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Membre de:. Jornada LAS ENERGÍAS RENOVABLES Retos y oportunidades para la industria. Panel II: ENERGÍA SOLAR ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EDIFICIOS DE TERCIARIO E INDUSTRIAL. Oscar Aceves Torrents Director Gral. de TFM ENERGIA SOLAR S.A. Madrid, 19 de junio del 2007. - PowerPoint PPT Presentation
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Membre de:
Panel II: ENERGÍA SOLAR
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
EN EDIFICIOS DE TERCIARIO E
INDUSTRIAL
Oscar Aceves Torrents
Director Gral. de TFM ENERGIA SOLAR S.A.
Madrid, 19 de junio del 2007
Jornada
LAS ENERGÍAS RENOVABLESRetos y oportunidades para la industria
LA TECNOLOGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
• La tecnología solar fotovoltaica consiste básicamente en la transformación directa de la energía procedente de la radiación solar en electricidad.
Principios de la tecnología FV
• Sistemas conectados a red
REDINTERIOR
kWh
06385
kWh
05374
REDINTERIOR
kWh
05671
kWh
02372
VENTA EXCEDENTES
VENTATOTALIDAD
RED PÚBLICA
ONDULADOR
GENERADOR FV
CONTADORCOMPRA /VENTA
~
Instalaciones en el medio urbano
• Se tratará habitualmente de sistemas conectados a red
• El medio urbano reclama una integració formal de las instalaciones
• Se necesitan nuevos componentes que permitan la integración
Tecnologías de células fotovoltaicas
• Células fotovoltaicas y rendimiento
– Monocristalinas 16-19%
– Policristalinas 12%-14%
– Silicio amorfo 5-8%
– Otras
Módulos fotovoltaicos
• Encapsulado:
Vidrio-Plàstico Vidrio-Vidrio
• Marco <--> Laminado
• Estandard <--> Especial
Vid
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ron
tal
Cè
l·lu
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Vidrio-plástico Vidrio-vidrio
Módulos fotovoltaicas
Teja solar
Elementos de control solar
Muro cortina ventilado
• En comparación al muro de una sola piel, mejora:– Aislamiento térmico– Aislamiento acústico– Protección solar– Confort térmico– Eficiencia de las células
fotovoltaicas
salidaaire caliente
filtro de aire
panel aislante
cámara ventilada
persiana veneciana
doble vidrio aislante
vidrio exterior normal o
Fotovoltaico semitransparente
ventilación por efecto chimenea
o forzada
vidrio exterior fotovoltaico opaco
filtro de aire
entrada de aire
VENTAJAS
Ventajas a destacar:
- La materia prima (silicio) es extremadamente abundante
- La generación de electricidad es limpia, no contaminante
- El proceso es renovable, no se agota
- Se genera durante el día, que es cuando se consume más energía
- No presenta problemas especiales de integración en el paisaje
- Se puede instalar en zonas urbanas, las de consumo eléctrico
- Es una tecnología muy modular, lo que permite instalaciones reducidas, más fáciles de integrar en el medio y más rápidas de ejecutar
Todo ello hace de la fotovoltaica un objeto de especial atención y promociónen el conjunto de las energías renovables.
VENTAJAS :
“La materia prima (silicio) es extremadamente abundante”
El silicio es el segundo elemento más abundante en el planeta.
Su abundancia permite un uso masivo de esta tecnología.
Las etapas de producción son:
Minas Minas de de siliciosilicio
Purificación Purificación grado grado metalúrgico metalúrgico (impureza < (impureza < 1%)1%)
Purificación Purificación grado grado semiconductor semiconductor (impureza < (impureza < 0,1%)0,1%)
FabricacióFabricación células n células FVFV
FabricacióFabricación módulos n módulos FVFV
Etapa muy intensiva en capital (sólo 5 empresas en el mundo)
y con tensiones coyunturales oferta-demanda
VENTAJAS :
“Generación durante las horas de consumo”
Producción de energía solar fotovoltaica
VENTAJAS :
“Generación durante las horas de consumo”
Qué generación sustituye?Qué CO2 ahorra?
VENTAJAS :
“Generación durante las horas de consumo”
VENTAJAS :
“Fácil integración en el entorno urbano (donde hay consumo)”
Dónde integrar FV en los edificios?
-90º
-80º
-70º
-60º
-50º
-40º
-30º
-20º
-10º0º
+10º
+20º
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+40º
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60º
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80º
90º
Oest <-- Orientació respecte al Sud --> Est
Ver
tical
<--
In
clin
ació
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> H
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l
Radiació anual en % sobre el màxim (Barcelona)
100%
90%
80%
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Radiación solar anual en % sobre el óptimo (Madrid)
Oeste Orientación respecto al Sur Este
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zon
tal
Integración en edificios
Fotovoltaica es muy fácilmente Fotovoltaica es muy fácilmente integrable en el entorno urbano y integrable en el entorno urbano y en edificios.en edificios.Cuidado! Cuidado!
USO MUY EXTENDIDOUSO MUY EXTENDIDO + + RECHAZORECHAZONO INTEGRACIÓNNO INTEGRACIÓN
Integración en edificios ?
Estructura independiente:Cubierta plana
Estructura independiente:Cubierta plana
Elemento sobrepuesto:Tejado
Elemento sobrepuesto:Tejado
Elemento sobrepuesto:Tejado
Elemento sobrepuesto:Fachada
Integrado - Revestimiento:Fachada
Integrado - Revestimiento:Cubierta
Integrado - Cerramiento:Cubierta opaca
Integrado - Cerramiento:Cubierta semitransparente
Integrado - Cerramiento:Cubierta semitransparente
Integrado - Pérgola:Cubierta semitransparente
Integrado - Pérgola:Cubierta semitransparente
Integrado - Cerramiento:Fachada semitransparente
Integrado - Cerramiento:Fachada semitransparente
Integrado - Cerramiento:Fachada semitransparente
Integrado - Cerramiento:Fachada semitransparente
Elemento de sombra: Parasol
Elemento de sombra: Parasol
Elemento de sombra: Parasol
Elemento de sombra: lama móvil
“Todo ello hace de la fotovoltaica
un objeto de especial atención y promoción
en el conjunto de las energías renovables”
42
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45C
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mo
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Fotovoltaica <100 kW
Fotovoltaica >100 kW
Eólica Biomasa Pequeñahidráulica
Prima a las Energías Renovables
“Todo ello hace de la fotovoltaica un objeto de especial atención y promoción en el conjunto de las
energías renovables”
RD 436/04
RD 661/07
Sustituye al RD 436/04
FV<100kWp 44 céntimos
FV>100kWp 41,75 céntimos
TIPOS DE INSTALACIONES: TENDENCIAS ACTUALES
Integración arquitectónica
Cubiertas industriales
Solar doméstica
“Huerta solar”
ww ww w.w. tt ff m.esm.es
Miembro de:
Cubierta fotovoltaica híbridaen los estudios de televisión
Imagina Visual Center (Esplugues-Barcelona)
Aspectos más destacables
• El edificio dispone de la mayor cubierta acristalada ventilada y fotovoltaica de España.
• La tecnología se desarrolló a partir de la fachada fotovoltaica de la Biblioteca de Mataró, fruto del programa europeo “Solar House”.
• La cámara ventilada es más importante que nunca cuando se trata de superficies acristaladas horizontales, y más aún en la zona mediterránea.
El edificio
El proyecto arquitectónico
• El proyecto arquitectónico es obra de Patrick Genard& Associates.
• Un antiguo edificio industrial (cocinas Corberó) ha sido restaurado combinando la conservación del antiguo ladrillo con los transparentes muros de cristal.
• El edificio de “alta tecnololgía” conjuga tradición y modernidad.
Orientación/Inclinación del campo fotovoltaico
-90º
-80º
-70º
-60º
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-40º
-30º
-20º
-10º0º
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Oest <-- Orientació respecte al Sud --> Est
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Radiació anual en % sobre el màxim (Barcelona)
100%
90%
80%
70%
Radiación solar anual en % sobre el óptimo (Barcelona)
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Oeste Orientación respecto al Sur Este
RestaurantRestauranty Escalerasy Escaleras
OficinasOficinas
Los laminados fotovoltaicos
437 Wp
Los elementos híbridos prefabricados
Elementos híbridos prefabricados:Montaje y detalles
Obertura de la piel interior
Sección del perfil
principal
Montaje en fábrica
La cubierta fotovoltaica
La cubierta fotovoltaica
La cubierta fotovoltaica
La cubierta fotovoltaica
Campos fotovoltaicos
DESCRIPCION
Laminados fotovoltaic
os
Número de
Laminados
Area FV(m2)
Potencia FV
(kWp)
RestaurantBP Solarnova
-TFM96 377,55 42,038
EscalerasBP Solarnova
-TFM32 125,85 14,013
OficinasBP Solarnova
-TFM100 393,28 43,79
TOTALES : 228 896,68 m2 99,84 kWp
Onduladores
• 19 Onduladores INGECON SUN 5 de 5 kW cada uno,
distribuído entre las 3 fases
Producción eléctrica
Producción eléctrica
Performance Ratio: 70,8%
El sistema térmico
• El aire interior exhausto se extrae al exterior en verano, y en invierno se utiliza para reducir el consumo del sistema convencional
EXTERIOR (ambiente)
INTERIOR
• Las ventajas comparado a una cubierta acristalada normal son:– Aislamiento térmico– Aislamiento acústico– Protección solar– Comfort térmico– Eficiencia de las células FV
Ventajas del sistema
Mejores prestaciones con ventilación
g (-)U
(W/m2/K)
Producción eléctrica
kW·h/m2/año
Área FV sobre el área del Laminado
Acristalamiento simple 0.77 5.53
Doble acristalamiento 0.65 2.87
CUBIERTA FV VENTILADA(sin extracción de aire)
0.12 2.06 121.96 0.858
CUBIERTA FV VENTILADA(100 kg/h)
0.11 1.84 122.57 0.858
Mejores prestaciones con ventilación
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51.5
2.25 3
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4.55.2
5 66.
757.5
8.25 9
9.75
10.5
11.25 12
12.7
513
.514.
25 1515.
7516
.5
17.2
5 18
18.75
19.5
20.2
5 21
21.7
522.
5
23.25 24
El gráfico muestra cómo las prestaciones térmicas (y también la El gráfico muestra cómo las prestaciones térmicas (y también la producción eléctrica) mejoran con la utilización de cámara ventilada.producción eléctrica) mejoran con la utilización de cámara ventilada.
0
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Ambiente
Celúlas FV
Doble vidrio exterior
Doble vidrio interior
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30
50
40
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70
20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Sistema de monitorización:www.redsolar.net
Sistema de monitorización:www.redsolar.net
Sistema de monitorización:www.redsolar.net
Sistema de monitorización:www.redsolar.net
Sistema de monitorización:Sinóptico
El edificio
Entrada principal
La cubierta semitransparente fotovoltaica
Restaurante
Restaurante: Día/Noche
Fachada externa y encuentro con la cubierta
Escaleras
Escaleras
Vista exterior de la cubierta FV
ww ww w.w. tt ff m.esm.es
Miembro de:
Biblioteca “Pompeu Fabra”
de Mataró (Barcelona)
Muro cortina ventilado
• En comparación al muro de una sola piel, mejora:– Aislamiento térmico– Aislamiento acústico– Protección solar– Confort térmico– Eficiencia de les células
fotovoltaicas
salida airecaliente
filtro de aire
panel aislante
cámaraventilada
persianaveneciana
doble cristalaislante
cristal exteriornormal o
fotovoltaicosemitransparente
ventilación perefecto
chimenea oforzada
cristal exteriorfotovoltaico
opaco
filtro de aire
entradaaire
Muro cortina ventilado
• Características térmicas:– Los parámetros más significativos son:
Coeficiente de aislamiento (K) Factor solar (FS)
– Ambos mejoran con ventilación– La estrategia de ventilación se decide en función de la
época del año, a fin de:
Optimizar las prestaciones Evitar les condensaciones
Muro cortina ventilado
Muro cortina ventilado
Vista interior fachada y lucernario
Lucernarios ycolector aire fachada
Montaje fachada
Muro cortina ventilado
Muro cortina ventilado
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Miembro de:
Código Técnico de la Edificación - 2006
Potencia a instalar (kWp): Coef. Zona x (A x Sup. + B)
Mínimo (Pot. Nom. Inversor) 5,0 kW
Umbral mínimo A B
Hipermercado 5.000 m2 sup. construida 0,001875 -3,12500
Multitienda y centros de ocio 3.000 m2 sup. construida 0,004688 -7,81250
Naves de almacén 10.000 m2 sup. construida 0,001406 -7,81250
Administrativos 4.000 m2 sup. construida 0,001223 1,35870
Hoteles y hostales 100 places 0,003516 -7,81250
Hospitales y Clínicas 100 llits 0,000740 3,28947
Pabellones recintos feriales 10.000 m2 sup. construida 0,001406 -7,81250
Código Técnico de la Edificación - 2006
Código Técnico de la Edificación - 2006
Potencia a instalar (kWp) Ejemplos para distintas Superfícies
Zona 3
Hipermercado 5.000 6,25 10.000 15,63 25.000 43,75 50.000 90,63
Multitienda y centros de ocio 3.000 6,25 6.000 20,32 15.000 62,51 30.000 132,83
Naves de almacén 10.000 6,25 20.000 20,31 50.000 62,49 100.000 132,79
Administrativos 4.000 6,25 8.000 11,14 20.000 25,82 40.000 50,28
Hoteles y hostales 100 10,96 200 28,57 500 80,90 1.000 168,80
Hospitales y Clínicas 100 4,28 200 7,74 500 19,32 1.000 38,10
Pabellones recintos feriales 10.000 6,25 20.000 20,31 50.000 62,49 100.000 132,79
Umbral mínimo Mínimo x 2 Mínimo x 5 Mínimo x 10
Miembro de:
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Membre de:
Bloque:
ANÁLISIS DE RIESGOS
ANÀLISI DE RIESGOS
ENERGIASOLAR
(kWh/m2)
ENERGÍAELÉCTRICA(kWh)
INGRESOSECONÓMICOS(EUROS)
VENTA DE
ENERGIA ELÈCTRIC
A
SISTEMA FOTOVOLTAI
CO
HARÀ EL SOL
PREVISTO ?
LA ENERGÍA SOLAR SE
TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA
ELÉCTRICA PREVISTA?
LA ENERGÍA ELÉCTRICA SE
TRANSFORMARÁ EN LOS INGRESOS ECONÓMICOS PREVISTOS?
ENERGIASOLAR
(kWh/m2)
HARÀ EL SOL
PREVISTO ?
Datos estadísticos
ANÀLISI DE RIESGOS
RADIACIÓN SOLAR EN EUROPA
RADIACIÓN SOLAR EN LA PENÍNSULA IBÉRICA
ENERGIASOLAR
(kWh/m2)
ENERGÍAELÉCTRICA(kWh)
SISTEMA FOTOVOLTAIC
O
LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ
EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA?
Vida del sistema
Mantenimento
ANÀLISI DE RIESGOS
VIDA DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
• Módulos:
– No tienen una vida limitada
– Con los años se ven afectados por los UV y su rendimiento baja.
– Los fabricantes garantizan que en 25 años el rendimiento no bajará más de un 20% para cada módulo, lo que supone un 5% del conjunto de una instalación.
– La primera central FV de 100 kWp cumplió los 20 años con una reducción del 8% (y con tecnologia de hace 20 años).
– Actualmente se prevé que en 25 años el rendimiento global baje un 5%
MANTENIMENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
• Limpieza de módulos:– Si tienen una cierta inclinación, con la lluvia se limpia
suficientemente
• Componentes eléctricos– Sin partes móviles no se desgasta
pocos problemas– Mantenimiento preventivo: una revisión al año
• Medidas contra robos
• Seguros con las coberturas:– Robo– Vandalismo– Agentes atmosfèricos– Lucro cesante– Responsabilidad civil
ENERGÍAELÉCTRICA(kWh)
INGRESOSECONÓMICOS(EUROS)
VENTA DE LA
ENERGIA ELÈCTRIC
A
LA ENERGÍA ELÉCTRICA SE
TRANSFORMARÁ EN LOS INGRESOS ECONÓMICOS PREVISTOS?
Marco tarifario
ANÀLISI DE RIESGOS
VENDER LA ELECTRICIDAD
• Real Decreto 661/2007– Obligación por parte de la compañía eléctrica de comprar
la energia FV– Posibilidad de vender la totalidad de la energía (no sólo los
excedentes)– Tarifa: 0,4400 €/kWh (hasta 100 kW) 0,4175 €/Kwh (más de 100 kW)– Garantizado para 25 años, después el 80%– Actualización de la tarifa: IPC - 0,25% hasta 2012
IPC – 0,50% en adelante• La prima no la paga ni la administración ni la compañía
eléctrica. Se obtiene del canon que se paga por la electricidad en concepto de “Diversificación: 3%”, y la parte FV es insignificante.
Miembro de:
ww ww w.w. tt ff m.esm.es