Análisis técnico-económico de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía para clientes con tarifa residencial en Costa Rica

Abstract

Como es conocido, la energía solar es un tipo de energía renovable que por su naturaleza se encuentra intrínsecamente influenciada por la variabilidad del recurso según sean las condiciones meteorológicas y geográficas del lugar. Para contrarrestar dicha variabilidad en la generación, se puede recurrir a tecnologías de almacenamiento como baterías. Estas facilitan la integración de esta energía a la red y la alimentación de las cargas en momentos de baja generación fotovoltaica (FV). En este artículo, se realiza un análisis técnico y económico de un sistema FV que cuenta con almacenamiento de energía por medio de baterías. Para ello, se desarrolla un modelo de un sistema fotovoltaico con y sin almacenamiento de energía, como comparación, para un sistema residencial con tarifa residencial plana. A partir del análisis generado, los resultados obtenidos indican que en términos económicos, es más rentable la instalación de sistemas operando únicamente con módulos fotovoltaicos (basado en el tiempo de retorno de inversión descontado). Por otra parte, a nivel energético los sistemas FV con almacenamiento por medio de baterías, permiten un mayor aprovechamiento de la energía fotovoltaica capaz de extraer el sistema, como es evidenciado por medio de las métricas de autoconsumo y autarquía. Así, este artículo, contribuye al análisis de sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía por medio de baterías, una tecnología relativamente nueva en el país, colaborando con la generación de conocimiento de sistemas que se prevé cambie sustancialmente los sistemas de eléctricos.

Solar energy is a type of renewable energy that, due to its nature, it is intrinsically influenced by the variability of meteorological and geographical conditions of the site. To tackle variability, storage technologies such as batteries can be used, they enable the integration of renewable energy into the electricity network and a full supply of electrical loads at times of low generation. In this paper, a technical and economic analysis of a photovoltaic (PV) system including energy storage is carried out. Therefore, a model of a photovoltaic system with and without energy storage was developed in order to compare the technical and economic metrics for each case in the context of a residential system, while following a flat tariff. Based on the analysis, the results indicate that from the economic point of view, it is more profitable to install systems operating only with PV modules. On the other hand, the PV with storage systems allow a better use of the photovoltaic energy as can be seen from the metrics of self-consumption and autarky. Thus, this article contributes to the analysis of photovoltaic systems with energy storage through batteries, a relatively new technology in the country, collaborating with the generation of knowledge of systems that are expected to substantially change the electrical system.