Analysis and optimisation of collective self-consumption in residential buildings in Spain

Abstract

Studies on self-consumption in residential use are constantly evolving, and society claims new solutions in response to changes to new paradigms. This paper aims to optimise the sizing of a self-consumption installation for collective self-consumption in a residential building under the Spanish regulatory framework. The study considers the current price volatility in the retail electricity Spanish market and focuses on the techno-economic analysis of self-consumption in a building consisting of 12 dwellings using photovoltaic energy and the possible support of a storage system. The three aspects analysed are the sizing of the self-consumption facility, the use of smart appliances to shift their consumption to more cost-effective times and the sharing of the renewable energy generated by the facility among the consumers participating in the collective self-consumption. This study employs two models, an average-day model and a whole-year model. The techno-economic analysis yields that between the two self-consumption modalities for residential consumption, the modality with surplus simplified compensation is more profitable than the one without surpluses. Finally, the study focuses on sharing the total renewable energy generated among the participants. The results indicate that both ex-ante and ex-post dynamic sharing brings few benefits.

Los estudios sobre autoconsumo en uso residencial están en constante evolución, y la sociedad reclama nuevas soluciones en respuesta a los cambios hacia nuevos paradigmas. Este trabajo pretende optimizar el dimensionamiento de una instalación de autoconsumo colectivo en un edificio residencial bajo el marco regulatorio español. El estudio considera la actual volatilidad de precios en el mercado minorista eléctrico español y se centra en el análisis tecno-económico del autoconsumo en un edificio formado por 12 viviendas empleando energía fotovoltaica y el posible apoyo de un sistema de almacenamiento. Los tres aspectos analizados son el dimensionamiento de la instalación de autoconsumo, el uso de electrodomésticos inteligentes para desplazar su consumo a periodos más rentables y el reparto de la energía renovable generada por la instalación entre los consumidores participantes en el autoconsumo colectivo. Este estudio emplea dos modelos, uno basado en datos promedios diarios y otro para todo el año. El análisis tecno-económico arroja que entre las dos modalidades de autoconsumo para consumo residencial, la modalidad con compensación simplificada de excedentes es más rentable que la modalidad sin excedentes. Por último, el estudio se centra en el reparto de la energía renovable total generada entre los participantes. Los resultados indican que tanto el reparto dinámico ex-ante como ex-post aportan pocos beneficios.