Design of an on-grid photovoltaic system in the roof of an auction centre located in Santa María del Águila, Almería

This document contains a techno-economical assessment of the installation of a grid- connected system in the roof at an auction centre located in Santa Maria del Aguila (Almeria). As starting point for the design and evaluation of the installation, the following boundary conditions have been co...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Lozano Martínez, Javier
Other Authors: Pérez García, Manuel
Format: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Language:English
Published: 2023
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/10835/14732
Description
Summary:This document contains a techno-economical assessment of the installation of a grid- connected system in the roof at an auction centre located in Santa Maria del Aguila (Almeria). As starting point for the design and evaluation of the installation, the following boundary conditions have been considered: the local weather and solar radiation availability, the need of a direct architectural integration of the solar modules in the pre- existing roof and the knowledge of the user hourly electricity load. On this basis, 7 different scenarios of photovoltaic grid connected plants have been created and analysed, both in terms of on-site installation and technical performance and in terms of economic profitability. The options considered consist of different combinations of sizes of storage and solar generation for a grid tied systems, even including a fully autonomous eventual operation. In all the cases, calculations related to the losses (shadow, non-optimal orientation, etc.) have undertaken for a correct plants settlement. Afterwards, the sizing of corresponding modules arrays, inverters and batteries for each scenario have been carried out since it is requested as input for their detailed performance and economical profitability estimation. System Advisor Model (SAM) by NREL has been used as tool for the dynamic simulation of the 7 proposed plants configurations and for the integration of hourly systems estimations in global plant performance indicators (yearly production and payback period). As result of the work, the more feasible option for the user is that consisting in a 216.4 kW plant with a cost of 362,081€, reaching a quite reasonable payback time. The rest of the options have been discarded because the period of payback was higher due to the expensive price of the batteries and the fact that the systems were oversized making the facility less profitable. Este documento contiene una valoración tecnoeconómica de la instalación de un sistema conectado a red en la cubierta de un centro de subastas ubicado en Santa María del Águila (Almería). Como punto de partida para el diseño y evaluación de la instalación, se han considerado las siguientes condiciones de contorno: la disponibilidad de radiación solar y meteorológica local, la necesidad de una integración arquitectónica directa de los módulos solares en la cubierta preexistente y el conocimiento de la carga de electricidad por hora del usuario. Sobre esta base, se han creado y analizado 7 escenarios diferentes de plantas fotovoltaicas conectadas a red, tanto en términos de instalación in situ y rendimiento técnico como en términos de rentabilidad económica. Las opciones consideradas han sido diferentes combinaciones de tamaños de baterías y generadores solares operando en un modo de conexión a red e incluyendo una eventual operación autónoma del sistema. En todos los casos se han realizado cálculos relacionados con las pérdidas (sombra, orientación no óptima, etc.) para un correcto asentamiento de las plantas. Posteriormente se ha realizado el dimensionamiento de los correspondientes arreglos de módulos, inversores y baterías para cada escenario ya que se solicita como insumo para su detallado desempeño y estimación de rentabilidad económica. System Advisor Model (SAM) de NREL se ha utilizado como herramienta para la simulación dinámica de las 6 configuraciones de plantas propuestas y para la integración de estimaciones de sistemas horarios en indicadores globales de rendimiento de plantas (producción anual y período de recuperación). Como resultado de la obra, la opción más factible para el usuario es la que consiste en una planta de 216,4 kW con un coste de 362.081 €, alcanzando su amortización en un periodo razonable de tiempo. El resto de opciones se han descartado porque el período de recuperación fue mayor debido al alto precio de las baterías y al hecho de que los sistemas eran sobredimensionados, lo que hacía que la instalación fuera menos rentable.