implantación de una huerta solar fotovoltaica con seguidores sobre un terreno irregular
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE
INGENIEROS DE MINAS
PROYECTO FIN DE CARRERA
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS
IMPLANTACIÓN DE UNA HUERTA SOLAR FOTOVOLTAICA CON
SEGUIDORES SOBRE UN TERRENO IRREGULAR
TOMO I
Jonathan Leloux SEPTIEMBRE 2005
ÍNDICE
TOMO I DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 1 OBJETIVOS Y ALCANCE……………………………………………………. 2 2 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………… 3 3 DEFINICIONES………………………………………………………………. 4 4 NOTACIONES Y SÍMBOLOS………………………………………………. 5 5 LEYES Y SUBVENCIONES…………………………………………………. 6 5.1 Marco regulatorio…………………………………………………………………………........................ 6 5.2 Real Decreto 436/2004………………………………………………………………………………………….. 8 6 LUGAR DE IMPLANTACIÓN EN VILLAREJO…………………………. 10 6.1 Datos geográficos…………………………………………….…………………………………………………….. 10 6.2 Estudio de accesos y abastecimiento…………………………………………………………………….. 10 7 ESTUDIO TOPOGRÁFICO…………………………………………………. 12 7.1 Trabajos de campo ………………………………………………………………………………………………… 12 7.2 Tratamiento de los datos de terreno……………………………………………………………………… 12 7.3 Fotografías de las fincas…………………………………………………………………………………………. 13 7.4 Ocultamiento topográfico……………………………….………………………………………………………. 15 8 ESTUDIO CLIMATOLÓGICO DE VILLAREJO…………………………. 17 8.1 Climatología general………………………………………………………………………………………………..17 8.2 Irradiación solar………………………………………………………………………………………………………. 19 9 RECURSO SOLAR…………………………………………………………….. 24 9.1 Irradiancia solar………………………………………………………………………………………………………. 24 9.2 Movimiento aparente del sol…………………………………………………………………………………… 28 9.3 Interacción radiación solar – atmósfera………………………………………………………………… 32 9.4 Factores que afectan a la radiación solar………………………………………………………………. 34 10 ELECCIÓN DE LOS PANELES SOLARES……………………………… 35 11 VISTA GENERAL DE LA IMPLANTACIÓN…………………………… 37 12 FINCA SURESTE: ESTRUCTURAS FIJAS……………………………. 40 12.1 Elección de las estructuras fijas…………………………………………………………………………… 40 12.2 Cálculo de las sombras…………………………….………………………………………………………….. 41 12.3 Implantación de las estructuras fijas…………………………………………………………………… 45 12.4 Cálculo de producción…………………………………………………………………………………………… 46 13 FINCA NORTE: SEGUIDORES SOLARES……………………………. 47 13.1 Justificación e implicaciones de la elección de la implantación de seguidores…… 47 13.2 Elección de los seguidores solares………………………………………………………………………. 50 13.3 Dibujo de los seguidores solares………………..……………………………………………………….. 51 13.4 Modelado del terreno……………………………………………………………………………………………. 52 13.5 Cálculo de las sombras…………………………………………………………………………………………. 54 13.6 Implantación de los seguidores……………………………………………………………………………. 61 13.7 Cálculo de producción…………………………….……………………………………………………………. 61 14 FINCA SUROESTE: CENTRALITA 45 kV……………………………. 63 15 RESULTADOS Y CONCLUSIONES……………………………………… 64 16 REFERENCIAS………………………………………………………………. 66
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DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 1 PRECIO DE VENTA DE LA ENERGÍA SOLAR…………………………. 68 2 CONDICIONES E HIPÓTESIS ECONÓMICAS………………………… 71 3 CÁLCULO DE RENTABILIDAD DEL PROYECTO…………………….. 72 4 RIESGOS Y COBERTURAS………………………………………………… 78 DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 1 OBJETO…………………………………………………………………………. 80 2 CAMPO DE APLICACIÓN………………………………………………….. 81 3 DISPOSICIONES GENERALES…………………………………………… 82 3.1 CONDICIONES FACULTATIVAS LEGALES…………………………………………… 82 3.2 SEGURIDAD EN EL TRABAJO……………………………………………………………. 82 3.3 SEGURIDAD PÚBLICA…………………………………………………………………….. 83 4 ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO………………………………………… 84 4.1 DATOS DE LA OBRA……………………………………………………………………….. 84 4.2 REPLANTEO DE LA OBRA………………………………………………………………… 84 4.3 RECEPCIÓN DEL MATERIAL…………………………………………………………….. 85 4.4 ORGANIZACIÓN…………………………………………………………………………….. 85 4.5 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS……………………………………………………………… 86 4.6 SUBCONTRATACIÓN DE OBRAS……………………………………………………….. 86 4.7 PLAZO DE EJECUCIÓN…………………………………………………………………….. 87 4.8 RECEPCIÓN PROVISIONAL……………………………………………………………… 87 4.9 PERIODOS DE GARANTÍA……………………………………………………………….. 88 4.10 RECEPCIÓN DEFINITIVA………………………………………………………………. 88 4.11 PAGO DE OBRAS………………………………………………………………………….. 88 4.12 ABONO DE MATERIALES ACOPIADOS……………………………………………… 89 5 DISPOSICIÓN FINAL………………………………………………………. 90
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TOMO II DOCUMENTO Nº 4: ANEXOS ANEXO A: EL RECURSO SOLAR ANEXO B: ESTUDIO TOPOGRÁFICO ANEXO C: IDAE – PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS ANEXO D: BOLETÍN DE DERECHO AMBIENTAL ABRIL 2005 ANEXO E: ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD ANEXO F: TECNOLOGÍA SOLAR ANEXO G: PRODUCCÍON DE LAS HUERTAS SOLARES ANEXO H: HUERTAS SOLARES Y SEGUIDORES ANEXO I: DICTAMEN JURÍDICO DEL REGIMEN ESPECIAL ANEXO J: REAL DECRETO 436/2004 ANEXO K: MÓDULO SOLAR FOTOVOLTAICO TOTAL ENERGIE ANEXO L: PROTÓCOLO DE KIOTO ANEXO M: RADIACIÓN SOLAR EN ESPAÑA ANEXO N: ESTRUCTURAS FIJAS SOLAR SIMPLEX CONERGY ANEXO O: PARTICIPACIÓN DEL RÉGIMEN ESPECIAL ANEXO P: DESCRIPCIÓN TÉCNICA INVERSORES INGETEAM DOCUMENTO Nº 5: PLANOS PLANO Nº 1: VILLAREJO DE SALVANÉS VISTA GENERAL PLANO Nº 2: VILLAREJO DE SALVANÉS FINCA SUR PLANO Nº 3: VILLAREJO DE SALVANÉS FINCA NORTE
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ÍNDICE DE FIGURAS DOCUMENTO N °1: MEMORIA Figura 1: Villajero de Salvanés se encuentra en el sureste de la provincia de Madrid ............. 10
Figura 2: Evolución de las temperaturas a lo largo del año en Madrid .................................. 16
Figura 3: Finca norte .................................................................................................... 18
Figura 4: Finca norte de lejos ......................................................................................... 19
Figura 5: Finca sureste: vertedero .................................................................................. 19
Figura 6: Fachada sur de la finca sur .............................................................................. 20
Figura 7: Finca suroeste ................................................................................................ 20
Figura 8: Fachada sur de la finca sur y camino de acceso a la derecha ................................ 21
Figura 9: Módulo fotovoltaico Total Energie TE 200 200 Wp ................................................ 23
Figura 10: Características eléctricas de los módulos Total Energie 2000 TE 200 Wp ............... 24
Figura 11: Dimensiones de los módulos fotovoltaicos Total Energie TE 2000 200 Wp ............. 24
Figura 12: Vista general de las fincas de Fotosolar en Villarejo de Salvanés ......................... 25
Figura 13: Finca norte en vista isométrica desde el suroeste .............................................. 26
Figura 14: Finca norte en vista isométrica desde el sureste ............................................... 26
Figura 15: Finca sureste en vista isométrica desde el sureste ............................................. 26
Figura 16: Finca suroeste en vista isométrica desde el suroeste ......................................... 27
Figura 17: Estructura fija de tipo cajón de plástico Solar Simplex ....................................... 28
Figura 18: Ficha técnica de los cajones Solar Simplex ....................................................... 29
Figura 19: Cálculo de la distancia mínima entre estructuras fijas ........................................ 30
Figura 20: Implantación final en la finca sureste............................................................... 31
Figura 21: Posición solar el 21 de diciembre a las 11 de la mañana .................................... 39
Figura 22: Seguidor en sus diferentes posiciones.............................................................. 39
Figura 23: Modelado de alambre de la finca norte............................................................. 40
Figura 24: Modelado con mallas y curvas de la finca norte ................................................. 41
Figura 25: Modelado con mallas de la finca norte ............................................................. 41
Figura 26: Sombras el 21/03 a las 9h30 de la mañana ...................................................... 44
Figura 27: Sombras el 21/12 a las 11h30 de la mañana .................................................... 44
Figura 28: Sombras el 21/12 a las 14h14 ........................................................................ 45
Figura 29: Sombras el 21/12 a las 17h30 de la tarde ........................................................ 45
Figura 30: Sombras 21/03 a las 17h30 de la tarde ........................................................... 46
Figura 31: Implantación final de la finca norte ................................................................. 47
Figura 32: Subestación de la finca suroeste ..................................................................... 49
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ÍNDICE DE TABLAS DOCUMENTO N °1: MEMORIA Tabla 1: Pirámide de población de Villajero de Salvanés (2003) ................................. 11 Tabla 2: Evolución de la populación de Villajero de Salvanés ...................................... 11
Tabla 3: Renta por habitante calculado como Base imponible IRPF............................. 12
Tabla 4: Datos climatológicos generales en Villarejo de Salvanés ............................... 14
Tabla 5: Temperaturas y precipitación medias en Madrid ........................................... 15
Tabla 6: Características técnicas de los seguidores ADES ........................................... 36
Tabla 7: Diferentes posiciones posibles de los seguidores solares ............................ 38
DOCUMENTO N °2: ESTUDIO ECONÓMICO Tabla 8: Presupuesto general de la instalación……………………………………………………… ..... 58 Tabla 9: Hipótesis de base del estudio económico………………………………………………… ..... 59
Tabla 10: Flujo de caja del proyecto de Villarejo de Salvanés ................................ 60
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RESUMEN
El objetivo de este proyecto fin de carrera es el estudio de la implantación para la
empresa Fotosolar de una huerta solar con seguidores sobre un terreno de nivel
muy irregular. El estudio ha consistido en diferentes fases desde la búsqueda de
ofertas hasta la realización de la implantación, excluyendo los estudios eléctricos y
de impacto sobre el medio ambiente. El terreno se encuentra en Villarejo de
Salvanés, Madrid, España, y se divide en tres fincas de un antiguo vertedero.
Se ha elegido una implantación con seguidores solares en la finca norte, que ha
sido optimizado mediante modelado en tres dimensiones realizado con la ayuda
de las herramientas más avanzadas de AutoCAD 2005 y Matlab.
En la finca sur, se ha adoptado un sistema con estructuras fijas de PVC, por no
tener las garantías suficientes sobre la resistencia del suelo, de tipo escombreras.
Se ha estimado una producción total del orden de 658 000 kWh, lo que supone un
periodo de retorno de la inversión inicial de 9 años. El VAN después de 25 años
tiene un valor estimado de 365 000 €.
ABSTRACT
The purpose of this final course project is the study of the setting-up for the
Fotosolar Company of a solar plant equipped with solar tracking systems on a very
irregular field. The study has consisted of different steps from benchmark to
design, excluding the electrical engineering and the environmental impact
assessment. The plant is projected in Villarejo de Salvanés, Madrid, Spain, and it
is divided into three properties of a former garbage dump.
A tracking system has been chosen for the northern area, which has been
optimized by a three dimensional modelling assisted with AutoCAD 2005 and
Matlab.
Fixed structures have been elected for the southern area because of a lack of
ground stability guaranties.
The energy yield assessment led to a total production of some 658,000 kWh,
which implies that the initial investment is paid back after a period of 9 years. The
projected VAN after 25 years is of 365,000 €.
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE
INGENIEROS DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES
IMPLANTACIÓN DE UNA HUERTA SOLAR CON
SEGUIDORES SOBRE UN TERRENO DE NIVEL MUY
IRREGULAR
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA
JONATHAN LELOUX SEPTIEMBRE 2005
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 2
1 OBJETIVOS Y ALCANCE
Este proyecto trata de la implantación en Villarejo de Salvanés, Comunidad de
Madrid, España, de una huerta solar fotovoltaica conectada a red. Antes de todo
hay que hacer hincapié sobre el hecho de que este proyecto es un proyecto
industrial real, cuya construcción está prevista a partir de octubre 2005 por la
empresa Fotosolar.
La primera fase de este proyecto fue la recogida de información, tanto técnica
(lectura de libros y revistas especializadas) cómo económica (búsqueda y selección
de ofertas de varias empresas).
La etapa siguiente ha consistido en encontrar un sitio geográfico adecuado para la
implantación de esta huerta solar, tanto desde el punto de vista climatológico cómo
económico, social, ambiental,…
Una vez elegido el sitio, ha sido necesario llevar a cabo un estudio topográfico del
lugar con una precisión alta, para poder servir de base a los estudios y la
implantación futuros.
Luego, la cuestión era estimar la producción posible a alcanzar, a partir de datos
tanto climatológicos cómo técnicos, y estudiar el conjunto de estos datos y cálculos
con los precios económicos del mercado para poder orientarse hacía unas
soluciones básicas que parecían más rentables.
Teniendo las líneas principales del proyecto hechas, con lo que se podría llamar un
estudio previo, se ha decidido el tipo de implantación a realizar.
Se ha elegido empezar con la compra de tres fincas, que pueden ser agrupadas en
dos grupos de fincas, norte y sur.
También hay que destacar que este proyecto ha sido dividido en dos fases
principales: esta presente fase, y una fase de estudio de carácter eléctrico, que
empezará justo después de haber completado esta primera fase, es decir a finales
de septiembre, mientras que empezará ya la parte de preparación a la construcción
a principios de octubre. El estudio de impacto sobre el medio ambiente tampoco
entra dentro de este presente proyecto, ya que lo tiene que realizar un titulado
superior colegiado en este dominio.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 3
2 INTRODUCCIÓN
El campo de las huertas solares es un campo nuevo y complejo. En este proyecto
se habla de una implantación de una huerta solar con seguidores y estructuras
fijas, sobre un terreno irregular y difícil, dado que se trata de un antiguo vertedero.
Este proyecto permite entonces la rehabilitación de un sitio de baja valor
económico.
La parte norte esta compuesta de un suelo de naturaleza arcillosa. Este terreno
tiene la particularidad de estar organizado en tres escalones principales, cada uno
separado por una diferencia de altura que varía entre seis y nueve metros. Estos
escalones están mas o menos orientados hacia el sur, de tal manera que se pueden
aprovechar para poder colocar los paneles, dando menos sombras entre si según la
dirección norte-sur. Por el contrario, el terreno esta también constituido por una
parte inclinada según una dirección más o menos este-oeste, lo que hace mas difícil
la implantación de los paneles, y mucho mas complejos los cálculos de sombras.
Una parte sureste, compuesta de una zona de escombreras, sobre la cual es
imposible construir algo. Esta parte también esta muy irregular, por lo cual se ha
decidido aplanar el terreno antes de colocar los paneles. Dado que este tipo de
terreno no daba la garantía de permitir colocar seguidores, se ha decidido colocar
estructuras fijas de tipo cajones de plástico.
Una parte suroeste, compuesta de una zona de escombras diez metros más bajo
que la parte anterior. Esta parte tiene la particularidad de estar inclinada hacia el
norte, lo que hace muy difícil la implantación de paneles solares, por lo cual se ha
decidido colocar allí las casetas eléctricas y la centralita de transformación hasta
media tensión.
El paso siguiente ha sido la implantación de los paneles en cada finca, después de
haber llevado a cabo una serie de estudios con herramientas informáticas tal cómo
AutoCAD 2005, Matlab o Excell, según las necesidades particulares a cada paso de
los estudios.
Por fin, un estudio económico demuestra la rentabilidad del proyecto a medio plazo
(retorno económico en 9 años).
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 4
3 DEFINICIONES
Célula (o celda) fotovoltaica: Componente básico de todo sistema fotovoltaico,
donde se realiza la conversión entre energía luminosa y energía eléctrica. Se realiza
con materiales semiconductores, siendo el silicio el más utilizado.
Horas anuales equivalentes de sol: Es una unidad sólo utilizada en la energía
solar, que representa el equivalente, en horas de producción máxima alcanzable, de
la producción anual de un sistema solar.
Huerta solar fotovoltaica: Planta fotovoltaica de producción y venta a la red
eléctrica de gran tamaño, pudiendo llegar hasta varios megawatios, lo que permite
aprovechar las economías de escala.
Irradiancia solar: Energía por unidad de ángulo sólido (J/sr o Wh/sr)
Irradiación solar: Energía por unidad de superficie (J/m² o Wh/m²)
Módulo fotovoltaico: Agrupación de células fotovoltaicas.
Panel fotovoltaicas: Agrupación de módulos fotovoltaicos.
Radiación solar: Potencia por unidad de superficie (W/m²)
Seguidor solar: Estructura móvil de soporte de los paneles, utilizada con el fin de
poder presentar la superficie de los paneles de manera ortogonal respecto a la luz
solar directa, y así aprovecharla más.
Sistema fotovoltaico: Un sistema fotovoltaico consiste en la integración de varios
componentes, cada uno de ellos cumpliendo con una o más funciones específicas, a
fin de que éste pueda suplir la demanda de energía eléctrica impuesta por el tipo de
carga, usando como fuente la energía solar.
Sistema fotovoltaico conectado a red: Sistema de producción de electricidad
constituida por lo medio de agrupación de paneles fotovoltaicos, cuyo ámbito es
producir electricidad para venderla a la red eléctrica.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 5
4 NOTACIONES Y SÍMBOLOS
Wp: watio-pico: Es una unidad utilizada sólo en la energía solar, que define la
capacidad máxima de producción, en vatios, de una instalación solar fotovoltaica
con condiciones de sol óptimas.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 6
5 LEYES Y SUBVENCIONES
5.1 MARCO REGULATORIO La Ley 54/1997 del Sector Eléctrico, que transpone la Directiva 96/92/CE sobre el
mercado interior de la electricidad al ordenamiento jurídico español, enuncia entre
sus objetivos:
• la garantía del suministro,
• la calidad del mismo,
• al menor coste posible,
• la mejora de la eficiencia energética,
• la reducción del consumo y
• la protección del Medioambiente,
El Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético IDAE, para cumplir con
estos objetivos, elaboró en 1999 el Plan de Fomento de Las Energías
Renovables (PFER) 1999 - 2010.
Las energías renovables ayudan a la reducción de la tasa de dependencia
energética, tan necesaria para garantizar una estabilidad para el desarrollo de los
países, así como contribuyen a la consecución de los objetivos fijados en Kyoto en
la lucha contra los gases de efecto invernadero. De esta manera, tanto la UE como
el Gobierno Español apoyan de manera concreta el desarrollo de estas energías. Es
importante mencionar que las energías renovables han sido reconocidas dentro de
la nueva Constitución Europea (art. 256), como un medio para alcanzar los
objetivos energéticos, medioambientales y de desarrollo sostenible de la UE.
En el año 1998, el Gobierno a través del RD 2818 /1998 fijó los términos por los
que se promovían e incentivaban las energías renovables. Estos términos incluían 2
componentes, uno el precio del mercado de la electricidad y el segundo una prima
al desarrollo de la energía renovable en cuestión. Estos términos eran revisables
cada 4 años.
Ante el incumplimiento previsible de los objetivos fijados por el Gobierno en el
PFER, éste ha decidido dar un impulso por medio del nuevo Decreto 436/2004
aprobado en marzo de 2004. Este Decreto, nacido en los últimos días antes de la
derrota electoral en las urnas el 14 de Marzo pasado, nació con múltiples críticas
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 7
por favorecer a ciertos sectores del negocio eléctrico. Estas críticas se apoyaban
sobre dos argumentos:
• que contenía ciertas carencias jurídicas;
• que no incentivaba suficientemente ciertas energías renovables, que como en el
caso de la biomasa continúa siendo el farolillo rojo en el cumplimiento de los
objetivos del PFER.
Aun así, este decreto introdujo un sistema predecible para las inversiones, al
garantizar el plazo de percepción de primas y el cálculo de actualización de las
mismas durante toda la vida de las instalaciones. Ello implica, que estas inversiones
pueden ser planificadas y financiadas con un alto grado de seguridad a largo plazo.
Entre las energías más favorecidas por este Decreto 436/2004, se encuentra la
energía solar fotovoltaica.
El nuevo Gobierno ya ha anunciado su intención de modificar el Decreto 436/2004
con objeto de impulsar aún más ciertas energías renovables. Entre las energías que
previsiblemente serán reafirmadas, están la biomasa, la solar fotovoltaica, la solar
térmica y la eólica. Estas modificaciones se esperan para principios del año 2005.
Para ello, el nuevo Gobierno pretende revisar al alza los objetivos de las diferentes
energías renovables contempladas dentro del PFER para el año 2010. Se habla de
incrementos significativos como para el eólico que pasaría de 13.000 MW a 20.000
MW. Para la energía solar fotovoltaica se habla de pasar de 50 MW conectados a
red a 1000 MW. No creemos que se llegue a tanto, pero el simple hecho de hablar
de estas cifras transmite la voluntad política clara y determinada que el nuevo
Gobierno tiene para favorecer las Energías Renovables.
Pasando de la voluntad política para favorecer estas energías a resultados
concretos, a finales de 2003 España contaba con una potencia fotovoltaica instalada
de 27 MWp. Sin embargo, el Plan de Fomento de Las Energías Renovables (PFER)
marca como objetivo 2010 para la energía solar fotovoltaica, una potencia instalada
de 140 MW. Adicionalmente la UE establece una previsión de 800 MWp para nuestro
país en el año 2020. No llevamos camino de cumplir los objetivos del PFER y mucho
menos los de la UE, con lo que medidas que lancen definitivamente la energía
fotovoltaica ya han sido tomadas (primer paso dado con el nuevo Decreto
436/2004).
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 8
En el ámbito de la construcción, existen adicionalmente varios ayuntamientos de
ciudades importantes que han aprobado a lo largo de 2004 normas urbanísticas que
obligan al uso de la energía solar en la nueva edificación. De este modo, tanto la
energía solar fotovoltaica como la solar térmica empiezan a contar en los planes de
arquitectos y promotores.
Esta situación se va a ver reforzada en 2005 cuando se apruebe el nuevo Código
Técnico de la Edificación que, de forma similar, obliga a la nueva edificación a
utilizar energía renovable y, en especial, energía solar, además de tratar otros
aspectos esenciales como el ahorro energético y la eficiencia.
Por último, es importante resaltar los dos elementos que determinan la mayor o
menor viabilidad para desarrollar el negocio fotovoltaico. Estos son:
• Las horas de insolación en donde se pretende realizar la instalación y
• las ayudas (vía primas, subvenciones, ventajas fiscales….), que se reciben en las
regiones / países en donde se desarrollan los proyectos.
De manera clara pues, podemos concluir, que es en el sur de Europa en donde se
encuentran las zonas más interesantes para desarrollar proyectos fotovoltaicos,
especialmente:
• en España;
• en Italia;
• en Portugal.
Ahora en día, la energía solar fotovoltaico, por muchas razones, no podría ser
rentable por si misma, es decir sin ayudas y subvenciones.
Estas subvenciones pueden venir del gobierno, del ministerio, de un ayuntamiento
o de cualquier otra fuente de ayudas, tal cómo un particular o una organización
dedicada a ayudar las iniciativas en el dominio de las energías renovables.
5.2 REAL DECRETO 436/2004 El Real Decreto 436 de 2004 tiene por ámbito la actualización, sistematización y
refundición de las normas sobre la energía eléctrica en el régimen especial, el
establecimiento de un régimen especial adaptado a las nuevas formas de
tarificación de la energía, así cómo la incitación al desarrollo de las energías
renovables.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 9
Este Real Decreto se divide en categorías, las cuales se dividen en grupos y
subgrupos, según la fuente de la energía y el tamaño de la planta.
Este proyecto esta dentro de la categoría b:
Instalaciones que utilicen como energía primaria alguna de las energías
renovables no consumibles, biomasa, o cualquier tipo de biocarburante,
siempre y cuando su titular no realice actividades de producción en el régimen
ordinario.
Más concretamente, pertenece al grupo b.1:
Instalaciones que utilicen como energía la energía solar.
Dentro del grupo b.1, el proyecto pertenece al subgrupo b.1.1:
Instalaciones que únicamente utilicen como energía primaria la energía solar
fotovoltaica.
Las ayudas vienen entonces dadas por la legislación vigente aplicable a este
subgrupo b.1.1.
El lector que necesita más información sobre este tema esta invitado a consultar el
anexo J sobre el Real Decreto 436/2004.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 10
6 LUGAR DE IMPLANTACIÓN EN VILLAREJO
6.1 DATOS GEOGRÁFICOS Villarejo de Salvanés es un municipio situado en el noreste de la provincia de
Madrid, a menos de 50 km de la capital.
Figura 1: Villarejo de Salvanés se encuentra en el sureste de la provincia de Madrid
Se pueden destacar las siguientes características sobre el pueblo:
• Latitud: 40,50 °;
• Longitud: 3, 80°;
• Superficie: 11,860 km2;
• Hidrografía: por su extremo meridional pasa el río Tajo;
• Altura media: 692 m;
• Habitantes: 5581 (noviembre 2004);
6.2 ESTUDIO DE ACCESOS Y ABASTECIMIENTO La importancia de la localización adecuada de este proyecto se manifiesta en
diversas variables, cuya repercusión económica puede modificar el resultado de la
evaluación. La localización y emplazamiento más adecuado son aquellos que
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 11
conduzcan a los mejores resultados económicos, si bien habrá que tener en cuenta
otras consideraciones de tipo medio-ambiental, social,…
Existe un conjunto de fuerzas o factores locales que han intervenido en la toma de
decisión de la localización:
• El precio del terreno: Las fincas de Fotosolar en Villarejo de Salvanés son
parte de un antiguo vertedero de escombros, lo que resulta en que el precio
sea relativamente barato.
• Situación cerca de un punto de inyección de corriente a la red
eléctrica: Estas fincas están situadas justo al lado de una línea de media
tensión de la compañía Fenosa, lo que permite una venta a la red sencilla.
• Abastecimiento de materias primas: Este tipo de instalación no necesita
casi ninguna materia prima. Se necesita agua para lavar los paneles de
manera regular, y este agua se obtendrá directamente a partir de una
captación en el suelo en el mismo sitio.
• Condiciones climatológicas: Cómo se menciona en la parte de estudio
climatológico, el lugar goza de buenas condiciones climatológicas desde el
punto de vista de las horas de sol.
• Infraestructura de transporte y comunicaciones: La fincas están
situadas justo al lado de la carretera de Valencia, lo que permite un acceso
fácil, por ejemplo cuando se necesite mantenimiento.
• Legislación y normativa vigente: La normativa vigente se ha
aprovechado para obtener ayudas, lo que es muy importante en el caso de
la energía solar, que necesita una cierta inversión.
• Consideraciones ambientales: Una primera idea del impacto sobre el
medio ambiente puede darse mediante las consideración de tres situaciones
del entorno:
o estado cero;
o estado futuro sin proyecto;
o estado futuro con este proyecto.
Cómo ya se hace mencionado, el estado cero del terreno es una zona de
escombrera. Este tipo de terreno no permite casi ningún otro uso rentable
para la comunidad, dado que es muy difícil construir por encime de las
escombreras. El estado futuro sin proyecto sería probablemente igual que el
estado cero: un vertedero sin uso ninguno, es decir un terreno que no vale
para nada. Desde este punto de vista, este proyecto de implantación de una
huerta solar sobre este terreno es una oportunidad casi única para poder
aprovechar el terreno de nuevo.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 12
7 ESTUDIO TOPOGRÁFICO 7.1 TRABAJOS DE CAMPO Para realizar el levantamiento se han colocado una serie de bases topográficas en la
zona a levantar. La posición de dichas bases figura en el plano.
Las bases son: 5001 y 5006, granetazo en roca y pintura roja; 5002, 5003, y 5005,
estaca de madera con clavo y pintura roja; 5004 spit de acero sobre asfalto y pintura
roja.
La toma de datos en campo ha sido realizada con una estación total de precisión
angular de 20 segundos centesimales y precisión en distancias de 5mm/Km ± 5
p.p.m.. Los datos obtenidos en campo han sido almacenados de forma automática en
un colector de datos electrónico.
Con objeto de darle coordenadas UTM al trabajo, se arranca del Vértice Geodésico de
primer orden “Piedras Gordas”, situado próximo a la zona, y se orienta con los
Vértices Geodésicos “Valdesierpe” y “Quiebrahilos”.
Desde las bases de dicha poligonal se han radiado los diferentes puntos componentes
del levantamiento consistentes en los puntos de los diferentes linderos de las
parcelas, puntos para altimetría y curvas de nivel, y puntos para planimetría.
7.2 TRATAMIENTO DE LOS DATOS DE TERRENO Los datos, residentes en el colector electrónico, han sido transferidos de forma
automática a un ordenador para ser interpretados por un programa específico de
topografía y proceder a su cálculo.
Se ha resuelto la poligonal y, seguidamente, se han obtenido las coordenadas de los
puntos de detalle.
Los cálculos se han realizado en proyección U.T.M. Con dichas coordenadas se ha
creado un archivo de diseño gráfico. En él, se han comprobado las diferentes
alineaciones de las fincas y se ha efectuado la delineación del plano.
Seguidamente se ha generado un modelo digital del terreno y se han calculado las
curvas de nivel de forma analítica.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 13
Por último, partiendo de los planos descargados de la Oficina Virtual de Catastro de
Internet, se han digitalizado los linderos de las parcelas y se han añadido al plano
topográfico. Esta operación se realiza porque la mayoría de los linderos reales de las
parcelas han desaparecido físicamente. No obstante, dado que han sido digitalizadas
de un plano a escala 1/3000 cuya precisión y veracidad esta desconocida, estos
linderos digitalizados son solo orientativos, no debiéndose interpretar como algo
preciso.
7.3 FOTOGRAFIAS DE LAS FINCAS En la figura 2 se ve la finca norte desde su parte norte, la más alta. La carretera a
la izquierda de la fotografía es la carretera de Valencia. El camino de tierra más o
menos paralelo a la carretera constituye el límite oeste y norte del conjunto de las
fincas de Fotosolar. En la misma dirección que este camino se encuentra una línea
baja tensión que podría ser aprovechada por el equipo de montaje para sacar
corriente eléctrica a la hora de construir la planta.
De manera general la finca norte baja desde el norte hasta el sur. La mayoría de
los árboles tendrán que ser cortados con el fin de implantar los seguidores y evitar
las sombras. Existen unos árboles protegidos que no se pueden cortar, y que desde
luego se han tenido en cuenta a la hora de calcular las sombras.
Figura 2: Finca norte vista desde el norte
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 14
La figura 3 muestra la finca norte desde la finca sureste. De allí se puede ver su
forma característica, con su parte este, en forma anticlinal, y su parte oeste, en
escalones.
Figura 3: Finca norte desde la finca sureste
La figura 4 muestra una fotografía del límite sur de la finca sureste, desde el sur.
Este límite sur consiste en una fachada con una inclinación general superior a 45 º.
Se ve también la naturaleza pedrosa del suelo que compone los escombreros.
Figura 4: Fachada sur de la finca sur
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 15
La figura 5 muestra la finca suroeste desde encima de las escombreras de la finca
sureste. Se nota la naturaleza hostil del suelo a la implantación de cualquier tipo de
construcción, y la inclinación general de esta finca hacia el norte. También se ve el
pilón donde se ha tenido el permiso de conectar la planta con la red eléctrica de
media tensión de Unión Fenosa. Estos parámetros han jugado un papel importante
en el hecho de que se vaya a implantar en esta finca la centralita de transformación
de baja a media tensión así cómo el punto de conexión a la red de Unión Fenosa.
Figura 5: Finca suroeste vista desde encima de la finca sureste
7.4 OCULTAMIENTO TOPOGRÁFICO Las diferencias de nivel producen problemas de sobras muy complejos. En este
caso, las sombras constituyen el factor determinante, más importante que el clima
local.
El hecho de que un punto esté en sombra puede deberse a dos circunstancias:
• auto-ocultamiento, que se produce cuando el vector normal a la superficie
forma un ángulo superior a los 90º con el vector solar, como es el caso en la
finca norte, o de 45º, cuando el sol ilumina desde el Sur, elevado solamente
30º sobre el horizonte, lo que es el caso en la finca suroeste.
• ocultamiento por el relieve, circundante, que se produce cuando la
topografía interrumpe la línea visual desde el Sol hasta el punto analizado,
lo que se produce por la mañana el la finca norte.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 16
La existencia de auto-ocultamiento se deduce directamente del valor del ángulo de
incidencia.
El segundo caso es algo más complejo ya que se produce cuando el entorno de un
punto proyecta una sombra sobre él, para unas posiciones determinadas del sol.
Dada la complejidad del problema, y tal cómo se hablará mas adelante, el cálculo
de las sombras se ha realizado por medio de un modelado en 3D con el programa
AutoCAD 2005.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 17
8 ESTUDIO CLIMATOLÓGICO DE VILLAREJO 8.1 CLIMATOLOGÍA GENERAL La tabla 1 presenta un resumen de los datos climatológicos generales de la estación
de Villarejo de Salvanés desde 1971 hasta 2000.
Tabla 1: Datos climatológicos generales en Villarejo de Salvanés
ESTACIÓN DE VILLAREJO DE SALVANÉS (MADRID)
Periodo: 1971-2000 Altitud (m): 667 Latitud: 40 24 40 Longitud: 3 40 41
MES T TM Tm R H DR DN DT DF DH DD I
ENE 6.1 9.7 2.6 37 71 6 1 0 5 6 8 148
FEB 7.9 12.0 3.7 35 65 6 1 0 4 3 6 157
MAR 10.7 15.7 5.6 26 54 5 0 1 2 1 7 214
ABR 12.3 17.5 7.2 47 55 7 0 1 1 0 5 231
MAY 16.1 21.4 10.7 52 54 8 0 3 0 0 4 272
JUN 21.0 26.9 15.1 25 46 4 0 3 0 0 8 310
JUL 24.8 31.2 18.4 15 39 2 0 3 0 0 16 359
AGO 24.4 30.7 18.2 10 41 2 0 2 0 0 14 335
SEP 20.5 26.0 15.0 28 50 3 0 2 0 0 9 261
OCT 14.6 19.0 10.2 49 64 6 0 1 1 0 6 198
NOV 9.7 13.4 6.0 56 70 6 0 0 5 1 7 157
DIC 7.0 10.1 3.8 56 74 7 1 0 6 4 7 124
AÑO 14.6 19.4 9.7 436 57 63 4 16 24 16 97 2769
LEYENDA T Temperatura media mensual/anual (°C)
TM Media mensual/anual de las temperaturas máximas diarias (°C) Tm Media mensual/anual de las temperaturas mínimas diarias (°C) R Precipitación mensual/anual media (mm) H Humedad relativa media (%)
DR Número medio mensual/anual de dias de precipitación superior o igual a 1 mm
DN Número medio mensual/anual de dias de nieve DT Número medio mensual/anual de dias de tormenta DF Número medio mensual/anual de dias de niebla DH Número medio mensual/anual de dias de helada DD Número medio mensual/anual de dias despejados I Número medio mensual/anual de horas de sol
FUENTE: Instituto nacional de climatología
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 18
Dado que existen muchas mas fuentes de información climatológica acerca de
Madrid que de Villarejo de Salvanés y que los dos lugares están relativamente cerca
el uno del otro, se pueden utilizar los datos de Madrid para estudiar Villarejo de
Salvanés con una precisión muy elevada. Dentro del cuadro de este estudio
climatológico, según la fuente de información, se hablara de Madrid o Villarejo de
Salvanés como sinónimos.
La tabla 2 muestra la comparación entre las temperaturas y precipitaciones en
Madrid con los datos de los últimos 30 años.
Tabla 2: Temperaturas y precipitación de los últimos 30 años en Madrid
Temperaturas medias Precipitación (mm)
Media Valor Media Valor Media Valor Valor Valor Valor Meses máxima normal mínima normal mensual normal Total normal máximo mínimo 2004 Enero 11,3 9,7 3,9 2,6 7,6 6,1 5,7 37 121 - Febrero 12,2 12,0 3,9 3,7 8,1 7,9 64,2 35 88 - Marzo 13,7 15,7 5,1 5,6 9,4 10,7 59,9 26 66 - Abril 17,7 17,5 7,0 7,2 12,4 12,3 46,5 47 119 7 Mayo 19,7 21,4 10,4 10,7 15,1 16,1 135,3 52 132 5 Junio 30,8 26,9 18,2 15,1 24,5 21,0 5,0 25 60 1 Julio 32,2 31,2 18,9 18,4 25,6 24,8 9,4 15 53 - Agosto 29,6 30,7 18,5 18,2 24,0 24,4 38,6 10 56 - Septiembre 28,0 26,0 16,6 15,0 22,3 20,5 3,7 28 169 - Octubre 19,7 19,0 11,5 10,2 15,6 14,6 85,1 49 192 - Noviembre 13,2 13,4 5,0 6,0 9,1 9,7 17,3 56 198 - Diciembre 10,8 10,1 3,9 3,8 7,4 7,0 14,1 56 139 - 2003 Enero 9,6 9,7 2,6 2,6 6,1 6,1 44,3 37 121 - Febrero 10,5 12,0 3,1 3,7 6,8 7,9 47,8 35 88 - Marzo 16,9 15,7 7,7 5,6 12,3 10,7 40,2 26 66 - Abril 18,4 17,5 8,4 7,2 13,4 12,3 39,2 47 119 7 Mayo 24,9 21,4 12,4 10,7 18,6 16,1 19,4 52 132 5 Junio 31,7 26,9 19,2 15,1 25,4 21,0 8,4 25 60 1 Julio 32,4 31,2 19,4 18,4 25,9 24,8 - 15 53 - Agosto 33,2 30,7 21,1 18,2 27,2 24,4 3,4 10 56 - Septiembre 27,3 26,0 16,3 15,0 21,8 20,5 40,8 28 169 - Octubre 17,5 19,0 10,4 10,2 14,0 14,6 151,3 49 192 - Noviembre 13,6 13,4 7,2 6,0 10,4 9,7 79,3 56 198 - Diciembre 10,1 10,1 3,4 3,8 6,7 7,0 44,4 56 139 - (1) El valor normal es el valor medio del periodo 1971-2000
FUENTE: Ministerio de Medio Ambiente
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 19
8.2 IRRADIACIÓN SOLAR La figura 6 muestra la distribución de la irradiación solar en España durante el mes
de enero de 2005. Se puede apreciar que la evolución creciente de la irradiación
según la disminución de la latitud no es el único parámetro que influya sobre la
irradiación solar. La meteorología regional o local juega también un papel muy
importante. En España las áreas donde se tiene el máximo de irradiación son las
islas canarias, debido a sus localización mucho mas a sur, y justo después viene la
región sureste de España, en particular la región entre Almería y Murcia.
Figura 6: Distribución de la irradiación global media en España en enero 2005
(kWh/m²)
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 20
En la tabla 3 aparecen los distintos valores de la irradiación solar medida en el
Centro Radiométrico Nacional (CRN) durante el mes de enero 2005.
Tabla 3: Irradiancia solar medida en el CRN (enero 2005)
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
En la figura 7 se puede ver claramente la evolución mensual de la radiación global
en Madrid. Se observa que varios días se superaron los valores máximos de la serie
disponible y que todos los días se superó la media diaria.
Figura 7: Radiación global diaria. Comparación con media y máxima disponible.
(Enero 2005)
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
Como se observa en la figura 8, la evolución mensual de la irradiación solar global
media frente a los valores máximo, medio y mínimo de la serie de Madrid (CRN/
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 21
1975-2004), muestra un valor medio en el mes de enero superior al normal del
mes (un 44%).
Figura 8: Radiación global en Madrid (Enero 2005)
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
La radiación directa fue un 98% superior, como lo muestra la figura 9.
Figura 9: Radiación directa en Madrid (Enero 2005)
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 22
La figura 10 muestra la evolución de las temperaturas en Madrid a lo largo del año.
Se puede ver que las temperaturas máximas se encuentran durante los meses de
julio y agosto, y por el contrario las temperaturas mas bajas se encuentran durante
los meses de enero y febrero.
Figura 10: Evolución de las temperaturas a lo largo del año en Madrid
FUENTE: Instituto Nacional de Meteorología. Ministerio de Medio Ambiente.
Hay que hacer hincapié sobre el hecho de que las fechas de temperaturas máximas
o mínimas no coinciden exactamente con las fechas respectivamente de radiación
solar directa máxima o mínima, pero si coinciden con las fechas respectivamente de
radiación solar global máxima o mínima.
Este hecho es debido a que intervienen fenómenos más complejos que la geometría
Sol-Tierra en la evolución de la temperatura de la atmósfera, tal como la
meteorología propia a la troposfera o la inercia térmica terrestre, en particular el
efecto acumulador térmico de las grandes masas de agua. Así, durante el verano
una parte de la energía llegando hasta la superficie terrestre esta absorbida por
estos cuerpos a efecto acumulador, y durante el invierno estos últimos devuelven
esta energía a la superficie.
Para entender bien la relación entre las radiaciones directa, difusa y global, las
figuras 11 y 12 muestran la comparación entre un día sin nubes con un día muy
nuboso.
La figura 11 muestra la radiación solar en Madrid el 30 de enero de 2005, día muy
claro.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 23
Figura 11: Radiación solar en Madrid el 30 de enero de 2005
La figura 12 muestra la radiación solar en Madrid el 29 de enero de 2005, día muy
nuboso.
Figura 12: Radiación solar en Madrid el 29 de enero de 2005
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 24
9 RECURSO SOLAR
9.1 IRRADIANCIA SOLAR
La irradiancia que emite el Sol en todas direcciones, producto de las reacciones
nucleares, corresponde a una parte del llamado espectro electromagnético. Cada
cuerpo, según sus características intrínsecas, emite un patrón de irradiación
electromagnética (una forma de radiación característica) que puede identificarse en
el espectro electromagnético. En la figura 13 pueden apreciarse las diferentes
formas de irradiación electromagnética, que dependen de la cantidad de energía
que ésta posea. Para nosotros la más común es la luz visible, pero también los
rayos X o los rayos infrarrojos constituyen otras formas de radiación
electromagnética.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 25
Figura 13: Espectro electromagnético
La radiación electromagnética no es otra cosa que el tipo de partículas o de ondas
(en el sentido físico) que nos llega de un cuerpo, en este caso del Sol. Los rayos del
Sol están compuestos por diminutas partículas, llamadas fotones que viajan a la
velocidad de la luz.
En la figura 14 pueden apreciarse las características físicas de una onda de luz. Un
ejemplo cotidiano de una onda lo podemos observar en el movimiento que se
produce en el agua de un estanque cuando se tira una piedra al centro de éste; se
formarán una serie de anillos concéntricos que se harán cada vez más grandes,
hasta llegar al borde del estanque. Aquí debe señalarse que las ondas de luz, a
diferencia de las de un estanque, se pueden propagar en el vacío, cosa que no
sucede con las ondas de un estanque, porque requieren de un medio para
propagarse. La luz se comporta como una serie de partículas en movimiento o
como una onda transversal que se propaga en diferentes materiales o en el vacío.
Figura 14: Características físicas de una onda de luz
El tipo de radiación electromagnética dependerá de las características físicas que
posean los fotones. La energía contenida en los rayos del Sol se calcula a partir de
la fórmula de Planck, E= hν
donde:
• E es la energía de los fotones;
• h es la constante de Planck, que equivale a 6.625 x 10-34 Js;
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 26
• v es la frecuencia a la que oscilan los fotones o la frecuencia de las ondas de
luz.
De esta fórmula se desprende que hay fotones que poseen gran cantidad de
energía (como los rayos gamma) y otros que son menos energéticos (los rayos
infrarrojos, por ejemplo). Esto se traduce en que hay fotones que ni siquiera
pueden atravesar la atmósfera terrestre, mientras que otros cruzan los tejidos
blandos del cuerpo y chocan únicamente con los huesos: estos últimos constituyen
los rayos X, que se utilizan para tomar radiografías.
Una característica común que comparten todos los fotones es que viajan a una
velocidad constante en el vacío: a la velocidad de la luz, que es la más alta que
existe en el Universo. Una propiedad curiosa de estas partículas es que un fotón en
reposo tiene una masa igual a cero.
A pesar de que la velocidad de la luz es muy grande, un rayo del Sol tarda
aproximadamente ocho minutos en llegar a la Tierra.
Los rayos que provienen del Sol traen consigo fotones de características diferentes
(rayos gamma, rayos ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos y ondas de radio) y
estos constituyen el espectro del Sol.
En la figura 15 puede apreciarse cómo gran parte de la radiación solar (el 90%
aproximadamente) está constituida por rayos infrarrojos y luz visible.
Figura 15: Espectro del Sol
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 27
Fuera de la atmósfera, la radiación solar está constituida por 7 % de rayos
ultravioleta, 47 % de radicación visible y 46 % de rayos infrarrojos. En la
superficie, en condiciones ideales (cielo despejado y a nivel del mar) los
porcentajes son: 4 % de ultravioleta, 46 % de visible y 50 % de infrarroja. La
curva corresponde a la radiación de cuerpo negro a aproximadamente 6 000 K.
El sol es una fuente inagotable de energía debido a las reacciones nucleares que
ocurren en su centro. Una gran parte de esta energía llega a la Tierra en forma de
radiación electromagnética, la luz solar que podemos percibir está el espectro que
abarca desde 0,2 hasta 2,6 µm.
A medida que la radiación atraviesa la atmósfera terrestre sufre atenuación por los
procesos de absorción, reflexión y refracción. Tales procesos se verifican cuando
los rayos de luz chocan con las nubes o con el vapor de agua existente en la
atmósfera. La radiación que llega a la superficie terrestre se puede clasificar en
directa y difusa. La radiación directa es aquella que se recibe en la superficie
terrestre sin que esta haya sufrido ninguno de los procesos antes mencionados al
pasar por la atmósfera. La radiación difusa es la que se recibe después de haber
cambiado su dirección por los procesos de refracción y reflexión que ocurren en la
atmósfera.
Un captador de la energía solar "percibe" la radiación como si viniera de la bóveda
celeste. En un día nublado, la radiación solar recibida en un captador es sólo
difusa, ya que la radiación directa es obstruida por las nubes.
La energía de la radiación solar que se recibe en una superficie determinada en un
instante dado se le conoce como irradiancia y se mide en unidades de W/m2. La
irradiancia es un valor distinto para cada instante, es decir se espera que en un día
despejado la irrandiancia a las 10h00 de la mañana será diferente y menor a la que
se obtiene a las 1h00 de la tarde, esto se debe al movimiento de rotación de la
tierra (movimiento sobre su propio eje). Cuando es de noche, se tiene una
irradiancia de 0 Watts por metro cuadrado (W/m2), porque simplemente a esa
parte de la Tierra el sol no la puede "ver".
Otro concepto importante es el de insolación, éste corresponde a la integración de
la irradiancia en un período determinado. En otras palabras es la energía radiante
que incide en una superficie de área conocida en un intervalo de tiempo dado. Este
término tiene unidades de energía por área, comúnmente Watts-hora por metro
cuadrado (W-h/m2). Generalmente se reporta este valor como una acumulación de
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 28
energía horaria, diaria, estacional o anual. La insolación también se expresa en
términos de horas solares pico. Una hora horas de energía es equivalente a la
energía recibida durante una hora, a una irradiancia promedio de 1,000 W/m2
(Figura 16). La energía útil que produce el arreglo fotovoltaico es directamente
proporcional a la insolación que recibe.
Figura 16: Irradiancia y horas solares pico (insolación) durante un día soleado
Se estima a 1350 horas equivalentes la irradiación solar anual equivalente en
Villarejo de Salvanés.
9.2 MOVIMIENTO APARENTE DEL SOL
La Tierra gira alrededor del Sol en un movimiento que se denomina traslación y que
realiza durante un año. La trayectoria que describe nuestro planeta es una elipse
que se acerca a una trayectoria circular. El Sol se encuentra en uno de los dos
centros de esta elipse, denominados focos. El movimiento de la Tierra y de la
mayor parte de los planetas tiene lugar en un plano, llamado eclíptica. Como el Sol
está en uno de los focos de la elipse, nuestro planeta está más cerca del Sol en una
época y más lejos en otra. La Tierra alcanza su máxima aproximación al Sol cuando
se encuentra a 1.45 x 108 km, posición llamada perihelio, a la que llega hacia el 4
de enero de cada año.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 29
A partir de ese punto se va alejando del Sol, hasta que, hacia el 5 de julio de cada
año, alcanza la posición más separada, su afelio, a 1.54 x 108 km de distancia.
Pero nuestro planeta no sólo se mueve alrededor del Sol, sino que gira en torno a
un eje imaginario, en un movimiento que se llama rotación. El eje de rotación de la
Tierra no es perpendicular al plano de la eclíptica, sino que forma un ángulo de
23.45º.
Si medimos el ángulo que forman los trópicos de Cáncer y de Capricornio con
respecto al ecuador, desde el centro de la Tierra, el primero será de +23,45 º y el
segundo de -23,45 º. Esta inclinación del eje de la Tierra con respecto al plano de
la eclíptica es lo que ocasiona fundamentalmente las estaciones y, por lo tanto, la
cantidad de radiación que recibimos del Sol, en cada caso.
En el solsticio de invierno, el 21 de diciembre, los rayos solares llegan al Hemisferio
Norte durante menos tiempo, porque es el día más corto del año, y el Sol se
encuentra al mediodía en el punto más bajo del cielo; en consecuencia, en el día el
soleamiento es mínimo. En el Hemisferio Sur ocurre lo contrario. Posteriormente, el
21 de marzo, en el equinoccio de primavera, cuando el día y la noche duran lo
mismo, el soleamiento es igual en ambos hemisferios y el Sol al mediodía cae
verticalmente sobre el ecuador, pero el eje de rotación de la Tierra forma un ángulo
de 23,45 º con respecto a la perpendicular del plano de la eclíptica y, por lo tanto,
este plano imaginario corta a la Tierra formando un ángulo también de 23,45 º
respecto al ecuador. En el solsticio de verano, que ocurre el 22 de junio, los rayos
solares llegan al Hemisferio Norte durante más tiempo, porque es el día más largo
del año y el Sol alcanza el punto más alto en el cielo; éste es el caso México. Por lo
tanto, en el Hemisferio Norte en ese día ocurre el soleamiento máximo. En el
Hemisferio Sur ocurre lo opuesto. Finalmente, el 22 o 23 de septiembre, en el
equinoccio de otoño, se repite la misma situación que en el equinoccio de
primavera, día y noche duran lo mismo en ambos hemisferios y el soleamiento es
intermedio entre los puntos máximo y mínimo (solsticios de verano e invierno en el
Hemisferio Norte, o al contrario en el Sur) y el eje de la Tierra forma un ángulo de -
23,45 º con respecto al ecuador. En la figura 17 se muestra en forma gráfica cada
uno de los cuatro casos.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 30
Figura 17: Radiación solar durante los solsticios y los equinoccios
Para comprender mejor cómo llegan los rayos solares en los equinoccios y los
solsticios, en la figura 18 se muestra la trayectoria aparente del Sol en las cuatro
situaciones, vista desde la latitud de la ciudad de México o de Colima.
Figura 18: Trayectoria aparente del Sol
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 31
Cuando los rayos de Sol llegan perpendicularmente a una superficie es cuando
puede aprovecharse la mayor cantidad de radiación; por eso, la cantidad de
radiación que recibe nuestro planeta depende de la inclinación de los rayos solares.
La radiación que llega a la Tierra es variable y dichos cambios deben conocerse
para saber la cantidad de radiación que puede aprovecharse en cada lugar del
planeta. En otras palabras, la radiación solar no es constante sino que cambia
según las estaciones del año, las condiciones atmosféricas y la latitud de cada
región.
Pese a lo anterior, para todo fin práctico se considera que en el límite superior de
nuestra atmósfera llega una cantidad de radiación promedio por unidad de tiempo
por cada m², que se denomina constante solar. El valor de esta constante es igual a
1367 W/m². Esto quiere decir que en el borde de la atmósfera, a cada m² le llegan
1 367 W de potencia solar. Si consideramos la mitad de la superficie de la Tierra
(debido a la noche) se tendría una energía de 1.7 x 1017 Wh cada 60 minutos de
Sol, cantidad muy superior a la energía eléctrica que se genera en todo el mundo a
lo largo de un año (7 x 1015 Wh). Sin embargo, la atmósfera y la eficiencia de los
sistemas solares ocasionan que esta cantidad sea mucho menor (2.16 x 1020
Wh/año).
La Tierra tiene una atmósfera cuyo límite se fija convencionalmente a 2 000 km de
altura sobre la superficie y está compuesta de las siguientes capas:
• troposfera;
• estratosfera;
• ionosfera;
• exosfera.
Ésta última funciona como un gran invernadero, que guarda parte del calor
proveniente del Sol. El efecto de invernadero permite que la temperatura terrestre
no sea la de un témpano de hielo. Sin embargo, el efecto invernadero también
puede provocar un calentamiento global del planeta, lo cual ocasionaría daños
ecológicos. Para entenderlo se debe mencionar que cuando la radiación llega a un
objeto, éste la absorbe y a su vez emite una radiación en forma de ondas
electromagnéticas que no necesariamente tiene la misma longitud de onda.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 32
9.3 INTERRACCIÓN RADIACIÓN SOLAR - ATMÓSFERA
El Sol emite una radiación caracterizada por el espectro solar. Esa radiación es
absorbida por el sistema atmósfera-Tierra. Dicho sistema atmósfera-Tierra se
calienta y a su vez emite una radiación de características diferentes a la absorbida.
A pequeña escala, si los rayos solares llegan a un invernadero, el vidrio o los vidrios
dejan pasar la longitud de onda corta, y el suelo y las plantas absorben esa
radiación, pero, a su vez, emiten una radiación de longitud de onda larga. Esta
radiación de onda larga no puede salir porque el vidrio no deja pasar esa radiación.
Así, como el calor no puede salir se eleva la temperatura en el interior del
invernadero. En nuestra atmósfera ocurre un efecto similar.
Para saber cuál es la cantidad de radiación que llega a la superficie de nuestro
planeta y no sólo a la frontera de la atmósfera, debe hacerse un análisis global de
los diferentes procesos físicos y químicos que tienen lugar desde que la radiación
solar atraviesa la atmósfera hasta que llega a la superficie terrestre. Este proceso
global se llama balance energético de la radiación solar.
Hacer un balance preciso de la radiación solar resulta una tarea compleja. Hasta
ahora sólo se han hecho aproximaciones. Por otro lado, la radiación solar que
recibe cada punto de la Tierra varía, dependiendo de la radiación directa y difusa
que reciba. Por ello, hablar de un balance global resulta una aproximación de la
radiación promedio anual que recibe la superficie terrestre, aunque permite darse
una idea de lo que sucede.
Solamente 47 % de la radiación solar que absorbe nuestra atmósfera llega a la
superficie terrestre; 31 % directa y 16 % indirectamente, como radiación que se
difunde en la atmósfera y se denomina, por ello, radiación difusa.
Por otro lado, la radiación solar que se desaprovecha se divide en los siguientes
porcentajes: 28 % se va al espacio exterior por reflexión en la capa superior de la
atmósfera, 6 % se pierde por difusión de aerosoles, 7 % se refleja en el suelo
terrestre y 17% lo absorben las distintas capas de la atmósfera. La suma de estas
pérdidas da un total de 53 por ciento (véase figura 19).
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 33
Figura 19: Balance energético de la radiación solar para longitudes de onda<4 µm
Por lo tanto, en los diferentes dispositivos solares se puede aprovechar, en
promedio, 47 % de la radiación que llega fuera de la atmósfera. Pero esto sólo
ocurre con la radiación solar de onda corta (menor de 4 micrómetros). La Tierra
absorbe esa radiación (47 %), pero a su vez emite radiación de onda larga, tal y
como ocurre en un invernadero. Posteriormente, de esa radiación de onda larga
(mayor de 4 micrómetros) que emite nuestro planeta, 18 % sale de la atmósfera.
De esa manera, únicamente 29 % (47-18=29 %) de la radiación total absorbida
queda en nuestro planeta. En la figura 7 se muestra este balance energético.
El aprovechamiento de la energía solar se refiere a la conversión directa de la
radiación solar en calor y en electricidad, llamadas conversión fototérmica y
fotovoltaica, respectivamente. La energía solar es la causa indirecta de que pueda
aprovecharse la energía que proporcionan las plantas y los animales, mejor
conocida como biomasa. También al Sol se deben los movimientos de las diferentes
masas de aire que ocasionan los vientos; así, la energía eólica o de los vientos es
indirectamente energía solar. Además, el depósito de organismos que alguna vez
estuvieron vivos en las capas de la corteza terrestre no es otra cosa que los
componentes del petróleo y el carbón. De esa manera, los combustibles fósiles son
también indirectamente producto de la energía solar. Finalmente, la energía
hidroeléctrica proviene de una enorme máquina térmica, cuyo combustible es
precisamente la energía solar. Cuando los rayos del Sol calientan el agua de la
Tierra se produce vapor de agua; éste se eleva formando nubes; ahí, el vapor de
agua se condensa y se precipita, lo que aumenta el nivel de agua de, por ejemplo,
una presa.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 34
Como se mencionó antes, los movimientos de rotación y traslación de la Tierra
hacen que varíe la cantidad de radiación que recibe el planeta. Así, para conocer la
radiación por unidad de tiempo por unidad de superficie que recibe un lugar
determinado de la Tierra, deben conocerse varios parámetros como la latitud y la
longitud geográficas, la altura sobre el nivel del mar, la concentración de vapor de
agua y la concentración de bióxido de carbono en la atmósfera. La medición de
estas variaciones ha permitido hacer un mapa mundial de la radiación mensual que
reciben diferentes lugares de la Tierra.
9.4 FACTORES QUE AFECTAN A LA RADIACIÓN SOLAR
Muchas veces es necesario encontrar la forma de aprovechar a lo máximo la
energía que el Sol brinda, esto se debe a lo siguiente:
• Ubicación geográfica
Debido al movimiento del planeta alrededor del Sol y sobre su propio eje, la
radiación solar no es uniforme en todas las regiones del planeta, sino que
varía de un lugar a otro dependiendo de la ubicación (latitud y longitud).
• Condiciones atmosféricas
El viento, la temperatura, los días nublados y lluviosos afectan la intensidad
de los rayos solares que inciden sobre los generadores fotovoltaicos.
• Época del año
Por ello se entiende el fenómeno de equinoccio y solsticio. En el solsticio, los
días son más largos que las noches; en el equinoccio, las noches son más
largas que los días. Por lo tanto en solsticio hay más energía solar disponible
que en equinoccio.
• Orientación de la superficie captora
Frente a la opción de emplear un sistema de seguimiento, una solución
estática puede resultar suficiente para determinadas aplicaciones.
Naturalmente, en este caso la energía colectada no es la máxima posible
pero puede resultar aceptable si se da al colector una determinada
inclinación y orientación, la cual se puede variar con ajustes estaciónales
para conseguir algunas mejoras.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 35
10 ELECCIÓN DE LOS PANELES SOLARES
La empresa Fotosolar pertenece al grupo multinacional francés Total Energie, quien
produce paneles solares de silicio de alta calidad, tanto policristalinos como
monocristalinos. El panel mas eficaz que tiene Total Energie hoy en día es el
modelo TE 2000 210 Wp, pero dadas las prisas de Fotosolar por empezar la
construcción de la planta a principios noviembre no se ha podido tener la garantía
de que Total Energie pueda producir suficientes paneles para suministrar a la
empresa Fotosolar dentro de este plazo. Así se ha decidido realizar el proyecto
sobre la base técnica de los módulos de modelo TE 2000 200 Wp.
El módulo TE 2000 200 Wp, mostrado en la figura 20, usa células fotovoltaicas de
silicio policristalino con rendimiento de conversión elevado. El tamaño de cada
célula es de 156 mm x 156 mm. Las células solares están medidas individualmente
y seleccionadas electrónicamente antes de ser interconectadas. Están encapsuladas
por hojaldrado de capa polimerizada al calor, resistente a temperaturas elevadas.
La cara delantera esta compuesta de vidrio templado, con leve tenor en hierro, y la
cara trasera esta en Tedlar. El hojaldrado, EVA resistente a los UV, baña las células
fotovoltaicas dentro de los laminados y asegura condiciones de funcionamiento
óptimas de las células bajo cada ambiente. La estructura vidrio/Tedlar del módulo
reduce su peso, protegiendo al mismo tiempo las células solares.
Figura 20: Módulo fotovoltaico Total Energie TE 200 200 Wp
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 36
Las características de los módulos TE 2000 200 Wp son las la figura 21.
Figura 21: Características eléctricas de los módulos TE 2000 200 Wp
Los módulos Total Energie TE 2000 200 Wp están se componen de 54 células
fotovoltaicas, repartidas en 9 filas x 6 columnas. La figura 22 muestra las
dimensiones generales de estos módulos.
Figura 22: Dimensiones de los módulos fotovoltaicos TE 2000 200 Wp
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 37
11 VISTA GENERAL DE LA IMPLANTACIÓN
El terreno que posee Fotosolar en Villarejo de Salvanés tiene una superficie de 2,44
ha. La figura 23 muestra una vista general del terreno.
Figura 23: Vista general de las fincas de Fotosolar en Villarejo de Salvanés, en
proyección isométrica
A la izquierda de la figura se encuentra la finca norte. A la derecha se encuentran la
finca sureste y la finca suroeste
Este terreno se divide en tres fincas principales:
• finca norte;
• finca sureste;
• finca suroeste.
La finca norte esta compuesta de un suelo de naturaleza arcillosa. Este terreno
tiene la particularidad de ser organizado en tres escalones principales, cada uno
separado por una diferencia de altura que varía entre 6 y 9 metros. Estos escalones
están mas o menos orientados hacia el sur, de tal manera que se pueden
aprovechar para poder colocar los paneles, dando menos sombras entre si según la
dirección norte-sur. Por el contrario, el terreno esta también constituido por una
parte inclinada según una dirección más o menos este-oeste, provocando más
problemas de sombras, y haciendo mucho más complejos los cálculos de sombras.
Las figuras 24 y 25 muestran vistas isométricas de la finca norte.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 38
Figura 24: Finca norte en vista isométrica desde el
suroeste
Figura 25: Finca norte en vista isométrica desde
el sureste
La finca sureste, que muestra la figura 26, esta compuesta por una zona de
escombreras, sobre la cual no se ha obtenido las garantías de poder implantar
seguidores, por lo cual se han elegido estructuras fijas de tipo cajones de PVC. Esta
parte también esta muy irregular, por lo que se ha decidido aplanar el terreno
antes de colocar los paneles.
Figura 26: Finca sureste en vista isométrica, desde el sureste. Se habla de una
zona de escombreras.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 39
La finca suroeste esta compuesta por una zona de escombreras aproximadamente
10 metros por debajo de la parte sureste. Esta parte tiene la particularidad de ser
inclinada hacia el norte, lo que imposibilita la implantación de paneles solares. Por
otra parte, en esta parcela se encuentra el pilón y el punto de conexión a la red
eléctrica de media tensión de Unión Fenosa, que pasa por encima de esta última.
Por lo que se ha decidido colocar allí las casetas eléctricas y la centralita de
transformación hasta media tensión. La parte delantera de la figura 27 muestra
esta finca suroeste.
Figura 27: Finca suroeste en vista isométrica desde el suroeste, en la parte
delantera de la imagen. Detrás se ve la parte sureste, que es una zona de
escombreras.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 40
12 FINCA SURESTE: ESTRUCTURAS FIJAS
12.1 ELECCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS FIJAS Dado que la finca sureste es una antigua zona de escombreras, no se ha obtenido
la garantía de poder colocar estructuras masivas tales como seguidores solares.
Entonces se ha elegido una solución con estructuras fijas ligeras y sencillas de PVC,
llamadas cajones.
Con el fin de poder aprovechar al máximo el terreno, se ha pedido aplanar la parte
superior de la zona de escombreras.
Se han elegido estructuras fijas ligeras y sencillas de PVC, llamadas cajones, de
marca Solar Simplex. Incluyen un armazón de polietileno, 2 perfiles de apoyo y
todas las tuercas necesarias. Sólo pesa 4 kilos y se transporta con facilidad a
cualquier cubierta. El montaje consiste únicamente en rellenarlo con lastre, gravilla
o las escombras que se encuentran el en lugar, y ajustar los perfiles de apoyo y los
paneles. Son totalmente compatibles con los paneles fotovoltaicos de Total Energie.
Además, la distancia entre los paneles y los cajones garantiza una ventilación
interior óptima, lo que es muy importante porqué el rendimiento de los paneles
baja mucho con temperaturas elevadas.
Figura 28: Estructura fija de tipo cajón de plástico Solar Simplex
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 41
Estos cajones tienen las características técnicas que muestra la figura 29.
Figura 29: Ficha técnica de los cajones Solar Simplex
12.2 CÁLCULO DE LAS SOMBRAS
La radiación solar recibida por una superficie inclinada está compuesta por la
radiación directa recibida del sol, la radiación difusa proveniente del cielo y la
radiación reflejada por el piso y las superficies vecinas, como se muestra en la
figura 30. La irradiancia solar directa recibida por una superficie inclinada Gb,T,
depende tanto de las variaciones de la radiación solar directa incidente durante el
día Gb,i, como del ángulo θi que forma ésta con la normal a la superficie:
Gb,T = Gb,i x Cos θi
El Cos θi se debe expresar en términos de las coordenadas de la localidad donde se
encuentra la superficie, su inclinación y orientación, y los ángulos que caracterizan
la posición del sol en cualquier momento del día y en cualquier día del año. Como
se calculara más adelante. Para una superficie horizontal, la irradiancia solar directa
Gb se expresa como:
Gb = Gb,i x Cos θz
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 42
y es el ángulo que forma ésta con la normal a la superficie.
Figura 30: Superficies horizontales e inclinadas.
Puesto que para una superficie horizontal la irradiancia global G está dada por G =
Gb + Gd, en donde Gd es la irradiancia difusa, eliminando Gb, y, dividiendo la Ec. 1.6
entre Gb, se tiene:
Gb,T = ( G – Gd) x Cos θi / Cos θz
Gb,T = (G - Gd) x Rb
en donde:
Rb = Cos θi / Cos θz
Una superficie cualquiera en una localidad determinada se puede caracterizar por
medio de los siguientes ángulos (ver figura 31):
• Φ Latitud del lugar, esto es, la posición angular hacia el norte o hacia el
sur del Ecuador, es positivo en el hemisferio norte (norte: 0°< Φ < 90°) y
negativo en el hemisferio sur (-90° < Φ < 0°);
• δ Declinación, esto es, la posición angular del sol al mediodía con respecto
al plano del Ecuador. Es positivo en el hemisferio norte y varia entre –23.45
° y +23.45 °;
• β Inclinación de la superficie, esto es, el ángulo entre la superficie en
consideración y la horizontal (0 ° ≤ β ≤ 180 °). Cuando β =90 °, se trata de
una superficie vertical.
• Γ Angulo acimutal. Desviación de la proyección de la normal de la
superficie del meridiano local (- 180°≤ Γ ≤180°). (Cuando G =0° se trata de
una superficie en el hemisferio norte orientada hacia el sur). G es positivo
para superficies orientadas hacia el oeste y negativo para superficies
orientadas hacia el oriente;
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 43
• Γs Angulo acimutal del sol, es la desviación de la proyección de la radiación
directa del meridiano local ( convenciones como en el caso de G );
• W Angulo horario, es el desplazamiento angular del sol hacia el este o el
oeste del meridiano local, debido al movimiento de rotación de la tierra
alrededor de su eje ( W < 0 para la mañana, W > 0 para la tarde);
• θi Angulo de incidencia, es el ángulo entre la radiación directa sobre la
superficie y la normal a la superficie;
• θz Angulo de incidencia de la radiación directa o sea el ángulo entre la
radiación directa sobre la superficie horizontal y la normal de la superficie (
o cenit).
Figura 31: Ángulos relacionados con la inclinación de la superficie
La dirección de la radiación solar directa que incide sobre una superficie de
cualquier orientación con respecto a las coordenadas locales se puede calcular
mediante la siguiente expresión:
Cosθi = Senδ x SenΦ x Cosβ – Senδ x CosΦ x Senβ x CosΓ + Cosδ x CosΦ x CosW x
Cosβ + Cosδ x SenΦ x Senβ x CosΓ x CosW + Cosδ x Senβ x SenΓ x SenW
W se calcula como:
W = 15° x (12 – H )
En donde H es la hora solar local.
La declinación solar (), se calcula con la siguiente formula:
+
×°×°=365
28436045,23 nδ
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 44
Donde n es el número del día del año, con 1 ≥ n ≥ 365. y θz puede calcularse
mediante la ecuación arriba simplemente haciendo β = 0:
Cosθz = Senδ x SenΦ + Cosδ x CosΦ x CosW
Finalmente, como las HSP son una equivalencia del área bajo la curva de la
irradiancia y de la última ecuación, se tiene que:
HSP inclinadas = HSP horizontales x (Cos θi / Cos θz)
HSP inclinadas = HSP horizontales * Rb
Donde Rb, puede ser mayor, igual o menor a 1, dependiendo de que la inclinación
sea la optima o no.
Existen normas generales muy expandidas que dan una idea de la distancia mínima
que se debe respetar entre cada panel según la dirección norte-sur, en el caso de
las estructuras fijas sobre un terreno plano. Por ejemplo, la norma IDAE preconiza
calcular la distancia según la fórmula siguiente (ver figura 32):
+×=+= c
s
cc
htgsenLddL ββ cos
)()(
21
donde:
• Lc: altura del colector;
• βc: inclinación del colector;
• L: longitud de la sombra.
Figura 32: Cálculo de la distancia mínima entre estructuras fijas.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 45
Habitualmente en el día más desfavorable del periodo de utilización, la instalación
no ha de tener más del 5 % de la superficie útil de captadores cubierta por
sombras. Un equipo resultará inoperante cuando el 20 % de su superficie de
captación esté en sombra.
La determinación de las sombras proyectadas sobre captadores por parte de
obstáculos se realiza de forma similar.
12.3 IMPLANTACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS FIJAS Las estructuras fijas se han colocado según 166 filas de 10 paneles cada una,
dentro de las cuales los 10 paneles están conectados en serie entre ellos. El
número total de paneles colocados es entonces de unas 1660 unidades de 200 Wp
cada una.
El cálculo de sombras realizado según la norma IDAE descrita en la sección anterior
ha conducido a una distancia mínima entre cada rango de paneles de 1,20 m y se
ha tomado la decisión de dejar 1,25 m entre cada rango.
La figura 33 muestra la implantación final de las estructuras fijas sobre la finca
sureste:
Figura 33: Implantación final en la finca sureste
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 46
12.4 CÁLCULO DE PRODUCCIÓN Se han colocado en todo 166 filas de 10 cajones conectados en serie entre si, lo
que da una potencia pico máxima teórica de:
ppP kWW
panelW
filapanelesfilas 33233200020010166 ==××
y dado que se ha estimado a 1350 horas pico equivalentes la insolación total anual
en Villarejo de Salvanés, la producción máxima teórica energética anual viene dada
por la fórmula siguiente:
kWhhoraskWtPE p 4482001350332 =×=×=
En realidad, la energía que realmente se puede vender a la red es mucho mas baja,
debido a dos razones principales:
• Se utilizan estructuras fijas, y por lo tanto, los paneles no siempre están en
posición ortogonal respecto a la luz solar directa, lo que implica una bajada
de la producción anual de unos 20 % en comparación con la teoría;
• Desde los paneles hasta el punto de conexión a la red, se tiene pérdidas
eléctricas de un 10 %, debido a perdidas dentro de los inversores, pérdidas
a la largo del cableado y pérdidas en el punto de conexión.
El cálculo preciso de la producción anual ha sido realizado por Total Energie con un
programa específico capaz de tener en cuenta un gran número de parámetros.
Total Energie ha estimado la producción del conjunto de las estructuras fijas de la
finca a unos 405 000 kWh.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 47
13 FINCA NORTE: SEGUIDORES SOLARES
13.1 JUSTIFICACIÓN E IMPLICACIONES DE LA
ELECCIÓN DE LA IMPLANTACIÓN DE SEGUIDORES La finca norte esta compuesta por un suelo de naturaleza arcillosa. Este terreno
tiene la particularidad de ser organizado en tres escalones principales, cada uno
separado por una diferencia de altura que varía entre 6 y 9 metros. Estos escalones
están mas o menos orientados hacia el sur, de tal manera que se puedan
aprovechar para poder colocar los paneles, dando menos sombras entre si según la
dirección norte-sur. Por contrario, el terreno esta también constituido de una parte
inclinada según una dirección mas o menos este-oeste, provocando mas problemas
de sombras, y haciendo mucho mas complejos los cálculos de sombras.
Se ha tomado la decisión de colocar en esta parte seguidores solares, que permiten
lograr una rentabilidad mayor, en términos de inversión por energía producida.
Dicho de otra manera, los seguidores permiten reducir el cociente:
dokWhproduciinvertido∈
Este aumento de rentabilidad es la consecuencia del hecho que los módulos solares
producen más energía con un sistema de seguimiento solar. De hecho, los módulos
solares Total Energie TE 2000 200 Wp cuestan alrededor de 3,2 euros por Wp, lo
que representa mas de 60% de la inversión total necesaria por unidad de potencia,
estimada a 5 euros por Wp. Un seguimiento solar eficaz permite lograr hasta un 40
% de aumento de producción de energía eléctrica por Wp instalado, lo que conlleva
a una mayor rentabilidad, aunque los seguidores suponen una aumentación de un
20-25 % de la inversión por Wp instalado.
Dada la naturaleza muy irregular del terreno, la implantación de seguidores solares
en el caso del presente proyecto supone un estudio realizado con gran cuidado, y la
toma en cuenta de mucho más parámetros que en el caso de instalaciones solares
fijas. Uno de los parámetros mas críticos esta situado en las sombras que los
seguidores se dan entre si.
En el caso de esta finca, el hecho de tener un terreno muy irregular combinado con
estructuras móviles hace imposible la aplicación de cualquier fórmula sencilla de
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 48
cálculo de sombras, lo que hace imprescindible un modelado en tres dimensiones
del terreno.
En particular, el hecho de tener un nivel muy irregular según la dirección este-oeste
implica aumentar las distancias entre seguidores según esta dirección.
Además, los seguidores solares implican una producción por unidad de superficie de
terreno más baja, dado que es necesario alejarlos entre según las direcciones
norte-sur y este-oeste, cuando solo hay que alejar los paneles según la dirección
norte-sur en el caso de estructuras fijas.
Una huerta solar supone una serie de costes fijos, es decir que no dependen
directamente del volumen de la instalación, y también se compone de una serie de
precios variable, es decir que aumentan directamente con la producción.
Una producción por unidad de superficie demasiado baja causa importantes
problemas de rentabilidad suplementarios, provenientes de la mayor importancia
relativa de los precios fijos.
Ejemplos de precios fijos son la depreciación de las instalaciones, los impuestos, los
seguros, los sueldos administrativos generales, los servicios, las casetas de control,
las centralitas de transformación hasta media tensión,…
Ejemplos de precios variables son el mantenimiento directo, la mano de obra
directa, los lubricantes, el agua de limpieza de los paneles,…
Existen también árboles protegidos que no se pueden cortar, de una altura media
de tres metros, situados en los puntos mas altos, y por lo tanto se deben tener en
cuenta a la hora de calcular las sombras que producen sobre los seguidores.
Está complejidad ha conducido a la necesidad de llevar a cabo un modelado del
terreno en tres dimensiones con AutoCAD 2005, y la realización de una simulación
de las sombras engendradas por los seguidores entre si, y de su evolución a lo
largo del día y del año.
Esta existencia de precios fijos implica que se produce una economía de escala al
aumentar el tamaño del proyecto. Cómo en toda actividad industrial, se intenta
lograr un cierto óptimo económico. En el caso de esta implantación con seguidores,
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 49
esta búsqueda de un óptimo económico consiste en mayor parte en intentar colocar
el máximo de seguidores en la finca considerada como apta para colocarlos.
La mayor dificultad al aumentar el número de seguidores sobre el terreno, es decir
al aumentar la densidad de seguidores implantados, es el problema de sombras que
se dan los paneles entre si. Sin embargo, cómo ya se ha comentado, para que la
implantación sea rentable con seguidores, es imprescindible subir la producción de
un 25 % en comparación con una implantación con estructuras fijas, lo que implica
reducir al máximo las sombras. Esto dato obliga a alejar los paneles de una cierta
distancia para evitar estas sombras.
El problema de búsqueda de un óptimo económico se transforma entonces en un
problema de optimización de la implantación de los seguidores. Este problema,
aunque puede no parecer demasiado complicado, pertenece en realidad a la clase
de problemas de optimización matemática la más compleja. Se puede mostrar que
dado el número de parámetros que se deben tomar en cuenta y las distintas
relaciones entre ellos, el problema es lo que se llama en matemática un problema
NP-Complete. Con este tipo de problema, a muchas veces la complejidad es tan
grande que es imposible encontrar la solución óptima. Esto se debe en mayor parte
en la limitación de la potencia de los ordenadores, tal cómo a la complejidad de los
algoritmos desarrollados.
Con el fin de poder obtener una solución a este tipo de problema, se desarrolla
entonces lo que se llama un método heurístico, que es un modelado simplificado del
problema, intentando recoger una solución aproximada utilizando sólo los
parámetros que tienen la mayor importancia.
Dentro de la estimación de costes es de vital importancia identificar los principales
componentes de los mismos. Hay que recordar la ley de Pareto, que establece que
en cualquier distribución global de conceptos que tiene un efecto variable sobre los
costes, aproximadamente el 20 % de los conceptos principales produce el 80 % de
los efectos totales sobre dichos costes.
(Esta ley fue propuesta por Wilfredo Pareto en 1906 a raíz de un estudio de
distribución de la riqueza, y puede aplicarse a distintos campos y ramas de la
técnica.)
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 50
13.2 ELECCIÓN DE LOS SEGUIDORES SOLARES Los seguidores solares se utilizan para mejorar la producción de los paneles
fotovoltaicos captando la máxima radiación de energía solar durante el mayor
tiempo posible, a través de sistemas que siguen la trayectoria del sol.
El Seguimiento Solar puede llegar a proporcionar hasta un 40% de aumento en la
producción de una instalación fotovoltaica.
Los seguidores de ADES se caracterizan por disponer los paneles fotovoltaicos
alineados en filas a diferente nivel, a dos vertientes, sin contacto entre ellos,
favoreciendo su ventilación, permitiéndoles dilatarse libremente y minimizando su
resistencia estructural al viento.
Se trata de estructuras robustas montadas sobre una columna de gran diámetro
practicable mediante puerta, autoventilada. Puede disponer de ventilación forzada e
incluso de climatización para que los inversores y demás equipos eléctricos que se
alojan en su interior aumenten su rendimiento y vida útil.
Unas ventajas de estos seguidores para el presente proyectos son las siguientes:
• Pueden adaptarse para potencias entre 5 kW y 100 kW;
• Se fabrica el seguidor en función del modelo de panel;
• Fácil instalación y mantenimiento;
• Toda la estructura del seguidor se suministra galvanizada.
La tabla 4 muestra las características técnicas de los modelos clásicos de
seguidores ADES.
Tabla 4: Características técnicas de los seguidores ADES
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 51
En el presente proyecto, se han elegido seguidores de aproximadamente 12 000
Wp, de un tamaño de 10 m x 10 m, porqué son los que conducen al óptimo técnico-
económico entre los costes de inversión y la producción total lograda, dada la
naturaleza del terreno.
Este tipo de seguidor presenta las características siguientes:
• Sus dimensiones generales son de 10 m x 10 m = 100 m²
• Se compone de 6 filas horizontales de 10 paneles, es decir 60 paneles;
• Tiene una potencia pico de 200 x 60 = 12 000 Wp;
• Tiene un movimiento posible según dos ejes, horizontal y azimutal, cada uno
siendo equipado por un motor;
• Su peso es aproximadamente de 4 500 kg;
• Lleva zapata de hormigón de 5,5 m x 5,5 m x 0,5 m.
13.3 DIBUJO DE LOS SEGUIDORES SOLARES Se han dibujado diferentes posiciones del modelo de seguidor utilizado,
correspondientes a diferentes momentos clavé del año y del día. Estas posiciones y
los momentos correspondientes son los siguientes:
Tabla 5: Diferentes posiciones posibles de los seguidores solares
Día del año Hora solar Ángulo azimutal ( °) Ángulo vertical ( °)
21/03 o 21/09
(equinoccio)
7h07 100 12,8°
21/12 9h30 135 11,8°
21/12 14h14 180 26,7°
21/12 17h30 215 13,6°
Se ha realizado el modelado de los seguidores utilizados en cada momento clavé
del día y del año, como se ve en la tabla 5.
Hay que destacar que las sombras de orientación norte-sur se realizan mediante la
posición del sol el 12 de diciembre, que constituye el peor día del año dado que el
sol este más bajo.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 52
Luego para determinar las sombras de dirección este-oeste, se ha realizado un
modelado con la posición del sol del 21/09 o del 21/0", que corresponde al sol de
los equinoccios. Se hace así porqué estos días de equinoccios corresponden a un
ángulo de atardecer de exactamente 180°, lo que no es el caso de los otros días del
año.
Se ha dibujado el seguidor para corresponder a cada posición clavé del año, como
se ve en la figura 34:
Figura 34: Seguidor en sus diferentes posiciones posibles
13.4 MODELADO DEL TERRENO El modelado del terreno se ha hecho por pasos sucesivos hasta lograr el modelado
completo.
En el primer paso se ha dibujado las curvas de nivel, obtenidas a partir del estudio
topográfico realizado en Villarejo de Salvanés.
Luego estas curvas de nivel han sido elevadas hasta sus propio nivel, lo que da en
AutoCAD una buena apreciación de la forma general del terreno como se puede ver
en la figura 35.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 53
Figura 35: Modelado de alambre de la finca norte
El paso siguiente, el más laborioso, consiste en aproximar la superficie y el volumen
del terreno a partir de una interpolación de las curvas de nivel. El resultado de este
modelado, utilizando un gran número de mallas, puede verse en la figura 36.
Figura 36: Modelado con mallas y curvas de la finca norte
Una vez este modelado hecho, para permitir una mejor visualización del relieve, se
han quitado las curvas de nivel, lo que da el resultado visible en la figura 37:
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 54
Figura 37: Modelado con mallas de la finca norte
13.5 CÁLCULO DE LAS SOMBRAS Las normas que existen sólo permiten tener una idea de las sombras sobre un
terreno plano. Desde que se habla de un terreno irregular, lo que es el caso del
presente proyecto, los cálculos de sombras suelen ser mucho más complejos, dado
que las sombras dependen de la altura de cada seguidor, y que estas sombras
evolucionan a lo largo del día y del año, al mismo tiempo que los seguidores se
mueven también con el fin de presentar la superficie de los paneles fotovoltaicos lo
más ortogonal posible respecto a la luz solar.
Las sombras tienen dos componentes:
• Una componente de dirección norte-sur, que provoca problemas durante las
horas del medio día, y que suelen ser más importantes en invierno, dado
que el sol esta más lejos del cenit;
• Una componente de dirección este-oeste, que provoca problemas a
amanecer y atardecer, y que suelen ser más importantes cerca de los
solsticios, dado que el sol se levanta justo al este y desaparece justo al
oeste.
Una vez el modelado hecho, queda el cálculo de las sombras, que permite colocar
los paneles con la certidumbre de que no se hagan sombras entre si.
La complejidad del problema viene dada en mayor parte por los parámetros
siguientes:
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 55
• La naturaleza muy irregular del terreno induce sombras muy complejas;
• La utilización de seguidores son elementos móviles que suponen una
variación de las sombras inducidas a lo largo del día y del año;
• La trayectoria del sol varía por una parte a lo largo del día y por otra parte a
lo largo del año;
• La necesidad de seguir el sol al máximo todo el tiempo, lo que implica un
posicionamiento continúo de los seguidores según dos ejes, cada uno
activado por un motor;
• Unos árboles protegidos forman parte de la finca y no se pueden cortar,
pero sin embargo inducen sombras sobre los paneles, porqué están situados
sobre una de las partes más altas del terreno;
• Es necesario minimizar la distancia hacia el centro de transformación en
media tensión, hasta las casetas de control, y todo el cableado eléctrico, por
problema de coste del cableado, pero también de perdidas eléctricas en baja
tensión, bastante importantes;
• El terreno de naturaleza arcillosa, con su resistencia mecánica propia,
prohíbe colocar los seguidores demasiado cerca de los bordes.
Para implementar este modelado y este cálculo de sombras, es necesario conocer
perfectamente el movimiento del sol a lo largo del día y del año con alta precisión,
lo que nos permiten las ecuaciones del movimiento aparente del sol. Estas
ecuaciones muy complejas pueden ser implementadas en AutoCAD 2005 gracias a
sus herramientas avanzadas. Pero también hay que darse cuenta que un modelado
tal que esto solo podría, en principio, calcular las sombras en un momento dado del
año y del día, con una posición determinada de los seguidores, localizados a un
lugar preciso.
En pura teoría, una optimización tal que esta supondría un cálculo para cada
instante del día y del año, con cada combinación posible de los seguidores. Ni
hablar que este método teórico no pueda ser aplicado en un caso real industrial. Se
ha tenido que encontrar un método para limitar el número de posiciones que hay
que tener en cuenta.
Esto implica que se haya tenido que estudiar cuales son los momentos más críticos
del año y del día para poder calcular las sombras, caso por caso, en estos
momentos, con la posición correspondiente de los seguidores.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 56
La implantación final resulta del conjunto de los modelados, y de la intersección de
las posibles soluciones encontradas para cada uno de ellos.
Conociendo la latitud y la longitud de Madrid, y teniendo en cuenta el cambio entre
horario de verano y de invierno, se puede calcular con el ordenador la inclinación
del vector posición solar a lo largo del año, en cualquier momento de cualquier día.
La figura 38 muestra la elección del lugar de implantación dentro de los que existen
en la base de datos de AutoCAD 2005.
Figura 38: Elección del lugar de implantación con AutoCAD 2005
En primer lugar se analizan las sombras que están producidas el 21 de marzo a las
9h30 de la mañana. Este día corresponde al equinoccio de primavera y posee
propiedades importantes desde el punto de vista de la trayectoria aparente del sol
sobre la bóveda. Es equivalente al 21 de septiembre, que corresponde al equinoccio
de autumno, por lo cual solo es necesario analizar uno de los dos días. Se ha
elegido el 21 de marzo sin razón particular.
La particularidad de este día es que el sol se pone exactamente al este al amanecer
y exactamente al oeste al atardecer. La figura 39 muestra el momento preciso del
amanecer el 21 de marzo.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 57
Figura 39: Momento preciso del amanecer el 21 de marzo
El amanecer se produce exactamente a las 8h30 de la mañana. En el caso en el que
se hiciese el cálculo en este momento preciso del día, cualquier objeto tendría una
sombra de longitud infinita según la dirección este-oeste, y entonces sería
necesario alejar dos objetos de una distancia infinita para que no se den sombras
entre ellos según esta dirección. Este caso teórico no podría ser aplicable a una
planta solar, pero enseña desde luego que en la práctica nunca se puede realizar
una implantación sin dejar en ciertos momentos del día los paneles en sombras,
incluso completas. La dificultad reside en encontrar un óptimo entre el hecho de no
alejar demasiado los paneles entre ellos y el hecho de dar el mínimo de sombras
posibles. Para resolver este problema, la firma ADES, primer fabricante de
seguidores solares en España, ha establecido una norma que estima esta distancia
en función de la altura del seguidor, y estima que no se debe tener en cuenta la
primera y la última hora del día en el cálculo de sombras. En el caso del presente
proyecto, la restricción horaria puede ser aplicada sin dificultad pero dado que el
terreno tiene importantes variaciones de nivel, esta norma puede dar una primera
idea de esta distancia, pero nunca puede ser suficientemente precisa para poder
alcanzar un óptimo técnico-económico. El modelado que se ha realizado, teniendo
en cuenta estas diferencias de nivel, permite asegurarse que realmente se alcanza
este óptimo.
Dado que el 21 de marzo el sol se amanezca a las 8h30, se ha calculado las
sombras a partir de las 9h30, siendo este un momento clavé muy importante.
La figura 40 muestra el resultado en tres dimensiones del modelado de las sombras
que se dan los seguidores entre ellos el 21 de marzo a las 9h30. Esta figura
representa las sombras mas largas según las distancias este-oeste por la mañana.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 58
Figura 40: Sombras el 21 de marzo a las 9h30 de la mañana
De manera análoga, se ha calculado las sombras que se dan los seguidores entre si
el 21 de marzo a las 19h20, es decir exactamente una hora antes de atardecer.
Esta figura representa las sombras mas largas según la dirección este-oeste por la
tarde. El resultado se ve en la figura 41.
Figura 41: Sombras el 21 de marzo a las 19h20
La distancia según la dirección norte-sur se obtiene mediante un modelado
realizado el 21 de diciembre, día del solsticio de invierno, es decir el día en el que el
Sol esta mas bajo sobre la bóveda. Se ha calculado estas sombras en el momento
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 59
preciso que corresponde a un vector solar de dirección exactamente norte-sur, es
decir a medio día solar, lo que corresponde en este caso a las 14h14 precisamente.
La figura 42 muestra el resultado de esta modelado en tres dimensiones.
Figura 42: Sombras el 21 de diciembre a las 14h14
Existe una larga variedad de posiciones posibles entre estas posiciones extremas.
Con el fin de dar mas claridad al lector, se ha introducido aquí dos ejemplos mas de
momentos solares intermedios, correspondientes al 21 de diciembre a las 11h30 de
la mañana, es decir justo entre el amanecer y el medio día solar, y el 21 de
diciembre a las 17h30, es decir justo entre el medio día solar y el atardecer.
La figura 43 muestra las sombras el 21 de diciembre a las 11h30 de la mañana.
Figura 43: Sombras el 21 de diciembre a las 11h30 de la mañana
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 60
La figura 44 muestra las sombras el 21 de diciembre a las 17h30 de la tarde.
Figura 44: Sombras el 21 de diciembre a las 17h30 de la tarde
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 61
13.6 IMPLANTACIÓN DE LOS SEGUIDORES Según los criterios de optimización citados arriba, la implantación se ha realizado
de tal forma que minimice las sombras sobre los paneles, intentando reducirlas a
cero siempre que sea posible. El resultado indica que el óptimo encontrado entre
densidad máxima de seguidores y sombras mínimas corresponde a 18 seguidores,
implantados tal cómo se indica en la figura 45.
Figura 45: Implantación final de la finca norte
Sobre cada uno de los seguidores se colocan 6 x 10 = 60 paneles Total Energie TE
2000 200 Wp.
13.7 CÁLCULO DE PRODUCCIÓN Se han colocado un total de 18 seguidores, llevando cada uno 60 paneles de 200
Wp.
El número total de paneles es entonces de unos 18 x 60 = 1080 paneles.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 62
Esto nos da una potencia pico máxima teórica de 1080 x 200 = 216 000 Wp = 216
kWp.
Sabiendo que en Villarejo de Salvanés se tiene 1350 horas equivalentes de sol en
un año, se puede calcular la producción teórica máxima tal como:
E = P x t = 216 kWp x 1350h = 291 600 kWh.
En realidad este máximo teórico no se alcanza, debido como en el caso de las
estructuras fijas a que los paneles no están siempre ortogonales a la luz solar
directa (aunque mucho más con seguidores solares), y que se tienen perdidas
eléctricas.
Mediante las herramientas de cálculo de producción de la firma Total Energie
(Francia), se ha calculado una producción total de unos 253 000 kWh.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 63
14 FINCA SUROESTE: CENTRALITA 45 kV
La parte suroeste esta compuesta por una zona de escombras a unos 10 metros
por debajo de la parte anterior. Esta parte tiene la particularidad de ser inclinada
hacia el norte, lo que hace muy difícil la implantación de paneles solares, por lo cual
se ha decidido colocar allí las casetas eléctricas y la centralita de transformación
hasta media tensión. Se habla de una centralita de transformación en corriente
alterna desde una tensión de entrada de 440 V hasta una tensión de salida de 45
kV. El punto de conexión a la red eléctrica de Unión Fenosa esta situado justo al
lado de esta parcela. La situación se aclara en la figura 46.
Figura 46: Subestación de la finca suroeste y punto de enganche a la red de Fenosa
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 64
15 RESULTADOS Y CONCLUSIONES
El terreno se puede dividir en tres fincas.
La parte norte esta compuesta por un suelo de naturaleza arcillosa. Este terreno
tiene la particularidad de estar organizado en tres escalones principales, cada uno
separado por una diferencia de altura que varía entre seis y nueve metros. Estos
escalones están mas o menos orientados hacia el sur, de tal manera que se pueden
aprovechar para poder colocar los paneles, dando menos sombras entre si según la
dirección norte-sur. Por el contrario, el terreno esta también constituido por una
parte inclinada según una dirección más o menos este-oeste, lo que hace mas difícil
la implantación de los paneles, y mucho mas complejos los cálculos de sombras.
Se han colocado un total de 18 seguidores, llevando cada uno 60 paneles de 200
Wp.
Esto da una potencia pico máxima teórica de 216 kWp, y una producción teórica
máxima de 291 600 kWh.
Total Energie ha calculado una producción total de unos 253 000 kWh mediante las
herramientas de cálculo de producción de la firma.
La parte sureste esta compuesta de una zona de escombreras en las cuales es
imposible construir. Esta parte también es muy irregular, por lo que se ha decidido
aplanar el terreno antes de colocar los paneles. Dado que este tipo de terreno no
daba la garantía de permitir colocar seguidores, se ha decidido colocar estructuras
fijas de tipo cajones de plástico.
Se han colocado un total de 66 filas de 10 cajones conectados en serie entre ellos,
lo que da una potencia pico máxima teórica de 332 kWp y una producción de 448
000 kWh, pero una producción real de 405 000 kWh
La parte suroeste esta compuesta de una zona de escombras diez metros más bajo
que la parte anterior. Esta parte tiene la particularidad de estar inclinada hacia el
norte, lo que hace muy difícil la implantación de paneles solares, por lo que se ha
decidido colocar allí las casetas eléctricas y la centralita de transformación hasta
media tensión.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 65
La diferencia entre el valor teórico y el real se debe a dos razones principales:
• Se utilizan estructuras fijas, por lo que los paneles no siempre están en
posición ortogonal respecto a la luz solar directa, lo que implica una bajada
de la producción anual de unos 20 % en comparación con la teoría;
• Desde los paneles hasta el punto de conexión a la red, se tiene pérdidas
eléctricas de un 10 %, debido a pérdidas dentro de los inversores, pérdidas
a la largo del cableado y pérdidas en el punto de conexión.
Se han estimado a 1350 horas equivalentes la irradiación solar anual en Villarejo de
Salvanés.
Por fin, un estudio económico demuestra la rentabilidad del proyecto a medio plazo
(9 años) y un VAN de 365 000 € a lo largo de los 25 años de garantía de los
paneles, con posibilidad de tener mas beneficio si los paneles siguen produciendo
después de este plazo.
DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA 66
16 REFERENCIAS
LIBROS PLANA, I., ROSELL, J.R. (2005): Tecnología solar. Ediciones Mundi-Prensa. MARKVART, T., CASTANER, L. (2005): Practical Handbook of Photovoltaics: Fundamentals and Applications. Ediciones Elsevier.
INTERNET
www.ades.tv Número 1 español en fabricación de
seguidores solares
www.censolar.com Sitio lleno de recursos y herramientas sobre
la energía solar
www.fotosolar.com Sitio Web de la empresa Fotosolar
www.ine.com Instituto Nacional de Estadísticas
www.inm.es Instituto Nacional Meteorológico
www.isofoton.com Número 1 español de seguidores de gran
tamaño
www.total-energie.com Sitio de Total Energie en Francia, grupo al
cual pertenece la empresa Fotosolar
www.villarejodesalvanes.com Sitio oficial del ayuntamiento de Villarejo
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE
INGENIEROS DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES
IMPLANTACIÓN DE UNA HUERTA SOLAR CON
SEGUIDORES SOBRE UN TERRENO DE NIVEL MUY
IRREGULAR
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO
JONATHAN LELOUX SEPTIEMBRE 2005
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 68
1 PRECIO DE VENTA DE LA ENERGÍA SOLAR
El sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica se ha reglamentado en España y
en muchos otros sitios y su principal misión es incrementar la producción de
electricidad sin contaminar el medio ambiente.
El Real Decreto Nº 2818/1998 del 30 de Diciembre de 1998 que entró en vigor a
principios de 1999 estableció que es obligación de las empresas de electricidad,
comprar la electricidad producida por sistemas fotovoltaicos, y además la
facturación tiene una prima que se establece en 0,42150 € por kWh producido para
sistemas inferiores de 5 kWp y 30,21 € por kWh producido para sistemas mayores
de 5 kWp. Este Real Decreto ha sido derogado con la entrada en vigor del Real
Decreto 436 de 2004.
Como regla general, la inversión mínima es de unos 4,7 Euros por watio. Por cada
watio de producción comprado se cobra 5,9 euros en media, debido al precio de la
venta de la electricidad a la red. Tal vez este previo subirá hasta valores todavía
mas elevada estos próximos años, tal como resultados de nuevas ayudas aplicadas
según el dominio b.1.1. del Real Decreto 436 de 2004.
A este precio se debe restar la subvención del Ministerio de Industria y Trabajo y/o
de las Comunidades Autónomas, las cuales subvencionaron gran parte de la
inversión inicial que hasta el 31/12/1999 fue de máximo 1 500 pesetas por Wp y
hasta el 50 % de la inversión total, logrando así un resultado económico muy
atractivo y fácil de amortizar.
Las informaciones sobre subvenciones estatales - en 1999 eran de 1 500 pesetas
por Wp instalado, máximo 50 % de la inversión total, se consiguen en las
Delegaciones Provinciales de la Consejería de Industria y Trabajo de su zona. Las
condiciones del contrato y primas de venta de kWh se pueden solicitar
directamente a la empresa de electricidad de la zona.
Es de dominio público que existen programas que apoyan y subvencionan a los que
decidan invertir en una instalación fotovoltaica de conexión a red. Sin embargo, es
preciso mencionar que puede obtenerse rentabilidad en términos muy distintos de
los puramente económicos. Es decir, además de obtener energía existe una
rentabilidad relacionada con aspectos como la investigación y desarrollo, la defensa
y protección del medio ambiente, imagen pública, publicidad de empresa, etc. Estos
aspectos, pueden motivar decisiones en el sentido de invertir en esta aplicación
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 69
mucho antes de que se alcancen los niveles de competitividad con la energía
convencional en términos exclusivos del coste del kWh generado.
Se está estudiando en el Ministerio de Industria una revisión en alza de las primas a
la fotovoltaica con el fin de eliminar todas las otras ayudas.
Los sistemas que aprovechan las fuentes de energía renovable están ganando
terreno, y el ritmo de avance es tan rápido que puede fácilmente perderse de vista
la magnitud de lo que esta sucediendo. Verificando lo ocurrido, podemos afirmar
que es posible constatar un cambio fundamental y generalizado en el pensamiento
de finales de los años 90. Es un consenso creciente en cuanto a que el
aprovechamiento de las energías renovables supondrá progreso económico y
protección medioambiental.
Además, con la conexión a red de la instalación fotovoltaica, el usuario y la
compañía eléctrica emprenden un nuevo tipo de relación. Una relación que se
presenta como reto tecnológico de futuro, y que tiene importantes valores
añadidos. Se pueden destacar:
• La electricidad fotovoltaica tiene un potente añadido económico que viene
dado en el caso de sustitución de otras energías. Se trata de que la
electricidad solar es una clara apuesta por la conservación del medio
ambiente. La generación de energía positiva (electricidad fotovoltaica)
supone una eficiente forma de reducir las emisiones de agentes
contaminantes a la atmósfera que se derivan de las fuentes convencionales,
y al mismo tiempo, supone un ahorro de combustibles fósiles para las
generaciones futuras.
• Muchos se encuentran tan ensimismados en el debate de acontecimientos
institucionales futuros que quizás no se den cuenta de la transformación
económica que ya está en marcha como consecuencia del aumento en la
utilización de las fuentes de energía renovable. En el caso que nos atañe, la
tecnología fotovoltaica es la base de un tejido industrial que goza de un
elevado potencial de exportación. Es una actividad productiva con futuro, y
en la UE se dispone de una industria muy motivada en este sector. Con las
principales compañías petrolíferas y otras grandes sociedades europeas,
están operativas numerosas pequeñas y medianas empresas. Las
previsiones existentes apuntan a que su número podría aumentar de forma
estable, creándose más de 70.000 empleos en Europa antes del 2010.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 70
• Si consideramos que la energía solar es un recurso autóctono, cuanto mayor
presencia tenga en nuestro sistema de energía, menor presencia tendrá el
recurso importado. Es evidente que el cuidado aprovechamiento de los
recursos renovables ayuda a la disminución de la dependencia energética
con el exterior. Este hecho siempre ha proporcionado un aumento de la
seguridad y diversidad del suministro energético.
• La generación fotovoltaica es un método silencioso, es un procedimiento
fiable y es una construcción eléctrica de muy bajo mantenimiento.
• Las ciudades son sistemas abiertos que requieren de materia y energía para
mantener operativa su compleja estructura. En la mayoría de las ocasiones,
es necesario trasladar energía hasta el consumidor por medio de redes de
transporte y distribución. El transportar energía lleva implícito dificultades
que en ocasiones resultan prohibitivas. Por el contrario, la generación
fotovoltaica de electricidad se encuentra cerca del punto de consumo, lo que
favorece la diversidad del sistema y reduce las pérdidas ocasionadas en el
transporte y distribución. La generación distribuida de electricidad tiene un
gran atractivo.
Cabe destacar de las centrales fotovoltaicas, el poco tiempo que se necesita para su
construcción y la facilidad con que se pueden instalar en nuestros pueblos y
ciudades. La generación fotovoltaica inyecta potencia en la red sin menoscabo
alguno de la calidad del suministro y ofrece la posibilidad de obtener de forma
limpia electricidad de alto valor comercial.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 71
2 CONDICIONES E HIPÓTESIS ECONÓMICAS
• Este negocio se basa en las buenas condiciones económicas que a corto,
medio y largo plazo comporta el desarrollo de las energías renovables, y en
especial la energía solar fotovoltaica: esencialmente, la prima pagada al
kWh conectado a la red eléctrica y, consecuentemente, el valor que alcanza
en el mercado un proyecto solar finalizado.
• La evolución de las primas que incentivan las energías renovables, y en
particular la prima solar, ha ido acompañada en los últimos años de una
cierta incertidumbre. Sin embargo, en 2004, el Ministerio de Economía ha
trabajado en un Plan de Estabilidad para las energías renovables, que
pretende seguir fomentado la inversión. Este plan se aprobó mediante el
Real Decreto 436/2004, ya descrito anteriormente.
• La nueva metodología de cálculo de los precios y primas, que representa el
plan de estabilidad para las energías renovables, establece la siguiente tarifa
para una instalación solar puesta en marcha en 2005:
o La nueva metodología define la Tarifa Media de Referencia, a partir
de la que se calcula el precio de la electricidad de origen solar
fotovoltaico. Esta TMR ha sido fijada en 7,2 c€/kWh en 2005 y se
actualizará anualmente con un valor entre el 1,4 y el 2%:
Para los primeros 25 años de funcionamiento el precio de la
electricidad de origen solar fotovoltaico es el 575 % de la
TMR.
Para los siguientes 15 años de funcionamiento el precio de la
electricidad de origen solar es el 460 % de la TMR.
• Estos valores sitúan la tarifa para el kWh solar fotovoltaico en 2005 en 42
céntimos de euros.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 72
3 CÁLCULO DE RENTABILIDAD DEL PROYECTO
El presupuesto general del presente proyecto es tal que lo muestra la tabla 1:
Tabla 1: Presupuesto general de la instalación
Unidades P.U. Precio total Paneles fotovoltaicos TE 2000 200 Wp, instalados 2 740,00 735,00 2 013 900,00 Seguidores, instalados, Obra Civil incluida 18,00 30 000,00 540 000,00 Accesos, varios de obra civil 1,00 50 000,00 50 000,00 Inversores Ingeteam 34,00 8 000,00 272 000,00 Cableado de la instalación 1,00 100 000,00 100 000,00 Sistema de media tensión: Centro de transformación y Línea de interconexión 520,80 50,00 26 040,00 Ingeniería y D.O. 19 000,00
Ingeniería y D.O. 1,00 15 000 Gastos desplazamiento 1,00 2 000,00
Visados etc 1,00 2 000,00
TOTAL EJECUCIÓN MATERIAL 3 020 940,00
El proyecto sólo puede ser rentable si esta capaz de compensar esta inversión. La
recuperación del dinero invertido es función en gran parte de la energía producida y
del precio de venta de la energía fotovoltaica a la red de media tensión.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 73
La tabla 2 muestra el cálculo de la producción y los beneficios inducidos:
Tabla 2: Hipótesis de base del estudio económico
INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA CONECTADA A RED
Potencia 548,00 kWp
Precio 3 020 940 EUR 5,900
483 350 IVA €/Wp
Módulos 2 740 TE 2000
uds.
Localización Madrid
Producción 658 000 /kW 1 350
658 000 Total h equivalentes
Facturación Energía 277 345 EUR/ anuales 0,42150
€/kWh
Gastos 27 734 EUR anuales
10 %
27 734 Total Gastos Anuales
CONDICIONES DE PARTIDA
Inflación 2 % Modalidad Préstamo
Tipo de Interés 5 % 10 años sin carencia
Venta de energía:
575 % TMR x 25 años
460 % TMR +15 años
RENTABILIDAD
DESPUÉS DE IMPUESTOS
Recuperación de la Inversión 10 Años
T.I.R. 9,28 %
ANTES DE IMPUESTOS
Recuperación de la Inversión 10 Años
T.I.R. 10,14 %
Crédito fiscal -2 590 079
En esta tabla se puede destacar una producción total anual de 658 000 kWh, lo que
da una cantidad de dinero entrante equivalente a esta cantidad multiplicada por el
precio de venta de la energía. La tabla 3 presenta un análisis mas profundo.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 74
Tabla 3: Flujo de caja del proyecto de Villarejo de Salvanés
Continúa
Total Inversión 3 020 940 EUR
0 EUR
IVA 16% 483 350 EUR
Financiable largo plazo 2 265 705 EUR 75 %
Financiable corto plazo (IVA+subvención) 483 350 25 %
Fondos propios 755 235 Tipo de Interés Préstamo EURIBOR 6m + 1% 5 000 % EUR
Bonificación Intereses 0 % EUR
Principal 2 265 705 EUR
Cuota Anual 226 571 EUR 10 años
Tipo de Interés Préstamo final 5 000%
ESCENARIO 1 ANTES DE IMPUESTOS
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Facturación de Energía 277 345 282 892 288 549 294 320 300 207 306 211 312 335 318 582 324 953 331 453 338 082 344 843
Inversión Fondos propios -755 235
IVA 16% (100%) -483 350
Devolución Préstamo corto plazo 483 350
Devolución Préstamo largo plazo -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419
Gastos Anuales -27 734 -28 566 -29 423 -30 306 -31 215 -32 152 -33 116 -34.110 -35.133 -36 187 -37 273 -38 391
Total Cash Flow Inversión -1 238 585 439 541 -39 094 -34 293 -29 405 -24 428 -19 360 -14 200 -8 947 -3 599 1 846 300 809 306 452
Continúa
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 75
Continúa
Tesorería -483 350 -43 809 -82 903 -117 196 -146 601 -171 029 -190 389 -204 590 -213 537 -217 136 -215 290 85 519 391 971
Cash Flow acumulado -1 238 585 -799 044 -838 138 -872 431 -901 836 -926 264 -945 624 -959 825 -968 772 -972 371 -970 525 -669 716 -363 264
Total Cash Flow Proyecto -3 504 290 732 961 254 325 259 126 264 014 268 991 274 059 279 219 284 472 289 820 295 265 300 809 306 452
Recuperación de la Inversión 9,5 Años
T.I.R. Inversión 10,14 % 25 Años
T.I.R. Proyecto 8,25 % 25 Años
VAN 557 559
ESCENARIO 2 DESPUÉS DE IMPUESTOS
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Facturación de Energía 277 345 282 892 288 549 294 320 300 207 306 211 312 335 318 582 324 953 331 453 338 082 344 843
Subvención 0
Inversión Proyecto -3 020 940
Inversión Fondos propios -755 235
IVA 16% (100%) -483 350
Devolución Préstamo corto plazo 483 350
Devolución Préstamo largo plazo -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419 -293 419
Gastos Anuales -27 734 -28 566 -29 423 -30 306 -31 215 -32 152 -33 116 -34 110 -35 133 -36 187 -37 273 -38 391
Continúa
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 76
Conclusión
Amortización 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094 302 094
Margen Operativo -43 809 -39 094 -34 293 -29 405 -24 428 -19 360 -14 200 -8 947 -3 599 1 846 300 809 306 452
Beneficio Antes de Impuestos -345 903 -341 188 -336 387 -331 499 -326 522 -321 454 -316 294 -311 041 -305 693 -300 248 300 809 306 452
Pérdidas acumuladas -341 188 -677 575 -1009 074 -1335596 -1657050 -1 973 345 -2284 386 -2 590 079 -2890327 -2589518 -2 283 066
Impuestos (30%) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Deducción 10% Inversión 0
Total Cash Flow Inversión -1 238 585 439 541 -39 094 -34 293 -29 405 -24 428 -19 360 -14 200 -8 947 -3 599 1 846 300 809 306 452
Tesorería -483 350 -43 809 -82 903 -117 196 -146 601 -171 029 -190 389 -204 590 -213 537 -217 136 -215 290 85 519 391 971
Cash Flow acumulado -1 238 585 -799 044 -838 138 -872 431 -901 836 -926 264 -945 624 -959 825 -968 772 -972 371 -970 525 -669 716 -363 264
Recuperación de la Inversión 10,0 Años
T.I.R. Inversión 9,28 % 25 Años
VAN 365 000
Conclusión
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 77
Se puede destacar un VAN descontada la inversión de 365 000 euros después de un
periodo de 25 años, la cual corresponde al plazo de garantía de los paneles solares
Total Energie. No se consideren los ingresos más allá del 25 años porqué el plazo es
demasiado grande para poder deducir números exactos, y aún no se conoce con
alta precisión el efecto de envejecimiento de los módulos fotovoltaicos y la
consiguiente pérdida de producción. No obstante, existe un valor residual de la
instalación hasta en año 40.
Un dato muy importante es el plazo después del cual se recupera la inversión, es
decir a partir de que momento el inversionista empieza a tener un beneficio. Este
plazo es de 9 años, lo que se deduce analizando la evolución del flujo de caja.
DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO 78
4 RIESGOS Y COBERTURAS
Tarifa: Los riesgos de un cambio del marco tarifario son nulos dado que la tarifa
está fijada por Ley para un periodo de 40 años. Es posible que veamos cambios en
las tarifas a medida que los costes de instalación vayan bajando, pero nunca con
efectos retroactivos.
Producción: La producción dependerá de la radiación solar. Considerando el
periodo completo de proyección, 25 años, el riesgo de desviación global de ingresos
debe considerarse reducido, dado que la base estadística tomada es muy amplia
(10 años) y el periodo de proyección es lo suficientemente extenso para compensar
ciclos. El mayor riesgo vendría dado por una baja radiación solar los primeros años,
donde se soporta toda la carga financiera, y que, eventualmente, hubiese que
aumentar la base de fondos propios.
Tipos de interés: No hay riesgo en este respecto, dado que estamos considerando
un tipo fijo aplicable a toda la vida del proyecto.
Contingencias: La tecnología es sencilla y probada, por lo que en este aspecto no
caben grandes sorpresas. Los siniestros por causas diversas quedan cubiertos por
la póliza de seguros en su inmensa mayoría (se cubren daños directos y lucro
cesante). En general, el riesgo por contingencias no debe ser mayor al de cualquier
otra actividad empresarial sin riesgo especial.
Autoseguro: Al margen de la póliza de seguro comentada, la huerta solar operará
bajo el régimen de autoseguro, esto es, la asignación de la producción por
instalación se realizará dividiendo la producción total entre el número de
instalaciones en vez de medir y asignar los rendimientos de forma individual. De
esta forma, un fallo en una instalación concreta se diluye entre todas las demás
instalaciones.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE
INGENIEROS DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES
IMPLANTACIÓN DE UNA HUERTA SOLAR CON
SEGUIDORES SOBRE UN TERRENO DE NIVEL MUY
IRREGULAR
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES
JONATHAN LELOUX SEPTIEMBRE 2005
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 80
1 OBJETO
Este pliego de condiciones determina los requisitos a que se debe ajustar la
ejecución de instalaciones para la generación y distribución de energía eléctrica
cuyas características técnicas están especificadas en el Proyecto.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 81
2 CAMPO DE APLICACIÓN
Este pliego de condiciones se refiere a la construcción de redes aéreas o
subterráneas de baja y alta tensión hasta 132 kV, así como centros de
transformación y centrales hidroeléctricas en general.
Los pliegos de condiciones particulares podrán modificar las presentes
prescripciones.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 82
3 DISPOSICIONES GENERALES
El contratista está obligado al cumplimiento de la Reglamentación del Trabajo
correspondiente, la contratación del Seguro Obligatorio, Subsidio familiar y de
vejez, Seguro de enfermedad y todas aquellas reglamentaciones de carácter social
vigentes o que en lo sucesivo se dicten. En particular deberá cumplir lo dispuesto
en la Norma UNE 24042 "Contratación de Obras. Condiciones Generales", siempre
que no lo modifique el presente pliego de condiciones.
3.1 CONDICIONES FACULTATIVAS LEGALES
Las obras del Proyecto, además de lo prescrito en el presente pliego de condiciones,
se regirán por lo especificado en:
a) Reglamento sobre Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión; Reglamento
Electrotécnico para Baja Tensión y Reglamento sobre Centrales Eléctrica,
Subestaciones y Centros de Transformación
b) Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo, vigente a la fecha.
3.2 SEGURIDAD EN EL TRABAJO
El contratista está obligado a cumplir las condiciones que se indican en este Pliego
de Condiciones y cuantas en esta materia fueran de pertinente aplicación.
Asimismo, deberá proveer cuanto fuera preciso para el mantenimiento de las
máquinas, herramientas, materiales y útiles de trabajo en debidas condiciones de
seguridad.
Mientras los operarios trabajen en circuitos o equipos en tensión o en su
proximidad, usarán ropa sin accesorios metálicos y evitarán el uso innecesario de
objetos de metal; los metros, reglas, mangos de aceiteras, útiles limpiadores, etc.
que se utilicen, no deben ser de material conductor. Se llevarán las herramientas o
equipos en bolsas y se utilizará calzado aislante o al menos sin herrajes y/o clavos
en las suelas.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 83
El personal de la contrata viene obligado a usar todos los dispositivos y medios de
protección personal, herramientas y prendas de seguridad exigidas para eliminar o
reducir los riesgos profesionales, tales como casco, gafas, banqueta aislante, etc.
pudiendo el Director de Obra suspender los trabajos, si estima que el personal de la
Contrata está expuesto a peligros que son corregibles.
El Director de Obra podrá exigir del Contratista, ordenándolo por escrito, el cese en
la obra de cualquier empleado y obrero que, por imprudencia temeraria, fuera
capaz de producir accidentes que hicieran peligrar la integridad física del propio
trabajador o de sus compañeros.
El Director de Obra podrá exigir del contratista en cualquier momento, antes o
después de la iniciación de los trabajos, que presente los documentos acreditativos
de haber formalizado los regímenes de Seguridad Social de todo tipo (afiliación,
accidente, enfermedad, etc.) en la forma legalmente establecida.
3.3 SEGURIDAD PÚBLICA
El contratista deberá tomar todas las precauciones máximas en todas las
operaciones y usos de equipos para proteger a las personas, animales y cosas de
los peligros procedentes del trabajo, siendo de su cuenta las responsabilidades que
por tales accidentes se ocasionen.
El contratista mantendrá póliza de Seguros que proteja suficientemente a él y a sus
empleados u obreros frente a las responsabilidades por daños, civil, etc. en que uno
y otro pudieran incurrir para con el contratista o para terceros, como consecuencia
de la ejecución de los trabajos.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 84
4 ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO
El contratista ordenará los trabajos en la forma más eficaz para la perfecta
ejecución de los mismos y las obras se realizarán siempre, siguiendo las
indicaciones del Director de Obra, al amparo de las condiciones siguientes:
4.1 DATOS DE LA OBRA
Se entregará al contratista una copia de los planos y pliegos de condiciones del
Proyecto, así como cuantos planos o datos necesite para la completa ejecución de
la obra.
El contratista podrá tomar nota o sacar copia a su costa de la Memoria,
Presupuesto y Anejos del Proyecto, así como segundas copias de todos los
documentos.
El contratista es responsable de la buena conservación de los originales, de donde
obtenga las copias, los cuales serán devueltos al Director de Obra después de su
utilización.
Por otra parte, en un plazo máximo de dos meses, después de la terminación de los
trabajos, el contratista deberá actualizar los diversos planos y documentos
existentes, de acuerdo con las características de la obra terminada, entregando al
Director de Obra dos expedientes completos relativos a los trabajos realmente
ejecutados.
No se harán por el contratista alteraciones, correcciones, omisiones, adiciones o
variaciones sustanciales en los datos fijados en el Proyecto, salvo aprobación previa
por escrito del Director de Obra.
4.2 REPLANTEO DE LA OBRA
El director de obra, una vez que el contratista esté en posesión del Proyecto y antes
de comenzar las obras, deberá hacer el replanteo de las mismas, con especial
atención en los puntos singulares, entregando al Contratista las referencias y datos
necesarios para fijar completamente la ubicación de las mismas.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 85
Se levantará por duplicado, Acta en la que constarán claramente, los datos
entregados, firmada por el Director de obra y por el contratista o su representante.
Los gastos de replanteo serán por cuenta del Contratista.
Mejoras y variaciones del Proyecto.
No se considerarán mejoras ni variaciones del Proyecto, más que aquellas que
hayan sido ordenadas expresamente por escrito por el Director de Obra y
convenido precio antes de proceder a su ejecución.
Las obras accesorias o delicadas, no incluidas en los precios de adjudicación podrán
ejecutarse con personal independiente del contratista.
4.3 RECEPCIÓN DEL MATERIAL
El Director de Obra de acuerdo con el contratista dará a su debido tiempo su
aprobación sobre el material suministrado y confirmará que permite una instalación
correcta.
La vigilancia y conservación del material suministrado será por cuenta del
contratista.
4.4 ORGANIZACIÓN
El contratista actuará de patrono legal, aceptando todas las responsabilidades
correspondientes y quedando obligado al pago de los salarios y cargas que
legalmente están establecidas y en general, a todo cuanto se legisle, decrete u
ordene sobre el particular, antes o durante la ejecución de la obra.
Dentro de lo estipulado en el pliego de condiciones, la organización de la obra, así
como la determinación de la procedencia de los materiales que se empleen, estará
a cargo del Contratista a quien corresponderá la responsabilidad de la seguridad
contra accidentes.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 86
El contratista deberá sin embargo, informar al Director de obra de todos los planes
de organización técnica de la Obra, así como de la procedencia de los materiales y
cumplimentar cuantas órdenes le dé éste en relación con datos extremos.
4.5 EJECUCIÓN DE LAS OBRAS
Las obras se ejecutarán conforme al Proyecto y a las condiciones contenidas en
este pliego de condiciones y en el pliego particular si lo hubiera y de acuerdo con
las especificaciones señaladas en el de Condiciones técnicas.
El contratista, salvo aprobación por escrito del Director de Obra, no podrá hacer
ninguna alteración o modificación de cualquier naturaleza, tanto en la ejecución de
la obra en relación con el Proyecto, como en las Condiciones Técnicas especificadas,
sin perjuicio de lo que en cada momento pueda ordenarse por el Director de Obra.
El contratista no podrá utilizar en los trabajos personal que no sea de su exclusiva
cuenta y cargo, salvo si así se aprobase.
Igualmente será de su exclusiva cuenta y cargo aquel personal ajeno al
propiamente manual y que sea necesario para el control administrativo del mismo.
El contratista deberá tener al frente de los trabajos un técnico suficientemente
especializado a juicio del Director de Obra.
4.6 SUBCONTRATACIÓN DE OBRAS
Salvo que el contrato disponga lo contrario o que de su naturaleza y condiciones se
deduzca que la obra ha de ser ejecutada directamente por el adjudicatario, podrá
éste concertar con terceros la realización de determinadas unidades de obra.
La celebración de los subcontratos estará sometida al cumplimiento de los
siguientes requisitos:
a) Que se dé conocimiento por escrito al Director de Obra del subcontrato a
celebrar, con indicación de las partes de obra a realizar y sus condiciones
económicas, a fin de que aquel lo autorice previamente.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 87
b) Que las unidades de obra que el adjudicatario contrate con terceros, no exceda
del 50% del presupuesto total de la obra principal.
En cualquier caso el contratista no quedará vinculado en absoluto ni reconocerá
ninguna obligación contractual entre él y el subcontratista y cualquier
subcontratación de obras no eximirá al contratista de ninguna de sus obligaciones
respecto al contratante.
4.7 PLAZO DE EJECUCIÓN
Los plazos de ejecución, total y parciales, indicados en el contrato, se empezarán a
contar a partir de la fecha de replanteo.
El contratista estará obligado a cumplir con los plazos que se señalen en el contrato
para la ejecución de las obras y que serán improrrogables.
No obstante lo anteriormente indicado, los plazos podrán ser objeto de
modificaciones cuando así resulte por cambios determinados por el Director de
Obra debidos a exigencias de la realización de las obras y siempre que tales
cambios influyan realmente en los plazos señalados en el contrato.
Si por cualquier causa, ajena por completo al contratista, no fuera posible empezar
los trabajos en la fecha prevista o tuvieran que ser suspendidos una vez
empezados, se concederá por el Director de Obra, la prórroga estrictamente
necesaria.
4.8 RECEPCIÓN PROVISIONAL
Una vez terminadas las obras y dentro de los quince días siguientes a la petición del
contratista, se hará la recepción provisional de las obras por el contratante,
requiriendo para ello la presencia del Director de Obra y del representante del
contratista, levantándose la correspondiente Acta, en la que se hará constar la
conformidad con los trabajos realizados, si este es el caso. Dicha Acta será firmada
por el Director de Obra y el representante del Contratista, dándose la obra por
recibida si se ha ejecutado correctamente de acuerdo con las especificaciones
dadas en el pliego de condiciones técnicas y el proyecto correspondiente,
comenzándose entonces a contar el plazo de garantía.
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 88
En el caso de no hallarse la Obra en estado de ser recibida, se hará constar así en
el Acta y se darán al contratista las instrucciones precisas y detalladas para
remediar los defectos observados, fijándose un plazo de ejecución. Expirado dicho
plazo, se hará un nuevo reconocimiento. Las obras de reparación serán por cuenta
y a cargo del contratista. Si éste no cumpliese estas prescripciones, podrá
declararse rescindido el contrato con pérdida de la fianza.
La forma de recepción se indica en el pliego de condiciones técnicas
correspondiente.
4.9 PERIODOS DE GARANTÍA
El periodo de garantía será el señalado en el contrato y empezará a contar desde la
fecha de aprobación del Acta de recepción.
Hasta que tenga lugar la recepción definitiva, el contratista es responsable de la
conservación de la obra, siendo de su cuenta y cargo las reparaciones por defectos
de ejecución o mala calidad de los materiales.
Durante este periodo, el contratista garantizará al contratante contra toda
reclamación de terceros, fundada en causa y por ocasión de la ejecución de la obra.
4.10 RECEPCIÓN DEFINITIVA
Al terminar el plazo de garantía señalado en el contrato o en su defecto a los seis
meses de la recepción provisional, se procederá a la recepción definitiva de las
obras, con la concurrencia del Director de Obra y del representante del contratista,
levantándose el Acta correspondiente por duplicado (si las obras son conformes),
que será firmada por el Director de obra y el representante del contratista y
ratificada por el contratante y el contratista.
4.11 PAGO DE OBRAS
El pago de obras realizadas se hará sobre certificaciones parciales que se
practicarán mensualmente, Dichas certificaciones contendrán solamente las
unidades de obra totalmente terminada que se hubieran ejecutado en el plazo a
que se refieran. La relación valorada que figure en las certificaciones, se hará con
DOCUMENTO Nº 3: PLIEGO DE CONDICIONES 89
arreglo a los precios establecidos, reducidos en un 10% y con la cubicación, planos
y referencias necesarias para su comprobación.
Serán de cuenta del contratista las operaciones necesarias para medir unidades
ocultas o enterradas, si no se ha advertido al Director de Obra oportunamente para
su medición.
La comprobación, aceptación o reparos deberán quedar terminadas por ambas
partes en un plazo máximo de quince días.
El Director de Obra expedirá las certificaciones de las obras ejecutadas que tendrán
carácter de documentos provisionales a buena cuenta, rectificables por la
liquidación definitiva o por cualquiera de las certificaciones siguientes, no
suponiendo por otra parte, aprobación ni recepción de las obras ejecutadas y
comprendidas en dichas certificaciones.
4.12 ABONO DE MATERIALES ACOPIADOS
Cuando a juicio del Director de Obra no haya peligro de que desaparezcan o se
deterioren los materiales acopiados y reconocidos como útiles, se abonarán con
arreglo a los precios descompuestos de la adjudicación. Dicho material será
indicado por el Director de Obra que lo reflejará en el Acta de recepción de Obra,
señalando el plazo de entrega en los lugares previamente indicados. El contratista
será responsable de los daños que se produzcan en la carga, transporte y descarga
de este material.
La restitución de las bobinas vacías se hará en el plazo de un mes, una vez que se
haya instalado el cable que contenían. En caso de retraso en su restitución,
deterioro o pérdida, el contratista se hará también cargo de los gastos
suplementarios que puedan resultar.