Generación de hidrógeno verde mediante una instalación de energía renovable híbrida eólica/fotovoltaica
Fecha:
17/03/2025Palabra clave:
Tipo de Ítem:
masterThesis
Resumen:
Este TFM aborda una de las problemáticas más relevantes del sistema eléctrico renovable actual: la pérdida de energía por restricciones técnicas de red (curtailments). Numerosos parques eólicos ven limitada su capacidad de inyección, desaprovechando generación limpia sin valor comercial ni utilidad energética (REE, 2024; AEE, 2023). En este contexto, se propone una solución híbrida de almacenamiento energético basada en electrólisis, capaz de transformar esos excedentes en hidrógeno verde.
El modelo se ha aplicado al parque eólico Sil (Ourense, 89 MW), diseñando un sistema compuesto por un electrolizador PEM de 3 MW alimentado por los 6,3–8,4 GWh/año de electricidad excedente (curtailments del 3–4 %), con capacidad para generar entre 80,3 y 107,1 toneladas anuales de H₂ verde. Este aprovechamiento energético representa un valor económico potencial de más de 650000 €/año y permite evitar más de 1150 toneladas de CO₂/año, contribuyendo a los objetivos del PNIEC 2030 y la Estrategia Europea del Hidrógeno (MITECO, 2023; DOUE, 2024). Para garantizar la continuidad operativa del sistema, se integra una planta fotovoltaica de 150 kWp como fuente de respaldo técnico.
El diseño ha sido validado mediante herramientas como SAM, PVGIS, PVsyst y Wind Atlas, y se fundamenta en normativa europea (Reglamento UE 2024/1255) e incentivos como el PERTE ERHA y el programa H₂ Pioneros (IDAE, 2024; MITECO, 2024).
El análisis económico confirma que, incluso con precios de hidrógeno entre 4 y 6 €/kg, la solución es competitiva frente al vertido gratuito de electricidad, permitiendo recuperar valor y dotar al sistema eléctrico de una forma efectiva de almacenamiento químico distribuido (CNMC, 2024; BloombergNEF, 2024).
En suma, este TFM presenta una hoja de ruta replicable y escalable que convierte un pasivo estructural —el curtailment— en una oportunidad energética, económica y ambiental, reforzando la resiliencia del sistema y posicionando al hidrógeno verde como pilar clave de la transición energética en España.
Descripción:
This MSc Thesis addresses one of the most pressing challenges in today’s renewable energy systems: the loss of generation due to technical grid constraints, known as curtailments. As many wind farms face injection limitations, large amounts of clean electricity are curtailed without commercial or energetic value (REE, 2024; AEE, 2023). In response, this work proposes a hybrid energy storage solution based on water electrolysis, capable of converting surplus electricity into green hydrogen.
The proposed model has been applied to the Sil wind farm (Ourense, 89 MW), where a system has been designed consisting of a 3 MW PEM electrolyzer powered by 6,3 to 8,4 GWh/year of curtailed electricity (equivalent to 3–4 %), with the potential to produce between 80,3 and 107,1 tonnes of green H₂ annually. This energy recovery translates into an economic value of over 650000€/year and avoids more than 1150 tonnes of CO₂ emissions, aligning with the objectives of Spain’s PNIEC 2030 and the European Hydrogen Strategy (MITECO, 2023; DOUE, 2024). A 150 kWp photovoltaic system is integrated as a technical backup to ensure operational continuity.
The design has been validated using industry-standard tools such as SAM, PVGIS, PVsyst and Wind Atlas, and is aligned with the current European regulatory framework (Regulation EU 2024/1255), as well as national incentive programs such as PERTE ERHA and H₂ Pioneros (IDAE, 2024; MITECO, 2024).
The economic analysis confirms that, even with hydrogen prices between 4€ and 6€/kg, the solution is competitive when compared to uncompensated energy curtailments. It enables value recovery and introduces a scalable model for distributed chemical energy storage (CNMC, 2024; BloombergNEF, 2024).
Ultimately, this MSc Thesis outlines a replicable and scalable roadmap that transforms curtailments from a structural liability into an energy, economic and environmental opportunity, reinforcing grid resilience and establishing green hydrogen as a key pillar of Spain’s energy transition.
Ficheros en el ítem
