En el caso de comunidades energéticas el payback de una vivienda unifamiliar se reduciría en 10 años y el de un edificio residencial en 1 año

 

El visor fotovoltaico que empezamos a desarrollar hace meses (más info al pie de la página) empieza a ver la luz a día de hoy. A continuación presentamos los resultados de una aplicación al caso de València que hemos desarrollado con ayuda del visor. Este trabajo de investigación, desarrollado en colaboración con Impact-e, se ha presentado en el VII Congreso de Edificios de Energía Casi Nula, celebrado en Madrid el 5 de noviembre de 2020 (link a la ponencia).

Este estudio pretende contribuir a la definición de la hoja de ruta de transición energética para 2050 de la ciudad de València (Estrategia València 2030) que está elaborando el Ayuntamiento a través de un proceso participativo.

Highlights:

  • El 13% del actual consumo eléctrico de los edificios residenciales podría ser reemplazado por generación fotovoltaica.
  • El periodo de retorno medioambiental o huella ecológica es de 2 años de media para los edificios residenciales y de 6.8 para las viviendas unifamiliares.
  • El periodo de retorno económico medio es de 11.5 años para los edificios residenciales y de 24 años para las viviendas unifamiliares.
  • El caso analizado de comunidades energéticas permite reducir el payback de una vivienda unifamiliar en 10 años y el de un edificio residencial en 1 año, frente a la opción de instalaciones individuales.

Este visor permite estimar de forma precisa el componente de generación renovable para cada edificio y así estimar el potencial de producción de barrios, distritos incluso la ciudad al completo. Este modelo considera la influencia del sombreado de los edificios/geometrías cercanas para calcular la radiación incidente y la energía producida por los paneles fotovoltaicos. Además, el modelo no sólo permite calcular los impactos energéticos sino también los impactos económicos gracias a la casación de la curva de demanda eléctrica estimada del edificio y al balance económico de acuerdo al RD 244/2019 y la guía de tramitación del autoconsumo de IDAE.

Actualmente se dispone de una muestra aleatoria y estadísticamente representativa de 1000 edificios residenciales para el núcleo urbano de la ciudad de València y 100 unifamiliares.

Esta muestra de edificios residenciales presenta un periodo de retorno medioambiental (emisiones de CO2), referido a la huella ecológica, de 2 años y el 75 % de los casos se encuentra por debajo de 2.8 años. Este resultado muestra el potencial beneficio medioambiental de las instalaciones y se presenta como una opción clave para acometer la transición energética en las ciudades. En cuanto a lo económico, la muestra de edificios presenta un periodo de retorno de la inversión medio de 11.5 años. El 25 % de los edificios se encuentra entre 7-8 años de periodo de retorno mientras que el 12.5 % no recupera la inversión durante la vida útil de la instalación. Este valor está influenciado por los distritos más antiguos de la ciudad, como el casco histórico, que presentar los peores resultados de rentabilidad debido a una mayor irregularidad de los edificios que produce un mayor nivel de sombras además de su escaso espacio libre en cubiertas. Los 1000 edificios residenciales analizados consiguen una cobertura renovable media del 13% del actual consumo eléctrico que podría ser reemplazado por generación fotovoltaica. Esto nos indica claramente que no será suficiente con instalar paneles fotovoltaicos para acometer la transición energética. Estos valores contrastan con los resultados para el caso de vivienda unifamiliar y se debe a la compensación de energía. Los edificios residenciales nunca exceden el nivel de demanda con su generación, es decir, la energía generada por los paneles fotovoltaicos cubre una parte de la demanda del edificio la cual nunca se ve superada por la generación y es por ello que sólo el 4.07 % de edificios de media presentan excesos de generación sobre la demanda.

La muestra de edificios unifamiliares presenta un periodo de retorno medioambiental de 6.8 años de media, contrasta con el valor para los edificios residenciales y se debe por un lado, a la menor demanda de este tipo de viviendas a ser compensada por la generación renovable y al coste de la instalación. Los resultados económicos muestran un periodo de retorno medio de la inversión de 24 años, estando el 90 % de los casos analizados por encima de la vida útil de la instalación. Como se ha comentado brevemente, esto se debe a la ratio entre energía compensada y excesos (los ahorros en las facturas superan el 70 %). El valor de energía excedente es clave para el periodo de retorno ya que este se paga a 0.05 €/kWh a día de hoy mientras que el kWh compensado se pagaría a aproximadamente 0.12 €/kWh. En viviendas unifamiliares el valor medio de excedentes alcanza el 37.6 % frente al valor del 4.07 % de los edificios residenciales. Además, el coste por kW instalado de una vivienda residencial (1-5kW) puede duplicar a las instalaciones de los edificios residenciales (5-20 kW según caso), repercutiendo directamente en el retorno de la inversión.

El visor fotovoltaico desarrollado también permite el análisis de las comunidades energéticas. Las comunidades energéticas zona agrupaciones de viviendas/edificios en torno a una instalación común de energía fotovoltaica de la cual se comparten costes, pero también beneficios.

Estas comunidades energéticas son la clave para que las viviendas unifamiliares vean gratamente beneficiados sus indicadores para la instalación de paneles fotovoltaicos, tal y como se presenta en el siguiente ejemplo.

Para este caso de estudio, se han simulado las posibles instalaciones de dos edificios, uno de ellos con viviendas en bloque y varios comercios (A) y el otro, una vivienda unifamiliar (B), además de una instalación conjunta (A+B). La figura 2, junto con la tabla 1, muestran los resultados para la instalación en el edificio residencial (A), para la instalación en la vivienda unifamiliar (B), así como para una instalación conjunta colocada en A y a al cual se adhiere B dentro del marco de comunidades energéticas. Se observa que la instalación del edificio B casi duplica el periodo de retorno de la del edificio A, por lo que será prácticamente imposible que esta vivienda (B) instale y use energía fotovoltaica. Pero en el caso de A+B, donde los edificios A y B comparten instalación (la instalación montada en el edificio A, se obtiene que el periodo de retorno se reduzca en este caso en 1 año para el edificio residencial y en 10 para la vivienda unifamiliar. Así, se consigue que los dos edificios se beneficien del autoconsumo fotovoltaico y además se reduzca el periodo de retorno de la inversión. El hecho de que se reduzca el periodo de retorno es que, a mayor demanda eléctrica (unir consumos de A y B), se aumenta el porcentaje de energía compensada, siendo mucho más rentable que la energía excedente vertida a red.

Queda plasmado el potencial e importancia de las comunidades energéticas dentro del objetivo de acometer la transición energética. También se demuestra el papel esencial que juega la planificación energética urbana para conseguir el objetivo de la transición energética. Para este último objetivo son claves herramientas para el análisis como en este caso el visor fotovoltaico aquí presentado. Es por ello que la Cátedra trabaja en el desarrollo de este visor para la ciudad de València, pero también en poder implementarlo en cualquier otra ciudad europea.

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