El proyecto se ha desarrollado conforme a lo previsto y ha arrojado resultados satisfactorios.
La búsqueda de los datos necesarios ocupó varias semanas y junto a la elaboración e implementación de un modelo en simulink que opere de acuerdo con nuestras premisas, fueron los puntos más desafiantes que se abordaron en este proyecto.
En sistema modelado en simulink cuenta con:
* La red eléctrica (230V/50Hz) que proporciona la potencia activa necesaria para satisfacer el consumo doméstico, no se ha tomado en cuenta el consumo de potencia reactiva puesto que esta no tiene impacto económico sobre la facturación de la electricidad.
* Cuenta con un sistema generación fotovoltaicaPV (potencia instalada2880 Wp) que suministran potencia activa a la red eléctrica según el mes en el que nos encontramos (principalmente).
* Cuenta con un sistema de almacenamiento de energía en baterías (ESS: = 72 ℎ, = 48 => 3456Wh) con su correspondiente controlador para la carga/descarga.
* El siguiente elemento es el que representa el consumo de potencia activa del sistema ya sea de la red electrica y/o panelesPV y/o baterías, con un consumo diferente para cada hora.
* El último elemento y por ello no menos importante, es el bloqueHEMS controller que se encarga de la gestión global del sistema, entre sus funciones: leer consumos, encender y apagar el sistema fotovoltaico y/0ESS, calcular las referencias para la carga/descarga de las baterías entre otras. Se afrontó el problema de forma particionada y una vez confirmado el buen funcionamiento individual, se agrupó todo en el mismo sistema lo que ocasionó en un principio ciertas incongruencias, pero relativamente fáciles de subsanar.
La gestión de la carga y descarga de la batería mediante el envío de referencias de corriente positivas/negativas para la carga/descarga, es uno de los puntos más importantes de este proyecto y en términos generales lo que ha hecho posible el desarrollo satisfactorio del mismo.
Se plantea 4 casos de estudio con periodo de simulación de 1 semana: usando la previsión del consumo, previsión de generaciónPV, vector de precios, los cuales arrojan resultados muy significativos en cuanto a costes de facturación se refiere:
Caso A.- Sistema convencional: es el que la mayoría de los usuarios poseemos en nuestros domicilios, obtuvimos un consumo de 85,62 kWh/semana y coste de facturación semanal de 9,45 €/semana, éste será nuestro valor de referencia a reducir.
Caso B.- Sistema convencional con generación fotovoltaica: los resultados obtenidos sugieren el 2º lugar en el ranking con una reducción del 37,7%/semana de la energía consumida desde la red eléctrica. Esto supone un ahorro del 37.6% /semana en la factura con respecto al caso A.
RESUMEN Y CONCLUSIONES Caso C.- Sistema convencional con almacenamiento de energía en baterías: los resultados obtenidos sugieren el 3º lugar en el ranking con un consumo extra del 0,7% de la energía consumida desde la red eléctrica. Esto supone un ahorro del 6.5%/semana en la factura con respecto al caso A.
Caso D.- Sistema convencional con generación fotovoltaica y almacenamiento de energía en baterías: los resultados obtenidos sugieren el 1º lugar en el ranking con un ahorro del 42,2% de la energía consumida desde la red eléctrica. Esto supone un ahorro del 47.4%/semana en la factura con respecto al caso A.
Esto resultado es altamente positivo y se logra gracias a la eficiencia del algoritmo implementado que incorpora las políticas de cargar la batería con el excedente (generaciónPV – consumo), cargar la batería en franjas horarias de precio bajo para la posterior descarga en franjas de precio elevado. Esta carga de la batería se realiza tomando en cuenta la previsión de consumo y si los paneles fotovoltaicos estarán conectados o no el día siguiente.
Se realizó un análisis de sensibilidad para el caso B, en el cual se le asigna valores sucesivos a la instalación fotovoltaica de:0,25*(2880 Wp), 0,5*(2880 Wp), 0,75*(2880 Wp), (2880 Wp), 2*(2880 Wp), 3*(2880 Wp), 4*(2880Wp)y se observó que a partir de incorporar una instalación fotovoltaica de 3 kWp
ya no es significativo en el ahorro en la factura. Se realizó el mismo análisis para el caso C, en el que al ESS se le asignan los valores sucesivos: 0,25*(3456Wh), 0,5*(3456Wh), 0,75*(3456Wh), (3456Wh), 2*(3456Wh), 3*(3456Wh), 4*(3456Wh) y se observó que a partir de incorporar un sistema de
almacenamiento de energía superior a2500 Whya no es significativo en el ahorro en la factura. Este análisis puede ser de gran utilidad al dimensionar la instalación real ya que podemos tomar en cuenta el gasto inicial de inversión, sumar los resultados con los obtenidos del análisis de sensibilidad y encontrar un valor de referencia a priori adecuado para ambas instalaciones.
También se presenta el caso de 1 día de simulación, en el que el consumo real tiene desviaciones a favor o en contra de las previsiones (un caso “real”), primero se obtiene una gráfica de potencia suministrada por la red eléctrica considerando que el consumo real es igual consumo previsto, el objetivo es obtener una gráfica de potencia igual o inferior a la obtenida. Los resultados obtenidos son satisfactorios y se muestran en apartado 4.6.
Para afrontar con éxito el avance generacional tecnológico y el progreso social se hace necesario aprovechar los recursos disponibles para nuestro beneficio, el contar con un sistema de almacenamiento de energía en baterías o un sistema fotovoltaico por si solos ya generan un beneficio para el usuario, pero se hace necesario el incorporar un gestor que sea capaz de aprovechar las ventajas y complementar las carencias de cada uno. En este aspecto se hace hincapié en el uso de recursos de energía renovable solar, eólica, biomasa que llevan a un entorno sostenible que sin lugar a duda será beneficioso para nuestras futuras generaciones.
La inclusión de este tipo de tecnologías en nuestros entornos siempre está ligada a la reducción del precio de producción y venta de los equipos, coste de inversión inicial y mantenimiento, aunque en los últimos años se han visto reducido por los avances de las tecnologías de fabricación y automatización, por parte de los organismos pertinentes se debe promover el uso de este tipo de elementos tan importantes que generan beneficios sustanciales para todas las partes.
MEJORAS Y FUTUROS TRABAJOS En el ámbito personal este proyecto me ha dejado un buen sabor de boca en lo que se refiere a la iniciación al campo de la investigación ya que, sin experiencia previa, en un principio fue un trabajo algo tedioso, pero poco a poco se fueron logrando hitos que al final arrojaron un resultado en general muy positivo tanto en el ámbito formativo como en el ámbito personal. La persistencia no siempre es la mejor vía para la consecución de un hito propuesto, en mi caso, el buscar otras alternativas sirvió para resolver muchas de las dificultades que surgieron en la realización de este proyecto.