Fotovoltaica, Biomasa y Cogeneración

Prácticas

EMPLAZAMIENTO Y DISTRIBUIDORA DE ELECTRICIDAD

 

 

 

ENTRADA

VALOR SUGERIDO

RANGO

FUENTE

Emplazamiento

 

Site location

Palmdale, CA

/

 

Tarifa eléctrica

 

Electricity rate

Commercial; Southern California Edison Co: Time of Use; General Service; Large;

TOU-8 CPP (2 kV-50kV)

/

Southern California Edison. Rate Schedule TOU-8, https://www.sce.com/NR/rdonlyres/4393B684-6D2A-49F0-8359-85DC4CD1D679/0/091022_TOU8_Fact_Sh…

OpenEI. Basic information,

https://openei.org/apps/IURDB/rate/view/56bbe096682bea7fa5c3145d#1__Basic_Information  

 

Tarifa eléctrica introducida por el usuario

 

Custom electricity rate

No hacer clic en la casilla

/

/

Balance neto[1]

 

Net metering

0 (se supondrá que la instalación no está sujeta al Balance Neto)

Depende de la legislación en cada país

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/276

Precio del mercado mayorista spot o de contado

 

Wholesale rate ($/kWh)

 

0

Típicamente 0 a 0.05 (muy variable)

https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=30692#tab1

Nombre del emplazamiento

 

Site name

Palmdale Regional Medical Center

/

https://www.palmdaleregional.com

Superficie del complejo hospitalario

 

Land available (acres)

34.17 acres

(138 281 m2)

/

https://en.wikipedia.org/wiki/Palmdale_Regional_Medical_Center#cite_note-1

Superficie de la cubierta

 

Roofspace available (sq ft)

320 000 pies cuadrados

 

30 000 m2

 

Se supondrá que la cubierta tiene unas dimensiones de 173 x  173 metros. Éste podría ser un elemento restrictivo a la hora de elegir la potencia del campo de colectores

/

https://en.wikipedia.org/wiki/Palmdale_Regional_Medical_Center

PERFIL DE LA CARGA (simular el perfil, no subirlo a través de un archivo)

 

 

 

Tipo de edificio

 

Type of building

Hospital

/

/

Consumo anual de energía (kWh)

 

Annual energy consumption (kWh)

4 900 000 kWh

/

Conejo J, Rainey T. Natural Disasters, Hospitals and Emergency Generators: A natural progression to complete energy resiliency. Albany: EYP Inc.; 2017.

 

Gaeta Hernández AC. Reducing healthcare’s climate footprint: Opportunities for European hospitals & health systems. Brussels: HCWH EUROPE; 2016.

 

Ministry for Energy and Health. An energy roadmap – Towards achieving decarbonization for the Maltese islands analysis for a cost-effective and efficient heating and cooling. Malta: Ministry for Energy and Health; 2015.

Factor de carga crítica

 

Critical load factor (%)

 

50%

 

10-100%

 

El factor de carga crítica varía mucho dependiendo del fin último del edificio. Para un hospital

FINANCIERO

 

 

 

Tasa de descuento nominal (%)

 

Host discount rate, nominal (%)

 

8.1%

2.4 – 15%

https://atb.nrel.gov/

https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/ir/2018/NIST.IR.85-3273-33.pdf  

 

 

Porcentaje de incremento anual, %

 

Electricity cost escalation rate, nominal (%)

 

2.6%

 

-0.5 – 5.5%

 

https://www.eia.gov/outlooks/aeo/data/browser/#/?id=3-AEO2017&cases=ref2017&sourcekey=0

 

https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/ir/2018/NIST.IR.85-3273-33.pdf

 

https://energy.gov/eere/femp/energy-escalation-rate-calculator-download  

 

 

 

Periodo de análisis (años)

 

Analysis period (years)

20

10 – 40

https://atb.nrel.gov/ 

https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/PLAW-110publ140/pdf/PLAW-110publ140.pdf

 

 

 

Impuesto de sociedades (%)

 

Host effective tax rate (%)

26%

 

https://atb.nrel.gov/

 

https://www.irs.gov/pub/irs-pdf/i1120.pdf

 

https://files.taxfoundation.org/20170224134124/Tax-Foundation-FF542.pdf  

 

 

Porcentaje de aumento de los costes de operación y mantenimiento

 

O&M cost escalation rate (%)

2.5%

 

-0.6 – 4%

 

https://atb.nrel.gov/

 

https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/ir/2018/NIST.IR.85-3273-33.pdf

 

http://www.usinflationcalculator.com/inflation/historical-inflation-rates/

 

 

 

 

 

RESILIENCIA

 

 

 

ENTRADA

VALOR SUGERIDO

RANGO

FUENTE

Duración de la interrupción del suministro

 

Outage duration (hours)

Hacer 3 (TRES) simulaciones distintas, una con 8 horas, otra con 16 horas y otra con 24 horas para hacer una comparativa de los resultados obtenidos y discutirlos en la sección de “Discusión”

8 – 24 horas

http://www.primepower.com/blog/emergency-power-back-up-for-hospitals-an-overview/

Día en el que se produce la interrupción del suministro

 

Outage start date

Hacer 2 (DOS) suposiciones distintas, una el 21 de diciembre y otra el 21 de junio para hacer una comparativa de los resultados obtenidos y discutirlos en la sección de “Discusión”

/

 

Hora en el que se produce la interrupción del suministro

 

Outage start time

Hacer 2 (DOS) suposiciones distintas, una a las 5 pm y otra a las 2 a.m., para hacer una comparativa de los resultados obtenidos y discutirlos en la sección de “Discusión”

 

 

Número de simulaciones a realizar

12

 

8 horas de duración el 21 de diciembre a las 2 am

8 horas de duración el 21 de diciembre a las 5 pm

8 horas de duración el 21 de junio a las 2 am

8 horas de duración el 21 de junio a las 5 pm

16 horas de duración el 21 de diciembre a las 2 am

16 horas de duración el 21 de diciembre a las 5 pm

16 horas de duración el 21 de junio a las 2 am

16 horas de duración el 21 de junio a las 5 pm

24 horas de duración el 21 de diciembre a las 2 am

24 horas de duración el 21 de diciembre a las 5 pm

24 horas de duración el 21 de junio a las 2 am

24 horas de duración el 21 de junio a las 5 pm

Tipo de interrupción

 

Type of outage event

Majot outage – Occurs once per Project lifetime

/

/

Existing diesel generator?

 

 

Potencia nominal del grupo electrógeno

 

Existing diesel generator size (kW)

1200 kW

/

Datos del ejercicio

Disponibilidad de combustible para el grupo electrógeno (en galones)

 

Fuel availability for diesel generator (gallons)

680 gal

(2575 l)

 

 

Dato supuesto

Tasa de combustible quemado por el grupo electrógeno

 

Fuel burn rate for diesel generator

0.078 galones/kWh

 

0.2952 l/kWh

 

http://dnr.alaska.gov/mlw/mining/largemine/greenscreek/pdf/gc2014gpo14_rcp.pdf

Consumo de la curva de consumo de combustible para el generador diésel

 

Fuel curve y-

intercept by generator capacity

0.009  gal/h

 

0.034 l/hora

 

0.004 – 0.0142 gal/h

 

0.01514165 – 0.05375285 l/h

Diesel Generator Sets: Distributed Reciprocating Engines

for Portable, Standby, Prime, Continuous, and Cogeneration Applications. Gauntlett, D., and K. Adamson. 2013. Navigant Research.

 

https://www.homerenergy.com/products/pro/docs/3.9/generator_fuel_curve_intercept_coefficient.html

 

Integration of Renewable Sources of Energy. Felix A. Farret, M. Godoy Simoes

 

https://books.google.es/books?id=7tkoDwAAQBAJ&pg=PA584&lpg=PA584&dq=Fuel+curve+y-+intercept+by+generator+capacity&source=bl&ots=BTN5rbhzUU&sig=ACfU3U1kcKw6LRyaOXrMU5B3lPrMmt1uwQ&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjZuNeJ8e3gAhUeBWMBHREwB7oQ6AEwCXoECAUQAQ#v=onepage&q=Fuel%20curve%20y-%20intercept%20by%20generator%20capacity&f=false

 

Artificial Intelligence in Renewable Energetic Systems: Smart Sustainable. Mustapha Hatti

https://books.google.es/books?id=ufxQDwAAQBAJ&pg=PA111&lpg=PA111&dq=Fuel+curve+y-+intercept+by+generator+capacity&source=bl&ots=qbFGFryZQN&sig=ACfU3U157Sz0La3_CwUdheiB1GuHOdUYNA&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjZuNeJ8e3gAhUeBWMBHREwB7oQ6AEwCnoECAIQAQ#v=onepage&q=Fuel%20curve%20y-%20intercept%20by%20generator%20capacity&f=false

 

Handbook Of Renewable Energy Technology.  Zobaa Ahmed F, Bansal Ramesh C

https://books.google.es/books?id=j8vFCgAAQBAJ&pg=PA529&lpg=PA529&dq=Fuel+curve+y-+intercept+by+generator+capacity&source=bl&ots=ckax-oog1u&sig=ACfU3U3ClcWRaSIhDCLZ6pa6jxh9L0WSvQ&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjZuNeJ8e3gAhUeBWMBHREwB7oQ6AEwC3oECAAQAQ#v=onepage&q=Fuel%20curve%20y-%20intercept%20by%20generator%20capacity&f=false

 

 

 

 

 

Carga mínima para que el grupo diésel entre en funcionamiento

 

Minimum loading for diesel generator (% of capacity)

10%

 

A pesar de que normalmente se asume que la carga mínima de un grupo diésel debe ser del orden del 30% para que entre en operación

 

http://www.designbyinitiative.com/files/5314/2806/8039/Effects_of_low_load_running.pdf

 

https://powersuite.cummins.com/PS5/PS5Content/HTML/common/Binary_Asset/docs/PowerSuite5.pdf

 

https://d2oc0ihd6a5bt.cloudfront.net/wp-content/uploads/sites/837/2015/06/5-Mike-Wanebo-Innovus-Soutions-for-LCOE-Reduction-ACEF-June-2015.pdf

 

debido a que en el enunciado del ejercicio se nos indica que son 3 grupos diésel, se ha puesto como valor recomendado ese 10%

Coste de actualización de la microrred (como % del coste de inversión)

 

Microgrid upgrade cost (% of system capital cost)

30%

/

 

Coste de no alimentar a cargas durante cortes en el suministro ($/kWh)

 

Avoided outage costs ($/kWh)

100 $/kWh

0.0032 – 432.89 $/kWh

https://hepg.hks.harvard.edu/files/hepg/files/voll_final_report_to_miso_042806.pdf

 

https://emp.lbl.gov/sites/all/files/lbnl-54365.pdf

 

Página 1021 de Johansson TB, Kelly H, Reddy AKN, Burnham L

. Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity. 2nd ed. Washington, DC: Island Press

https://books.google.es/books?id=40XtqVMRxOUC&pg=PA1021&lpg=PA1021&dq=Avoided+%22outage+costs%22+(%22$/kWh%22)&source=bl&ots=j0GqI1ZsTu&sig=ACfU3U0GWeIUezlD2FlJEzm2XsvnyJHdPA&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjOnrqt4u3gAhXS2OAKHavhDIkQ6AEwB3oECAMQAQ#v=onepage&q=Avoided%20%22outage%20costs%22%20(%22%24%2FkWh%22)&f=false

 

Esta última página es bastante importante ya que vendría a explicar el porqué de las sustanciales diferencias de los apagones dependiendo del usuario final. Podría ser interesante discutir algo al respecto en el trabajo

SISTEMA FOTOVOLTAICO

 

 

 

ENTRADA

VALOR SUGERIDO

RANGO

FUENTE

Coste de la instalación

 

System capital cost ($/kW)

 

$2000

 

$1638 – 2180

 

https://atb.nrel.gov/

https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/68925.pdf

 

 

 

 

 

 

 

Incentivos

 

Capital Cost Based Incentives

 

30% Federal (lo demás con los valores por defecto)

ITC, 5 year MACRS

 

 

Database of State Incentives for Renewables & Efficiency. NC Clean Energy Tech Center, August 2017.

http://www.dsireusa.org/ 

 

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/658

 

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/658

 

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/676 

 

Coste de operación y mantenimiento

 

O&M cost ($/kW/year)

 

$16

 

$11 – 20

 

https://atb.nrel.gov/ 

 

Potencia nominal mínima

 

Minimum size desired (kW DC)

0 kW

/

 

Potencia nominal máxima

 

Maximum size desired (kW DC)

“Unlimited”

/

 

Tipo de módulo

 

Module type

Standard

/

 

Azimut del campo de colectores

 

Array azimuth

 

180º (vamos a suponer que están perfectamente orientados hacia el Sur)

//////////

0º Norte

90º Este

180º Sur

270º Oeste

 

0 – 360°

 

Advanced Photovoltaic Installations. Balfour, John, Michael Shaw, and Nicole Bremer Nash. The Art and Science of Photovoltaics. 2013.

https://books.google.com/books?id=t5uTktdsu3AC&pg=PA77&lpg=PA77&dq=pv+geometry+flat+roof&source=bl&ots=K4v99ljXqq&sig=spZ0uf0Zdh-zrK66Zldm6UN6ECs&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiErOjBlevVAhUKw4MKHTzoCMMQ6AEIcDAM#v=onepage&q=pv%20geometry%20flat%20roof&f=false  

Inclinación del campo de colectores[2]

Array tilt – Rooftop, Fixed

 

10º

0 – 60°

 

Designing with Solar Power: A Source Book for Building Integrated Photovoltaics (BIPV). Prasad, Deo and Snow, Mark. SOLARCH Group, Centre for a Sustainable Built Environment, 2013.

https://books.google.com/books?id=3UFpAwAAQBAJ&pg=PA77&lpg=PA77&dq=pv+geometry+flat+roof&source=bl&ots=l-I9pYEIBq&sig=g11YXvSxZr_6hjTIO2KsIGTKfG4&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjR2pvWluvVAhWF0FQKHeHSD5c4ChDoAQhPMAM#v=onepage&q=chapter%205&f=false  

 

“DC to AC size ratio” [3]

DC to AC ratio

 

1.10

1.10 – 1.50

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php 

 

 

 

Pérdidas del sistema debido a la suciedad

System losses – Soiling

 

2%

 

2 – 25%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

 

Pérdidas del sistema debido a sombras

System losses – Shading

 

 

3%

0 – 30%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://static1.squarespace.com/static/556efc95e4b0b54303d2a73c/t/5801147a5016e1907a35cf89/1476465790487/PV+Shading+Testbed+Sept+2016.pdf 

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

Pérdidas del sistema debido a nieve

System losses – Snow

 

0%

 

Aunque de un 0% a un 15% es lo usual, puede ser hasta el 100%

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php 

 

https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/68705.pdf 

 

Pérdidas del sistema debido al Efecto Mismatching o de acoplamiento[4]

System losses – Mismatch

 

2%

1.5 – 3%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

 

Pérdidas en los conductores

System losses –Wiring

 

2%

 

0.7 – 2%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

 

 

Pérdidas en diodos y conexiones

System losses – Connection

 

0.5%

 

0.3 – 0.1%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

 

Pérdidas debidas a la degradación inducida por la luz (LID)[5]

System losses – Light-induced Degradation (LID)

1.5%

 

0.3 – 10%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php

 

https://www.nrel.gov/docs/fy05osti/37358.pdf 

 

Pérdidas por envejecimiento

System losses – Age

 

3%

0 – 100%

 

https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62641.pdf 

https://pvwatts.nrel.gov/index.php 

Pérdidas totales del sistema = Pérdidas del sistema debido a la suciedad

+Pérdidas del sistema debido a sombras

+Pérdidas del sistema debido a nieve

+Pérdidas del sistema debido al Efecto Mismatching o de acoplamiento

+Pérdidas en los conductores

+Pérdidas en diodos y conexiones

+Pérdidas debidas a la degradación inducida por la luz (LID)

+Pérdidas por envejecimiento

14%

5 – 100%

 

Periodo de depreciación acelerada

 

MACRS[6] schedule

5 años

5 – 7 años

https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/65014.pdf

ALMACENAMIENTO (NÓTESE QUE TODOS LOS VALORES LISTADOS  ASUMEN LA UTILIZACIÓN DE BATERÍAS DE ION LITIO)

 

 

 

ENTRADA

VALOR SUGERIDO

RANGO

FUENTE

Coste de almacenamiento energético ($/kWh)

 

Energy capacity cost ($/kWh)

 

 

$500

 

$400 – 690

 

U.S. Energy Storage Monitor: Q2 2017 Full Report. GTM Research, June 2017.

 

The future cost of electrical energy storage based on experience rates. Schmidt, O., A. Hawkes, A. Gambhir, and I/ Staffell. Nature Energy, July 2017.

 

Grid-scale Energy Storage Balance of Systems 2015-2020: Architectures, Costs, and Players. GTM Research, January 2016.

 

https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/67235.pdf 

 

 

Coste de la producción de electricidad ($/kW)[7]

 

Power capacity cost ($/kW)

 

$1000

 

$800 – 1375

 

U.S. Energy Storage Monitor: Q2 2017 Full Report. GTM Research, June 2017.

 

The future cost of electrical energy storage based on experience rates. Schmidt, O., A. Hawkes, A. Gambhir, and I/ Staffell. Nature Energy, July 2017.

 

Grid-scale Energy Storage Balance of Systems 2015-2020: Architectures, Costs, and Players. GTM Research, January 2016.

 

https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/67235.pdf 

 

Coste del reemplazo de las baterías ($/kWh)

 

Battery energy capacity replacement cost ($/kWh)

 

$230

 

$170 – 300

 

The future cost of electrical energy storage based on experience rates. Schmidt, O., A. Hawkes, A. Gambhir, and I/ Staffell. Nature Energy, July 2017.

 

Grid-scale Energy Storage Balance of Systems 2015-2020: Architectures, Costs, and Players. GTM Research, January 2016.

 

Vida útil de las baterías

 

Energy capacity replacement year

 

10

 

Aunque de 4 a 20 años es posible, lo más probable es que esta cantidad oscile entre los

8 y los 15 años

 

https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/64987.pdf

 

Lithium Batteries and Other Electrochemical Storage Systems. Glazie, Christian and Geniès, Sylvie, August 2013.

 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118761120.ch6/pdf

 

Battery Technologies for Large-Scale Stationary Energy Storage. Soloveichik, Grigorii L., General Electric Global Research, March 2011.

http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-chembioeng-061010-114116

 

Lithium-Ion Batteries for Off-Grid Systems – Are They a Good Match? Richmond, Randy. Home Power, February/March 2013.

https://www.homepower.com/articles/solar-electricity/equipment-products/lithium-ion-batteries-

 

Energy analysis of batteries in photovoltaic systems. Part II: Energy return factors and overall battery efficiencies. Rydh, Carl Johan and Sandén, Björn A., Energy Conversion and Management, Volume 46, July 2005.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890404002419 

 

 

 

 

 

Coste de reemplazo de los inversores y del Equilibrio del Sistema (BOS) ($/kW)

 

Power capacity replacement cost ($/kW)

 

$460

 

$350-550

 

https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/64987.pdf

 

Lithium Batteries and Other Electrochemical Storage Systems. Glazie, Christian and Geniès, Sylvie, August 2013.

 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118761120.ch6/pdf

 

Battery Technologies for Large-Scale Stationary Energy Storage. Soloveichik, Grigorii L., General Electric Global Research, March 2011.

http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-chembioeng-061010-114116

 

Lithium-Ion Batteries for Off-Grid Systems – Are They a Good Match? Richmond, Randy. Home Power, February/March 2013.

https://www.homepower.com/articles/solar-electricity/equipment-products/lithium-ion-batteries-

 

Energy analysis of batteries in photovoltaic systems. Part II: Energy return factors and overall battery efficiencies. Rydh, Carl Johan and Sandén, Björn A., Energy Conversion and Management, Volume 46, July 2005.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890404002419 

 

Vida útil de los inversores y del Equilibrio del Sistema (BOS)

 

Power capacity replacement year

 

10

 

              

10-15

 

https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/64987.pdf

 

Lithium Batteries and Other Electrochemical Storage Systems. Glazie, Christian and Geniès, Sylvie, August 2013.

 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118761120.ch6/pdf

 

Battery Technologies for Large-Scale Stationary Energy Storage. Soloveichik, Grigorii L., General Electric Global Research, March 2011.

http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-chembioeng-061010-114116

 

Lithium-Ion Batteries for Off-Grid Systems – Are They a Good Match? Richmond, Randy. Home Power, February/March 2013.

https://www.homepower.com/articles/solar-electricity/equipment-products/lithium-ion-batteries-

 

Energy analysis of batteries in photovoltaic systems. Part II: Energy return factors and overall battery efficiencies. Rydh, Carl Johan and Sandén, Björn A., Energy Conversion and Management, Volume 46, July 2005.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890404002419 

 

Eficiencia de la rectificación[8]

 

Rectifier efficiency (%)

 

96%

 

 

An integrated approach for the analysis and control of grid connected energy storage systems. Journal of Energy Storage, Volume 5, February 2016.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X15300335 

Relación entre la energía entregada con respecto a la recuperada del almacenamiento

 

Round trip efficiency (%)

 

97.5%

 

95 – 98%

 

An integrated approach for the analysis and control of grid connected energy storage systems. Journal of Energy Storage, Volume 5, February 2016.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X15300335

 

Lithium Batteries and Other Electrochemical Storage Systems. Glazie, Christian and Geniès, Sylvie, August 2013.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118761120.ch6/pdf   

Eficiencia del inversor (%)

 

Inverter efficiency (%)

 

96

 

 

An integrated approach for the analysis and control of grid connected energy storage systems. Journal of Energy Storage, Volume 5, February 2016.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X15300335 

Mínimo estado de carga[9]

 

Minimum state of charge (%)

 

20

 

15 – 30%

 

An integrated approach for the analysis and control of grid connected energy storage systems. Journal of Energy Storage, Volume 5, February 2016.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X15300335 

Estado de carga inicial de la batería al inicio del periodo de análisis

 

Minimum state of charge (%)

50

 

 

¿A la red eléctrica se le permite también la carga de las baterías?

 

Allow grid to charge battery

 

 

Incentivos

 

Incentives

 

0% ITC

 

 

Database of State Incentives for Renewables & Efficiency. NC Clean Energy Tech Center, August 2017.

http://www.dsireusa.org/

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/658

 

Business Energy Investment Tax Credit (ITC). Database of State Incentives for Renewables & Efficiency, NC Clean Energy Tech Center, August 2017.

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/658

 

Modified Accelerated Cost-Recovery System (MACRS). Database of State Incentives for Renewables & Efficiency, NC Clean Energy Tech Center, August 2017.

http://programs.dsireusa.org/system/program/detail/676   

Disminución del coste de las baterías

 

Total rebate ($/kW)

0

 

 

Periodo de depreciación acelerada

 

MACRS[10] schedule

7 años

5 – 7 años

https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70384.pdf

 

 

[1] En California están empleando el denominado “net metering” que se define como un acuerdo existente entre la compañía y el consumidor-generador mediante el que se otorgan créditos a éste último por el exceso de la electricidad generada (el consumidor paga únicamente la cantidad neta, además de parte de los gastos de distribución y otros servicios); el período de regularización es de 12 meses (mensualmente se netea por kWh, sin identificar valor económico); pueden acogerse a esta modalidad instalaciones renovables de hasta 1 MW y el límite de autoconsumo se ha ampliado hasta un 5,0% de la demanda punta agregada de cada empresa eléctrica. El sistema permite conocer el momento del día o semana en el que es utilizada la energía. Actualmente en California existen tres tipos de contratos de “net metering”:

  • Net energy metering: el contrato incluye una cláusula por la que la compañía tiene que compensar al consumidor-generador una cierta cantidad económica si se produce más energía de la que realmente se ha consumido, aunque se puede transferir el crédito a los 12 siguientes meses.
  • Virtual net metering: se permite que la electricidad producida por una única instalación solar genere créditos para varios inquilinos en viviendas multifamiliares sin necesidad de que el sistema de medición esté físicamente conectado a cada uno de los medidores de cada inquilino. Se permite que un conjunto de usuarios consuman energía de una misma instalación de generación eléctrica bajo la modalidad de banco de energía colectivo. Se trata de un proyecto piloto.
  • Renewable energy self-generation: se permite la transferencia de los créditos obtenidos por el autoconsumo de una instalación propia a otra del mismo titular.

[2] Los paneles solares fotovoltaicos normalmente se montan en cubiertas plazas con una inclinación de solo 10 – 20 grados con el objeto de reducir las cargas debidas al viento y las pérdidas debidas a sombras. A pesar de que el azimut y la inclinación pueden ajustarse a discreción, un panel fotovoltaico en una cubierta inclinada normalmente se instala directamente sobre la superficie de la cubierta

[3] La “DC to AC size ratio” básicamente sería la relación entre la potencia nominal de CA del inversor y la potencia nominal de CC del campo de colectores. EL valor que viene por defecto en el programa es 1.10. Esto significa que un campo de colectores de con una potencia nominal de 4 kW en CC tendría un inversor con una potencia nominal de 3.63 kW. En un sistema en el que exista una elevada relación “DC to AC size ratio”, cuando la potencia de la corriente continua del campo de colectores exceda la potencia nominal DE ENTRADA del inversor (en CC), el inversor será el encargado de limitar la potencia de salida del campo de colectores al aumentar la tensión de entrada a los inversores, lo cual provoca que el punto de operación del campo de colectores se mueva a lo largo de la curva (I-V). El valor que viene por defecto en el programa (1.10) es razonable para la mayoría de las instalaciones. Aunque es sistemas muy grandes puede llegar a valer hasta 1.50, un valor típico es entre 1.10 y 1.25.

[4] Mismatch significa “emparejar mal” y ese es el problema. El efecto mismatching o de mal acoplamiento se da en muchas situaciones en el mundo eléctrico, todas cuando se unen varios generadores o, transformadores en paralelo o en serie. Dentro del módulo suele haber unas 60 células agrupadas en series. Según se haga esta agrupación el módulo tendrá unos parámetros eléctricos u otros. Aunque esto está en mano de los diseñadores de la instalación, sino de los fabricantes, es conveniente que los ingenieros que las diseñen conozcan estos parámetros. Imagínense que una nube o la suciedad hagan que un módulo o, una serie funcionen con distintos parámetros que las otras. Hay que tener en cuenta la cantidad de superficie que ocupa un huerto solar. Es por ello por lo que el software tiene en cuenta este efecto

[5] Este efecto puede ocasionarse debido a la interacción de varios factores, a saber: Las condiciones medioambientales del lugar, sobre todo en climas cálidos y húmedos. Las condiciones eléctricas del sistema fotovoltaico, a mayor tensión de las series (strings) mayor es la posibilidad de aparición del efecto. La calidad del panel solar utilizado en la instalación. La calidad de las células del panel solar en cuestión

[6] MACRS es una metodología utilizada para recuperar los costes capitalizados de propiedades tangibles que, con el paso de los años, reduzcan su valor. Bajo este sistema, el coste capitalizado es recuperado a lo largo del ciclo de vida de la propiedad tangible a través de deducciones anuales (depreciación).

[7] El coste de la producción de electricidad vendría a ser el coste de los componentes del sistema de baterías. Esto incluiría por ejemplo los inversores y el denominado Equilibrio del Sistema (BOS, Balance of System, por su acrónimo en inglés), el cual incluiría elementos tales como los cables solares, conectores, fusibles, cajas de conexiones y demás. Tengan en cuenta que la cantidad de energía que una batería puede almacenar viene determinada por su capacidad (kWh) mientras que la tasa de carga o de descarga viene determinada por su potencia nominal (kW). Mientras que el coste del sistema fotovoltaico normalmente viene determinado únicamente por su potencia nominal (kW), los costes de almacenamiento se determinan tanto por su capacidad (kWh) como por su potencia (kW). Los componentes “eléctricos” del sistema [inversor, equilibrio del sistema (BOS)] se definen a través de una métrica “eléctrica” ($/kW); mientras que los componentes “energéticos” del sistema (por ejemplo, baterías) se definen a través de una métrica “energética” ($/kWh).

[8] Dependiendo del estado de carga (SOC), se pudo comprobar que la eficiencia del convertidor electrónico para un almacenamiento compuesto por baterías de ion litio de 100 kW/50 kWh era de alrededor de un 96% para un estado de carga del 30 al 100%

[9] Cuando el estado de carga de una batería ion-litio cae por debajo del 20%, la tensión disminuye rápidamente, se reduce la relación entre la energía entregada con respecto a la recuperada del almacenamiento y se genera calor

 

[10] MACRS es una metodología utilizada para recuperar los costes capitalizados de propiedades tangibles que, con el paso de los años, reduzcan su valor. Bajo este sistema, el coste capitalizado es recuperado a lo largo del ciclo de vida de la propiedad tangible a través de deducciones anuales (depreciación).