L'ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

 
7.2 Sistema connectat a la xarxa elèctrica (2)

Aquestes plaques (Il·lustració 7.1) estan constituïdes per cèl·lules quadrades de silici monocristal·lí d'alta eficiència, capaces de produir energia amb tan sols un 4-5 % de radiació solar, així la producció s'estén des de què surt el Sol fins al vespre. Tenen una garantia de 10 anys.

        
Il·lustració 7.1. Placa solar ATERSA A-85
Font: ATERSA

Per a aguantar les plaques solars s'ha buscat una estructura d'acer galvanitzat per a 5 plaques fotovoltaiques A-85, del qual s'adquiriran 4 unitats i una estructura d'acer galvanitzat per a 3 plaques fotovoltaiques A-85, del qual se n'adquirirà una. El preu de les estructures ve detallat en la següent taula:

L'inversor que utilitzarem serà un inversor TAURO PRM per a connexió a la xarxa, de 6.000 W de potència nominal, ja que el nostre sistema és de 5.000 W i es necessita sempre un marge la potència de la instal·lació i la de l'inversor. Les característiques de l'inversor venen en la següent taula:

L'inversor funciona de forma totalment automàtica, i així durant els períodes nocturns l'inversor resta parat vigilant els valors de tensió de xarxa i del generador fotovoltaic. Al sortir el Sol, la tensió del generador augmenta, el que suposa que el funcionament de l'inversor que comença a injectar corrent a la xarxa. A més té controladors per si es produís un dels següents casos: una fallida a la xarxa elèctrica, una tensió fora de rang, si la freqüència està fora de límits, una temperatura elevada, si la tensió del generador fotovoltaic és baixa o si la intensitat del generador fotovoltaic fos insuficient.

Il·lustració 7.2. Inversor TAURO PR-6000.
Font: Elektron.

L'últim element que ens fa falta és el comptador. Hem escollit un comptador monofàsic SIEMENS, d'energia activa, a tensió de 220 V, a una intensitat de 30 ampers. El preu del comptador és de 11.448 ptes., més 1.500 ptes. de verificació.

   
Il·lustració 7.3. Comptador Siemens.
Font: Siemens.

S'ha de comptar també el cable que surt del conjunt dels mòduls solars i va fins a l'inversor, pel que s'ha suposat uns 25 m de longitud d'un cable flexible de 50 mm² de secció (fent un càlcul ha resultat un cable de 46 mm², però ha de ser d'una mida estàndard). El metre de cable d'aquestes dimensions costa 1.393 ptes. El cable que surt de l'inversor cap a la xarxa elèctrica ja no ha de ser d'aquestes dimensions, pel que el seu cost no s'ha considerat.

A tot el preu se li ha d'afegir la mà d'obra. Una instal·lació d'aquestes característiques és pot realitzar amb 25 dies, treballant 8 hores al dia, a unes 4.000 ptes. l'hora. Així la mà d'obra costarà unes 800.000 ptes. Amb tots els elements ja valorats el cost final de tota la instal·lació es pot veure en la taula de la pàgina següent.

El cost total de la instal·lació serà de 5.303.836 ptes. Aquest preu es pot reduir molt gràcies a les subvencions [38], arribant en alguns casos al finançament del 100 % dels costos. Les entitats que subvencionen les instal·lacions fotovoltaiques són el programa europeu Thermie, el Ministeri d'Indústria i Treball, la Generalitat de Catalunya i l'Ajuntament de Barcelona. En el treball no s'ha inclòs el preu final amb les subvencions, perquè les administracions et demanen un projecte per determinar quin és el valor a subvencionar. Les subvencions reduirien com a mínim el preu en un 50 %.

Els tràmits a seguir per instal·lar la central elèctrica fotovoltaica són:

• Elaborar un projecte i un pressupost adaptat a les necessitats de l'escola (aquest pas ja està realitzat)
• Obtenir la llicència municipal d'instal·lació menor. L'Ajuntament de Barcelona subvenciona aquesta quota que és del 0,275 %.
• Sol·licitar una subvenció a l'Ajuntament de Barcelona.
• Sol·licitar la inscripció al Règim Especial de Producció Elèctrica (REPE) al Departament d'Indústria, Comerç i Turisme de la Generalitat de Catalunya.
• Una vegada autoritzada la instal·lació, la companyia elèctrica subministradora d'energia a l'escola té l'obligació d'acceptar un contracte per injecció a la xarxa elèctrica en monofàsic, contracte en el qual s'estableix el punt de connexió i el règim de facturació.
• Inspecció final del Departament d'Indústria i Energia de la Generalitat de Catalunya i posada en funcionament. Inscripció definitiva al REPE.

Existeix una agrupació d'escoles amb energia solar, formada per EcoCoDE i Greenpeace. Aquestes associacions et realitzen el projecte (sempre adaptant-se a les condicions d'inici proposades per l'escola), la negociació amb el Ministeri, la Generalitat de Catalunya, patrocinadors i fabricants i organitzen una sèrie d'activitats per finançar el projecte. L'únic que s'ha de fer és omplir la sol·licitud a la pàgina web de Greenpeace.

També s'ha volgut demostrar que la central és rendible, i per tant que la inversió inicial ha estat amortitzada i fins hi tot superada. La central produeix 5 kW cada hora, i calculant que Barcelona té 4 hores de sol pic al dia de mitjana, al cap d'un any la central fotovoltaica ha produït 7.300 kWh.

5 kW x 4 hores x 365 dies = 7300 kWh a l'any.

Així, com que la companyia elèctrica està obligada a pagar cada kWh per 66 ptes., al cap d'un any els diners que cobraria l'escola serien 481.800 ptes. Al cap dels trenta anys que dura la instal·lació fotovoltaica, l'evolució seria la següent:

Analitzant la taula, es pot veure que el superàvit serà, al cap de trenta anys, de 9.150.163 ptes. O sigui que la central és una inversió de futur.

A més, al Sagrat Cor som uns 1000 alumnes, això significa que per unes 5.000 ptes. per alumne (sense comptar les subvencions) es podria dur a terme la instal·lació. Poden semblar molts diners, però és més o menys el que costa un llibre de text. Una altra possibilitat és preparar una campanya amb diverses festes i actes per aconseguir els fons. Igual que es fa la campanya de Nadal, es podria fer una setmana de l'ecologia o una rifa el premi de la qual sigui cobrar l'electricitat de la central fotovoltaica durant el primer mes (unes 40.150 ptes.) o el del primer any (481.800 ptes.).

També s'ha fet un estudi sobre quina hauria de ser la ubicació de la central fotovoltaica dins l'escola. Per això es va calcular quina és la superfície que ocupen els plafons fotovoltaics, que és de 14,5 m², però s'ha de comptar que al instal·lar-los ocupen més, ja que una estructura no pot fer ombra a la següent.

Il·lustració 7.4. Illa de cases on està situat el col·legi.
Font: el Periódico

A més els plafons fotovoltaics han d'estar orientats cap al sud, i això també s'ha valorat per buscar la ubicació. Els plafons han d'estar en un terrat de l'escola, i per això s'han ubicat al terrat de la part antiga de l'escola (part pintada en color vermell a la Il·lustració 7.4), ja que és un lloc de fàcil accés, amb espai suficient per a les estructures dels mòduls i orientat cap al sud. A la Figura 7.1 es pot veure la col·locació de les estructures que suporten els plafons fotovoltaics.

Figura 7.1.
Col·locació de les estructures de suport.
Font: Manel Arjó

A continuació s'ha elaborat una llista amb els beneficis que pot obtenir l'escola i els alumnes gràcies a l'energia solar:

Beneficis Mediambientals

• Disminució de les emissions de CO₂. Per cada 20 kWh d'electricitat produïts a partir d'energia solar es deixen d'emetre uns 10 kg de CO₂, o sigui que a l'any la central de l'escola evitarà que es llancin a l'atmosfera uns 3.650 kg de CO₂.
• Reducció de la contaminació atmosfèrica, de l'efecte hivernacle i del canvi climàtic provocat per l'efecte hivernacle. Cada 3 kWh produït per energia solar fotovoltaica estalvia 1 m³ de gasos hivernacle.

Beneficis Educatius

• Educació dels alumnes en les tecnologies ecològiques i en la cultura del respecte al Medi Ambient.
• Programació d'activitats educatives relacionades amb l'energia solar i l'ecologia.
• Permet tenir contacte amb una tecnologia moderna.
• Disposició d'una eina visual i activa per comprendre que cal estalviar energia.

Beneficis Econòmics

• Cobrar cada kWh produït amb energia solar fotovoltaica a 66 ptes.