ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DE INSTALACIONES DE CARGA PARA AUTOMÓVILES ELÉCTRICOS BASADAS EN GENERACIÓN FOTOVOLTAICA CON ALMACENAMIENTO EN BATERÍAS PARA ESTACIONAMIENTOS PRIVADOS.

Abstract

La presente memoria de titulación busca determinar una alternativa de estación de recarga para automóviles eléctricos basada principalmente en un sistema de generación fotovoltaico, analizando su factibilidad técnica y económica para estacionamientos privados en locaciones con alta a uencia de personas. Para resolver el problema se realizó el supuesto de una demanda considerando cargas lentas, medias y rápidas y se propuso un sistema híbrido, donde se modeló un problema de optimización para determinar la cantidad de módulos fotovoltaicos, la capacidad del banco de baterías y la potencia del empalme con el n de minimizar el costo diario asociado a la compra de energía y recuperación de capital de cada tecnología, las cuales se representaron por una anualidad equivalente. Como criterio de diseño se utilizó la peor radiación anual, la cual se produce en Junio (Solsticio de invierno) cuyos datos fueron extraídos desde el Explorador Solar del Ministerio de Energía. El resultado fue un modelo híbrido con la mínima capacidad de baterías por lo que se de nieron tres modelos de estudio para analizarlos y compararlos: Modelo On-Grid, O -Grid y Solo Red. Con las capacidades instaladas ideales de nidas se confeccionaron los Diagramas Unilineales y Layout diseñados con la normativa aplicable relacionada a la seguridad de las personas, equipos, red y su calidad; con los cuales se determinó la cantidad real de componentes. Luego se realizó la presupuestación de los equipos principales, donde se creó un procedimiento estándar desde el levantamiento de información. Se automatizó la presupuestación de equipos principales, pero es necesario analizar caso a caso para el presupuesto de detalle, ya que el sistema se verá modi cado si cambia la demanda del dimensionamiento. Para las locaciones estudiadas se utilizó el mismo diseño y cantidad de componentes, ya que los resultados variaron muy poco entre locaciones, además de las limitaciones de las interconexiones. Se propusieron tres modelos de negocio: Estudio, EPC y Estación de Recarga. El modelo Estudio consiste en la venta del análisis, diagrama eléctrico, layout y presupuestación del sistema. El modelo EPC incluye el modelo Estudio, tramitación, la construcción y puesta en servicio; y el modelo Estación de Recarga incluye los dos anteriores más la operación de la estación. El análisis del proyecto se realizó con el modelo Estación de Recarga ubicada en el Parque Araucano, donde se propusieron dos alternativas de nanciamiento: inversión completa asumida por un inversionista y 50 % asumida por un inversionista y 50 % por un banco. Esta última mejora los ujos de caja permitiendo aumentar la rentabilidad y adelantar el retorno de la inversión, considerando un ingreso complementario asociado al pago por estacionamientos. Debido al criterio de dimensionamiento propuesto, el resto del año la generación supera a la demanda e incluso en períodos de verano puede generarse hasta el doble de la energía diaria, por lo que esta se perderá en los primeros años hasta que aumente la demanda y se produzca un balance, considerando el desgaste y una reinversión en el año 14. Se de nió un valor denominado energía común CE([ $ kW h]) a la cual se le aplica un factor para diferenciar los precios por tipo de recarga, de niendo un precio de energía por recarga. Este valor CE se de ne cuando el VAN es cero. Los precios de energía según la recarga son diferentes debido a las exigencias técnicas, puesto que una carga rápida en términos de potencia e inversión son mayores que una carga lenta. La mejor alternativa dado el menor precio de las recargas es el sistema On-Grid versus la alternativa Solo Red y O -Grid, considerando en estas un ingreso complementario (cobro estacionamientos). La alternativa Solo Red es la de menor inversión y la diferencia de precios por tipo de recarga es bastante baja comparada con la opción On-Grid y O -Grid, pudiendo considerarse gratis la recarga solo con el ingreso del estacionamiento para las tres opciones.