CIE-UNAMCIE-UNAM

INTRODUCCIÓN A LAS FUENTES INTRODUCCIÓN A LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍARENOVABLES DE ENERGÍA

TEMA:TEMA:SISTEMAS FOTOVOLTAICOSSISTEMAS FOTOVOLTAICOS

Octubre del 2003

Presenta: Sarah Ruth Messina

Dr. Roberto Best Brown

CONTENIDOCONTENIDO

Aplicaciones de Sistemas Fotovoltaicos.Aplicaciones de Sistemas Fotovoltaicos.Sistemas autónomosSistemas autónomosSistemas conectados a la red eléctrica.Sistemas conectados a la red eléctrica.

Economía de los sistemas fotovoltaicos.Economía de los sistemas fotovoltaicos.

Impacto ambiental y seguridad.Impacto ambiental y seguridad.

El módulo FotovoltaicoEl módulo Fotovoltaico

¿Por qué usar energía ¿Por qué usar energía fotovoltaica?fotovoltaica?

Es importante que la planeación energética se Es importante que la planeación energética se realice con miras a lograr un desarrollo realice con miras a lograr un desarrollo sustentable, esto se puede lograr con una visión sustentable, esto se puede lograr con una visión clara del futuro que queremos .clara del futuro que queremos .

Existen dos elementos que sustentan su Existen dos elementos que sustentan su utilización: utilización: “La necesidad de proteger el medio “La necesidad de proteger el medio ambiente y la necesidad de crecer ambiente y la necesidad de crecer económicamente”económicamente”

Tendencias de la Energía Tendencias de la Energía FotovoltaicaFotovoltaica

Estado actual de la tecnología Estado actual de la tecnología FotovoltaicaFotovoltaica

La producción mundial de sistemas La producción mundial de sistemas fotovoltaicos se incrementó en un 48.3% fotovoltaicos se incrementó en un 48.3% durante el 2002. Las ventas mas grandes se durante el 2002. Las ventas mas grandes se alcanzaron en sistemas interconectados en alcanzaron en sistemas interconectados en Japón, Alemania y California en USA.Japón, Alemania y California en USA.El crecimiento en los procesos de El crecimiento en los procesos de manufactura fue de 56% en Europa y más manufactura fue de 56% en Europa y más del 46% en Japón.del 46% en Japón.

Principales países productores de módulos Principales países productores de módulos solares en el mundosolares en el mundo

Estado actual de la tecnología Estado actual de la tecnología FotovoltaicaFotovoltaica

Principales fabricantes de módulos solares Principales fabricantes de módulos solares en el mundoen el mundo

Compañía

Sharp

BP Solar

Kyocera

Shell Solar

Sanyo

Astropower

RWE Schott

Isofotón

Mitsubishi

Photowatt

( MW)

123.07

73.8

60

57.5

35

29.7

29.5

27.38

24

17

El módulo fotovoltaicoEl módulo fotovoltaico

Un grupo de celdas, solares, asociadas eléctricamente entre sí y encapsuladas en un único bloque se llama módulo fotovoltaico, y constituye el elemento básico con que se construyen los generadores FV.

El módulo más característico está constituido por entre 30 y 36 celdas , todas de igual tamaño y de iguales características I-V, conectadas en serie y encapsuladas entre una lámina de vidrio que cubre la cara posterior. El módulo presenta dos bornes de salida, positiva y negativa y a veces una intermedia para permitir la instalación de diodos de protección.

Tipos de Sistemas Tipos de Sistemas FotovoltaicosFotovoltaicos

Autónomos o Remotos

Interactuando con la Red Eléctrica

Sistemas autónomosSistemas autónomosLos sistemas autónomos son el mercado que estimuló Los sistemas autónomos son el mercado que estimuló la producción industrial de módulos Fotovoltaicos y dio la producción industrial de módulos Fotovoltaicos y dio credibilidad a la energía, al demostrar que pese a su credibilidad a la energía, al demostrar que pese a su costo, son la opción más económica en algunas costo, son la opción más económica en algunas aplicaciones terrestres.aplicaciones terrestres.

Electrificación rural Electrificación rural Estaciones repetidorasEstaciones repetidorasBombeo RuralBombeo RuralProtección catódicaProtección catódicaSeñalización…..Señalización…..

Aplicaciones de sistemas fotovoltaicos

autónomos en Electrificación Rural

Telecomunicaciones y medición remota

de señales.

Aplicaciones marinas y

señalización

Sistemas conectados a la redSistemas conectados a la red

CARGA

Un “Sistema Conectado” implica que un sistema de potencia ; conformado por un generador independiente y su carga asociada, cuenta también con una acometida de la red eléctrica

Cargas

Generador FV Inversor Medidor Bidireccional Red

Eléctrica

Tipos de sistemas conectados Tipos de sistemas conectados a la reda la red

Estaciones Centrales.-Estaciones Centrales.- Son plantas de gran capacidad Son plantas de gran capacidad (de hasta varios MW) Operadas por la compañía (de hasta varios MW) Operadas por la compañía suministradora. La interconexión con la red siempre es suministradora. La interconexión con la red siempre es trifásica debido al rango de potencia.trifásica debido al rango de potencia.

Generadores dispersosGeneradores dispersos.- Son generadores de baja .- Son generadores de baja capacidad (1-10KW) instalados en inmuebles capacidad (1-10KW) instalados en inmuebles residenciales , comerciales o institucionales.residenciales , comerciales o institucionales.

Estaciones de apoyo a la redEstaciones de apoyo a la red.- Son similares a una .- Son similares a una estación central, su objetivo es proporcionar alivio estación central, su objetivo es proporcionar alivio térmico a subestaciones yo líneas de distribución que térmico a subestaciones yo líneas de distribución que se encuentren cerca del límite de su capacidad.se encuentren cerca del límite de su capacidad.

Generadores DispersosGeneradores Dispersos

Estaciones Centrales y de apoyo Estaciones Centrales y de apoyo a la reda la red

Beneficios de la Generación Beneficios de la Generación DistribuidaDistribuida..

Aspectos EconómicosAspectos Económicos Aunque el costo de los sistemas FV no ha llegado a la Aunque el costo de los sistemas FV no ha llegado a la

madurez suficiente para competir en el mercado, si madurez suficiente para competir en el mercado, si consideramos los siguientes aspectos, ésta tecnología consideramos los siguientes aspectos, ésta tecnología estaría muy cerca de ser económicamente competitiva.estaría muy cerca de ser económicamente competitiva.

El valor de la energíaEl valor de la energía El valor de la capacidad de transmisiónEl valor de la capacidad de transmisión Ahorro en PérdidasAhorro en Pérdidas Valor de la potencia reactivaValor de la potencia reactiva ConfiabilidadConfiabilidad Valor EcológicoValor Ecológico Política TarifariaPolítica Tarifaria

Costos actuales para cuatro Costos actuales para cuatro tecnologías fotovoltaicastecnologías fotovoltaicas

Costo ($/Wp)Costo ($/Wp) Sistemas Sistemas autónomosautónomos

Sistemas Sistemas interconectadosinterconectados

Silicio Silicio monocristalinomonocristalino

5-305-30 3-83-8

Silicio Silicio policristalinopolicristalino

5-305-30 3-83-8

Silicio amorfoSilicio amorfo 4-304-30 2-72-7

Películas Películas delgadasdelgadas

4-304-30 2-72-7

Impacto ambientalImpacto ambientalLa conversión de la energía solar a La conversión de la energía solar a eléctrica se realiza de manera limpia, eléctrica se realiza de manera limpia, directa y elegante, y no tiene partes directa y elegante, y no tiene partes móviles por eso es la mas compatible con móviles por eso es la mas compatible con el entorno ecológico. el entorno ecológico.

Sin embargo hay que mencionar que Sin embargo hay que mencionar que algunos de los materiales con los que se algunos de los materiales con los que se fabrican las celdas son tóxicos, pero como fabrican las celdas son tóxicos, pero como se usan cantidades mínimas no se usan cantidades mínimas no representan riesgo. representan riesgo.

Seguridad y NormatividadSeguridad y Normatividad

En México no hay normas o regulaciones que aseguren el buen funcionamiento de los sistemas FV y que permitan un desarrollo ordenado para que las instalaciones sean seguras, eficientes y cubran las expectativas, condiciones muy importantes para una tecnología en vías de ser económicamente competitiva.