5.1. Introducció...
119
5.2. Viabilitat tècnica...
120
5.2.1. Viabilitat tècnica de l’obra civil...
120
5.2.2. Viabilitat tècnica de la instal·lació electromecànica...
120
5.2.2.1.Viabilitat tècnica del sistema de generació...
120
5.2.2.2.Viabilitat tècnica de la instal·lació en baixa tensió...
121
5.3. Viabilitat legal...
122
5.3.1. Viabilitat legal de les instal·lacions...
122
5.3.2. Viabilitat legal del funcionament de les instal·lacions...
122
5.4. Viabilitat econòmica del sistema pico hidroelèctric...
123
5.4.1. Cost total del projecte pico hidroelèctric...
123
5.4.2. Cost de les tramitacions a l’agencia competent...
123
5.4.3. Factura elèctrica mensual de la vivenda...
123
5.4.4. Cost d’operació i manteniment...
128
5.4.5. Rendibilitat de la inversió...
128
5.4.6. Temps de l’amortització...
130
5.4.7. VAN...
131
5.4.8. TIR...
132
5.5. Viabilitat econòmica de les alternatives...
133
5.5.1. Cost total dels projecte alternatius...
134
5.5.2. Factura elèctrica mensual de la vivenda...
134
5.5.3. Cost d’operació i manteniment...
134
5.5.4. Vida útil dels acumuladors...
134
5.5.5. Rendibilitat de la inversió...
135
5.5.6. Temps de l’amortització...
137
5.5.7. VAN...
137
5.5.8. TIR...
139
5.6. Mesures per aconseguir la viabilitat...
141
5.7. Taules resum...
145
5.7.1. Petites centrals elèctriques sense tenir en compte cap tipus de
subvenció...
145
5.7.2. Central pico hidroelèctrica tenint en compte la subvenció calculada....
145
119
5.1. Introducció
En aquest estudi es pretén avaluar el grau de viabilitat que pot assumir el present projecte pico hidroelèctric, tenint en compte les següents variants:
• Tècniques • Legals • Econòmiques
La viabilitat tècnica és la condició que fa possible el funcionament del sistema, atenent a les seves característiques tecnològiques i a les lleis de la natura involucrades. S'avalua davant un determinat requeriment o idea per a determinar si és possible portar-lo a terme satisfactòriament i en condicions de seguretat amb la tecnologia disponible.
La viabilitat legal és la condició que fa possible la posta en marxa del sistema, atenent a les restriccions de caràcter legal que impedirien el funcionament del projecte en els termes previstos, no fent recomanable la seva execució.
La viabilitat econòmica és la condició que avalua la conveniència d'un sistema, atenent a la relació que existeix entre els recursos emprats per a obtenir-lo i aquells dels quals es disposa. En moltes ocasions, els recursos dels quals es disposa per a avaluar la viabilitat econòmica vénen determinats pels que produeix el propi sistema, pel que en realitat es porta a terme una anàlisi de rendibilitat interna. Per a això s'enfronta el que es produeix amb el que es gasta, en termes econòmics.
La suma d’aquest conceptes ajudaran a conèixer els factors favorables per la seva introducció en el mercat d’energies amb autoconsum, encara que també a descobrir si convé econòmicament la seva implantació en la zona d’ubicació emprada.
120
5.2. Viabilitat tècnica
La viabilitat tècnica marca si la tecnologia disponible permetrà realitzar el projecte o si serà convenient fer-ho.
Per a realitzar l’estudi tècnic, podem dividir el sistema en dos parts: • Tots els elements que componen l’obra civil hidràulica. • La instal·lació electromecànica.
5.2.1. Viabilitat tècnica de l’obra civil
L’obra civil hidràulica està composta per tots els elements que intervenen en la conducció, derivació, acumulació, control i impulsió del fluid.
Tots aquests elements són altament coneguts i utilitzats en múltiples sectors industrials i domèstics complint amb les homologacions descrites per al normativa vigent, tal i com indica el fabricant, que junt amb l’instal·lador s’encarregaran de que la fabricació, instal·lació i posta en marxa es realitzi amb total garantia.
Les dades obtingudes en l’apartat de càlcul, referents a la circulació del fluid, són viables tècnicament, ja que compleixen amb les especificacions teòriques marcades.
Per a la acumulació existeixen dipòsits que compleixen amb els requisits tècnics que demanda la instal·lació projectada.
En termes de caudals existeixen reixes, vàlvules, conductes i bombes amb secció suficient per obtindre el caudal necessari en cada punt de la instal·lació.
Dit això, es pot afirmar que la part de l’obra civil hidràulica és viable tècnicament.
5.2.2. Viabilitat tècnica de la instal·lació electromecànica
La instal·lació electromecànica la componen els elements destinats a la generació, control i conducció de l’energia elèctrica.
Es pot dividir la instal·lació elèctrica en el sistema de generació i la instal·lació en baixa tensió
5.2.2.1. Viabilitat tècnica del sistema de generació
El sistema de generació està compost principalment per el grup turbina – generador.
La tecnologia emprada per aquest equip està tècnicament provada en petits sistemes domèstics autònoms, complint amb els requisits tècnics imposats per el fabricant.
Els elements hidràulics i elèctrics que interactuen amb aquest sistema, compleixen amb les indicacions mencionades per el fabricant.
Els valors energètics obtinguts en l’aparta de càlcul a partir dels cabals de la zona, entren dins la normalitat, complint amb les especificacions del fabricant.
121
5.2.2.2. Viabilitat tècnica de la instal·lació en baixa tensió
La instal·lació en baixa tensió engloba tot l’aparellament destinat a la protecció, control i conducció de l’energia elèctrica, en aquest cas en baixa tensió.
Dita instal·lació, encara que no disposa d’interconnexió amb la xarxa publica de subministrament elèctric, compleix amb les normatives establertes per el reglament electrotècnic en baixa tensió.
Tots aquest elements, utilitzen una tecnologia altament provada i coneguda, per el que no existeixen contradiccions tècniques en aquest punt.
Els conductors en baixa tensió estan dimensionats per suportar l’ intensitat obtinguda per el generador, en cada circuit.
En definitiva podem afirmar que els valors d’amperatge, tensió, freqüència i potencia d’aquest sistema poden obtenir-se i controlar-se sense incidències, amb la tecnologia que es disposa en el mercat, el que fa totalment viable tècnicament el present projecte.
122
5.3. Viabilitat legal
L’estudi de viabilitat legal té que informar si al legalitat vigent permet, o més bé, no impedeix la realització del projecte pico hidroelèctric. Es dividirà en:
• Viabilitat legal de les instal·lacions
• Viabilitat legal del funcionament de les instal·lacions
5.3.1. Viabilitat legal de les instal·lacions
La totalitat de les instal·lacions presents en aquest projecte, seran realitzades de manera que asseguri el correcte funcionament, seguint les condicions de disseny establertes inicialment. De la mateixa manera, compliran amb al normativa vigent a nivell autonòmic, estatal i fins i tot europeu.
La recopilació de normatives presentada en el transcurs d’aquest projecte, seran considerades en la fabricació, implantació i posta en marxa en cada un dels components de la instal·lació, com en l’edifici que alberga els equips nombrats en la memòria descriptiva.
Tots els equips que componen la instal·lació, seran subministrats al client amb la respectiva declaració de conformitat i amb els distintius CE, per als equips adquirits a fabricants dels països interns a la Unió Europea (UE) o més ben dit la Comunitat Econòmica Europea (CEE). Tots els equips instal·lats, compliran tant la normativa genèrica, com la especifica en cada equip.
5.3.2. Viabilitat legal del funcionament de les instal·lacions
La instal·lació funcionarà segons els paràmetres de disseny marcats inicialment i sempre complint la normativa vigent.
Una vegada instal·lats, seran examinats per part dels òrgans competents, que determinaran si compleix els requisits de conformitat.
L’ús de les instal·lacions, estarà regulat per el reglamentació relativa a la seguretat dels treballadors i a l’ambiental.
Complint amb l’exigit per la normativa reguladora que afecta a aquest projecte, no existeix cap afectació legal que impedeixi la seva viabilitat legal.
123
5.4. Viabilitat econòmica del sistema pico hidroelèctric
Sent una de les més importants, per al tipus de projecte dissenyat, aportarà els coneixements econòmics necessaris per decidir si la seva implantació serà rentable en un futur proper, en contra de la possible interconnexió amb la xarxa de subministrament elèctric.
Per a l’obtenció i avaluació d’aquest paràmetres es tindrà que identificar els ítems de la inversió. • Cost total del projecte pico hidroelèctric
• Cost de les tramitacions a l’agencia competent • Factura elèctrica mensual de la vivenda • Cost d’operació i manteniment
• Rendibilitat de la inversió • Temps de l’amortització • VAN
• TIR
5.4.1. Cost total del projecte pico hidroelèctric
El valor del cost total del projecte pico hidroelèctric, esmentat en aquest apartat, tindrà en compte el subministrament i muntatge de tots els elements físics implantats en la instal·lació, sense tenir en compte les taxes destinades als òrgans hidràulics competents.
Aquest valors ascendeix a la quantitat de 33480.70 €
5.4.2. Cost de les tramitacions a l’agencia competent
Les taxes destinades a la realització de les tramitacions als òrgans hidràulics autonòmics competents, en aquest cas l’agencia catalana de les aigües (ACA), ja explicades en l’apartat de
documentació de la memòria descriptiva, tindran compte:
• La captació d’aigua
• Obres i ocupacions en domini públic hidràulic • Modificació de títols o drets atorgats
• Registre d’aigües
El valor total de les taxes ascendeix a la quantitat de 4390.26 €
5.4.3. Factura elèctrica mensual de la vivenda
Per a conèixer el cost econòmic que podria ocasionar la vivenda dissenyada, en el cas de que estigues connectada a la xarxa de subministrament elèctric, s’ha dissenyat una factura “real” actualitzada a les noves tarifes del 2012.
124 La companyia escollida serà IBERDROLA S.A, tenint en compte la lectura d’un període de facturació de 31 dies.
Les noves tarifes d’Iberdrola, són les que es poden trobar en la pagina oficial d’aquesta companyia www.iberdrola.es en “Tarifas i precios de electricidad”.
Figura 44. Tarifes i preu de l’electricitat Font. Iberdrola
En la realització de la factura de la vivenda del projecte s’ha de tenir en compte, a part del terme de potencia i el terme d’energia de les tarifes anteriors, els aspectes següents:
• Les dades personals pertinents al client, al qual va destinada la factura • Consum de la vivenda
• Impost sobre l’electricitat • Lloguer dels equips de mesura • L’IVA
125 El consum interior de la vivenda, avaluant totes les carregues que alimenta serà de:
Consum diari en l'interior de la vivenda Quantitat Potencia
(W)
hores de funcionament (h)
Total energia necessària (Wh) llum llum 7 W 2 7 2 28 llum 9 W 15 9 1 135 llum 11 W 6 11 1 66 Nevera 1 140 12 1680 Rentaplats 1 2200 0.33 726 Rentadora 1 2200 0.33 726 Microones-grill 1 1900 0,083 157,7 Vitro 1 2200 0,33 726 Campana extractora 1 150 0,33 49,5 Televisor 1 70 4 280 Ordinador portàtil 1 65 4 40 Termo 1 750 3 2250 Radio 1 25 0,25 6,25 Cafetera 1 900 0,033 29,7 Maquina afaitar 1 5.4 0,166 0,89 Aspiradora 1 1300 0.5 650 Bomba d’osmosis 1 50 0,166 8,3 Llum escriptori 1 11 2 22 Impressora 1 500 0,083 41,5
Timbre (vídeo Càmera) 1 12.5 0,166 2,075
Torradora 1 850 0,16 136
Batedora 1 200 0,33 66
Planxa 1 1000 0,2 200
TOTAL 8026.92 Wh/dia
126 En l’estudi present, seguint la tònica del pressupost, es pren en consideració un sistema de control manual. En aquest apartat es tindrà en compte els consums de les carregues de la sala de maquines en el cas de que fos automàtic, d’aquesta manera servirà com el marge de seguretat aplicat en els casos fotovoltaics i eòlics.
Consum diari de la sala de maquines Quantitat Potencia
(W)
hores de funcionament (h)
Total energia necessària (Wh) Vàlvula d'alimentació 1 50,6 0,33 16,698 Vàlvula de buidatge 2 50,6 0,33 33,396 Vàlvula de control 1 50,6 0,33 16,698 Bomba d'aprofitament 1 800 0,5 400 Vàlvula d’aprofitament 1 50,6 0,33 16,698
Senyal acústica (sirena) 1 18,4 0,15 2,76
LOGO! 1 11,75 24 282
Senyals lluminoses 4 3,22 3 38,64
Sistema d'extracció 2 130,8 0,5 130,8
TOTAL 937,69 Wh/dia
Taula 15. Consum diari de la sala de maquines Font. Pròpia
La suma del consum de l’interior de la vivenda i el aportat per la sala de maquines porta a un consum diari de 8964.61 Wh, que per 31 dies de lectura equival a 277.90 kWh al mes.
L’ impost de la electricitat contempla el 4,864% sobre el 1.05113 del Terme de potencia del últim mes (TPU), més el Terme d’energia del últim mes (TEU).
El lloguer del equips de mesura integrats al comptador estan en 0.03342 € per dia d’utilització. En l’actualitat l’IVA està en el 18 %
127 La factura “real” resultant, tenint en compte els conceptes anteriors és la que es pot veure a continuació:
Figura 45. Factura mensual de la vivenda rural Font. Pròpia
És coneix que el valor obtingut variarà depenent del mes de l’any en que es trobi, ja que els consum son fluctuants amb l’estació de l’any, i no tots els mesos són de 31 dies. Però donarà una idea força aproximada per a la realització dels càlculs necessaris.
Per tant, el cost de la electricitat consumida a pagar mensualment en la vivenda és de 63.48
128
5.4.4. Cost d’operació i manteniment
El cost d’operació i manteniment es dona en funció de l’energia produïda durant la generació. En grans centrals s’estipula un cost de 9 €/MWh diari. Al tractar-se d’un sistema pico, on s’estima aplicar un manteniment més regular i no disposar de tants elements de control i protecció, el cost ascendirà a 27 €/MWh.
27 € 1 1 10 8964.61 1 365 1 88.35 €/
Evidentment aquest cost és una mitja aproximada entre els anys de funcionament, ja que al llarg del temps aquest preu augmentarà degut a la antiguitat dels components de la central.
5.4.5. Rendibilitat de la inversió
El projecte seria rentable, si el valor econòmic que s’obtindria és major que el cost dels recursos a utilitzar en el seu funcionament o manteniment, junt amb l’inversió.
ó
El benefici anual integrarà l’estalvi econòmic anual que es tindria al no pagar a la companyia subministradora, restant-la-hi els costos anual d’operació i manteniment de la central.
Una cosa que pot passar per alt, i que podria decantar molt la balança a favor de la pico central hidroelèctrica, és que, si estigues connectada a la xarxa elèctrica, s’hauria d’abonar el sistema aeri d’alimentació, es a dir, el transformador de MT a BT, la línia de transport de la companyia fins a la vivenda i finalment l’escomesa i els equips de mesura i control aigües amunt del quadre general de proteccions. Al ser una vivenda rural aïllada sense veïnat immediat, el càrrec d’aquest tram seria integra del propietari.
La sol·licitud del pressupost hauria d’anar destinat a la companyia subministradora. Però per poder-ho avaluar es realitzarà, per conta propi, un pressupost molt aproximat, però força pròxim a la realitat.
De la xarxa elèctrica en mitja tensió que connecta Castellar de n’Hug i la Pobla de Lillet, es derivaria un tram cap a la vivenda d’aquest projecte, tenint en compte un traçat totalment recte.
El pressupost és el que es pot veure en la taula
129
Taula 16. Pressupost de la instal·lació per a la connexió a la xarxa de subministrament Font. Pròpia
També cal tenir en compte el cost dels tràmits i projectes elèctrics tal i com indica el ITC-BT-04 sotmès a xarxes àrees de distribució. S’estimarà un increment final del 10 %.
Tenint en compte aquest pressupost l’estalvi seria d’uns 18465.61 €, al no connectar el sistema a la xarxa de subministrament elèctric. En aquest caldrà sumar l’estalvi de facturació elèctrica durant la vida útil de la pico central, tenint en compte que es preveu segons les dades de
Eurostat (l’oficina europea d’estadístiques), un augment mitja anual a Espanya del 2.5 %.
Per tant l’estalvi econòmic anual serà:
∑ 2.5 % ó
On,
n. Anys de vida útil de la pico central. S’estipula un temps de funcionament de la central pico hidroelèctrica de 25 anys. Per tant, ∑ 63.48 2.5 % 18465.61 25 1155.42 738.62 1894 €/ D’això es deriva a, 1894 88.35 1805.69 €/
130
La inversió anual, donaria a conèixer el cost el qual ascendiria el conjunt d’instal·lacions de
forma anual.
ó .
On,
n. Anys de vida útil de la pico central. Per tant, ó 33480.70 4390.26 25 ó 1514.84 €/ Finalment doncs, 1805.69 1514.84 1.19
Al tenir un valor superior a 1 indica que el benefici estimat anual és superior al cost de la inversió anual, això és indicatiu de la possible rendibilitat del producte.
5.4.6. Temps de l’amortització
El temps d’amortització o PAY BACK és el període, en anys, de recuperació del cost de la inversió total del projecte, i s’avalua de la següent forma:
ó .
ó 33480.70 4390.26
1805.69
ó 21
En projectes destinats a d’implantació d’energies renovables d’autoconsum, es preveu una amortització pròxima als 12 anys. Per tant al resultar una amortització de 21 anys, el sistema no
131
5.4.7. VAN
Si es requereix, com en aquest projecte, una inversió de 37870.96 €, que ens generarà uns beneficis positius al llarg dels 25 anys de vida útil, hi haurà un punt en el qual recuperem dita inversió. Però clar, si en lloc d'invertir els diners en aquest projecte s’haguessin invertit en un producte financer, també es tindria un retorn d'aquesta inversió. Per tant als fluxos de caixa cal retallar-los a una taxa d'interès que es podria haver obtingut, és a dir, actualitzar els ingressos futurs a la data actual. Si a aquest valor li descomptem la inversió inicial, tenim el Valor Actual
Net del projecte, es adir el VAN.
Considerant un tipus d’interès fixa, la equació és la següent: ó
1 1
On,
B. Beneficis en cada període.
k. Tipus d’interès fixa. Es tindrà en compte, desprès de la valoració entre diferent entitats bancàries, un tipus del 3,5% TAE
n. Nombre de períodes considerats. Es tindrà en compte la vida útil del projecte. Per tant, 37870.96 1805.69 1 0.035 1805.69 1 0.035 8110.46 € Si, 0 é ó 0 é ó 0 é ó
132
5.4.8. TIR
Una altra forma de calcular el mateix és mirar la Taxa Interna de Retorn o TIR, que seria el tipus d'interès en el qual el VAN es fa zero. Si el TIR és alt, s’estaria davant d’un projecte rentable, que suposa una tornada de la inversió equiparable a uns tipus d’interessos alts que possiblement no es trobaria de l’altre forma. No obstant això, si el TIR és baix, possiblement es podria trobar una altra destinació per als diners.
Considerant també tipus d’interès fixa, la equació és la següent:
0 ó
1 1
On,
B. Beneficis en cada període. r. Tipus d’interès obtingut.
n. Nombre de períodes considerats. Es tindrà en compte la vida útil del projecte. Per tant, 0 37870.96 1805.69 1 1805.69 1 0.013 Si, é ó é ó é ó
Com 1.3 % < 3.5% no convindria realitzar el projecte dissenyat.
Avaluant aquest estudi, es pot arribar a la conclusió, que sortiria més a conta dipositar la inversió a plaç fix en un banc, on a la llarga el guany seria superior.
133
5.5. Viabilitat econòmica de les alternatives
Per a l’avaluació econòmica de la comparativa, s’haurà de repetir els processos anteriorment descrit per a les alternatives renovables. Però com es pot observar en l’apartat de pressupost, el seu cost constructiu per a la zona escollida, és superior a l’hidràulic, donant idea de la seva inviabilitat econòmica.
Central pico hidroelèctrica Petita central fotovoltaica Petita central eòlica
37870.96 € 38103.68 € 68054.60 €
Taula 17. Cost d’inversió dels sistemes Font. Pròpia
Es veu dons, a diferencia del cas hidràulic, que els sistemes solars i eòlics, son poc rendibles en la zona del Clot del moro, el grau de radiació és baix igual que la velocitat del vent, que es també molt fluctuant. Per tan, i ja que es pretén acorar al màxim els resultat de la comparativa, s’estudiaran aquests sistemes, per a la mateixa vivenda, en condicions idònies per al seu funcionament.
Tal i com indica el plec de condicions de IDAE, es recomanable la integració en el sistema del grup electrogen d’emergència o substitució. Ja que es disposa d’element d’acumulació energètica, s’utilitzarà un que només tingui la funció de socors.
Repetint totes les operacions de l’annex de càlculs, amb una radiació de 6200 Wh/m2/dia, sent un valor elevat a nivell estatal i uns vents mitjans de 12 m/s com els ideals per obtindre la potencia nominal del aerogenerador escollit, s’obtenen les variacions pressupostaries de la taula següent:
Central pico hidroelèctrica Petita central fotovoltaica Petita central eòlica
37870.96 € 23622.34 € 29707.47 €
Taula 18. Cost d’inversió dels sistemes en l’ubicació ideal Font. Pròpia
La reducció econòmica del sistema solar, deriva principalment, de la necessitat de disposar d’una tercera part dels panells fotovoltaics utilitzats anteriorment, repercutint directament al nombre de reguladors i a la disminució dels metres i la secció del cablejat.
La reducció en el sistema eòlic, es centra en la necessitat d’un únic aerogenerador, incidint també en la disminució del nombre de reguladors i als metres de cablejat.
Per a l’obtenció i avaluació de la viabilitat econòmica de les alternatives es tindrà que, igual que en el cas anterior, identificar els ítems de la inversió.
• Cost total dels projectes alternatius • Factura elèctrica mensual de la vivenda • Cost d’operació i manteniment
134 • Vida útil dels acumuladors
• Rendibilitat de la inversió • Temps de l’amortització • VAN
• TIR