamendu-tenperatura nominala da, hau da, eguzki-zelulek 800 W/m2-ko irradiantzia jasaten dutenean 1,5G aire masako argi-espektroarekin eta haizearen abiadura 1 m/s denean. Baldintza horietan eguzkipanelak era egokian lan egiteko, baldintza horietako funtzionamendu-kurbaren parametroak birkalkulatu behar dira. Horretarako, STC baldintzekiko irradiantziaren eta tenperaturaren balio berriek dakartzaten aldaketak kontuan hartu behar dira. Baldintza horietan 800 W/m2-ko irradiantzia dago, eta horrek eguzki-panelak sortutako zirkuitu-laburreko korrontearen (Isc) murrizketa proportzionala eragingo du: 𝐼𝑠𝑐800 𝑊 𝑚2 ⁄=800·𝐼𝑠𝑐 1000 (52) 75 Hala ere, irradiantziaren murrizketak ez du eraginik zirkuitu irekiko tentsioan (Voc), zirkuitu irekiko tentsioa berdina baita. Baldintza horietan, giro tenperatura 25 °C-ekoa da, eta horrek zelularen tenperaturan (TNOCT) eragingo du, fabrikatzaileak zehazten duen STC baldintzetako 25 °C-etik desberdina dena. Gainera, Isc(α) korronterako eta Voc(β) tentsiorako tenperaturakoefizientea behatu behar da. Horien arabera, zirkuitu-laburreko korrontea NOCT baldintzetan (IscNOCT) kalkulatu behar da, 800 W/m2-ko irradiantziaren araberako aldakuntza kontuan hartuta. Baita zirkuitu irekiko tentsioa (VocNOCT): 𝐼𝑠𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 =𝐼𝑠𝑐800 𝑊 𝑚2 ⁄+[𝐼𝑠𝑐(𝛼)·∆𝑡] (53) 𝑉𝑜𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 =𝑉𝑜𝑐+[𝑉𝑜𝑐(𝛽)·∆𝑡] (54) Non: ∆𝑡=𝑇𝑁𝑂𝐶𝑇 −𝑇𝑆𝑇𝐶 (55) Azkenik, IscNOCT eta VocNOCT balioak kalkulatu ondoren, NOCT baldintzetan, potentzia handieneko punturako korronte (ImpNOCT) eta tentsioaren (VmpNOCT) balioak zehaztu behar dira, hurrenez hurren: 𝐼𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 =𝐼𝑠𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 ·𝐼𝑚𝑝 𝐼𝑠𝑐 (56) 𝑉𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 =𝑉𝑜𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 ·𝑉𝑚𝑝 𝑉𝑜𝑐 (57) Datu horiekin, NOCT baldintzetarako panelaren potentzia izendatua kalkulatu daiteke: 𝑃𝑛𝑁𝑂𝐶𝑇 =𝑉𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 ·𝐼𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 (58) JA Solar eguzki-panelean, 45 ± 2 °C zelula-tenperaturarekin, NOCT parametroak hauek dira: 76 𝐼𝑠𝑐800 𝑊 𝑚2 ⁄=800·11,36 1000 =9,088 𝐴 (59) 𝐼𝑠𝑐(𝛼)=44·10−3 𝐴 °𝐶 ⁄ (60) ∆𝑡=45−25=20 °𝐶 (61) 𝐼𝑠𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 =9,088+[44·10−3·20]=9,968 𝐴 (62) 𝑉𝑜𝑐(𝛽)=−272·10−3 𝑉 °𝐶 ⁄ (63) 𝑉𝑜𝑐𝑁𝑂𝐶𝑇 =49,70+[−272·10−3·20]=44,26 𝑉 (64) Orain, potentzia handieneko puntuan intentsitatearen eta tentsioaren balioak kalkulatzen dira: 𝐼𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 =9,968·10,84 11,36=9,512 𝐴 (65) 𝑉𝑚𝑝𝑁𝑂𝐶𝑇 =44,26·41,52 49,70=36,975 𝑉 (66) Panelaren potentzia izendatua NOCT baldintzetan honako hau izango da: 𝑃𝑛𝑁𝑂𝐶𝑇 =36,975·9,512=351,70 𝑊 (67) Ezaugarri-orriarekin konparatuz, lortu izan diren emaitzak pixka bat desberdinak izan dira (ikus 13. taula). Kontuan izan, emaitza horiek laborategian egindako neurketen ondorioz lortu izan direla eta ez kalkuluen ondorioz. 13. Taula. JA Solar eguzki-panelaren NOCT ezaugarriak. 77 Hortaz, sarera konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaiko batean panelak jartzerakoan, komeni da haien portaera aztertzea. Neguan, irradiantzia-baldintza txarrenetan eta tenperatura baxueneko baldintzetan; eta udan, irradiantzia eta tenperatura handieneko baldintzetan lortutako balioek instalazioaren inbertsorea baldintzatuko baitute. Eguzki-panelen NOCT portaera aztertuta, portaera estandarrak ez diren beste baldintza batzuk ikertuko dira. STC edo NOCT bestelako baldintzak gertatzen direnean, panelen portaera aldatzen da, korrontea eta tentsioa aldatzen baitira [74]. Beraz, beharrezkoa da eguzki-panel fotovoltaikoa baldintza horien arabera aztertzea. Hasteko, zelulen tenperatura zehaztu behar da. Horretarako, fabrikatzaileak NOCT baldintzetan emandako datuen analisia egiten da, zelularen tenperatura igoera 20 °C giro-tenperaturan eta 1000 W/m2-ko irradiantziarekin lortuz. ∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_800 𝑊 𝑚2 ⁄=𝑇𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_800 𝑊 𝑚2 ⁄−20 °𝐶 (68) Datu horrekin, zelulak giro-tenperaturarekiko duen tenperatura-aldaketa irradiantziarekiko proportzionala denez, irradiantziari (G) zein tenperatura-igoera dagokion zehaztu daiteke: ∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_𝐺 =∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_800 𝑊 𝑚2 ⁄·𝐺 800 (69) Orain, zehaztutako irradiantziaren tenperatura-aldaketa gehitzen bazaio girotenperaturari, baldintza berri horietarako zelularen-tenperatura lortzen da: 𝑇𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_𝐺_𝑇 =∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_𝐺 +𝑇 (70) Hemendik aurrera, aurreko formulak aplikatuz, panelaren funtzionamendu-kurba berriak zehaztuko dira neguko eta udako kasuetan. Udako batez besteko tenperaturarik altuenak abuztuan gertatzen dira, 19,4 °C-eko tenperaturarekin. Aldiz, neguko batez besteko tenperaturarik baxueneko hilabetea urtarrilean da, 8,2 °C-eko tenperaturarekin. 78 Beraz, JA Solar eguzki-panelaren udako funtzionamendu-kurba zehaztuko da, 19,4 °C-eko giro-tenperaturarekin eta balio maximoa duen irradiantziarekin, hau da, 1000 W/m2. Gainera, 1000 W/m2 duen irradiantziarentzat eguzki-panelaren zirkuitulaburreko korrontea, fabrikatzaileak STC baldintzetan emandakoa izango da: 𝐼𝑠𝑐1000 𝑊 𝑚2 ⁄=𝐼𝑠𝑐=11,36 𝐴 (71) NOCT baldintzetan, hau da, irradiantzia 800 W/m2 denean, 20 °C-eko giro-tenperaturak 45 °C-eko tenperatura sortzen du eguzki-panelean. Giro-tenperatura 19,4 °C denean 1000 W/m2-ko irradiantziarekin, zelularen tenperatura hau izango da: ∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_800 𝑊 𝑚2 ⁄=45−20=25 °𝐶 (72) ∆𝑡𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_1000 𝑊 𝑚2 ⁄=25·1000 800 =31,25 °𝐶 (73) 𝑇𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_1000 𝑊 𝑚2 ⁄_19,4 °𝐶 =31,25+19,4=50,65 °𝐶 (74) Zirkuitu-laburreko korrontea tenperatura honetan kalkulatzen da: 𝐼𝑠𝑐(𝛼)=44·10−3 𝐴 °𝐶 ⁄ (75) ∆𝑡=𝑇𝑧𝑒𝑙𝑢𝑙𝑎_1000 𝑊 𝑚2 ⁄_19,4 °𝐶 −𝑇𝑆𝑇𝐶 =50,65−25=25,65 °𝐶 (76) 𝐼𝑠𝑐1000 𝑊 𝑚2 ⁄_19,4 °𝐶 =𝐼𝑠𝑐1000 𝑊 𝑚2 ⁄+[𝐼𝑠𝑐(𝛼)·∆𝑡] =11,36+[44·10−3·25,65]=12,49 𝐴 Zirkuitu irekiko tentsioa tenperatura honetan kalkulatzen da: (77) 𝑉𝑜𝑐(𝛽)=−272·10−3 𝑉 °𝐶 ⁄ (78) 𝑉𝑜𝑐1000 𝑊 𝑚2 ⁄_19,4 °𝐶 =𝑉𝑜𝑐+[𝑉𝑜𝑐(𝛽)·∆𝑡] =49,70+[−272·10−3·25,65]=42,72 𝑉 (79) Orain, potentzia handieneko puntuan intentsitatearen eta tentsioaren balioak kalkulatzen dira: 85 𝑃𝑝𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =112·450·0,8=40,32 𝑘𝑊 (103) Ikusten den moduan, eguzki-sistemak sortutako potentzia onargarria da. Izan ere, Riello Sirio inbertsoreak jasan dezakeen gehieneko potentzia 121 kW da. Alternatiben analisian komentatu den moduan, datu hori sarrerako tentsio maximoaren eta korronte maximoaren arteko biderkaduraren emaitza da (ikus 14. taula). 14. Taula. Riello Sirio inbertsorearen sarrerako ezaugarriak. Gainera, eguzki-piku orduak 2,18 ordu direla jakinda, eguzki-instalazio fotovoltaikoak ase dezakeen energia eskaria (Eg) determinatu daiteke: 𝐸𝑔=40,32 𝑘𝑊·2,18 ℎ=87,9 𝑘𝑊ℎ (104) Aukeratutako inbertsorearen sarrerako tentsio zuzen maximoa 1.110 V-ekoa da eta tentsio minimoa (ezaugarri-orrian start voltage) 250 V-ekoa: 𝑁𝑃𝑠_𝑚𝑖𝑛 =250 42 =5,95≈6 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (105) 𝑁𝑃𝑠_𝑚𝑎𝑥 =1100 54 ≈20,37=20 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑎𝑛 (106) Orduan, 6 eta 20 tarteko eguzki-panel kopuru konektatu daitezke seriean. 16 panel aukeratzen dira serieko konexioa egiteko. Beraz, tentsioak hauek dira: 𝑉max _𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =52,57·16=841,12 𝑉 (107) 86 𝑉min _𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =42,72·16=683,52 𝑉 (108) Paraleloan konektatzen diren eguzki-panel kopurua kalkulatzen da: 𝑁𝑃𝑝=112 16 =7 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜𝑎𝑛 (109) Frontoiko eta padel pistako aldagelen eremuan, seriean konektatutako 5 multzo paraleloan konektatuko litezke eta futbol-zelaiko aldagelen eremuan seriean konektatutako 2 multzo. Gainera, Riello Sirio inbertsorearen sarrera kopuru maximoa 10 da. Izatez, frontoiko eta padel pistako eremuan paraleloan konektatutako eguzkipanelak, 3 sarrera dituzten bi MPPT erreguladoreetan konektatuko litezke, sarrera bat libre egonik. Aldiz, futbol-zelaiko aldagelen eremuan paraleloan konektatutako eguzki panelak, 2 sarrera dituen MPPT erreguladorean konektatuko litezke. Orduan, MPPT bat erabili gabe utziko litzateke, inbertsorearen 3 sarrera libre egonik. Aukeratutako serie-paralelo konexioarekin, JA Solar eguzki-panelaren korronte maximoa (zirkuitu-laburreko korrontea) 11,36 A-koa dela gogoratuz, eguzki-panel sistemak sortutako korrontea honako hau izango da: 𝐼𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =7·11,36=79,52 𝐴 (110) Ikusten den moduan, aukeratutako inbertsoreak eguzki-sistemak sortutako 79,52 A jasan dezake, sarrerako korronte maximoa 110 A delako. Horrela izanda, inbertsorearen dimentsionamendua zuzena izango litzateke. Inbertsorearen sarrerako parametro guztiak errespetatzen direlako. 8.4. Eguzki-sistema fotovoltaikoaren kableatua Eguzki-instalazioaren kableatua egiterako orduan, indarrean dagoen araudia errespetatu beharko da [76]. Gainera, kableatuaren sekzio egokia hautatu beharko da garraiatzen den korrontearen arabera. Horrela, kaltegarriak diren tentsio-erorketarik ez direla gertatuko bermatu behar da, betiere baldintzarik txarrenak kontuan hartuta. 87 Erreferentzia gisa, korronte zuzeneko eroaleek, tentsio-erorketa % 1,5etik beherakoa izateko sekzioa eduki behar dute. Aldiz, korronte alternoko eroaleek, tentsio-erorketa % 2tik beherakoa izateko sekzioa eduki behar dute. Beraz, aurreko bi kasuak aztertuko dira, korronte zuzeneko kableatua eta korronte alternoko kableatua. 8.4.1. Korronte zuzeneko kableatuaren kalkulua Korronte zuzeneko tarterako, Prysmian etxeko PRYSUN instalazio fotovoltaikoetarako kablea aukeratzen da, EN 50618 eta IEC 62930 nazioarteko estandarren arabera diseinatua dagoena [77]. PRYSUN kableak isolamendu bikoitza du, Eraikuntzaren Kode Teknikoa betez. Hasteko, eguzki-panelaren zirkuitu-laburreko intentsitatearen balioa STC baldintzetan gogoratu beharra dago, hau da, 11,36 A. Horrela, kablearen sekzioa intentsitate onargarrietan lortuko da. Korronte zuzeneko tartean, eguzki-paneletatik inbertsorera, kableatua mistoa izango da. Kableatuaren lehenengo tartea, egurats zabaleko tartea, isolamendu geruza batez estalita egongo da, baina ez da hodi batez babestuta egongo. B1 motako sistema izango da (ITC-BT 26, 7.1. puntua eta ITC-BT 30, 2.1.2. puntua betetzen dira). Bigarren tartea, estalitako tartea, lehenengo tartearen kableatu mota berdina izango da, baina hodi batez babestuta egongo da, baita B1 motako sistema izango da (ITC-BT 26, 7.1. puntua betetzen da). Beraz, kalkuluak egiterako orduan, egurats zabaleko tartea eta estalitako tartea desberdinduko dira. Egurats zabaleko tartean erabiliko diren zuzenketa-koefizienteak honako hauek izango dira: • Eguzki-ekintza zuzenaren bidez (UNE 20435, 3.1.2.1.4. puntua): 0,9. • 50 °C-eko tenperaturagatik egurats zabalean (UNE-HD 60364-552, B.52.14. taula): 0,9. • Paraleloan 8 eguzki-panel multzo (UNE-HD 60364-5-52, B.52.3. taula): 0,516  (interpolazioa eginez). 88 • Eguzki-instalazio fotovoltaikoa (IEC 62548): 1,4. Intentsitatea % 40 handitzen da (eguzki-instalazio fotovoltaikoa delako), eta gainerako zuzenketa-faktoreak aplikatzen dira egurats zabaleko intentsitate onargarria lortzeko: 𝐼′𝐷𝐶_𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑡𝑠 𝑧𝑎𝑏𝑎𝑙 =11,36·1,4 0,9·0,9·0,516 =38 𝐴 (111) Prozesu berdina egiten da estalitako tartearekin, zuzenketa faktoreak honako hauek izanik: • Paraleloan 8 eguzki-panel multzo (UNE-HD 60364-5-52, B.52.3. taula): 0,516  (interpolazioa eginez). • Eguzki-instalazio fotovoltaikoa (IEC 62548): 1,4. Orduan, estalitako tartearen intentsitate onargarria: 𝐼′𝐷𝐶_𝑒𝑠𝑡𝑎𝑙𝑖𝑡𝑎 =11,36·1,4 0,516 =30,78 𝐴 (112) Emaitza hauekin, UNE-HD 60364-5-52 C.52.1.bis. taulan, egurats zabaleko tartearen eta estalitako tartearen sekzio minimoak lortu daitezke. Bi kasuetan, intentsitate onargarriaren irizpidearen arabera, erabili beharreko gutxieneko sekzioa 6 mm2 izango litzateke. Izan ere, taula horretako 10b zutabean 49 A-tarako sekzioa aukeratu da eta ez 38 A-tarako. Hala ere, 49 A-tarako sekzioa aukeratu izanak, instalazioaren gehieneko intentsitatearen eta kablearen intentsitate onargarriaren arteko babesa bermatu egiten du. Bestaldetik, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren eta banaketa publikoko sarerako interkonexio-puntuaren arteko tentsio-erorketa ez da % 1,5 baino handiagoa izan behar. Beraz, korronte zuzeneko kableatuaren tentsio erorketa maximoa kontuan hartuz, kablearen sekzioa: 𝑆=2·𝐿·𝐼 𝛾·∆𝑈 (113) 89 Non: • L: kablearen luzera (m). • I: potentzia maximoko korrontea (A). • γ: kobrearen eroankortasuna (m/Ω·mm2). • ΔU: tentsio erorketa maximoa (V). Eguzki-panelaren potentzia maximoko tentsioa 41,52 V direla jakinda eta paralelo multzo bakoitzean 16 eguzki-panel daudela jakinda, korronte zuzenean tentsio erorketa maximoa determinatu daiteke: ∆𝑈= 1,5 100·16·41,52=9,96 𝑉 (114) Kableak egingo duen distantziarik luzeena 200 m-koa izango dela suposatuko da. Distantzia horrek inbertsoretik urrunen dagoen modulu fotovoltaikoa konektatzea ahalbidetzen du. Hortaz, eguzki-panelaren potentzia maximoko korrontea 10,84 A dela jakinda eta kobrearen eroankortasuna 45,5 m/Ω·mm2 izanda, kablearen sekzioa: 𝑆=2·200·10,84 45,5·9,96 =9,56 𝑚𝑚2 (115) Orduan, korronte zuzeneko kableatuaren gutxieneko sekzioa 9,56 mm2-koa izango da eta ez 6 mm2-koa; tentsio erorketaren ondorioz zehaztutako sekzioa egoerarik mugatzaileena da. Horrela izanda, panelen eta inbertsorearen arteko konexiorako erabili beharreko kablea PRYSUN motako 1 × 10 mm2-koa izango da. 90 15. Taula. PRYSUN kablearen datu teknikoak. Kasu honetan, ez da determinatuko zirkuitu-laburrak suposatuko zukeen sekzioaren kalkulua. Kalkulu hori inplizituki intentsitate onargarriaren irizpidean egin da, eguzkipanelaren zirkuitu-laburreko korrontea datua izan delako sekzioa kalkulatzeko. 8.4.2. Korronte alternoko kableatuaren kalkulua Korronte alternoko tarterako, Afumex Class 1000 V (AS) kablea aukeratzen da, non hormetan zehar grapatuta egongo den eta hodi batez babestuta egonik. Kableatu honen instalazioa B2 motakoa izango da hodi barruan eroale anitz baitaude. 16. Taula. Riello Sirio inbertsorearen irteerako ezaugarriak. Inbertsorearen irteerako korronte maximoa linea bakoitzeko 76 A-koa denez eta kasu honetan, 1,25 koefizientea bakarrik baino ez denez aplikatzen IEC 62548 normaren arabera, korronte alternoko intentsitate onargarria: 91 𝐼′𝐴𝐶 =76·1,25=95 𝐴 (116) UNE-HD 60364-5-52 C.52.1.bis. taulan, intentsitate onargarriaren irizpidearen arabera, erabili beharreko gutxieneko sekzioa 25 mm2 izango litzateke. Taula horretako 8b zutabean 100 A-tarako sekzioa aukeratu da, aurreko sekzioa 77 A-ko korronteetarako delako. Sekzioaren formula korronte zuzenekoaren ia berdina da. Aldaketa bakarra potentziafaktorea izango litzateke, azpiatal honetan kableatuaren sekzioa korronte alternoan kalkulatzen ari delako. Korronte zuzenean bezala, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren eta banaketa publikoko sarerako interkonexio-puntuaren arteko tentsio-erorketa ez da % 2 baino handiagoa izan behar. Beraz, lineako tentsioa 230 V denez, korronte alternoan tentsio erorketa maximoa determinatu daiteke: ∆𝑈= 2 100·230=4,6 𝑉 (117) Inbertsoretik babes-koadrora dagoen distantzia maximoa 10 m-koa dela suposatuko da. Gainera, potentzia faktorea 0,8 izango da, inbertsorearen irteerako ezaugarrietan adien den moduan. Orduan, irteerako korronte maximoa 76 A denez, korronte alternoko tartean kablearen sekzio minimoa tentsio-erorketak egotekotan: 𝑆=2·10·76·0,8 45,5·4,6 =5,81 𝑚𝑚2 (118) Hortaz, korronte alternoko kableatuaren gutxieneko sekzioa 25 mm2-koa izango da eta ez 5,81 mm2-koa; intentsitatearen irizpidearen arabera zehaztutako sekzioa egoerarik mugatzaileena da. Horrela izanda, panelen eta inbertsorearen arteko konexiorako erabili beharreko kablea Afumex Class 1000 V (AS) motako 1 × 25 mm2-koa izango da. 92 17. Taula. Afumex Class 1000 V (AS) kablearen datu teknikoak. Kablearen sekzio minimoa determinatu ondoren, gutxieneko zirkuitu-laburrak sekzio hori onartuko duen konprobatuko da. Ondoko formulak, zirkuitu-laburraren balio minimoa kalkulatzeko aukera ematen du: 𝐼𝑠𝑐_𝑚𝑖𝑛 =0,8·𝑈 𝑍𝑚𝑎𝑥 (119) Non: • U: lineako tentsioa (V). • Zmax: kablearen inpedantzia maximoa (Ω). Korronte alternoko tarterako kontuan hartu beharreko balioa, babes-koadroaren aurretik babesak behar duen gutxieneko zirkuitu-laburra izango da, zirkuitu-laburra inbertsorearen irteeran gertatzen dela kontuan hartuta. Kobrearen erresistibitatea 150 °C-eko tenperaturan kalkulatzen da, zirkuitu-laburreko zenbatetsitako tenperatura delako. Beraz, kobrearen erresistibitatea beroan honako formula honen bidez adierazi daiteke: 𝜌𝐶𝑢_𝑇 =𝜌𝐶𝑢_20 ℃·[1+𝛼𝐶𝑢 ·(𝑇−20)] (120) Non: 93 • ρCu_20 °C: kobrearen erresistibitatea 20 °C-etan (Ω·mm2/m). • αCu: erresistentziaren tenperatura aldakuntza 20 °C-etan (°C-1). Kobrearen erresistibitatea 20 °C-etan 1/58 Ω·mm2/m denez eta erresistentziaren tenperatura aldakuntza 20 °C-etan 0,00393 °C-1 denez, kobrearen erresistibitatea 150 °C-etan: 𝜌𝐶𝑢_150 ℃ =1 58·[1+0,00393·(150−20)]=0,02605 𝑚𝑚2·𝛺 𝑚 (121) Kablearen sekzioa txikia denez, kablearen erresistentzia soilik hartuko da kontuan. Hortaz, erreaktantzia kapazitiboa nulua izango da, karga erresistibo hutsa izanik: 𝑍≈𝑅=𝜌·𝐿 𝑆 (122) Orduan, kablearen erresistibitatea zirkuitu-laburrean 0,02605 Ω·mm2/m dela jakinda, eta kablea 10 m eta 25 mm2-ko 3 eroalez osatuta egonik, haren inpedantzia maximoa: 𝑍𝑚𝑎𝑥 ≈𝑅=0,02605·10·3 25 =0,03126 𝛺 (123) Eta zirkuitu-laburreko korronte minimoa: 𝐼𝑠𝑐_𝑚𝑖𝑛 =0,8·230 0,03126 =5.886,11 𝐴 (124) Horrela izanda, C kurbadun magnetotermikoetan, desarra magnetikoa intentsitate izendatua baino 10 aldiz handiagoa denean gertatzen da [78]. Kasu honetan, intentsitate onargarriaren irizpidearen arabera, korronte alternoko intentsitate onargarria 100 A-koa da. Beraz, desarra ziurtatzen duen gutxieneko korrontea 1.000 A-koa da, 5.886,11 A baino txikiagoa, 25 mm2-ko sekzioa baliozkoa izanik zirkuitu-laburraren irizpidearen arabera. 94 8.5. Soluzioaren diseinu orokorra Azpiatal honetan, Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaikoaren diseinu orokorra aurkeztuko da, instalazioa osatuko duten osagaien ezaugarririk garrantzitsuenak aztertuz. Hasteko, Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaikoa autokontsumora bideratuta egongo da, urteko zenbait egunetan soberakinak edukiz. Energiaren soberakinak asteburuetan eta jaiegunetan emango dira, hala nola energiaren kontsumoa oso urria denean. Gainera, 112 eguzki-panel dituen eguzki-instalazio fotovoltaikoak, gehienetan ez du kirolguneko kontsumoa asetuko. Beraz, urtean zehar kontsumoa irregularra denez, hau da, astean zehar asko kontsumitzetik, ateburura edo jaiegunetara gutxi kontsumitzera pasatzen denez, konpentsaziorik gabeko autokontsumoa hautatzen da [79]. Izan ere, konpentsazio bidezko instalazioetan ez bezala, konpentsaziorik gabeko instalazioan ez da izapiderik egin behar, sarera isuritako soberakinak salduz. Azken hau, ez da nahastu behar konpentsazio bidezko soberakinei esker faktura elektrikoan lortzen den deskontuarekin. 8.5.1. Eguzki-panel fotovoltaikoa Eguzki-panel fotovoltaikoa eguzki-energia elektrizitate bihurtzeaz arduratuko da. JA Solar 450 W 24 V Monocristalino PERC eguzki-panelak baldintzarik hoberenetan, hau da, STC baldintzetan, 450 W sortuko lituzke MPPean, 41,52 V eta 10,84 A direnean. Aldiz, NOCT baldintzetan, eguzki-panelak 351,70 W sortuko lituzke MPPean, 36,975 V eta 9,512 A direnean. Gainera, udan eta neguan eguzki panelaren funtzionamendua guztiz desberdina dela frogatu izan da. Izan ere, aukeratutako eguzki-panelak udan 425,33 W sortuko lituzke MPPean, 35,69 V eta 11,92A direnean; eta neguan 89,87 W sortuko lituzke MPPean, 52,11 V eta 1,72 direnean. 101 9. Analisi ekonomikoa Proiektuaren atal honetan eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aspektu ekonomikoak aztertuko dira. Alde batetik, eguzki-instalazioaren aurrekontua garatuko da, non proiektuak kostatuko duen prezio totala definituko den. Bestaldetik, datu errealak kontuan hartuz, faktura elektrikoaren eredu bat planteatuko da, urtero ordaindu behar diren zerbitzu eta tasa guztiak adieraziz. Horrela, errentagarritasunaren analisia garatuko da, proiektua errentagarria den ala ez adieraziko duen azpiatala. 9.1. Aurrekontua Portugaleteko Los Llanos kirolguneko aurrekontua egiteko, bi aurrekontu garatuko dira: proiektuaren dokumentazioa egitearen aurrekontua eta eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aurrekontua. Ondoren, aurreko bi aurrekontuak batuko dira eta proiektuaren aurrekontu osoa zehaztuko da. Gainera, aurrekontu bakoitza aztertzerako orduan, materialen kostua eta giza baliabideen kostua aztertuko da. Alde batetik, materialaren kostua, proiektua aurrera eraman ahal izateko beharko den, tresna, ekipo, software eta abar izango da. Bestetik, giza baliabideen kostua, proiektuan parte hartuko duen edozein pertsona bere lana era egoki eta duin batean garatzeko soldata izango da. Aurrekontu bakoitzaren barruan, unitate kopurua, erabilitako orduak, prezioa orduko edo unitateko, eta kostu totala, BEZa kontuan hartu gabe, zehaztuko da. Aipatu beharra dago Portugaleteko Parke Mugikorrak eguzki-instalazioaren mantentzeeta garbiketalanetaz arduratuko dela. Horrela, ez dira kostu hauek kontuan hartuko aurrekontuan. Lehenik eta behin, proiektuaren dokumentazioa egitearen aurrekontuan, proiektuaren dokumentazioa garatzeko behar izandako materialak eta txostenean parte hartu duten pertsona kualifikatuak adierazten dira. Prezio unitariorako 0 duten atalak software librea delako edo erabilitako materiala honezkero amortizatuta dagoelako da. 102 18. Taula. Proiektuaren dokumentazioa egitearen aurrekontua. IZENDAPENA KOPURUA PREZIO UNITARIOA OROTARA Materialen kostua Ordenagailua 2 0,00 € 0,00 € Internet konexioa 1 31,00 € 31,00 € Elektrizitatea 1 50,00 € 50,00 € Microsoft Office 2019 2 0,00 € 0,00 € SketchUp 2020 1 0,00 € 0,00 € DWG TrueView 2021 1 0,00 € 0,00 € Acrobat Reader DC 2 0,00 € 0,00 € Skelion 2 0,00 € 0,00 € Guztira 81,00 € IZENDAPENA ORDUAK PREZIOA ORDUKO OROTARA Giza baliabideen kostua Ingeniari juniorra 300 25,00 € 7.500,00 € Ingeniari seniorra 30 60,00 € 1.800,00 € Guztira 9.300,00 € PROIEKTUAREN DOKUMENTAZIOA EGITEAREN AURREKONTUA 9.381,00 € Ondoren, Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaikoari dagokion aurrekontua lantzen da. Kasu hipotetiko batean, proiektua errealitatera eramango balitz, hori aurrera eramateko beharko litzatekeen materialaren eta kontratatu beharreko langileak zehazten dira. 103 19. Taula. Eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aurrekontua. IZENDAPENA KOPURUA PREZIO UNITARIOA OROTARA Materialen kostua JA Solar eguzki-panela 128 156,33 € 20.010,24 € Riello Sirio inbertsorea 1 4.000,00 € 4.000,00 € Euskarri egitura 17 87,27 € 1.483,59 € Euskarri egitura horizontala 32 75,45 € 2.414,40 € Fatxadarako euskarri egitura 63 115,28 € 7.262,64 € Korronte zuzeneko kableatu gorria 500 m 1,31 €/m 658,20 € Korronte zuzeneko kableatu beltza 500 m 1,31 €/m 658,20 € Korronte alternoko kableatua 20 m 1,41 €/m 28,28 € Lur-konexiorako kableatua 550 m 3,19 €/m 1.755,38 € Tutu uzkurtua 550 m 1,009 €/m 554,95 € Kanaleta 20 m 19,77 €/m 395,40 € Datu kablea 5 m 1,49 €/m 7,47 € Babes-kutxa 1 118,95 € 118,95 € Fusible zilindrikoa 14 0,63 € 8,85 € Fusible-euskarria 14 4,78 € 66,91 € Etengailu magnetotermikoa 1 121,88 € 121,88 € Etengailu diferentziala 1 106,31 € 106,31 € Kontadorea 1 359,38 € 359,38 € 104 Guztira 40.011,03 € IZENDAPENA KOPURUA ORDUAK PREZIOA ORDUKO OROTARA Giza baliabideen kostua Langileak 4 24 10,00 € 960,00 € Guztira 960,00 € EGUZKI-INSTALAZIO FOTOVOLTAIKOAREN AURREKONTUA 40.971,03 Azkenik, hurrengo taulan aurreko bi aurrekontuak batzen dira, % 21eko BEZa aplikatzen da eta aurrekontu osoa adierazten da. 20. Taula. Aurrekontu totala. IZENDAPENA KOSTUA Proiektuaren dokumentazioa egitearen aurrekontua 9.381,00 € Eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aurrekontua 40.971,03 € Guztira 50.352,03 € BEZa (% 21) 10.573,93 € AURREKONTU OSOA 60.925,96 € Laburbilduz, Portugaleteko Los Llanos kirolguneko eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aurrekontua, 46.853,20 €-koa izango da. % 21eko BEZa kontuan hartuz, 60.925,96 € behar izango dira proiektu osoa aurrera eraman ahal izateko. Proiektuaren dokumentazioa egiteak aurrekontu totalaren % 16a suposatu du, BEZa % 17a eta eguzkiinstalazio fotovoltaikoa % 67a. Beraz, aurrekontu osoaren balioa hirurogei mila, bederatziehun eta hogeita bost eurokoa da. 105 49. Irudia. Aurrekontu totalaren grafikoa. 9.2. Faktura elektrikoa Hasteko, Portugaleteko udaletxeak emandako datuekin, Los Llanos kirolguneko urteko kontsumoa Isolatutako eguzki-instalazioaren analisia atalean adierazi izan da [94]. Hainbat aukera aztertu ondoren, aukerarik egokiena 112 eguzki-panel instalatzea kirolgune osoan zehar ondorioztatu da, 40,32 kW-eko potentzia sortuz osotasunean. Gainera, energiaren soberakinak asteburuetan eta jaiegunetan emango dira, hala nola energiaren kontsumoa oso urria denean. Hurrengo grafikoan ikusten den moduan, 2020. urteko eguzki-panelek hilabeteko kontsumoarekiko sortzen duten energia adierazten da. Ohikoa den bezala, neguko kontsumoa udako hilabeteetakoa bainoa handiagoa da. Aldiz, energiaren sorrerari dagokionez, handiagoa da irradiazio handieneko hilabeteetan, hala nola udako hilabeteetan. Gogoratu beharra dago, martxotik aurrera COVID-19 pandemia dela eta kirolguneko zerbitzuak mugatu zirela, batez ere martxotik ekainera arteko epealdian, non kirolgunea itxita zegoen. % 16 % 67 % 17 Proiektuaren dokumentazioa egitea Eguzki-instalazio fotovoltaikoa BEZa (% 21) 106 50. Irudia. 2020. urteko kontsumoa eta ekoizpen fotovoltaikoa hilabetero. Aurrekoari gehitu behar zaio, Espainiako Sare Elektrikoak eSios sistemaren webgunean egunero argitaratzen duela soberako energiaren prezioa sarera isurtzerakoan [95]. Sistema horren webguneak egunero argitaratzen ditu 20:20ean hurrengo egunerako sarera isurtzen den soberako energiaren prezioa. 2020. urtean soberakinen batez besteko prezioa 33,78 €/MWh-koa izan zen [96]. Nahiz eta 244/2019 Errege Dekretuan autokontsumoari buruzko araudi berria onartu zenetik, konpainia elektrikoen artean, soberakinen batez besteko prezioa 0,05 €/kWh-tan finkatu izan da [97]. Bestaldetik, kontsumitutako energia 0,15 €/kWh-ko prezioan finkatzen da. Hortaz, hurrengo grafikoan 2020. urtean kontsumo elektrikoan ordaindu zenaren eta autokontsumorako eguzki-instalazio fotovoltaikoari esker ordaindu beharko zenaren arteko konparaketa adierazten da. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Urt Ots Mar Api Mai Eka Uzt Abu Ira Urr Aza Abe kWh Kontsumoa Ekoizpen fotovoltaikoa 107 51. Irudia. 2020. urteko kontsumo elektrikoa eta autokontsumo fotovoltaikoa. Ikusten den moduan, martxotik irailera arteko hilabeteetan, kontsumoari dagokionez, ez litzateke ezer ordaindu behar. Izan ere, soberakinak salduz gero 1.039,33 € lortuko lirateke, urtean zehar 2.796,81 € ordainduz. Bestetik, kontuan izan beharra dago, Los Llanos kirolguneak 189 kW-ko potentzia duela kontratatuta, kontratatutako potentzia 0,13 €/kW eguneko prezioan finkatuz. Beraz, urtebetean ordaindu beharreko zerbitzu elektrikoak adierazten dira (ikus 21. taula), zergak kontuan hartu gabe. 21. Taula. Energiaren fakturazioa. IZENDAPENA PREZIOA OROTARA Kontratatutako potentzia 0,13 €/kW eguneko 8.968,05 € Kontsumitutako potentzia 0,15 €/kWh 2.796,81 € GUZTIRA 11.764,86 € Eguzki-instalazio fotovoltaikoak ekoitzitako energia adierazten duen kontadore bat edukitzeaz aparte, kirolgunearen kontsumo osoa kontabilizatzen duen beste kontadore bat behar da. Horretarako, konpainia elektrikoari kontadore bat alokatu behar zaio, non 0,24 €/eguneko balio dituen. Kasu honetan, Los Llanoseko kirolgunean 2020. urteko lehenengo 143 egunetan, hau da, maiatzaren 22ra arte, 0,44 €/eguneko kontagailu bat -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Urt Ots Mar Api Mai Eka Uzt Abu Ira Urr Aza Abe Kontsumitutako potentzia (€) Kontsumo elektrikoa Autokontsumo fotovoltaikoa 108 alokatu zen. Hortik aurrera, urteko gainerako 223 egunetan, 0,24 €/eguneko balio zuen kontagailu bat erabili zen. Normalean, kontagailuen alokairua faktura elektrikoaren “zerbitzuak eta bestelakoak” deritzon azpiatalean egon ohi dira, hurrengo taulan adierazten den moduan. 22. Taula. Zerbitzuak eta bestelakoak. IZENDAPENA PREZIOA OROTARA Neurketa ekipoen alokairua 0,44 €/eguneko 62,45 € Neurketa ekipoen alokairua 0,24 €/eguneko 53,67 € GUZTIRA 116,12 € Horrela izanda, BEZa % 21 dela jakinda eta Elektrizitatearen Gaineko Zerga Berezia % 5,11 dela kontuan hartuta, faktura elektrikoan urtebetean ordaindu beharreko zenbateko guztia adierazten da (ikus 23. taula). Gogoratu, soberakinen salmentari esker lortutako irabaziak ez direla faktura elektrikoan deskontatzen, aukeraturako instalazio mota konpentsaziorik gabekoa delako. 23. Taula. Faktura elektrikoa. IZENDAPENA OROTARA Energiaren fakturazioa 11.764,86 € Zerbitzuak eta bestelakoak 116,12 € Zenbateko guztia 11.880,98 € BEZa (% 21) 2.495,01 € Elektrizitatearen Gaineko Zerga Berezia (% 5,11) 607,12 € FAKTURAREN ZENBATEKO GUZTIA 14.983,11 € Ikusten den moduan, 14.983,11 € kostatuko luke urtero elektrizitatearen faktura elektrikoa ordaintzea. Izatez, fakturaren % 60 kontratatuko potentzia izango da, % 19 kontsumitutako potentzia, % 16 BEZa, % 4 Elektrizitatearen Gaineko Zerga Berezia eta % 1 zerbitzuak eta bestelakoak. Beste kasuan, prozesu berdina jarraituz baina eguzki- 109 panelik ez egotekotan, faktura elektrikoan 22.177,39 € ordaindu beharko litzateke. Hau da, soberakinak dituen konpentsaziorik gabeko autokontsumorako eguzki-instalazioa egitekoan, 7.194,29 € inguruko aurrezkia lortuko litzateke urtero. 52. Irudia. Faktura elektrikoaren grafikoa. 9.3. Errentagarritasunaren analisia Azpiatal honetan, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren proposamena aztertuko da, hori egiteak suposatuko zukeen errentagarritasunaren analisia aztertuz. Horretarako, ekonomiako BEG eta BET tresnak erabiliko dira, non proiektua bideragarria izango den ala ez adieraziko duten. Era laburrean azalduta, BEG inbertsio batek ekarriko dituen etekinen neurri absolutu bat da. Aldiz, BET inbertsio baten errentagarritasun-tasa da [98, 99]. Beraz, 2020. urtean kontsumo elektrikoan 8.501,58 € ordaindu zirela jakinda, Los Llanoseko kirolgunean eguzki-instalazio fotovoltaikoa egin izan balitz, 6.744,10 €-ko irabaziak lortuko ziren soberakinak salduko balira. Bestaldetik, eguzki-instalazio fotovoltaikoa egitea 60.925,96 € kostatuko luke. Gainera, araudi orokorrak dioen moduan, eguzki-panelen bizitza erabilgarria 25 urtekoa da [100]. Hala ere, mantentze egoki batekin, eguzki-panel batek hogeita hamar urte edo gehiagoz funtziona dezake. Aurkako kasuan, eguzki-panelen bizitza erabilgarria amaigabea ez dela jakinda, beste faktore batzuek eguzki-panelen bizitza erabilgarriari erasan diezaieke. Baita ere % 60 % 19 % 1 % 16 % 4 Kontratatutako potentzia Kontsumitutako potentzia Zerbitzuak eta bestelakoak BEZa Elektrizitatearen Gaineko Zerga Berezia 110 aipatzekoa da eguzki-panel monokristalinoen zein polikristalinoen potentzia izendatua urtero % 0,5 inguru degradatzen dela, urtero sortzen duten potentzia murriztuz. Suposatuko da elektrizitatearen urteko hazkundea % 4koa izango dela, hau da, interestasa % 4koa izango da [101]. Aurreko guztia jakinda, BEGren formula adierazten da: 𝐵𝐸𝐺=−𝐼0+∑ 𝑄𝑛 (1+𝑟)𝑛 𝑁 𝑛=1 (125) Non: • I0 : hasierako despoltsapena edo hasierako inbertsioa. • n: periodo kopurua. • Qn: periodo bakoitzeko kutxa-fluxua. • r: interes-tasa edo deskontu-tasa. Orduan, BEG kalkulatzeko, zehaztutako datuak ordezkatzen dira eta hurrengo taula eratzen da: 24. Taula. Amortizazio koadroa. n Hasierako inbertsioa (€) Errendimendua (%) Irabaziak (€) Kutxa-fluxua (€) Akumulatutako kutxa-fluxua (€) 0 60.925,96 - - - -60.925,96 1 - 80,00 6.744,10 6.744,10 -54.441,25 2 - 79,50 6.715,17 6.715,17 -48.232,69 3 - 79,00 6.686,24 6.686,24 -42.288,65 4 - 78,50 6.657,30 6.657,30 -36.597,96 5 - 78,00 6.628,37 6.628,37 -31.149,93 6 - 77,50 6.599,44 6.599,44 -25.934,30 7 - 77,00 6.570,50 6.570,50 -20.941,25 8 - 76,50 6.541,57 6.541,57 -16.161,39 9 - 76,00 6.512,64 6.512,64 -11.585,70 10 - 75,50 6.483,70 6.483,70 -7.205,55 11 - 75,00 6.454,77 6.454,77 -3.012,65 12 - 74,50 6.425,83 6.425,83 1.000,91 13 - 74,00 6.396,90 6.396,90 4.842,72 117 Uneoro, eguzki-panelen instalazioa hasten denetik bukatzen denera arte kaskoa eramatea beharrezkoa izango da. • Kutsadura: musukoak beharrezkoak izango dira hautsa, ke edo aerosol partikula asko daudenean, gas edo lurrun moduan, birikak kaltetu ditzaketenak. Ikusmena kaltetua ez izateko babes betaurrekoak erabiliko dira. • Gehiegizko barneratzeak paretan: ezinbestekoa da fatxadarako euskarri egitura jarriko den paretaren neurriak ezagutzea, hau hezetu eta hondatu ez dadin. Kontuan izanda paretaren lodiera 30 zentimetrokoa dela, zuloen sakonera paretaren lodieraren bi heren baino txikiagoa izango da, hau da, gehienez 20 zentimetroko sakonera duten zuloak egin beharko dira. • Haize-boladak: eguzki-panelak eta euskarri egiturak eroriko ez direla ziurtatzeko, hiruhilabetero eguzki-instalazio fotovoltaikoan berrikuspen orokor bat egingo da. Behar izatekotan konponketaren bat egingo da, kasurik txarrenean material berriaren erosketa eginik. • Arrisku meteorologikoak: txingorra edo elurra eguzki-paneletan akumulatzerakoan, hauen errendimendua asko jaisten da. Gainera, egun euritsu baten ondoren, ur tantak lehortzerakoan, hauts geruza moduko bat geratzen da eguzki-zeluletan. Aurreko arazoak saihesteko, hilabetean behin eguzki-zelulen garbiketa egitea gomendatzen da. • Arrisku elektrikoak eta sute-arriskuak: arazo hauek ekiditeko, lehen esan bezala, sistema fotovoltaikoaren berrikuspena hiruhilabetero egingo da, sistema elektrikoaren baldintzak zeintzuk diren ikuskatzeko eta behar izatekotan konponketaren bat egiteko. 118 11. Gantt-en diagrama Gantt-en diagramaren bidez proiektua aurrera eramateko egindako zereginak adieraziko dira, hauei dedikatutako denbora grafikoki adieraziz. Horren bidez, astero egin diren zeregin bakoitzaren helburuak era laburrean azalduko dira, aste bukaeran entregatu denaren azalpena azpimarratuz. Helburuak: proiektuari hasiera eman memoriaren antolaketa definituz eta honen formatua aukeratuz. Entregatzekoa: sarrera eta helburuak atalak, proiektuari behin-behineko titulua eta formatua egokituz. Helburuak: erabilitako elementuen aukeraketa eta eguzkisistema fotovoltaikoaren eremu geografikoa aztertu. Entregatzekoa: alternatiben analisia eta eremu geografikoaren azterlanak. Helburuak: instalazioaren planoak eta argiaren kontsumo historikoa lortu. Alde batetik, eguzki-instalazio fotovoltaiko mota desberdinak aztertu, kasu honetarako egokiena dena aukeratuz. Bestaldetik, proiektuaren elementu garrantzitsuenak definitu eta aztertu, beraien hautaketa arrazoituz. Entregatzekoa: alternatiben analisia eta instalazioaren planoak. Helburuak: frontoiaren eta futbol-zelaiko aldagelen eredua garatu. Entregatzekoa: frontoiaren eta futbol-zelaiko aldagelen SketchUp modeloa. 1. Zeregina 2. Zeregina 2.1. Zeregina 2.2. Zeregina 119 3. Zeregina Helburuak: 1. zeregineko zuzenketak egin eta memoriako azpiatalen ordena aldatu. Gero, oinarri teorikoak idatzi eta eremu geografikoaren azterlanak garatu. Entregatzekoa: oinarri teorikoak eta eremu geografikoaren azterlanak. Helburuak: eguzki-sistema fotovoltaikoa diseinatu eta dimentsionatu. Entregatzekoa: eguzki-sistema fotovoltaikoaren diseinua eta dimentsionamendua. Helburuak: sistema fotovoltaikoaren dimentsionamenduarekin hasi. Isolatutako sistemafotovoltaikoaren kalkuluak egin, kasurik txarreneko emaitzak eskuratzeko. Entregatzekoa: isolatutako sistema-fotovoltaikoaren kalkuluak eta ezaugarri-orriak. Helburuak: sarera konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoaren diseinua eta dimentsionamenduarekin hasi. Alde batetik itzalen analisia garatu. Bestaldetik, eguzki-panelek tenperaturarekiko duten jokabidea aztertzea. Entregatzekoa: sarera konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoaren itzalen analisia eta eguzki-panelen portaeraren azterketa. 4. Zeregina 4.1. Zeregina 4.2. Zeregina 120 Helburuak: eguzki-panelen tenperaturarekiko udan eta neguan duten jokabidea aztertu. Gero, inbertsorearen integrazioa eguzki-sistema fotovoltaikoan aztertu. Bukatzeko, eguzki-sistema fotovoltaikoaren kableatua determinatu. Entregatzekoa: eguzki-panelen portaeraren azterketa udan eta neguan, inbertsoreen integrazioa eguzki-sistema fotovoltaikoan eta eguzki-sistema fotovoltaikoaren kableatua. Helburuak: sarera konektatutako eguzki-instalazioan zuzenketak eta hobekuntzak egin. Entregatzekoa: sarera konektatutako eguzkiinstalazioaren atala zuzenduta. Helburuak: eguzki-instalazio fotovoltaikoaren diseinu orokorra garatu. Horrela, kalkuluen atala bukatutzat ematen da. Entregatzekoa: soluzioaren diseinu orokorra. Helburuak: analisi ekonomikoa garatu. Entregatzekoa: analisi ekonomikoa. Helburuak: eguzki-instalazio fotovoltaikoaren analisi ekonomikoarekin hasi. Entregatzekoa: eguzki-instalazio fotovoltaikoaren aurrekontua. 4.3. Zeregina 4.4. Zeregina 4.5. Zeregina 5. Zeregina 5.1. Zeregina 121 Helburuak: eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteak suposatuko zukeen faktura elektrikoa egin. Baita, errentagarritasunaren analisiarekin jarraitu. Entregatzekoa: faktura elektrikoa eta errentagarritasunaren analisia. Helburuak: eguzki-instalazio fotovoltaikoaren analisi ekonomikoa bukatu eta errentagarritasunaren analisia zuzendu. Horretarako, errentagarritasunaren analisian ekonomiako BEG eta BET tresnak erabili izan dira. Entregatzekoa: analisi ekonomiko guztia. Helburuak: eguzki-instalazio fotovoltaikoak dakartzan arriskuen probabilitatea eta hauen inpaktuaren azterketa garatu. Horrekin batera, arrisku hauek ekiditeko kontingentzia-plan bat diseinatu. Entregatzekoa: arriskuen analisia kontingentziaplanarekin. Helburuak: dokumentu nagusiaren ondorioak eta laburpena garatu. Horrekin batera, memoriaren zuzenketak eta egin daitezkeen hobekuntzak egin. Entregatzekoa: behin betiko memoria. Horrela izanda, aurreko zeregin bakoitza Gantt-en diagrama batean bildu da (ikus 55. irudia). Ekintza bakoitzari hasiera-data eta amaiera-data esleitu zaizkio, prozesuaren iraupena eta denbora tarte osoak Gantt-en diagraman adieraziz. Orotara, dokumentu nagusia idazteko 109 egun behar izan dira. 5.2. Zeregina 5.3. Zeregina 6. Zeregina 7. Zeregina 122 Eginkizunaren izena Hasiera-data Amaiera-data Iraupena 1. Zeregina 25/01/2021 30/01/2021 5 egun 2. Zeregina 30/01/2021 07/02/2021 8 egun 2.1. Zeregina 30/01/2021 06/02/2021 7 egun 2.2. Zeregina 06/02/2021 07/02/2021 1 egun 3. Zeregina 07/02/2021 14/02/2021 7 egun 4. Zeregina 14/02/2021 19/03/2021 33 egun 4.1. Zeregina 14/02/2021 22/02/2021 8 egun 4.2. Zeregina 22/02/2021 01/03/2021 7 egun 4.3. Zeregina 01/03/2021 08/03/2021 7 egun 4.4. Zeregina 08/03/2021 15/03/2021 7 egun 4.5. Zeregina 15/03/2021 19/03/2021 4 egun 5. Zeregina 08/03/2021 28/03/2021 20 egun 5.1. Zeregina 08/03/2021 19/03/2021 11 egun 5.2. Zeregina 19/03/2021 24/03/2021 5 egun 5.3. Zeregina 24/03/2021 28/03/2021 4 egun 6. Zeregina 24/03/2021 07/04/2021 14 egun 7. Zeregina 07/04/2021 14/05/2021 37 egun 55. Irudia. Gantt-en diagrama urt.-25 ots.-14 mar.-6 mar.-26 api.-15 mai.-5 123 12. Ondorioak Lan honetan, Portugaleteko Los Llanos kirolgunean eguzki-instalazio fotovoltaiko baten diseinua eta dimentsionamendua garatu da. Horren helburua, Basauriko Artunduaga kiroldegian oinarrituz, kontsumitutako energiaren ehuneko bat berriztagarria eta ekoizpen propiokoa egitea nahi izan da. Izatez, Portugaleteko Los Llanos kirolguneak eguzki-instalazio fotovoltaiko bat egiteko nahi adina leku duela ikusi izan da, hala nola frontoietan, padel pistako eta futbol-zelaiko aldageletan. Gainera, kirolgunea parke batean dagoela aipatu beharra dago, non inguruko etxebizitzek eta eraikinek sor ditzaketen itzalek ez duten eraginik izango eguzki-panelen errendimenduan. Bestaldetik, Eusko Jaurlaritzak eskainitako Lanbide Heziketako online kurtsoei esker isolatutako eta sarera konektatutako eguzki-instalazioaren analisia garatzea posible izan da. 2020. urteko datuekin isolatutako eguzki-instalazioa bideraezina dela frogatu da, ez baitago espazio nahikorik eguzki-panel guztiak kokatzeko. Horretarako, sarera konektatutako autokontsumorako eguzki-instalazio bat da diseinatu da SketchUp programari esker. Horrela izanda, eguzki-instalazio fotovoltaikoaren elementu nagusien azterketa sakona egin da, hauen funtzionamendu egokia bermatzeko. Laburbilduz, eguzki-instalazioa 112 eguzki-panelez osatuta egongo litzateke, guztira 87,9 kWh-ko energia eskaria emateko gaitasuna izanik. Aipatu beharra dago, eguzki-instalazioaren analisian eta diseinuan, Portugaleteko udaletxeak eskainitako datuak 2020. urtekoak izan direla, hau da, COVID-19 pandemiaren urtekoak. Hortaz, aurreko urteekin konparatuz gero, martxorik aurrera lortutako emaitzak ez dira guztiz adierazgarriak izan. Berez, kirolguneko kontsumoa 2019. urtearekin alderatuta, 2020. urteko kontsumoa askoz baxuagoa izan zen. Baina hilabeterik txarrena urtarrila izan ohi da, eta urtarrilean COVID-19 pandemiaren konfinamendua oraindik ez zenez hasi, lan honen dimentsionamendurako erabilitako muturreko balioak egokitzat hartu dira lanean hasteko. Bestalde, analisi ekonomikoari dagokionez, hau izan da lanaren lorpenik esanguratsuenetariko bat. Izan ere, errentagarritasunaren analisian ekonomiako BEG eta BET tresnei esker, eguzki-instalazio fotovoltaikoa errentagarria dela baieztatu da. 124 Kontuan izan beharra dago, analisi ekonomikoan egindako kalkuluak gaur egungo tarifekin eginak daudela, hala nola urtero aldatu daitezkeen balioak. Panel fotovoltaikoen prezioa ere urtero apur bat jaitsi egiten da, haien efizientzia hobetuz. Hortaz, tarifen eta osagaien prezioen aldaketa erlatiboa bada ere, errealitatetik ez da oso urruti egongo, energia fotovoltaikoaren aldeko jarrera argia indartzeko moduan. Lan-istripuak saihesteko, eguzki-instalazio fotovoltaikoa egiteak suposatuko lituzkeen arriskuak planteatu dira, arrisku bakoitzaren azalpena eginik. Azalpenarekin batera, arrisku hauek gerta daitezkeen probabilitatea eta inpaktua aztertu da, oso probableak ez direnak baina bai inpaktu larria sortuko luketena. Azkenik, arazo hauei aurre egiteko modua adierazten duen kontingentzia-plana diseinatu da, non pertsonen segurtasuna bermatzen den. Bukatzeko, lan honetan ikasketetako lau urte hauetan eskuratutako ezagutzak eta gaitasunak islatu dira, batez ere elektronikari eta ekonomiari esker lorturikoak. Gainera, graduko irakasgaiez gain, isolatutako eta sarera konektatutako eguzki-instalazio fotovoltaikoak aztertzen, kalkulatzen eta diseinatzen ikasi da. Beraz, dokumentu honetan egindako azterlanak kontuan hartuz, memoria hau etorkizunerako eguzki-instalazioak aztertzeko eta diseinatzeko gidaliburu bezala erabili ahal izango da. 125 13. Bibliografia [1] Roca, J. A. (2021). Las energías renovables generan por primera vez más electricidad que los combustibles fósiles en Europa. 2021eko urtarrilaren 27an. Iturria: https://elperiodicodelaenergia.com/las-energias-renovables-generanpor-primera-vez-mas-electricidad-que-los-combustibles-fosiles-en-europa/ [2] Energya (2019). Placas fotovoltaicas: ¿Qué importancia tendrán en el futuro?. 2021eko urtarrilaren 26an. Iturria: https://www.energyavm.es/placas-fotovoltaicas-que-importanciatendran-en-el-futuro [3] López de Benito, J. (2021). La energía solar será la más barata en todo el mundo en 2030. 2021eko urtarrilaren 27an. Iturria: https://www.energynews.es/energia-solar-mas-barata-en-2030/ [4] Clínica Jurídica (2020). La normativa de las placas solares 2019-2020. 2021eko urtarrilaren 26an. Iturria: https://clinica-juridica.com/normativa-placas-solares-2020/ [5] 15/2018 Errege Lege Dekretua, urriaren 5ekoa, Trantsizio Energetikorako eta Kontsumitzaileen Babeserako Premiazko Neurriena. Estatuko Aldizkari Ofiziala, 242, 2018ko urriaren 6a [6] 900/2015 Errege Dekretua, urriaren 9koa, Energia elektrikoaren autokontsumoko hornidura-modalitateen eta autokontsumoko produkziomodalitateen baldintza administratiboak, teknikoak eta ekonomikoak arautzen dituena. Estatuko Aldizkari Ofiziala, 243, 2015eko urriaren 10a [7] Raposo, C. (2020). El Ayuntamiento de Basauri instalará 784 paneles solares en varios edificios del polideportivo de Artunduaga. 2021eko urtarrilaren 27an. Iturria: https://www.elcorreo.com/bizkaia/nervion/ayuntamiento-basauriinstalara-20200723131544-nt.html 126 [8] Generval (2020). Autoconsumo fotovoltaico: ventajas y desventajas. 2021eko urtarrilaren 28an. Iturria: https://www.generval.es/autoconsumo-fotovoltaico-ventajasdesventajas/ [9] Saclima Solar Fotovoltaica (2017). 5 beneficios del autoconsumo fotovoltaico. 2021eko urtarrilaren 28an. Iturria: http://www.saclimafotovoltaica.com/5-ventajas-autoconsumo/ [10] Heliotex (d.g.). Automatic solar panel cleaning systems. 2021eko urtarrilaren 28an. Iturria: https://www.solarpanelcleaningsystems.com/ [11] Innovaspain (2020). Las ventajas económicas de la energía solar fotovoltaica. 2021eko urtarrilaren 28an. Iturria: https://www.innovaspain.com/las-ventajas-economicas-de-la-energiasolar-fotovoltaica/ [12] Taboada, I. (2020). Talde lanaren argibideak. Argitaratu gabeko materiala. 2021eko urtarrilaren 27an. Iturria: https://egela.ehu.eus/pluginfile.php/4184300/mod_resource/content/ 7/Talde%20lanaren%20argibideak.pdf [13] twenergy (2019). ¿Cómo funciona la energía solar fotovoltaica?. 2021eko urtarrilaren 27an. Iturria: https://twenergy.com/energia/energia-solar/como-funciona-energiasolar-fotovoltaica/ [14] Endef (2020). Tipos de instalaciones solares fotovoltaicas: ¿Cómo encontrar mi instalación ideal?. 2021eko otsailaren 10ean. Iturria: https://endef.com/tipos-de-instalaciones-solares-fotovoltaicas-comoencontrar-la-ideal-para-mi/ [15] 244/2019 Errege Dekretua, apirilaren 5ekoa, "Produkzio-instalazioak eta autokontsumo-instalazioak likidatzeko subjektua" 14.8 eragiketa-prozeduraren 133 [60] BirthLH (d.g.). Subsistema de acumulación. 2021eko otsailaren 19an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF06/es_IEA_ISF06_Conteni dos/website_14_subsistema_de_acumulacin.html [61] Climate Data (2021). Portugalete Clima (España). 2021eko otsailaren 19an. Iturria: https://es.climate-data.org/europe/espana/pais-vasco/portugalete29067/ [62] BirthLH (d.g.). Cálculo del número de baterías y diseño del conexionado. 2021eko otsailaren 19an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF06/es_IEA_ISF06_Conteni dos/website_142_clculo_del_nmero_de_bateras_y_diseo_del_conexionado.ht ml [63] BirthLH (d.g.). Subsistema de regulación. 2021eko otsailaren 20an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF06/es_IEA_ISF06_Conteni dos/website_15_subsistema_de_regulacin.html [64] BirthLH (d.g.). Dimensionado del subsistema regulador en un proyecto. 2021eko otsailaren 20an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF06/es_IEA_ISF06_Conteni dos/website_151_dimensionado_del_subsistema_regulador_en_un_proyecto. html [65] BirthLH (d.g.). Subsistema de acondicionamiento de potencia. 2021eko otsailaren 20an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF06/es_IEA_ISF06_Conteni dos/website_152_subsistema_de_acondicionamiento_de_potencia.html [66] BirthLH (d.g.). Diseño y dimensionado de sistema fotovoltaicos conectados a red. 2021eko otsailaren 23an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni 134 dos/website_21_diseo_y_dimensionado_de_sistemas_fotovoltaicos_conectad os_a_red.html [67] SketchUp (d.g.). SketchUp: Software de diseño 3D. 2021eko otsailaren 24an. Iturria: https://www.sketchup.com/es [68] BirthLH (d.g.) Análisis de la ubicación fisica de la instalación. 2021eko otsailaren 23an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni dos/website_22_anlisis_de_la_ubicacin_fsica_de_la_instalacin.html [69] BirtLH (d.g.). Cálculo de la separación de las filas de paneles para evitar sombras. 2021eko otsailaren 25ean. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni dos/website_221_clculo_de_la_separacin_de_las_filas_de_paneles_para_evita r_sombras.html [70] Casellas, E. (2020). ¿Cúal es el día más corto del año? ¿Por qué hau menos horas de sol?. 2021eko otsailaren 25ean. Iturria: https://www.mundodeportivo.com/actualidad/20201220/4911913171 40/cual-es-el-dia-mas-corto-ano-por-que-menos-horas-sol-act-pau.html [71] Ingelibre (2014). Inclinación óptima de placas fotovoltaicas. 2021eko otsailaren 25ean. Iturria: https://ingelibreblog.wordpress.com/2014/01/09/inclinacion-optimade-placas-fotovoltaicas/ [72] Skelion (d.g.). Sketchup Skelion solar design plugin renewable energy. 2021eko otsailaren 25ean. Iturria: http://skelion.com/ [73] BirthLH (d.g.) Elección y estudio del comportamiento del panel para el campo solar. 2021eko otsailaren 27an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni 135 dos/website_23_eleccin_y_estudio_del_comportamiento_del_panel_para_el_ campo_solar.html [74] BirthLH (d.g.). Comportamiento del panel en condiciones de trabajo no estándar. 2021eko martxoaren 1ean. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni dos/website_232_comportamiento_del_panel_en_condiciones_de_trabajo_no _estndar.html [75] BirthLH (d.g.). Elección y análisis de la integración del inversor con el campo solar del inversor. 2021eko martxoaren 1ean. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni dos/website_24_eleccin_y_anlisis_de_la_integracin_del_inversor_con_el_cam po_solar_del_inversor.html [76] BirthLH (d.g.). Cableado de las instalaciones solares fotovoltaicas puestas a red. 2021eko martxoaren 6an. Iturria: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/ISF/ISF05/es_IEA_ISF05_Conteni dos/website_25_cableado_de_las_instalaciones_solares_fotovoltaicas_puestas _red.html [77] Recio Maíllo, L. (2019). Cálculo de líneas para una instalación fotovoltaica de 5 kW para autoconsumo. 2021eko martxoaren 6an. Iturria: https://www.prysmianclub.es/calculo-de-lineas-para-una-instalacionfotovoltaica-de-5-kw-para-autoconsumo/ [78] Tolocka, E. (2019). Entendiendo las curvas de disparo de los interruptores automáticos. 2021eko martxoaren 7an. Iturria: https://www.profetolocka.com.ar/2019/04/18/entendiendo-las-curvasde-disparo-de-los-interruptores-automaticos/ [79] Grupo Selectra (2021). Normativa sobre placas solares: compensación y trámites. 2021eko martxoaren 18an. Iturria: https://tarifasgasluz.com/autoconsumo/normativa 136 [80] ManoMano (d.g.). Cable solar AR H1Z2Z2-K (AS) 1x10 mm2 Negro (por metros). 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://www.manomano.es/catalogue/p/cable-solar-ar-h1z2z2-k-as1x10-mm2-negro-por-metros-28124114 [81] ManoMano (d.g.). Cable solar AR H1Z2Z2-K (AS) 1x10 mm2 Rojo (por metros). 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://www.manomano.es/catalogue/p/cable-solar-ar-h1z2z2-k-as1x10-mm2-rojo-por-metros-28124112 [82] ManoMano (d.g.). Cable libre de halógenos 10mm 1000V por metros RZ1-K AS. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://www.manomano.es/catalogue/p/cable-libre-de-halogenos10mm-1000v-por-metros-rz1-k-as-9143722 [83] Bax Music (d.g.). Procab BTC50U/1 cable por metro. 2021eko martxoaren 18an. Iturria: https://www.bax-shop.es/cables-de-datos-por-metros-o-rollos/procabbct50u-1-cable-de-datos-por-metro [84] AutoSolar (d.g.). Estructura Inclinada 30° 1 Panel 72C CVE. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://autosolar.es/estructuras-suelo/estructura-inclinada-30o-1panel-72c-cve [85] AutoSolar (d.g.). Estructura Fachada 1 Panel WV915 30-35°. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://autosolar.es/estructuras-sobre-pared/estructura-fachada-1panel-wv915-30-35o [86] AutoSolar (d.g.). Estructura Inclinada Horizontal 30° 1 Panel CHE. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://autosolar.es/estructuras-suelo/estructura-inclinada-horizontal30o-1-panel-che 137 [87] Transworld 2000 (d.g.). Fusibles UTE cilindricos. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://www.tw2000.es/es/fusibles-electricos/fusibles-cilindricos308.html#/326-curva-gg/320-medidas-14x51_mm/63-intensidad-12_amp [88] Transworld 2000 (d.g.). Portafusibles PV. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://www.tw2000.es/es/componentes-y-equipos-de-energiasolar/portafusibles-pv-374.html#/320-medidas-14x51_mm [89] ManoMano (d.g.). Interruptor Automatico C120N 4P 80A Schneider Curva C A9N18372. 2021eko martxoaren 18an. Iturria: https://www.manomano.es/catalogue/p/interruptor-magnetotrmicoschneider-electrica9n18372-c120n-4p-80a-c-10000a-415v-31116194 [90] Ruíz García, M. (2020). ¿Qué es el diferencial eléctrico, cuántos tipos hay y cómo funcionan?. 2021eko martxoaren 18an. Iturria: https://selectra.es/energia/info/que-es/interruptor-diferencial [91] GroupSumi (d.g.). Interruptor diferencial IID 4P 80A 300mA clase -ACSchneider Electric. 2021eko martxoaren 17an. Iturria: https://groupsumi.com/automaticos-diferenciales-y-proteccionelectrica/3375-A9R14480-interruptor-diferencial-iid-4p-80a-300ma-clase-acschneider-electric-3606480089398.html [92] Grupo Selectra (2021). Cómo funciona el contador bidireccional en una instalación fotovoltaica. 2021eko martxoaren 19an. Iturria: https://tarifasgasluz.com/autoconsumo/componentes/contadorbidireccional [93] RS Components (d.g.). Medidor digital de energía Schneider Electric serie Acti 9 iEM300, display LCD, con 9 dígitos, 3 fases. 2021eko martxoaren 18an. Iturria: https://es.rs-online.com/web/p/medidores-de-energia/9139712/ [94] Mateu, C. (2019). Ejemplos prácticos de rentabilidad del autoconsumo solar fotovoltaico. 2021eko martxoaren 20an. 138 Iturria: https://suelosolar.com/noticias/autoconsumo-fotovoltaica/espana/259-2019/ejemplos-practicos-rentabilidad-autoconsumo-solar-fotovoltaico [95] Renewable Energy Magazine (2019). Ya hay precio para el excedente de energía vertida a red por los autoconsumidores. 2021eko martxoaren 20an. Iturria: https://www.energias-renovables.com/fotovoltaica/ya-hay-precio-parael-excedente-de-20190514 [96] eSios (d.g.). eSios - Red Eléctrica de España. 2021eko martxoaren 20an. Iturria: https://www.esios.ree.es/es [97] Grupo Selectra (2021). Autoconsumo con excedentes: ¿compensación simplificada o venta de energía?. 2021eko martxoaren 20an. Iturria: https://selectra.es/autoconsumo/info/tarifas [98] Gizapedia (d.g.). Balio Eguneratu Garbia (BEG). 2021eko martxoaren 27an. Iturria: https://gizapedia.hirusta.io/balio-eguneratu-garbia-beg/ [99] Gizapedia (d.g.). Barne Errendimendu Tasa (BET). 2021eko martxoaren 27an. Iturria: https://gizapedia.hirusta.io/barne-errendimendu-tasa/ [100] Euskenergy (2020). Cuál es la vida útil de los paneles solares. 2021eko martxoaren 24an. Iturria: https://euskenergy.com/cual-es-la-vida-util-de-los-paneles-solares/ [101] Andreu, F. (2013). Análisis económico de un proyecto de autoconsumo solar. 2021eko martxoaren 27an. Iturria: https://solartradex.com/blog/analisis-economico-de-un-proyecto-deautoconsumo-solar/ [102] Ramírez Segura, N. (2021). Medidas de seguridad para realizar instalaciones fotovoltaicas. 2021eko apirilaren 5ean. 139 Iturria: https://aprende.com/blog/oficios/energia-solar/medidas-de-seguridadpara-realizar-instalaciones-fotovoltaicas/ [103] CPM Solar (2019). 3 grandes riesgos de paneles solares y como evitarlos. 2021eko apirilaren 5ean. Iturria: https://cpmsolar.com/2019/09/24/tres-grandes-riesgos-de-instalarpaneles-solares-en-mexico-y-como-evitarlos/