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Energía SolarFotovoltaica
Oscar PerpiñánLamigueirohttp://
oscarperpinan.github.io
Aplicaciones de laEnergía SolarFotovoltaica
Contexto Mundial
Energía Solar FotovoltaicaAplicaciones y Contexto Mundial
Oscar Perpiñán Lamigueirohttp://oscarperpinan.github.io
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Aplicaciones de la Energía Solar FotovoltaicaClasificaciónSFCRSistemas AutónomosSistemas de Bombeo
Contexto Mundial
Energía SolarFotovoltaica
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Aplicaciones de laEnergía SolarFotovoltaicaClasificación
SFCR
Sistemas Autónomos
Sistemas de Bombeo
Contexto Mundial
Definición
I Un sistema fotovoltaico es el conjunto de equiposeléctricos y electrónicos que producen energíaeléctrica a partir de la radiación solar.
I El principal componente de este sistema es elmódulo fotovoltaico.
I El resto de equipos incluidos en un sistemafotovoltaico depende de la aplicación.
Tipos
I Conectados a red (grid connected)I Autónomos (off-grid)I Bombeo
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Sistemas Autónomos
Sistemas de Bombeo
Contexto MundialSistemasFotovoltaicos
Sistemas FVde Conexion a Red
Sistemas asociados aedificacion
Cubiertas
Fachadas
Mobiliario urbano
Plantas sobre suelo
Estaticas
Seguimiento
Concentracion
Sistemas FVAutonomos
de Electrificacion
Telecomunicaciones
Balizas ysenalizacionmarıtima
Equipos moviles(emergencias)
Electrificacion ruraldomestica
Postas sanitarias ycentros comunales
Iluminacion deviales, senalizacion
Sistemas FVde Bombeo
Consumo humano
Ganado
Riego
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Sistemas Autónomos
Sistemas de Bombeo
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Definición
I Los sistemas conectados a red producen energíaeléctrica para ser inyectada en la red convencional.
I Dado que no deben satisfacer ninguna demanda deconsumo de forma directa ni garantizar el mismo, nonecesitan incorporar equipos de acumulación deenergía.
I Para permitir el correcto acoplamiento con la redeléctrica estos sistemas incorporan un equipoinversor que adecúa la potencia producida por elgenerador fotovoltaico a las condiciones de la redconvencional.
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Tipos de SFCR
Sistemas sobre Suelo
I Concebidos exclusivamente para producir energía yobtener el rendimiento económico asociado. Suelensuperar los 100 kW de potencia.
Sistemas en Edificación
I Abarcan funciones adicionales a la producción deenergía, tales como sustitución de componentesarquitectónicos, efecto estético, sombreado deacristalamientos, etc.
I En general, son sistemas más pequeños que losinstalados sobre suelo, normalmente de potenciasinferiores a los 100 kW.
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Sistemas sobre Suelo
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Sistemas en Edificación
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Definición
I Objetivo: satisfacer una demanda energéticadeterminada.
I Incorporan un equipo de acumulación de energía.I Tipos: profesionales, electrificación rural y pequeño
consumo.
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Aplicaciones profesionales
I Radioenlaces, la protección catódica de gasoductos,hoteles, señales de tráfico y navegación aérea,refrigeración de vacunas, equipos remotos deadquisición y transmisión de datos, e inclusoalimentación de equipos espaciales como satélites.
I Requieren una fiabilidad muy elevada.I El corte de suministro en estas aplicaciones tiene
consecuencias de elevado coste: generadorfotovoltaico y un acumulador electroquímico detamaño superior al estrictamente necesario parareducir al mínimo la probabilidad de fallo.
I En algunos casos se opta por incorporar un grupoelectrógeno, ya sea para reducir el tamaño delacumulador o para funcionar como equipo desocorro.
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Sistemas de Electrificación Rural
I Los sistemas de electrificación rural suministranenergía eléctrica a poblaciones rurales alejadas deredes eléctricas convencionales.
I Proporcionan energía para alimentar equipos deiluminación, radio, televisión y pequeñasherramientas eléctricas.
I Son sistemas frecuentemente englobados enprogramas de cooperación al desarrollo, financiadospor ONG’s u organismos como el Banco Mundial ola Unión Europea.
I Dentro de los sistemas de electrificación ruralpredominan los sistemas domésticos (solar homesystems, SHS) y las centrales híbridas.
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SHSI Los sistemas domésticos habitualmente con
potencias de 100 W o 200 W, están asociados a unavivienda familiar y en algunos casos a centroscomunales o centros de salud.
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Híbridos
I Las centrales híbridas, compuestas por un generadorfotovoltaico, un acumulador electroquímico y ungrupo electrógeno o turbina eólica, proveen una redeléctrica para un poblado rural.
I El tamaño de estas centrales depende del tamaño dela población asociada, con potencias que van desdelos 10 kW hasta los 100 kW.
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Aplicaciones pequeño consumo
Pequeños módulos fotovoltaicos, frecuentemente desilicio amorfo, alimentando equipos electrónicos comocalculadoras o relojes, cargadores de móviles, pequeñasherramientas eléctricas, balizas domésticas, etc.
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Sistemas de Bombeo
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Definición
I Los sistemas de bombeo emplean la energía eléctricaque produce el generador fotovoltaico para accionaruna motobomba que eleva y transporta agua desdeun acuífero hasta un depósito o una red dedistribución.
I Para reducir costes y aumentar la fiabilidad esfrecuente acumular la energía en forma de energíapotencial del agua almacenada en el depósitoelevado.
I Suministro de agua para consumo humano o animal,el riego de plantaciones individuales o comunitariasy la desalinización del agua extraída con sistemas deósmosis inversa.
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Contexto MundialMercado Fotovoltaico
Paridad de Red
Segmentos de mercado
Potencia Instalada
Según el informe del mercado fotovoltaico publicado porla Agencia Internacional de la Energía (IEA-PVPS), afinales de 2016 había una potencia fotovoltaicaacumulada de 303 GW a nivel mundial.
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Potencia por Países
24 países han superado la cifra de 1 GW de potenciainstalada
1. China: 78 GW2. Japón: 42,8 GW3. Alemania: 41,2 GW4. Estados Unidos 40,3 GW5. Italia: 19,3 GW6. Reino Unido: 11,6 GW7. India: 9 GW8. Francia: 7,1 GW9. Australia: 5,9 GW
10. España: 5,4 GW
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Time
Pot
enci
a F
V (
MW
)
010
000
2000
030
000
2006 2008 2010 2012 2014 2016
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Alemania
China
EEUU
EspañaFrancia
Italia
Japón
Reino.Unido
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Contribución energética
La ESF aporta el 1.8% de la energía eléctrica mundial
I Honduras: 12.5%I Grecia: 7.4%I Italia: 7.3%I Alemania: 7%I Japón: 4.9%I España: 3.2%I China: 1.6%
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Paridad de Red
I Crecimiento sostenido fuertemente relacionado conel ritmo de reducción del precio del módulo, siendocausa y consecuencia del mismo.
I En estas circunstancias, los sistemas fotovoltaicoshan alcanzado ya la paridad de red en muchas partesdel mundo.
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Paridad en 2010*
*El color naranja identifica los sistemas residenciales y el azul lossistemas industriales. El tamaño de los círculos está relacionado con eltamaño del mercado eléctrico de cada país.
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Paridad en 2013†
†El color naranja identifica los sistemas residenciales y el azul lossistemas industriales. El tamaño de los círculos está relacionado con eltamaño del mercado eléctrico de cada país.
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Contexto MundialMercado FotovoltaicoParidad de RedSegmentos de mercado
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Contexto MundialMercado Fotovoltaico
Paridad de Red
Segmentos de mercado
Segmentos de MercadoI La European Photovoltaics Industry Association
diferencia entre:I sistemas sobre terreno,I sistemas en entorno industrial,I comercial,I y residencial.
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Contexto MundialMercado Fotovoltaico
Paridad de Red
Segmentos de mercado
Segmentación en Alemania y España
I El mercado fotovoltaico español se ha basado ensistemas sobre terreno (plantas fotovoltaicas).
I El mercado alemán ha diversificado las opcionesdando mayor preponderancia a sistemas comercialesy residenciales.
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Paridad de Red
Segmentos de mercado
Tamaño de instalación y ConexiónEspaña
I Tamaño medio 107 kWI 64% en redes de AT/MT.I 36% en redes de BT.
Alemania
I Tamaño medio 17 kWI 38% en redes de AT/MTI 62% en redes de BT
Japón
I Tamaño medio por debajo de 5 kWI 80% del total en BT.
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