Ubicación de Paneles Fotovoltaicos en las Islas Canarias

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Trabajo sobre SIG
Título Ubicación de Paneles Fotovoltaicos en las Islas Canarias
Autores Antonio Rodríguez Arenas 2068

Patricia Garza Buendía 1879​

Ignacio Sastre Jiménez 2035

José Luis Abia Pascual 1991​

Asignatura Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil
Curso Curso 19/20
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura


Actualmente se han desarrollado muchas técnicas de conseguir energía limpia, pero no se emplean de manera habitual en España. Nuestro trabajo de GIS consistirá en encontrar la ubicación idónea para parques fotovoltaicos en las Islas Canarias. Hemos elegido esta parte de España porque es la que mayor radiación solar recibe, por lo que se obtendrían altos rendimientos.

Para hacer esto posible lo que haremos será superponer en distintas capas Servidores WMS y mapas vectoriales, haciendo un análisis intensivo hasta encontrar la o las ubicaciones donde poner parques fotovoltaicos que creen el menor impacto posible sobre el medio ambiente y las infraestructuras de las islas.

Para ello utilizaremos distintos servidores WMS (Radiación recibida en las Islas Canarias, Geología, y otros) los enlaces los obtendremos de las siguientes webs http://www.idee.es/web/guest/directorio-de-servicios y https://www.idecanarias.es/, también usaremos distintos mapas vectoriales como el urbanístico, las restricciones de LIC, ZEPA y red natura 2000, red eléctrica de las islas y alguno más, estos mapas los descargaremos desde http://centrodedescargas.cnig.es/CentroDescargas/index.jsp.

Analizando los mapas mencionados, esperamos obtener distintos mapas temáticos como la radiación solar que hay en cada isla, la o las ubicaciones idóneas para disponer los parques fotovoltaicos y otro relacionando las ubicaciones con las redes eléctricas.

Para poder comprender completamente este artículo, hay que conocer la nomenclatura que hemos empleado en el mismo para simplificar. Hemos llamado a cada una de las cinco ubicaciones con un nombre alfanumérico. La primera letra corresponde a la zona: N (norte), C (central) y S (sur). A continuación, en las zonas norte y central, al haber dos ubicaciones en cada una, hemos llamado a la más septentrional de cada zona 1up (de “up”) y a la más meridional 2dw (de “down”).

1 Introducción

Uno de los problemas mas graves del siglo XXI es el cambio climático. El calentamiento global ya no es una teoría, es un hecho, el cual puede llegar a tener consecuencias nefastas para el planeta: aumento de la temperatura global, subida del nivel del mar debido a la fundición de los casquetes polares, empeoramiento de la calidad del aire debido a los altos niveles de contaminación… En este trabajo nos encargaremos de aportar nuestro granito de arena a esta causa ubicando un parque fotovoltaico en las Islas Canarias para disminuir el consumo de fuentes de energía no renovables en dicha zona. Hemos escogido esta parte de España ya que es la zona en la que mayor radiación solar existe obteniendo así mayores rendimientos. Realizamos un primer estudio de mercado para estudiar cuanto puede llegar a producir un panel fotovoltaico y cuanta energía necesita para ello. En base a dicho análisis, establecimos las dimensiones de nuestro parque fotovoltaico buscando reducir en torno a un 10% el consumo de combustibles fósiles. En cuanto a las fuentes y recursos utilizados encontramos por ejemplo el Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG) de donde obtuvimos todos los mapas necesarios para proceder a la búsqueda de la localización idónea teniendo en cuenta criterios los cuales expondremos a continuación. En lo que a recursos informáticos se refiere, hemos utilizado distintos servidores WMS, concretamente el servidor de la radiación recibida en las Islas Canarias y la caracterización geológica de dicha zona.

Mapa P&RN2000 min.png

2 Metodología

Al principio tras buscar por las distintas páginas oficiales: IGME, idecanarias, grafcan… acabamos disponiendo de bastante información como por ejemplo mapas de radiación y mapas geológicos de las islas, redes de transporte, etc. En cuanto a las herramientas necesarias para la realización del trabajo de forma correcta y eficiente, principalmente utilizamos QGIS y programas de edición fotográfica.

Como nuestro objetivo principal es encontrar la isla con las condiciones idóneas para ubicar dicha instalación, para ello estableceremos una serie de condicionantes:

Condicionantes favorables:
      o Proximidad a Carreteras.
      o Proximidad a Líneas Eléctricas.
      o Cantidad de Radiación Solar Recibida.
  • Condicionantes desfavorables:
      o Proximidad a Zonas Protegidas.
      o Proximidad a Zonas Residenciales.
      o Inclinación del Relieve.

En primer lugar, con los programas QGIS y GRASS, lo que hemos hecho ha sido un estudio de las pendientes de todas las islas para hacer una primera elección de zonas aptas, descartando las zonas de pendientes altas quedándonos con las islas y zonas más llanas.

En segundo lugar, utilizamos el QGIS para cargar las zonas naturales protegidas (Red Natura 2000) que tenemos en nuestras posibles zonas de ubicación descartando aquellas zonas llanas aptas las cuales se encontraban en zonas naturales protegidas.

A continuación, cargamos en QGIS los mapas de ocupación de suelo, los cuales obtuvimos del SIOSE de las Islas Canarias, para quedarnos solamente con las zonas agrícolas y las zonas forestales con vegetación natural y espacios abiertos.

Después de conocer las posibles zonas de construcción, para realizar el último descarte en cuanto a ubicaciones aptas posibles se refiere, calculamos un buffer de las poblaciones para por último descartar aquellas zonas cercanas a núcleos de población.

En resumen: para realizar un primer estudio de las posibles zonas aptas sin tener en cuenta aún la radiación incidente y geología, hemos descartado zonas donde la pendiente del terreno es elevada, zonas que se encuentran en áreas naturales protegidas, zonas cercanas a núcleos de población y zonas que no correspondan a zonas agrícolas, zonas forestales con vegetación natural y espacios abiertos. En nuestro trabajo no hemos considerado las expropiaciones necesarias y consiguientes pagos a aquellos dueños de suelo los cuales hubieran podido ser utilizados en nuestra construcción debido a que nuestro trabajo, en lo que a volumen del mismo se refiere, quedaría sobredimensionado en caso de que hubiéramos realizado dichos cálculos, pero para una construcción real este apartado sería muy importante de calcular y considerar. Finalmente, como último factor para determinar la ubicación idónea, hemos considerado una zona próxima a una línea eléctrica y cercana a un medio de comunicación, en este caso una carretera nacional. Tras este estudio ya tendríamos una idea de que isla y que parte de la misma dispondríamos la ubicación del parque fotovoltaico.

Ahora procederemos a la ubicación final del parque dentro de las posibles zonas de ubicación aptas dentro de nuestra isla elegida (en este caso Fuerteventura).

Para ellos, utilizando los servidores WMS de la radiación y a continuación de la geología, hemos buscado zonas de mayor radiación, estudiando todas las posibilidades de giro, con 2 ejes y siguiendo la trayectoria del sol, y no móvil, posición horizontal, del panel y aquellas zonas donde la geología del terreno no permita asientos o sean suelos fácilmente deformables y colapsables, es decir, el más competente.


3 Resultados

Tras concretar la metodología seguida en el trabajo, empezamos a obtener los primeros resultados.


Elección isla

Tras descartar varias islas a primera vista por la Red Natura 2000 y las pendientes de las mismas, a continuación, aplicamos el mapa de ocupación de suelo y optamos por estudiar definitivamente las islas de Lanzarote y Fuerteventura, dándole más importancia a la isla de Fuerteventura.

Mapa de condicionantes de Fuerteventura.png


Ubicación

Para buscar el lugar idóneo usamos los mapas de estaciones eléctricas y líneas eléctricas para ubicar las placas en las inmediaciones de estas. Después, nos fijamos en las zonas que teníamos disponibles en la isla y que estuvieran cerca de estas líneas eléctricas (en morado en el mapa). Ya finalmente, acabamos quedándonos con 10 áreas, que cumplían con todos nuestros requisitos.

Mapa de ubicaciones min.png

Para localizar el mejor lugar donde ubicar nuestros paneles fotovoltaicos ampliamos la isla y la dividimos en tres zonas, norte, central y sur. También tuvimos en cuenta que los paneles tuvieran el menor impacto posible en el paisaje y en la vida de las poblaciones cercanas.

Zoom zona norte1.png


Zona Central min.png


Zona sur min.png


Radiación

Una vez que ya hemos estudiado las zonas anteriores en profundidad, es necesario que analicemos la radiación también por áreas. Nuestra elección final será en parte, investigando la zona que reciba más cantidad de radiación por metro cuadrado. Hemos obtenido los siguientes datos de radiación para nuestras capas:

Mapa Radiacion Norte-min.png

N1up

Sobre superficie horizontal Total: 5.650,7

Sobre superficie inclinada Total: 6.172,0

Con seguimiento en dos ejes. Total: 8.452,7

Con seguimiento polar Total: 7.564,1


N2dw

Sobre superficie horizontal Total: 5.670,0

Sobre superficie inclinada Total: 6.195,8

Con seguimiento en dos ejes. Total: 8.506,8

Con seguimiento polar Total: 7.608,4

Mapa Radiacion Central min.jpg

C1up

Sobre superficie horizontal Total: 5.577,5

Sobre superficie inclinada Total: 6.049,6

Con seguimiento en dos ejes. Total: 8.260,7

Con seguimiento polar Total: 7.385,5


C2dw

Sobre superficie horizontal Total: 5.573,7

Sobre superficie inclinada Total: 6.046,1

Con seguimiento en dos ejes. Total: 8.260,6

Con seguimiento polar Total: 7.380,8

Mapa Radiacion Sur-min.png

S

Sobre superficie horizontal Total: 5.677,6

Sobre superficie inclinada Total: 6.185,7

Con seguimiento en dos ejes. Total: 8.460,0

Con seguimiento polar Total: 7.570,6


unidades: [kWh/m2]


Geología

Nuestro último objetivo en el estudio es el análisis de la geología de la isla. Buscaremos un cimiento de buena calidad, en el que no se produzcan asientos, ni expansiones en el terreno.

En la placa primera fotovoltaica, llamada C1up, encontramos: depósitos de caliche y coladas basálticas olivínicas.

En la segunda placa, llamada C2dw, se disponen los siguientes materiales: coladas basálticas olivínicas y depósitos areno arcillosos.

Mapa Geologico Norte.png

En la tercera placa, llamada N1up, encontramos: coladas basálticas olivino y olivínicas-piroxénicas, coladas basálticas olivínicas-piroxénicas, coladas basálticas olivínicas-piroxénicas y depósitos arenoso-arcillosos.

En la cuarta placa, llamada N2dw, se disponen los siguientes materiales: coladas basálticas olivino, olivínicas-piroxénicas y plagioclásicas indiferenciadas, coladas basálticas plagioclásicas y coladas basálticas olivínicas.

Mapa Geologico Central min-min.png

En la última placa, llamada S, encontramos: lavas, tobas y brechas indiferenciadas en parte de origen submarino, coladas basálticas olivínicas-piroxénicas y glacis malo.

Mapa Geologico Sur-min.png

4 Conclusiones

Recopilando y comparando los resultados, podemos observar que, de las ubicaciones posibles, la que reúne mejores características es la ubicación N2dw. Es la que más radiación solar recibe (excepto en superficie horizontal, que es superada muy ligeramente por la ubicación S), siendo este nuestro criterio más importante, y es la que tiene una geología más adecuada para la construcción del parque. Hemos resumido esto en la siguiente tabla:

Conclusiones1.png

En las siguientes imágenes se puede ver la ubicación definitiva con su geología y sus condicionantes:

Conclusiones2nuevo.jpg


Mapafinalgologico.jpg

5 Anejos

Se pueden adjuntar archivos usando el enlace Subir archivo que aparece a la izquierda.