ENERGA FOTOVOLTAICA 1- Introduccin 1.1 Introduccin 1.2 Que es un sistema de generacin elctrica solar 1.3 En Espaa 1.4 Uso y Aplicaciones 1.4.1 Sistemas aislados de la red elctrica 1.4.2Sistemas conectados a la red elctrica 1.5 Ventajas 1.6 Componentes del sistema 2 - Composicin Fsica y Fabricacin de Dispositivos Fotovoltaicos 2.1 El efecto fotovoltaico 2.2 Tipos de celda 2.3 Aspectos tcnicos de fabricacin 2.4 Proceso de fabricacin de los mdulos fotovoltaicos 2.5 Ensayos de los mdulos 3- Rentabilidad econmica 3.1 Recursos Financieros 3.2 Primas para Instalaciones conectadas a la red electrica 3.3 Instalaciones conectadas a la red con potencia inferior a 5 kWp 3.4 Instalacin conectada a la red de potencia superior a 5 kWp 4 - Curvas Caractersticas de las Celdas Fotovoltaicas 4.1 Curva corriente vs. tensin (curva I - V ) 4.2 Efecto de factores ambientales sobre la caracterstica de salida del dispositivo 4.3 Combinaciones de celdas y curvas resultantes 4.4 Interaccin del dispositivo fotovoltaico con la carga 5 - Conformacin de los Sistemas de Generacin 5.1 Autosuficiencia del sistema 5.2 Directamente conectados a una carga 5.3 Sistema modulo batera 5.4 Sistema fotovoltaico, batera y regulador 5.5 Batera, inversor 5.6 Reguladores de carga de bateras 5.7 Bateras 5.8 Interaccin entre mdulos fotovoltaicos y bateras 5.9 Tipos de bateras 5.10 Bateras selladas 6 - Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos y Banco de Bateras 6.1 Datos necesarios para dimensionar un sistema 6.2 Plantilla de dimensionamiento 6.3 Clculo del numero de mdulos necesarios 6.4 Clculo del banco de bateras 6.5 Ejemplo prctico 7 - Conexiones y Dimensionamiento de Cables 7.1 Conexionado y Dimensionamiento de cables de conexin 8 - Instalacin y Mantenimiento Ubicacin y orientacin de los mdulos 8.2 Ubicacin geografica 8.3 Mantenimiento de la instalacin 8.4 Seguridad en la instalacin 9. Implantacin de tejados fotovoltaicos 10. Presente y futuro de la energa solar fotovoltaica 10.1. Planes europeos relativos a energa solarfotovoltaica 10.2 Planes nacionales relativos a energa solar fotovoltaica 10.3 Fabricantes en Espaa 11. Legislacin 11.1 Introduccin

11.2 Objetivos y mbito del Real Decreto en lo relativo a la energa solar fotovoltaica 11.3 Competencias 11.4 Procedimiento de presentacin de solicitudes 11.5 Registro Administrativo 11.6 Condiciones de entrega de la energa elctrica 11.7 Criterios 11.8 Rgimen econmico 11.9 Real Decreto 1663/2000 de 29 de septiembre fotovoltaicas a la red de baja tensin 11.10 Captulo I: mbito de aplicacin y definicione 11.11 Captulo II: Conexin de las instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensin 11.12 Captulo III: Condiciones tcnicas de las instalaciones fotovoltaicas conectadas la red en baja tensin 12. Conclusin -------------------------------------------1.1 Introduccin La quema de combustibles fsiles est provocando el cambio climtico. De las reservas de combustibles fsiles econmicamente recuperables actualmente, no podemos quemar ni la cuarta parte si queremos que el planeta sobreviva al peligro del cambio climtico. As que para no sobrepasar los lmites ecolgicos, la humanidad dispone de un limitado "presupuesto" o cuota de carbono para emitir a la atmsfera en forma de CO2. Al ritmo actual de consumo de combustibles fsiles, ese presupuesto se acabar en unos 30 aos, sin olvidar los graves impactos medioambientales que generan la obtencin y transporte de estos combustibles. La energa nuclear, por su parte, ha demostrado ser altamente peligrosa. La mayora de los pases han parado sus programas nucleares por el alto potencial de riesgo que supone su utilizacin y los importantes problemas que deja sin resolver, como es el almacenamiento a largo plazo de los residuos radiactivos. Todo ello ha provocado un fuerte rechazo por parte de la opinin pblica y ha elevado sus costes hasta hacerla inviable desde el punto de vista econmico. Por tanto, es imprescindible y urgente reducir el consumo de energas sucias y sustituirlas por fuentes de energa limpia y renovable, adems de mejorar radicalmente la eficiencia de nuestro consumo energtico. Reducir el consumo de energa, a travs del ahorro y la eficiencia, es tan necesario como sustituir las fuentes de energa sucias por limpias y renovables. Independientemente de que la energa solar fotovoltaica nos permita convertirnos en generadores de electricidad limpia, siempre debemos buscar una reduccin del impacto de nuestro consumo energtico sobre el medio ambiente local y global haciendo un uso ms eficiente de la energa. Aunque la energa solar fotovoltaica slo representa el 0,001 por ciento del suministro de energa elctrica que satisface las necesidades de consumo en todo el mundo, se prev un rpido y significativo crecimiento de su implantacin, basado en el actual desarrollo de la tecnologa y el compromiso medioambiental de los pases ms desarrollados. El sector fotovoltaico se sustenta en una tecnologa de vanguardia y una industria puntera que en los ltimos aos est teniendo un crecimiento anual medio superior al 30%. En el medio plazo, se estima que habr una reduccin importante de costes debido a una mejora de la eficiencia de las tecnologas actuales ,a la optimizacin de los procesos de fabricacin ,a la aplicacin de economas de escala y al desarrollo de nuevas tecnologas. En el ao 2010 se prev que los costes sern menores en un 30% para instalaciones aisladas y un 40% en instalaciones conectadas a la red. Aunque tradicionalmente el uso de la energa solar fotovoltaica ha sido en aplicaciones aisladas de la red elctrica, desde hace unos aos la incorporacin de esta tecnologa al entorno urbano est facilitando su difusin y desarrollo. Es necesario tener en cuenta que la generacin elctrica fotovoltaica es la nica que puede producir, a partir de una fuente renovable, electricidad all donde se consume, reduciendo la saturacin de las redes y disminuyendo las prdidas en el transporte de electricidad. 1.2 Que es un sistema de generacin elctrica solar Es una fuente de energa que a travs de la utilizacin de celdas fotovoltaicas convierte en forma

directa la energa lumnica en electricidad. La produccin de electricidad mediante paneles solares es especialmente interesante en aquellos puntos de consumo aislados en los que resulta costoso instalar una lnea elctrica. Son tambin interesantes las instalaciones solares elctricas conectadas a la red, en las que el propietario vierte toda la electricidad generada a dicha red, vendindola con un precio sensiblemente mayor que el coste,de 0,08 Euros/kWh, de la electricidad adquirida,como consecuencia de la prima por kWh establecida por el Real Decreto 2818/1998. 1.3 En Espaa Tanto la produccin industrial como la investigacin relacionada con la generacin elctrica fotovoltaica que se desarrolla en Espaa ocupan un destacado lugar en el panorama mundial. Espaa hoy es el primer pas europeo productor de clulas y paneles fotovoltaicos,con el 10%de la produccin mundial. La produccin de paneles fotovoltaicos en Espaa dispone de las ms avanzadas tecnologas y los fabricantes espaoles tienen instalaciones y procesos productivos que sitan a nuestro pas en el tercer puesto a escala mundial, despus de Estados Unidos y Japn. Para conseguir unas elevadas prestaciones en todo el sistema industrial fotovoltaico es necesaria una intensa y continuada actividad de I+D,tanto en las propias industrias como en los centros de investigacin. La industria fotovoltaica est concentrando su actividad de I+D en: El desarrollo de paneles fotovoltaicos con mayores niveles de eficiencia y menor coste de fabricacin. La mejora de la eficiencia de los dispositivos de electrnica de potencia, de transformacin y de proteccin. Por otro lado, existen en Espaa ms de 25 centros de I+D dedicados a la investigacin en este campo. Estos datos contrastan con el actual nivel de implantacin de la energa solar fotovoltaica en Espaa, pues la potencia instalada en toda Espaa hasta el ao 2001 es poco ms de 15 MWp (aproximadamente 5,3 MWp pertenecen instalaciones conectadas a red y el resto a instalaciones aisladas),cuando en pases como Alemania la potencia instalada es doce veces ms elevada. Segn datos del Instituto para la Diversificacin y Ahorro de la Energa (IDAE),la potencia solar fotovoltaica instalada a finales del ao 2001 en las diferentes Comunidades Autnomas era en MWp : Andalucia 4.09 Aragn 0.27 Asturias 0.18 Baleares 0.89 Canarias 0.91 Cantabria 0.03 Castilla Len 0.95 Castilla la Mancha 1.34 Catalua 2.33 Comunidad Valenciana 0.84 Extremadura 0.42 Galicia 0.13 La Rioja 0.05 Madrid 0.42 Murcia 0.13 Navarra 1.72 Pas Vasco 0.23 La industria fotovoltaica espaola proporciona empleo directo a ms de 2.500 personas. De las cuales 1.800 tienen sus puestos de trabajo en procesos de fabricacin (un 15% corresponden a titulados superiores) y 700 en las fases de comercializacin y desarrollo e instalacin de proyectos. A su vez, proporciona empleo indirecto a ms de 1.250 personas.

1.4 Uso y Principales aplicaciones: Hay dos formas de utilizar la energa elctrica generada a partir del efecto fotovoltaico: En instalaciones aisladas de la red elctrica. En instalaciones conectadas a la red elctrica convencional. Mientras que en las primeras la energa generada se almacena en bateras para as disponer de su uso cuando sea preciso, en las segundas toda la energa generada se enva a la red elctrica convencional para su distribucin donde sea demandada. Sistemas aislados de la red elctrica Estos sistemas se emplean sobre todo en aquellos lugares en los que no se tiene acceso la red elctrica y resulta ms econmico instalar un sistema fotovoltaico que tender una lnea entre la red y el punto de consumo. Como los paneles slo producen energa en las horas de sol y la energa se necesita durante las 24 horas del da, es necesario un sistema de acumulacin. Durante las horas de luz solar hay que producir ms energa de la que se consume, para acumularla y posteriormente poder utilizarla cuando no se est generando. La cantidad de energa que se necesita acumular se calcula en funcin de las condiciones climticas de la zona y el consumo de electricidad. De tal manera que en una zona donde haya muchos das soleados al ao habr que acumular poca energa. Si el periodo sin luz no es suficientemente largo, hay que acumular ms energa. El nmero de paneles a instalar debe calcularse teniendo en cuenta: * la demanda energtica en los meses ms desfavorables. * las condiciones tcnicas ptimas de orientacin e inclinacin, dependiendo del lugar de la instalacin. Para optimizar el sistema es necesario calcular correctamente la demanda con el fin de no sobredimensionar la instalacin. Conviene utilizar electrodomsticos e iluminacin de bajo consumo, para que de esta manera el sistema sea ms econmico. Actualmente existe una gran variedad de estos productos de bajo consumo. Las principales aplicaciones de los sistemas aislados de la red elctrica son: Aplicaciones espaciales: Desde los orgenes de la aventura espacial los satlites y naves espaciales han utilizado paneles solares fotovoltaicos para alimentar sus equipos electrnicos. Sector de gran consumo: Calculadoras, relojes , etc. Telecomunicaciones: Existen multitud de equipos de telecomunicaciones situados en zonas de difcil acceso, alejados de la red elctrica, alimentados por energa solar fotovoltaica. En estos casos, normalmente, la solucin solar es la ms econmica y fiable. Son ejemplos caractersticos: repetidores de televisin, equipos de radio, antenas de telefona mvil, etc.. Sealizacin: La sealizacin martima y terrestre es una de las grandes aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos. As son numerosos los ejemplos en balizamiento de aeropuertos, sealizacin de carreteras y puertos, etc... Bombeo: Al estar los pozos alejados de la red elctrica, el bombeo con energa fotovoltaica es una solucin muy adecuada. Estas instalaciones se adaptan muy bien a las necesidades ya que en los meses ms soleados, que es normalmente cuando ms agua se necesita, es cuando ms energa se produce. En estos sistemas el almacenamiento de energa suele ser en forma de energa potencial, bombeando el agua a depsitos elevados. Zonas protegidas: En parajes naturales, donde por motivos de proteccin ambiental se recomienda no instalar tendidos elctricos areos, en ocasiones, resulta ms rentable utilizar sistemas fotovoltaicos en lugar de tendidos subterrneos o grupos electrgenos que utilizan combustibles fsiles. Electrificacin de viviendas aisladas: La distancia del punto de consumo a la red elctrica puede hacer, en muchos casos, ms rentable esta aplicacin debido no solo al coste de instalar el tendido elctrico sino tambin a la calidad del suministro elctrico al evitarse cortes de electricidad, muy frecuentes en lugares aislados.

Alumbrado de calles y carreteras :La posibilidad de utilizar sistemas de iluminacin autnomos de fcil instalacin y mnima obra civil hace que sea una solucin adecuada en muchas ocasiones. 1.4.2 Sistemas conectados a la red elctrica En los lugares que disponen de electricidad, la conexin a red de los sistemas fotovoltaicos contribuyen a la reduccin de emisiones de dixido de carbono (CO 2 )a la atmsfera. Esta aplicacin se ajusta muy bien a la curva de demanda de la electricidad. El momento en que ms energa generan los paneles, cuando hay luz solar, es cuando ms electricidad se demanda. En Espaa, la electricidad generada con sistemas fotovoltaicos goza de una prima que mejora su rentabilidad econmica. Al instalar un sistema fotovoltaico conectado a la red, se dispone de una minicentral elctrica que inyecta kWh verdes a la red para que se consuman all donde sean demandados, lo que elimina las prdidas en transporte de electricidad. Para que estas instalaciones sean tcnicamente viables es necesario: La existencia de una lnea de distribucin elctrica cercana con capacidad para admitir la energa producida por la instalacin fotovoltaica. La determinacin,,con la compaa distribuidora, del punto de conexin Proyectar un sistema que incluya equipos de generacin y transformacin de primera calidad, con las protecciones establecidas y debidamente verificados y garantizados por los fabricantes, de acuerdo a la legislacin vigente. Una instalacin realizada por un instalador especializado. En las instalaciones conectadas a red, el tamao de la instalacin no depende del consumo de electricidad de la vivienda o edificio, lo que simplifica enormemente su diseo. Para dimensionar la instalacin es necesario conocer la inversin inicial, el espacio disponible y la rentabilidad que se quiere obtener ya que el consumo de electricidad es independiente de la energa generada por los paneles fotovoltaicos. El usuario sigue comprando la electricidad que consume a la distribuidora al precio establecido y adems es propietario de una instalacin generadora de electricidad que puede facturar los kWh producidos a un precio superior. Las principales aplicaciones de los sistemas conectados a la red elctrica son: Tejados de viviendas: Son sistemas modulares de fcil instalacin donde se aprovecha la superficie de tejado existente para sobreponer los mdulos fotovoltaicos. El peso de los paneles sobre el tejado no supone una sobrecarga para la mayora de los tejados existentes. Una instalacin de unos 3 kWp que ocupa cerca de 30 m de tejado, inyectara a la red tanta energa como la consumida por la vivienda a lo largo del ao. Para ofrecer una solucin ms econmica se estn utilizando sistemas prefabricados ue reducen notablemente el tiempo de realizacin de la instalacin y aumentan su fiabilidad. Una vez terminada la instalacin, el sistema fotovoltaico es un elemento ms de la vivienda, aportando una fuente adicionable produccin de electricidad y un gran valor ecolgico aadido. Por sus caractersticas y la actual reglamentacin en Espaa, se prev que sea la aplicacin ms extendida en los prximos aos. * Integracin en edificios: En esta aplicacin es prioritario el nivel de integracin del elemento fotovoltaico en la estructura del edificio. Por integracin fotovoltaica debemos entender la sustitucin de elementos arquitectnicos convencionales por nuevos elementos arquitectnicos que incluyen el elemento fotovoltaico, y que por lo tanto son generadores de energa. Tanto para aplicaciones aisladas de la red elctrica, como para las conectadas a ella es necesario cuidar la incorporacin de los sistemas fotovoltaicos al entorno, rural o urbano. Pero es en las aplicaciones urbanas conectadas red, en las que se unen exigencias urbansticas a las motivaciones medioambientales, donde la integracin tiene ms relevancia. La demanda de energa del sector terciario en la Unin Europea esta creciendo de forma significativa, por lo que la integracin de sistemas fotovoltaicos en edificios, con aportaciones energticas en las horas punta, contribuye reducir la produccin diurna de energa convencional. Las aplicaciones de integracin en edificios ms frecuentes : Recubrimiento de fachadas Muros cortina

Parasoles en fachada Prgolas Cubiertas planas acristaladas Lucernarios en cubiertas Lamas en ventanas Tejas Para conseguir una mejor integracin del elemento fotovoltaico en los edificios es necesario tenerlo en cuenta desde el inicio del diseo del edificio. De esta manera se podr conseguir mejorar el aspecto exterior y el coste del edificio al poderse sustituir elementos convencionales por los elementos fotovoltaicos .A veces es necesario sacrificar parte del rendimiento energtico por mantener la esttica del edificio. 1.5 Ventajas fundamentales: - No consume combustible - No produce polucin ni contaminacin ambiental - Es silencioso - Tiene una vida til superior a 20 aos - Es resistente a condiciones climticas extremas: (granizo, viento, temperatura y humedad) - No posee partes mecnicas, por lo tanto no requiere mantenimiento, excepto limpieza del panel - Permite aumentar la potencia instalada mediante la incorporacin de nuevos mdulos. 1.6 Componentes del sistema: Corriente continua 12V: - Paneles o mdulos de celdas fotovoltaicas - El soporte para los mismos - Regulador de carga de bateras y el Banco de bateras Corriente alterna 110/220V: Es necesario instalar adems entre las bateras y el consumo un Inversor de corriente de capacidad adecuada (el Inversor convierte la corriente continua o DC del modulo o generador solar en corriente alterna o AC. Dicha corriente alterna es utilizada tpicamente por la mayora de los equipos elctricos domsticos).

Fig. 1

2 - Composicin Fsica y Fabricacin de Dispositivos Fotovoltaicos 2.1 Efecto fotovoltaico Los mdulos se componen de celdas solares de silicio (o fotovoltaicas). Estas son semiconductoras elctricas debido a que el silicio es un material de caractersticas intermedias entre un conductor y un aislante. Presentado normalmente como arena, mediante mtodos adecuados, se obtiene el silicio en su forma pura. El cristal de silicio puro no posee electrones libres y por lo tanto resulta un mal conductor elctrico. Para cambiar esto se le agregan porcentajes de otros elementos. Este proceso se denomina dopado. Mediante el dopado de silicio con fsforo se obtiene un material con

electrones libres o material con portadores de carga negativa (silicio tipo N). Realizando el mismo proceso, pero agregando Boro en lugar de fsforo, se obtiene un material de caractersticas inversas; esto es dficit de electrones o material con cargas positivas libres o huecos (silicio tipo P). Cada celda solar se compone de una delgada capa de material tipo N y otra de mayor espesor de material tipo P ( Ver grfico Fig.2 ). Ambas capas separadas son elctricamente neutras, pero al ser unidas, justamente en la unin (PN), se genera un campo elctrico debido a los electrones libres del silicio tipo N que ocupan los huecos de la estructura del silicio tipo P.

GRAFICO (Fig. 2)

Al incidir la luz sobre la celda fotovoltaica, los fotones que la integran chocan con los electrones de la estructura del silicio dndoles energa y transformndolos en conductores. Debido al campo elctrico generado en la unin (P-N), los electrones son orientados, fluyendo de la capa "P" a la capa "N". Mediante un conductor externo, se conecta la capa negativa a la positiva, generndose as un flujo de electrones (corriente elctrica) en la conexin. Mientras la luz siga incidiendo en la celda, el flujo de electrones se mantendr. La intensidad de la corriente generada, variar proporcionalmente segn la intensidad de luz incidente. Cada mdulo fotovoltaico se conforma de una determinada cantidad de celdas conectadas en serie. Como vimos anteriormente, al unirse la capa negativa de una celda a la positiva de la siguiente, los electrones fluyen a travs de los conductores de una celda a la otra. Este flujo se repite hasta llegar a la ltima celda del mdulo, de la cual fluyen hacia el acumulador o batera. Cada electrn que abandona el mdulo es reemplazado por otro que regresa del acumulador> o batera. El cable de la interconexin entre mdulo y batera contiene el flujo, de manera tal que cuando un electrn abandona la ltima celda del mdulo y se dirige hacia la batera, otro electrn ingresa a la primera celda desde la batera. Es por esto que se considera inagotable a un dispositivo fotovoltaico. Produce energa elctrica como respuesta a la energa lumnica que ingresa en el mismo. Cabe aclarar que una celda fotovoltaica no puede almacenar energa elctrica. 2.2 Tipos de Celdas: Existen tres tipos de celdas; dependiendo su diferenciacin segn el mtodo de fabricacin. - Silicio Monocristalino: Estas celdas se obtienen a partir de barras cilndricas de silicio Monocristalino producidas en hornos especiales. Las celdas se obtienen por cortado de las barras en forma de obleas cuadradas delgadas (0,4-0,5 mm de espesor). Su eficiencia en conversin de luz solar en electricidad es superior al 12%. En este caso el silicio que compone las clulas de los mdulos es un nico cristal. La red cristalina es la misma en todo el mate-rial y tiene muy pocas imperfecciones. El proceso de cristalizacin es complicado y costoso, pero, sin embargo, es el que proporciona la mayor eficiencia de conversin de luz en energa elctrica. - Silicio Policristalino: Estas celdas se obtienen a partir de bloques de silicio obtenidos por fusin de trozos de silicio puro en moldes especiales. En los moldes, el silicio se enfra lentamente, solidificndose. En este proceso, los tomos no se organizan en un nico cristal. Se forma una estructura policristalina con superficies de separacin entre los cristales, por tanto, el proceso de cristalizacin no es tan cuidadoso y la red cristalina no es la misma en todo el material. Este proceso es ms barato que el anterior pero se obtienen rendimientos ligeramente inferiores. Su eficiencia en conversin de luz solar en electricidad es algo menor a las de silicio Monocristalino. - Silicio Amorfo:

Estas celdas se obtienen mediante la deposicin de capas muy delgadas de silicio sobre superficies de vidrio o metal. Su eficiencia en conversin de luz solar en electricidad vara entre un 5 y un 7%. 2.3 Aspectos tecnicos de fabricacin En primer lugar, para generar electricidad solar fotovoltaica se necesita un generador fotovoltaico, es decir un conjunto de mdulos conectados entre ellos junto con el cableado, y (en su caso) los soportes de la instalacin. En segundo lugar, para transformar la electricidad (corriente continua) producida por un generador solar fotovoltaico en electricidad con las mismas caractersticas que la de la red convencional (corriente alterna a 220 voltios y frecuencia de 50 hz) se necesita un inversor. Existen diferentes tipos de inversores, pero se considera recomendable escogerlo en funcin del tamao de la instalacin que se ha realizado o se pretende realizar. El inversor se instala entre el generador fotovoltaico y el punto de conexin a la red. En el mercado tambin se encuentran inversores incorporados a los mdulos fotovoltaicos, formando un nico sistema compacto que se puede conectar directamente a las cargas (es decir, conectndolos a cualquier enchufe inyectan corriente en l). Hoy por hoy pueden no resultar todava recomendables toda vez que es necesario garantizar la calidad de la corriente alterna producida para conectarla a la red general y por los posible inconvenientes que te pueden plantear en los trmites legales y administrativos para conseguir facturar la energa limpia vertida a la red elctrica. La prima que se reciba vendr determinada por el valor del inversor y no por la potencia instalada en paneles solares fotovoltaicos. Una vez la electricidad solar ha sido transformada por el inversor,TODA LA ENERGA PRODUCIDA SE INYECTA A LA RED, CON LAS VENTAJAS ECONMICAS Y MEDIOAMBIENTALES QUE ESTO SUPONE.

El generador fotovoltaico necesita dos contadores ubicados entre el inversor y la red; uno para cuantificar la energa que se genera e inyecta en la Red para su posterior remuneracin, y el otro para cuantificar tambin el pequeo consumo ( 2kW) del inversor fotovoltaico en ausencia de radiacin solar as como garanta para la compaa elctrica de posibles consumos que el titular de la instalacin pudiera hacer. El suministro de electricidad al edificio se realizara desde la red, con su propio contador, siendo una instalacin totalmente independiente y en paralelo con la instalacin fotovoltaica. Si el sistema fotovoltaico est instalado tal como requieren las normativas vigentes en cuanto a conexin a red, es decir en paralelo al contador de consumo elctrico del edificio, toda la electricidad producida por el sistema fotovoltaico se vende a la red, mientras que se sigue consumiendo electricidad de la red con normalidad, como antes. Hay que tener en cuenta que los sistemas fotovoltaicos conectados a la red no requieren ningn sistema de acumulacin de energa (bateras), a diferencia de los sistemas aislados, con lo cual son ms baratos, y fiables, puesto que toda la energa producida se inyecta en la Red se evita que se pierda la energa generada cuando los acumuladores estn completamente llenos, y principalmente, nos ahorramos su mantenimiento, adems de evitar los problemas derivados del uso de bateras (conservacin, descargas limitadas, eliminacin posterior...) Con un sistema conectado a red, el usuario no percibe ningn cambio en el servicio elctrico que recibe, manteniendo las mismas ventajas (seguridad de suministro) e inconvenientes (riesgo de eventuales cortes de luz), pero sabiendo que cada kW que produzca el generador fotovoltaica es uno menos que generaran las centrales contaminantes. 2.4 Proceso de Fabricacin de los mdulos fotovoltaicos: El mdulo fotovoltaico est compuesto por celdas individuales conectadas en serie. Este tipo de conexin permite adicionar tensiones (voltajes). La tensin nominal del mdulo ser igual al producto del nmero de celdas que lo componen por la tensin de cada celda (aprox. 0,5 Volts). Generalmente se producen mdulos formados por 30, 32, 33 y 36 celdas en serie, segn la aplicacin requerida. Se busca otorgarle al mdulo rigidez en su estructura, aislacin elctrica y resistencia a los agentes climticos. Por esto, las celdas conectadas en serie son encapsuladas en un plstico elstico

(Etilvinilacelato) que hace las veces de aislante elctrico, un vidrio templado de bajo contenido de hierro, en la cara que mira al sol, y una lmina plstica multicapa (Polister) en la cara posterior. En algunos casos el vidrio es reemplazado por una lmina de material plstico transparente. El mdulo tiene un marco que se compone de aluminio o de poliuretano y cajas de conexiones a las cuales llegan las terminales positivo y negativo de la serie de celdas. En las borneras de las cajas se conectan los cables que vinculan el mdulo al sistema. Etapas del proceso de fabricacin del mdulo: - Prueba elctrica y clasificacin de las celdas - Interconexin elctrica de las celdas entre s Ensamble del conjunto. Colocacin de las celdas soldadas entre capas de plstico encapsulante y lminas de vidrio y plstico. - Laminacin del mdulo. El conjunto se procesa en una mquina semiautomtica a alto vaco que, por un proceso d calentamiento y presin mecnica, conforma el laminado. - Curado. El laminado es procesado en un horno de temperatura controlada en el cual se completa la polimerizacin de plstico encapsulante y se logra la perfecta adhesin de los distintos componentes. El conjunto, despus del curado forma una sola pieza -Enmarcado. Se coloca primero un sellador elstico en todo el permetro del laminado y luego los perfiles de aluminio que forman el marco. Se usan mquinas neumticas para lograr la presin adecuada. Los marcos de poliuretano se colocan utilizando mquinas de inyeccin. - Colocacin de terminales, borneras, diodos y cajas de conexiones - Prueba final 2.5 Ensayo de los mdulos: Sobre los mdulos debe medirse y observarse: - Caractersticas elctricas operativas - Aislacin elctrica (a 3000 Volt de C.C.) - Aspectos fsicos, defectos de terminacin, etc. - Resistencia al impacto - Resistencia a la traccin de las conexiones - Resistencia a la niebla salina y a la humedad ambiente - Comportamiento a temperaturas elevadas por tiempos prolongados (100 grados centgrados durante 20 das) - Estabilidad al ciclado trmico 3 Rentabilidad economica 3.1 Recursos Financieros La demanda social a favor de la energa fotovoltaica se ha traducido en el establecimiento de normativas y ayudas que priman el vertido a la red de toda la electricidad generada con sistemas fotovoltaicos, y que subvencionan a la inversin en este tipo de instalaciones. En las instalaciones conectadas a red, se reciben retornos econmicos por el esfuerzo financiero realizado en la inversin, al vender a la compaa distribuidora los kWh producidos al precio del mercado ms una prima, por ser un kWh de generacin solar fotovoltaica. El anlisis econmico en estos casos se puede realizar con los mtodos de anlisis de inversiones, siendo uno de las ms utilizados, y el que se emplear en este captulo, el de los aos de recuperacin de la inversin realizada. Se considera que un titular de una instalacin fotovoltaica querr recuperar su inversin en diez aos o menos, ya que periodos de recuperacin superiores, son disuasorios incluso para las personas con alta conciencia medioambiental. En las instalaciones aisladas, al no poder vender el kWh a terceros, sino que la electricidad limpia generada es para consumo propio, no existe la posibilidad de un flujo de caja a lo largo de la vida de la instalacin. Los retornos no son directamente econmicos sino que provienen de la satisfaccin y utilidad de consumir la electricidad generada. 3.2 Primas para Instalaciones conectadas a la red electrica Las primas aplicables a la electricidad generada por los sistemas fotovoltaicos varan segn la potencia de las instalaciones: Las instalaciones de menos de 5 kWp de potencia reciben una prima de 0,360607 Euros/kWh sobre el valor de subasta de la electricidad en la red. Sumndole el precio medio del kWh del mercado,se puede vender la electricidad vertida a la red a 0,396668 Euros/kWh.

Las instalaciones de ms de 5 kWp de potencia reciben una prima de 0,180304 Euros/kWh sobre el valor de subasta de la electricidad en la red. Sumndole el precio medio de la energa determinado por el mercado,el precio de venta de la electricidad vertida a la red es de 0,216364 Euros/kWh. La prima la pagan en ltimo trmino todos los consumidores de electricidad en Espaa,que pagan un porcentaje infinitesimal de su facturacin elctrica para este propsito. Para el clculo de la prima,se considera como potencia de la instalacin fotovoltaica o potencia nominal,la suma de las potencias de los onduladores instalados. As mismo para fomentar estas aplicaciones las Administraciones Pblicas establecen ayudas a fondo perdido a la inversin inicial. 3.3 Instalaciones conectadas a la red con potencia inferior a 5 kWp Normalmente, estas instalaciones aprovechan las estructuras de las viviendas y edificios, colocando sobre ellos paneles fotovoltaicos, que vierten a la red toda la electricidad producida. El clculo de la superficie de paneles a instalar puede seguir dos criterios distintos: Instalaciones a medida, ocupando la mxima estructura disponible, siempre que renan las adecuadas condiciones tcnicas y de orientacin. Instalaciones estndar, propuestas por los diferentes instaladores, a fin de minimizar el precio especfico de la instalacin. Para la segunda alternativa, que es la ms comn, se plantea el anlisis econmico siguiente: Para una instalacin de una potencia instalada total de 3 kWp, Inversin inicial 22.500 Euros Produccin anual de electricidad 3.600 kWh (con insolacin equivalente de 1.200 horas pico y 4.500 kWh con 1.500 horas pico) 3.4 Instalacin conectada a la red de potencia superior a 5 kWp La incorporacin de instalaciones fotovoltaicas de potencia superior a 5 kWp, en edificios hoteles, oficinas, complejos deportivos, etc.,suponen aportaciones de electricidad en las horas punta, que en muchos casos coincide con la punta de demanda de esos mismos edificios. A estas instalaciones les corresponde un precio de venta de electricidad de 0,22 Euros/kWh. Aunque por su tamao se puede conseguir un precio total instalado inferior al de las instalaciones menores de 5 kWp ,el menor valor de la prima hace que las rentabilidades disminuyan considerablemente. Se pueden considerar tres tipos de instalaciones de ms de 5kWp: Instalaciones medias entre 5 y 100 kWp, integradas y condicionadas por el diseo arquitectnico del edificio. Su coste de inversin se estima alrededor de 7 Euros/W instalado.(En el coste total del edificio, existir un ahorro debido a la sustitucin de elementos arquitectnicos convencionales por elementos fotovoltaicos integrados). Instalaciones grandes entre 100 kWp y 1 MWp, no integradas en Edificios, de valor tpico 300 kWp. El coste de la instalacin es de 6 Euros/W instalado. Centrales de mayor potencia,plantas de varios megavatios,cuyo mdulo de diseo es de 1 MWp,con costes del orden de 4,8 Euros/W instalado para una central de 3 MWp. 4 - Curvas Caractersticas de las Celdas Fotovoltaicas 4.1 Curva de corriente vs tensin (curva I-V) La representacin tpica de la caracterstica de salida de un dispositivo fotovoltaico (celda, mdulo, sistema) se denomina curva corriente tensin. La corriente de salida se mantiene prcticamente constante dentro del rango de tensin de operacin y, por lo tanto el dispositivo se puede considerar como una fuente de corriente constante en este rango La corriente y tensin a la cual opera el dispositivo fotovoltaico estn determinadas por la radiacin solar incidente, por la temperatura ambiente, y por las caractersticas de la carga conectadas al mismo.

Los valores trascendentes de esta curva son: Corriente de cortocircuito (Icc) : Mxima corriente que puede entregar un dispositivo bajo condiciones determinadas de radiacin y temperatura correspondiendo a tensin nula y consecuentemente a potencia nula. Tensin de circuito abierto (Vca) : Mxima tensin que puede entregar un dispositivo bajo condiciones determinadas de radiacin y temperatura correspondiendo a circulacin de corriente nula y consecuentemente a potencia nula. Potencia Pico (Pmp) Es el mximo valor de potencia que puede entregar el dispositivo. Corresponde al punto de la curva en el cual el producto Vx I es mximo. Corriente a mxima potencia (Imp) : Corriente que entrega el dispositivo a potencia mxima bajo condiciones determinadas de radiacin y temperatura. Se la utiliza como corriente nominal del mismo. Tensin a mxima potencia (Vmp): tensin que entrega el dispositivo a potencia mxima bajo condiciones determinadas de radiacin y Temp. Se la utiliza como tensin nominal del mismo . 4.2 Efecto de factores ambientales sobre la caracterstica de salida del dispositivo. Efecto de la intensidad de radiacin solar El resultado de un cambio en la intensidad de radiacin es una variacin en la corriente de salida para cualquier valor de tensin La corriente vara con la radiacin en forma directamente proporcional. La tensin se mantiene prcticamente constante. Efecto de la temperatura El principal efecto provocado por el aumento de la temperatura del mdulo es una reduccin de la tensin en forma directamente proporcional. Existe un efecto secundario dado por un pequeo incremento de la corriente para valores bajos de tensin. Es por ello que para lugares con temperaturas ambientes muy altas son aptos mdulos que poseen mayor cantidad de celdas en serie para que los mismos tengan la suficiente tensin de salida para cargar bateras. 4.3 Combinaciones de celdas y curvas resultantes La tensin en el punto de mxima potencia de salida para una celda es de aproximadamente 0,5 Volts a pleno sol. La corriente que entrega una celda es proporcional a la superficie de la misma y a la intensidad de la luz. Es por ello que para lograr mdulos con corrientes de salida menores se utilizan en su fabricacin tercios, cuartos, medios, etc. de celdas. Un mdulo fotovoltaico es un conjunto de celdas conectadas en serie( se suman sus tensiones) que forman una unidad con suficiente tensin para poder cargar una batera de 12 volts de tensin nominal (Esta batera necesita entre 14 y 15 Volts para poder cargarse plenamente). Para lograr esta tensin se necesitan entre 30 y 36 celdas de silicio Monocristalino conectadas en serie. 4.4 Interaccin del dispositivo fotovoltaico con la carga La curva I-V corregida para las condiciones ambientales reinantes, es solo parte de la informacin necesaria para saber cual ser la caracterstica de salida de un mdulo. La otra informacin imprescindible es la caracterstica operativa de la carga a conectar. Es la carga la que determina el punto de trabajo en la curva I-V Potencia mxima de salida durante el da La caracterstica I - V del mdulo vara con las condiciones ambientales (radiacin, temperatura)

Ello quiere decir que habr una familia de curvas I-V que nos mostrarn las caractersticas de salida del mdulo durante el da y una poca del ao.

La curva de potencia mxima de un mdulo en funcin de la hora del da tiene la forma indicada en la siguiente grafica

La cantidad de energa que el mdulo es capaz de entregar durante el da esta representada por el rea comprendida bajo la curva de la grafica anterior y se mide en Watts hora/da. Se observa que no es posible hablar de un valor constante de energa entregada por el mdulo en Watts hora ya que vara dependiendo de la hora del da. Ser necesario entonces trabajar con valores de cantidad de energa diarios entregados. (Watts hora/da). Interaccin con una carga resistiva En el ejemplo ms simple, si se conectan los bornes de un mdulo a los de una lmpara incandescente (que se comporta como una resistencia elctrica) el punto de operacin del mdulo ser el de la interseccin de su curva caracterstica con una recta que representa grficamente la expresin I = V / R Siendo R la resistencia de la carga a conectar.

Interaccin con una batera Una batera tiene una tensin que depende de su estado de carga, antigedad, temperatura, rgimen de carga y descarga, etc. Esta tensin se la impone a todos los elementos que estn conectados a ella, incluyendo el mdulo fotovoltaico. .

Es incorrecto pensar que un mdulo que tiene una tensin mxima de salida de 20 volts llevar a una batera de 12 volts a 20 volts y la daar . Es la batera la que determina el punto de operacin del mdulo. La batera vara su rango de tensin entre 12 y 14 volts. Dado que la salida del mdulo fotovoltaico se ve influenciada por las variaciones de radiacin y de temperatura a lo largo del da, esto se traducir en una corriente variable que ingresa a la batera.

Interaccin con un motor de corriente continua Un motor de corriente continua tiene tambin una curva I-V. La interseccin de ella con la curva I-V del mdulo determina el punto de operacin.

Cuando se conecta un motor directamente al sistema fotovoltaico, sin batera ni controles de por medio se disminuyen los componentes involucrados y por lo tanto aumenta la confiabilidad. Pero como muestra la grafica anterior , no se aprovechar la energa generada en las primeras horas de la maana y al atardecer. 5 - Conformacin de los Sistemas de Generacin 5.1 Autosufiencia del sistema La electricidad generada por el sistema fotovoltaico depende fundamentalmente del tipo y cantidad de mdulos instalados, de su orientacin e inclinacin, y de la radiacin solar que les llegue, as como de la bondad tcnica de la instalacin. La potencia nominal (en vatios pico o kilovatios pico) de los mdulos nos indica la energa que produciran al medioda de un da soleado, ms o menos. En esas condiciones, un mdulo de 40 Wp de potencia nominal producira 40 Wh (vatios-hora) de

energa si durante una hora recibe esa radiacin mxima; el resto del da, en que la radiacin es menor, la potencia real (y por tanto la energa producida) ser menor. Hay que tener en cuenta que la generacin de electricidad solar se produce durante el da, que coincide con las horas punta de consumo en muchos edificios, y que se obtiene en el propio lugar de consumo, disminuyendo las prdidas en concepto de transporte y distribucin de energa. A menudo se plantea acercarse a la autosuficiencia, y lo primero es recordar que el Real Decreto 1663/2000 establece los requisitos administrativos y tcnicos en los que un sistema solar fotovoltaico se puede conectar a la red de baja tensin. Toda la energa producida se vierte a la red elctrica independientemente del consumo que se tenga, ya que este consumo se realiza a travs de la conexin convencional que se tuviera antes de la instalacin de los paneles. De esta manera es ms favorable desde el punto de vista econmico y medioambiental. Un caso distinto son los sistemas aislados (donde la autosuficiencia es una necesidad). Se considera que para producir el equivalente al consumo de energa domstico de una familia se suele requerir una potencia fotovoltaica instalada de entre menos de 1 kWp y 3 4 kWp, en funcin del uso de la energa que se haga (hbitos de consumo ms o menos despilfarradores) y de la eficiencia energtica de los aparatos elctricos utilizados: iluminacin, electrodomsticos, etc. Este tipo de instalaciones requieren de un sistema de acumulacin ya que el consumo, evidentemente, no siempre coincide con los momentos de irradiacin solar. Adems, es necesario prever dicha acumulacin para hacer frente a periodos de condiciones climticas desfaborables. Los aparatos de consumo deben ser de alta eficiencia existiendo en el mercado electrodomsticos especialmente diseados para trabajar en este tipo de instalaciones y alimentados generalmente en corriente continua 12 Vdc 24 Vdc. El primer paso en el diseo de una instalacin para electrificacin rural es el de estimar el consumo diario medio de la instalacin, para ello debemos tener en cuenta la potencia consumida y el tiempo de funcionamiento de cada aparato lmpara. El consumo obtenido lo incrementamos en un 20 % para compensar las prdidas en la instalacin. La capacidad total del acumulador la calcularemos multiplicando el consumo diario medio obtenido, teniendo en cuenta las prdidas, por el nmero de das consecutivos que es previsible que la irradiacin solar sea nula insuficiente. Este nmero depender principalmente de la zona y el tipo de clima, existiendo tablas en las que podemos obtener dichos valores. Una vez tenemos la capacidad necesaria para la batera de acumuladores, dividimos por la tensin de suministro y obtendremos el valor de la acumulacin en amperios-hora que es la unidad utilizada para referirnos a capacidades de acumulacin. 5.2 Directamente conectados a una carga Es el sistema mas simple en el cual el generador fotovoltaico se conecta directamente a la carga, normalmente un motor de corriente continua. Se utiliza fundamentalmente en bombeo de agua. Al no existir bateras ni componentes electrnicos aumenta la confiabilidad pero resulta difcil mantener una performance eficiente a lo largo del da.

5.3 Sistema mdulo batera Se puede utilizar un mdulo fotovoltaico para reponer simplemente la autodescarga de una batera que se utilice para el arranque de un motor, por ejemplo. Para ello pueden utilizarse los mdulos de silicio amorfo o Monocristalino. Otra importante aplicacin en la que el sistema fotovoltaico se conecta en forma directa a la batera es en sistemas de electrificacin rural de pequea potencia. En estos casos se utilizan uno o dos mdulos de silicio Monocristalino de 30 celdas cada uno conectados en paralelo para lograr la potencia deseada

5.4 Sistema fotovoltaico, batera y regulador Es la configuracin utilizada con mdulos de 33 o 36 celdas en la cual se conecta el generador fotovoltaico a una batera a travs de un regulador para que esta no se sobrecargue. Las bateras alimentan cargas en corriente continua.

5.5 Batera, inversor Cuando se necesite energa en corriente alterna se podr incluir un inversor. La potencia generada en el sistema fotovoltaico podr ser transformada ntegramente en corriente alterna o podrn alimentarse simultneamente cargas de corriente continua (C.C.) y de corriente alterna (C.A.)

5.6 Reguladores de carga de bateras Existen diversos tipos de reguladores de carga. El diseo mas simple es aquel que involucra una sola etapa de control. El regulador monitorea constantemente la tensin de batera. Cuando dicha tensin alcanza un valor para el cual se considera que la batera se encuentra cargada (aproximadamente 14.1 Volts para una batera de plomo cido de 12 Volts nominales) el regulador interrumpe el proceso de carga. Esto puede lograrlo abriendo el circuito entre los mdulos fotovoltaicos y la batera ( control tipo serie ) o cortocircuitando los mdulos fotovoltaicos (control tipo shunt). Cuando el consumo hace que la batera comience a descargarse y por lo tanto a bajar su tensin, el regulador reconecta el generador a la batera y vuelve a comenzar el ciclo. En el caso de reguladores de carga cuya etapa de control opera en dos pasos, la tensin de carga a fondo de la batera puede ser algo mayor a 14,1 Volts. El regulador queda definido especificando su nivel de tensin (que coincidir con el valor de tensin del sistema) y la corriente mxima que deber manejar. Para ilustrarlo con un ejemplo sencillo, se supone que se tiene que alimentar una vivienda rural con consumo en 12 Vcc. y para ello se utilizan dos mdulos fotovoltaicos. La corriente mxima de estos mdulos es Imp = 2,75 A y la corriente de cortocircuito Icc. = 3 A. Al estar los mdulos en paralelo la corriente total mxima que deber controlar el regulador ser I total = 2 x 3 A =6 A Se considera la corriente de cortocircuito para contemplar la peor situacin. El regulador a elegir, por lo tanto, deber estar diseado para trabajar en una tensin de 15 Volts (tensin de trabajo de los mdulos) y manejar una corriente de 6 A. 5.7 Bateras La funcin prioritaria de las bateras en un sistema de generacin fotovoltaico es la de acumular la energa que se produce durante las horas de luminosidad para poder ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo. Otra importante funcin de las bateras es la de proveer una intensidad de corriente superior a la que el dispositivo fotovoltaico puede entregar. Tal es el caso de un motor, que en el momento del arranque puede demandar una corriente de 4 a 6 veces su corriente nominal durante unos pocos segundos. 5.8 Interaccin entre mdulos fotovoltaicos y bateras

Normalmente el banco de bateras y los mdulos fotovoltaicos trabajan conjuntamente para alimentar las cargas. La siguiente figura muestra cmo se distribuye la entrega de energa a la carga a lo largo del da. Durante la noche toda la energa demandada por la carga la provee el banco de bateras. En horas tempranas de la maana los mdulos comienzan a generar, pero si la corriente que entregan es menor que la que la carga exige, la batera deber contribuir en el aporte. A partir de una determinada hora de la maana la energa generada por los mdulos fotovoltaicos superada la energa promedio demandada. Los mdulos no solo atendern la demanda sino que adems, todo exceso se almacenara en la batera que empezara a cargarse y a recuperarse de su descarga de la noche anterior. Finalmente durante la tarde, la corriente generada decrece y cualquier diferencia con la demanda la entrega a la batera. En la noche, la generacin es nula y todo el consumo lo afronta la batera.

5.9 Tipos de Bateras Bateras de plomo - cido de electrolito liquido Las bateras de plomo - cido se aplican ampliamente en los sistemas de generacin fotovoltaicos. Dentro de la categora plomo - cido, las de plomo - antimonio, plomo - selenio y plomo - calcio son las ms comunes. La unidad de construccin bsica de una batera es la celda de 2 Volts. Dentro de la celda, la tensin real de la batera depende de su estado de carga, si est cargando, descargando o en circuito abierto. En general, la tensin de una celda varia entre 1,75 Volts y 2,5 Volts, siendo el promedio alrededor de 2 Volts, tensin que se suele llamar nominal de la celda. Cuando las celdas de 2 Volts se conectan en serie (POSITIVO A NEGATIVO) las tensiones de las celdas se suman, obtenindose de esta manera, bateras de 4,6,12 Volts, etc... Si las bateras estn conectadas en paralelo (POSITIVO A POSITIVO Y NEGATIVO A NEGATIVO) las tensiones no cambian, pero se sumaran sus capacidades de corriente. Solo se deben conectar en paralelo bateras de igual tensin y capacidad. Se puede hacer una clasificacin de las bateras en base a su capacidad de almacenamiento de energa (medido en Ah a la tensin nominal) y a su ciclo de vida (numero de veces en que la batera puede ser descargada y cargada a fondo antes de que se agote su vida til). La capacidad de almacenaje de energa de una batera depende de la velocidad de descarga. La capacidad nominal que la caracteriza corresponde a un tiempo de descarga de 10 horas. Cuanto mayor es el tiempo de descarga, mayor es la cantidad de energa que la batera entrega. Un tiempo de descarga tpico en sistemas fotovoltaicos es 100 hs. Por ejemplo, una batera que posee una capacidad de 80 Ah en 10 hs (capacidad nominal) tendr 100 Ah de capacidad en 100 hs. Dentro de las bateras de plomo - cido, las denominadas estacionarias de bajo contenido de antimonio son una buena opcin en sistemas fotovoltaicos. Ellas poseen unos 2500 ciclos de vida cuando la profundidad de descarga es de un 20 % (es decir que la batera estar con un 80 % de su carga) y unos 1200 ciclos cuando la profundidad de descarga es del 50 % (batera con 50 % de su carga). Las bateras estacionarias poseen adems, una baja auto-descarga (3 % mensual aproximadamente contra un 20 % de una batera de plomo - cido convencional) y un reducido mantenimiento.

Dentro de estas caractersticas se encuadran tambin las bateras de plomo-calcio y plomo- selenio, que poseen una baja resistencia interna, valores despreciables de gasificacin y una baja autodescarga. 5.10 Bateras selladas Gelificadas Estas bateras incorporan un electrolito del tipo gel con consistencia que puede variar desde un estado muy denso al de consistencia similar a una jalea. No se derraman, pueden montarse en casi cualquier posicin y no admiten descargas profundas. Electrolito absorbido El electrolito se encuentra absorbido en una fibra de vidrio microporoso o en un entramado de fibra polimrica. Al igual que las anteriores no se derraman, admiten cualquier posicin y admiten descargas moderadas. Tanto estas bateras como las Gelificadas no requieren mantenimiento en forma de agregado de agua, no desarrollan gases evitando el riesgo de explosin, pero ambas requieren descargas poco profundas durante su vida de servicio. Nquel - Cadmio Las principales caractersticas son : 1) El electrolito es alcalino 2) Admiten descargas profundas de hasta el 90% de la capacidad nominal 3) Bajo coeficiente de autodescarga 4) Alto rendimiento ante variaciones extremas de temperatura 5) La tensin nominal por elemento es de 1,2 Volts 6) Alto rendimiento de absorcin de carga (mayor al 80 %) 7) Muy alto costo comparadas con las bateras cidas Al igual que las bateras de plomo - cido, estas se pueden conseguir en las dos versiones, standard y selladas, utilizando la mas conveniente segn la necesidad de mantenimiento admisible para la aplicacin prevista. Dado su alto costo, no se justifica su utilizacin en aplicaciones rurales. 6 - Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos y Banco de Bateras 6.1 Datos necesarios para dimensionar un sistema Tensin nominal del sistema Se refiere a la tensin tpica con que operan las cargas a conectar. Se deber, adems , distinguir si dicha tensin es alterna o continua. Potencia requerida por la carga La potencia que cada carga demanda es un dato esencial. Los equipos de comunicaciones requieren potencias importantes cuando funcionan en transmisin y esto, muchas veces ocurre solo durante algunos minutos por da. Durante el resto del tiempo requieren una pequea potencia de mantenimiento . Esta diferenciacin debe ser tenida en cuenta en el diseo del sistema. Horas de utilizacin de las cargas Conjuntamente con la potencia requerida por la carga deber deber especificarse las horas diarias de utilizacin de dicha potencia. Multiplicando potencia por horas de utilizacin, se obtendrn los watts hora requeridos por la carga al cabo de un da. Localizacin geogrfica del sistema (Latitud , Longitud y la altura sobre el nivel del mar del sitio de la instalacin) Estos datos son necesarios para determinar el ngulo de inclinacin adecuado para el modulo fotovoltaico y el nivel de radiacin (promedio mensual) del lugar. Autonoma prevista Esto se refiere a los das en que se prev que disminuir o no habr generacin y que debern ser tenidos en cuenta en el dimensionamiento de las bateras. Para sistemas rurales domsticos se toman entre 3 y 5 das y para sistemas de comunicaciones remotos entre 7 y 10 das de autonoma. Se indica a continuacin una planilla de calculo con ayuda de la cual se determinaran los

Watts/hora diarios (Wh/da) de todas las cargas de corriente continua y alterna que se pretendan alimentar. a) Cargas en corriente continua Aparato Lmpara bajo consumo 7W 2 Lmparas bajo consumo 9 W Lmpara bajo consumo 9W Equipo de transmisin Banda ciudadana transmisin Escucha Horas de uso por da (A) 1 1 c/u 3 1 Consumo del aparato en Watts (B) 8.5 10 10 Total Watts hora/da ( A x B) 8.5 60 10

0.5 3

12 3 Subtotal 1

6 9 93.5

b) Cargas en corriente alterna Aparato TV.. Color 14" Consumo del Horas de uso por Total Watts aparato en Watts da (A) hora/da (A x B) (B) 2 60 120

Agregar 15% para tener en cuenta el rendimiento del inversor 18 Subtotal 2 138 Demanda total de energa en Watts-hora/da (1 + 2) 231.5

1) Identificar cada carga de corriente continua, su consumo en Watts y la cantidad de horas por da que opera. En el ejemplo se han considerado lmparas de bajo consumo de 7 y 9 W. que con su balasto consumen 8,5 y 10 W. respectivamente. Tambin un equipo de transmisin tipo banda ciudadana donde se ha identificado su consumo en transmisin y en escucha. 2) Multiplicar la columna (A) por la (B) para obtener los Watts hora / da de consumo de cada aparato (columna [A xB]). 3) Sumar los Watts hora/da de cada aparato para obtener los Watts hora/da totales de las cargas en corriente continua (Subtotal 1). 4) Proceder de igual forma con las cargas en corriente alterna con el agregado de un 15% de energa adicional para tener en cuenta el rendimiento del inversor (Subtotal 2 ). Para poder elegir el inversor adecuado, se deber tener en claro cuales son los niveles de tensin que se manejaran tanto del lado de corriente alterna como de continua. por ejemplo, si en una vivienda rural se instala un generador solar en 12 Vcc. y se desea alimentar un televisor color que funciona en 220 Vca y que consume 60W, el inversor ser de 12 Vcc a 220 Vca y manejara como mnimo 60 W. Si existieran otras cargas de corriente alterna se debern sumar todas aquellas que se deseen alimentar en forma simultanea. El resultado de dicha suma, mas un margen de seguridad de un 10%, aproximadamente, determinara la potencia del inversor. 5) Obtener la demanda total de energa. Subtotal 1 + Subtotal 2. 6.2 Calculo del numero de mdulos necesarios - Mtodo Simplificado Es necesaria la utilizacin de una tabla con los datos meteorolgicos de la localidad donde ser instalado el equipamiento esto es necesario para el dimensionamiento del mismo. se deben saber los niveles de radiacin solar tpicos de la regin . Como ya se ha visto , la capacidad de generacin de los mdulos varia con la radiacin. Para realizar un calculo aproximado de la cantidad de mdulos necesarios para una instalacin se

puede proceder de la siguiente forma: 1)Calcular en base a la planilla de dimensionamiento la demanda total de energa de la instalacin (Subtotal1 + Subtotal 2)Determinar en que zona se realizara la instalacin. 3)Los valores de radiacin deben calcularse para que en invierno abastezcan adecuadamente el consumo para ello debern restarse a los valores promedios de radiacin el porcentaje que se indica en la tabla 1. Para mostrarlo con un ejemplo se supone que la demanda total es la que surge del ejemplo anterior, es decir 231,5 Wh/da y que el lugar de instalaciones es el sur de la provincia de Crdoba (Zona D).ZONA A DIFERENCIA EN % ENTRE EL VALOR PROMEDIO INDICADO ( GRADOS ) EN LA 40 % TABLA Y LOS MXIMOS DE VERANO Y MNIMOS DE INVIERNO ANGULO DE 70 INCLINACIN ZONA B ZONA C ZONA D ZONA E ZONA F ZONA G

30 %

30 %

20 %

15 %

12%

5%

65

60

45-50

30-35

35

20

EL FRENTE DE LOS MDULOS DEL GENERADOR DEBE MIRAR AL NORTE GEOGRFICO (POSICIN DEL SOL AL MEDIODA). EL PLANO DE LOS MDULOS DEBE INSTALARSE INCLINADO, FORMANDO CON EL PLANO HORIZONTAL, EL ANGULO INDICADO EN LA TABLA.

Desde el punto de vista tcnico, la sencillez de diseo y el carcter modular de las instalaciones fotovoltaicas son buenos indicadores de versatilidad. Es posible aumentar la potencia de un sistema domtico simplemnte acoplando ms paneles sin necesidad de sobredimensionar los componentes iniciales. y hasta puede mudarse de vivienda ya que es fcil de transportar y reinstalar. Ahora bien, para vender electricidad sera preciso suscribir un nuevo contrato y reiniciar en proceso de conexin a red 6.3 Clculo del banco de bateras La capacidad del banco de bateras se obtiene utilizando la siguiente frmula: Cap.= 1,66 x Dtot x Aut. Donde: 1,66: factor de correccin de batera que tiene en cuenta la profundidad de descarga admitida, el envejecimiento y un factor de temperatura. Dtot: Demanda total de energa de la instalacin en Ah/da. Esto se obtiene dividiendo los Wh/da totales que surgen de la planilla de dimensionamiento por la tensin del sistema. Aut: Das de autonoma segn lo visto en el tem Autonoma prevista. Para el ejemplo que hemos tomado ser : Cap. Bat. =1,66 x (( 231,5 Wh/da / 12 Volts ) x 5

das) = 160 Ah Se tomara el valor normalizado inmediatamente superior al que resulte de este calculo y se armaran las combinaciones serie-paralelo que resulten adecuadas para cada caso. Para asegurar una operacin apropiada de las cargas deber hacerse una adecuada seleccin de los cables de conexin. Tanto de aquellos que vinculan al generador solar con las bateras como de aquellos que interconectan stas con las cargas. En el caso de una vivienda rural, esquemas de conexionado bsicos sern los siguientes: A) Instalacin en 12 Vcc con un mdulo fotovoltaico de 30 celdas y batera

B) Instalacin en 12 Vcc con dos mdulos fotovoltaicos de 30 celdas y batera

C) Instalacin en 12 Vcc con un mdulo fotovoltaico de 33 celdas y regulador de 12 Vcc

D) Instalacin en 12 Vcc con mdulos fotovoltaicos de 33 celdas y regulador de 12 Vcc

Para alimentacin de equipos de comunicaciones pueden llegar a necesitarse tensiones superiores a 12 Vcc. Tensiones de trabajo tpicas son 24,36 y 48 Vcc. Para realizar el dimensionamiento adecuado, consultar nuestro Anexo A, aqu slo se indicarn algunos conexionados bsicos para las tensiones mencionadas. a) Instalacin en 24 Vcc con 4 mdulos fotovoltaicos de 24 Vcc

b) Instalacin en 36 Vcc con 6 mdulos fotovoltaicos de 36 Vcc

c) Instalacin en 48 Vcc con 8 mdulos fotovoltaicos de 48 Vc Ejemplo prctico 6.4 Ejemplo prctico Supongamos una familia que habita una casa rural en la que existen 12 puntos de luz de alumbrado fluorescente de alta eficiencia con una potencia de 20W cada uno, y otros 6 puntos de luz de 30W cada uno. Adems hay un frigorfico de bajo consumo que consume 160 Wh de potencia por da y un televisor que consume 50 W . Se estima que en promedio cada punto de luz de 20 W va a permanecer encendido unas 2 horas al da, y cada uno de los puntos de luz de 30 W otras 2 horas al da; el televisor unas 5 horas por da, y el frigorfico todo el da. El consumo total en un da se calcular as: POTENCIA CANTIDAD DESCRIPCIN TIEMPO (h) (W) 12 6 Puntos de luz Puntos de luz 20 30 2 2

CONSUMO (Wh) 480 360

1 1

Frigorfico Televisor

50

5 SUMA 20% del total CONSUMO TOTAL

160 250 1250 250 1500

Supongamos que la instalacin se encuentra en la provincia de Sevilla, para esta zona, el valor mnimo recomendado de autonoma es de 11 das por lo que la capacidad de la batera ser de 1500 Wh * 11 = 16500 Wh Suponiendo que la tensin de alimentacin es de 12 V, tendremos una capacidad de 16500 Wh / 12 V =1375 Ah Los paneles solares se orientan siempre hacia el sur y su inclinacin debe ser aproximadamente igual a la latitud del lugar incrementada en 15 para maximizar la energa captada en pocas invernales en los que el consumo normalmente es mayor y las horas de radiacin y altura solar menor. Una expresin aproximada para determinar el nmero de Watios - hora de energa E que puede aportar, a lo largo de un tpico da de invierno con escasa nubosidad, un panel cuya potencia nominal sea P Watios, instalado en un lugar cuya latitud sea L grados es: E = (5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P VENTAJAS Las instalaciones fotovoltaicas, a diferencia de las alternativas tradicionales de electrificacin en viviendas aisladas de la red, presentan grandes ventajas en los siguientes sentidos: Tecnologa silenciosa. Tecnologa limpia y respetuosa con el medio ambiente. Requiere un mnimo mantenimiento presentando la instalacin un gran periodo de vida til. Desaparece la dependencia de combustibles fsiles, siempre sometidos a fluctuaciones en precio y a problemas de transporte. Beneficio econmico, ya que la instalacin se amortiza en un breve periodo de tiempo. INCONVENIENTES El usuario de instalaciones fotovoltaicas tambin debe de conocer sus limitaciones, principalmente en cuanto a la moderacin en el consumo y el empleo de aparatos de consumo con elevados rendimientos. Debido al bajo rendimiento de la conversin fotoelctrica en los paneles solares, las superficies de captacin instaladas son relativamente grandes, es previsible que, con el tiempo, se vaya aumentando dicho rendimiento con la consecuente disminucin de superficie de paneles. 7 - Conexiones y Dimensionamiento de Cables 7.1 Conexionado y Dimensionamiento de cables de conexin Los cables cuyo recorrido se realiza prioritariamente en intemperie debern ser aptos para esta condicin. Se recomienda utilizar para estos casos el cable cuyas caractersticas fija la Norma IRAM 2220. Este cable cuya seccin transversal responde a la siguiente Fig. no necesita proteccin mecnica, es decir que no necesitar realizar su recorrido dentro dentro de un cao. Su nivel de aislamiento es de 1100 Volts.

El cable tipo "taller"(Norma IRAM 2158)responde a la siguiente Fig. Es un cable muy flexible no apto para intemperie que debe ser instalado dentro de un cao ya sea de PVC o de hierro, que le

servir de proteccin mecnica. Su nivel de aislacin es de 500 V.

Para realizar el cableado en el interior de una vivienda o edificio se utiliza cable de cobre con aislacin de PVC antillama que responde a la Norma IRAM 2183. Este cable, que no es apto para instalaciones a la intemperie debe ir montado dentro de un cao de PVC o de hierro. Su nivel de aislacin es de 1000 V. Un corte del mismo se ve en la Fig. 7.10.

Con el propsito de asegurar un funcionamiento adecuado de las cargas (luminarias, televisin, equipos de transmisin, etc) no deber haber ms de un 5% de cada de tensin tanto entre mdulos y bateras como entre bateras y centros de cargas. Para simplificar el proceso de seleccin del cable, la Tabla 7.1 nos muestra la seccin adecuada de cable a utilizar para una cada de tensin del 5% en sistemas de 12 V. En la columna de la izquierda debe elegirse la corriente que se espera circular por el cable. Sobre ese mismo rengln se busca la distancia que recorrer dicho tramo de cable y leyendo en la parte superior de dicha columna se encuentra la seccin de cable correspondiente. Si la instalacin es de 24,36 48 Vcc se deber proceder de igual forma. es decir entrar en la tabla con la corriente estimada y buscar la distancia, pero ahora se deber dividir la seccin obtenida por 2,3 y 4 respectivamente. Si el valor que resulta de esta divisin no coincide con un valor normalizado de seccin, deber tomarse el normalizado inmediatamente superior. Distancia mxima en metros para una cada de Seccion (mm2) Corriente (A) 1 540 389 246 2 270 194 123 3 180 130 82 4 135 97 62 5 108 78 49 6 90 65 41 7 77 55 35 8 67 49 31 9 60 43 27 10 54 39 25 12 45 32 20 15 36 26 16 18 30 22 14 21 26 18 12 24 22 16 10 27 20 14 9 30 18 13 8 tensin de 5% en sistemas de 12 Volts

156 78 52 39 31 26 22 19 17 16 13 10 9 7 6.5 5.5 5

93 46 31 23 18 15 13 12 10 9 8 6 5 4 3.5 3 2.5

62 31 20 15 12 10 9 8 7 6 5 4 3 3 2.5 2 1.5

39 19 13 10 8 6 5 4.5 4 3.5 3 2 1.8 1.6 1.5 1 0.8

22 11 7 5 4 3 2.8 2.5 2 1.8 1.5 1 0.8 0.7 0.5 -

Los mdulos fotovoltaicos se pueden instalar en terrazas, tejados y patios; pero tambin en las fachadas: en las ventanas, en los balcones, en las paredes y en las cornisas. Un aspecto fundamental en la localizacin de los mdulos es asegurar que no existen obstculos que les puedan dar sombra, al menos durante las horas centrales del da (vegetacin, nieve, otros edificios, elementos constructivos, otros mdulos, etc.). En nuestras latitudes, la orientacin ptima de los mdulos fotovoltaicos es hacia el sur. Sin embargo lo que se deja de generar por estar orientados hacia el sureste o suroeste representa slo un 0,2% por cada grado de desviacin respecto al sur (en un entorno de 25 respecto al sur). Del mismo modo, la inclinacin ptima de los mdulos fotovoltaicos depende de la latitud del lugar donde se van a instalar (lo que implica una inclinacin entre 5 y 10 menos que la latitud; por ejemplo resultaran unos 35 en el centro de la pennsula) y de la poca del ao en la que se quiere maximizar la produccin (lo normal es colocarlos para que capten el mximo de irradiacin anual); aunque lo que se deja de generar por estar inclinados por encima o por debajo de este ptimo representa slo un 0,08% por cada grado de desviacin respecto a la inclinacin ptima. En cualquier caso, es recomendable una inclinacin superior a los 15, para permitir que el agua de la lluvia se escurra; y donde nieva con cierta frecuencia es recomendable una inclinacin a partir de los 45, para favorecer el deslizamiento de la nieve. En definitiva, asumiendo "prdidas" (lo que se deja de generar) de hasta un 5-10% se tiene un gran abanico de posibilidades de orientacin e inclinacin, y se facilita la instalacin de generadores fotovoltaicos en diferentes circunstancias. Pero siempre hay que procurar acercarse lo ms posible a las condiciones ptimas de instalacin: orientacin sur e inclinacin entre 5 y 10 menos que la latitud. 8 - Instalacin y Mantenimiento 8.1 Ubicacin y orientacin de los mdulos Aunque los mdulos fotovoltaicos pueden instalarse perfectamente en la mayora de los edificios existentes, la mejor y ms fcil integracin arquitectnica se logra si se incluyen en el proyecto de un edificio de nueva construccin, circunstancia que debe exigirse al arquitecto diseador de la casa, si estamos interesados en ello. En general, se habla de tejados fotovoltaicos aunque a menudo el generador fotovoltaico tambin se puede encontrar en un patio, en una terraza, o en una fachada. En cualquiera de los casos, la integracin de generadores fotovoltaicos en edificios facilita y abarata su instalacin, puede mejorar el aislamiento del edificio y ahorra costes de construccin, ya que los mdulos sustituyen a algunos elementos constructivos: revestimiento de fachadas y tejados, tejas, ventanas , etc. De forma ms avanzada, las clulas fotovoltaicas se pueden integrar en los elementos arquitectnicos como mdulos multifuncionales, que unen las cualidades de elemento constructivo, esttica, generacin de electricidad solar, produccin de energa trmica y control de la luz diurna. La integracin de mdulos fotovoltaicos en la edificacin siempre debera tener en cuenta adicionalmente los criterios de la arquitectura bioclimtica y atender a las caractersticas particulares de cada climatologa, de manera que se asegure que la temperatura de los mdulos no se incremente sustancialmente, lo que disminuira su eficacia, as como para evitar que se produzcan acumulaciones de calor en el edificio que pudieran forzar un significativo aumento del consumo de energa para refrigeracin. Si en el edificio existe una comunidad de propietarios, la instalacin la puede realizar la propia comunidad (para uso comn o de los propietarios individuales) o realizarla alguno de los propietarios para su propio uso, contando con el acuerdo de la comunidad. La superficie que ocupa este tipo de insta?lacin depende de la potencia que se quiera instalar y del tipo de mdulos que se utilice, pero en general se considera que se debe contar con que cada kWp de mdulos ocupa una superficie de unos 10 m2. Por tanto, es fcil encontrar superficie

disponible en la mayora de los edificios. El peso de los mdulos puede variar en funcin del tipo que se utiliza, pero en general se deben considerar unos 15 kg/m2; en su caso, la estructura de soporte de los mdulos podra pesar otros 10 kg/m2. Los efectos del viento podran suponer en algunos casos una carga adicional. Incluso en caso de instalarse en tejados y terrazas, el peso de los mdulos no suele representar ningn problema, pero siempre es recomendable consultar la normativa vigente de edificacin, aunque raramente habra que reforzar las estructuras. En el caso de edificios nuevos o de reformas importantes, el generador fotovoltaico se puede integrar en el edificio, facilitando su instalacin, optimizando su rendimiento y abaratando su coste. 8.2 Ubicacin geogrfica Los mdulos fotovoltaicos generan electricidad durante todo el ao, mientras llegue radiacin solar. Normalmente en verano se genera ms electricidad debido a la mayor duracin del tiempo soleado, aunque la inclinacin de los mdulos tambin es importante. En los das nublados tambin se genera electricidad, aunque el rendimiento energtico se reduce proporcionalmente a la reduccin de la intensidad de la radiacin. Incluso existen clulas fotovoltaicas diseadas para funcionar en el interior de edificios (como las que incorporan algunas calculadoras y distintos aparatos), optimizadas para intensidades ms bajas. Los sistemas fotovoltaicos generan electricidad a partir de la intensidad de la radiacin solar, no del calor. Por lo tanto, el fro no representa ningn problema para el aprovechamiento fotovoltaico. De hecho, como la mayora de los dispositivos electrnicos, los generadores fotovoltaicos funcionan ms eficientemente a ms bajas temperaturas (dentro de unos lmites). En toda la geografa espaola se dan condiciones suficientes para la generacin de electricidad fotovoltaica, aunque las zonas ms soleadas son ms favorables an. Es paradjico que en pases menos soleados que el nuestro, como Alemania, Austria, Holanda, Suiza... no se plantean la duda de si tendrn sol suficiente, y los tejados fotovoltaicos estn mucho ms extendidos que aqu, como demuestra el xito del programa "100.000 tejados solares" de Alemania, un programa que comenz en 1999 y que se complet en junio de 2003, antes de la finalizacin del plazo, instalando 300MW. 8.3 Mantenimiento de la instalacin El mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red es mnimo, y de carcter preventivo; no tiene partes mviles sometidas a desgaste, ni requiere cambio de piezas ni lubricacin. Entre otras cuestiones, se considera recomendable realizar revisiones peridicas de las instalaciones, para asegurar que todos los componentes funcionan correctamente. Dos aspectos a tener en cuenta son, por un lado, asegurar que ningn obstculo haga sombra sobre los mdulos; y por el otro, mantener limpios los mdulos fotovoltaicos, concretamente las caras expuestas al sol. Normalmente la lluvia ya se encarga de hacerlo, pero es importante asegurarlo. Las "prdidas" (lo que se deja de generar) producidas por la suciedad pueden llegar a ser de un 5%, y se pueden evitar con una limpieza con agua (sin agentes abrasivos ni instrumentos metlicos) despus de muchos das sin llover, despus de una lluvia de fango o de una nevada. (es recomendable a la hora de limpiar los paneles, sobre todo en verano, que se haga fuera de las horas centrales del da, para evitar cambios bruscos de temperatura entre el agua y el panel). Es difcil pensar en una fuente de energa con un mantenimiento tan sencillo. Hay un aspecto sobre el que conviene alertar: la proximidad de chimeneas y, por tanto, la posible deposicin de holln sobre los paneles, que naturalmente disminuye el rendimiento La experiencia demuestra que los sistemas fotovoltaicos conectados a la red tienen muy pocas posibilidades de avera, especialmente si la instalacin se ha realizado correctamente y si se realiza un mantenimiento preventivo. Bsicamente las posibles reparaciones que puedan ser necesarias son las mismas que cualquier aparato o sistema elctrico, y que estn al alcance de cualquier electricista. En muchos casos se pueden prevenir las averas, mediante la instalacin de elementos de proteccin como los interruptores magnetotrmicos. 8.4 Seguridad en la instalacin

En los sistemas fotovoltaicos conectados a la red resulta de aplicacin el Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin. Como en cualquier otro tipo de instalacin elctrica de baja tensin, existe la posibilidad de descarga elctrica y/o cortocircuito. Aunque el riesgo es muy bajo, para evitarlo existen los dispositivos de proteccin que se montan en las instalaciones normales: magnetotrmicos, diferenciales, derivaciones a tierra, aislantes, etc. Los tejados fotovoltaicos no deben suponer un riesgo aadido, ni para las personas ocupantes del edificio, ni para la red elctrica, ni para los equipos. Para conseguirlo, hay que tener en cuenta algunas medidas a adoptar, entre las que conviene destacar la importancia de la conexin a tierra de todos los elementos metlicos, como medida importante para la seguridad de las personas y porque muchas de las instalaciones existentes en la actualidad descuidan este aspecto. Asimismo, es importante proteger los equipos con las medidas adecuadas. Por otro lado los generadores fotovoltaicos conectados a la red no conllevan la exigencia de instalar pararrayos, aunque como en cualquier otra instalacin elctrica sta puede daarse por la accin de los rayos. En este sentido, la instalacin de conductores a tierra en los elementos externos puede contribuir a paliar el efecto electrosttico de los rayos. 8.5 Vida til de la instalacin Las instalaciones ms antiguas, de los aos 60-70, an estn operativas. Una de las instalaciones ms antiguas de Catalua es la de Els Metges, Cass de la Selva, en Girona. Se instal en 1974 y an contina produciendo energa. Son paneles de 33 Wp y que costaron aproximadamente unas 11,3 /Wp (1.880 ptas./Wp). Normalmente se considera que la vida de los mdulos fotovoltaicos es de unos 25-30 aos; de hecho, a menudo se encuentran en el mercado mdulos con garantas de 10, 15 y 20 aos. Sin embargo, la experiencia demuestra que en realidad estos componentes nunca (hasta ahora) dejan de generar electricidad, aunque con la edad las clulas fotovoltaicas reducen algo (muy poco) su rendimiento energtico. Recurdese que en general se trata de equipos fabricados para resistir todas las inclemencias del tiempo y que las clulas estn hechas de silicio que es como una piedra. 9. Implantacin de tejados fotovoltaicos Existen muchas instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, dentro y fuera de Espaa. En Espaa existen desde 1993 y contamos con grandes centrales como pueda ser la central solar fotovoltaica de Toledo de 1 MW o a la central solar de EHN en Tudela (Navarra),la mayor planta solar fotovoltaica de Espaa por potencia instalada con 1,2 MWp e inaugurada en 2003. Adems de estas grandes instalaciones, se contabilizan hoy centenares de edificios que cuentan con sistemas fotovoltaicos en operacin conectados a la red sumando en total una potencia instalada de algo ms de 5,3 MW a finales de 2001 que sumada a la potencia solar funcionando en situacin aislada (sin conexin a red) suman 15,7 MW, cifra muy baja si tenemos como objetivo el Plan de Fomento de las Energas Renovables que plantea 147 MW solares entre conexin a red y aislada. Por ejemplo, Greenpeace instal y conect a la red en 1997 un generador fotovoltaico de 1 kWp en el Instituto Antoni Maura, en Palma de Mallorca. Al ritmo actual de crecimiento, tardaremos 40 aos en alcanzar la meta a pesar de que en nuestro territorio se produce el 8% de la clula mundiales . Otros ejemplos, a nivel internacional, puede ser la Villa Olmpica de los Juegos Olmpicos de Sydney 2000 que represent el mayor desarrollo solar fotovoltaico en el sector domstico del mundo . Los mdulos fotovoltaicos estn integrados en los tejados de hasta 665 casas y edificios permanentes de la Villa Solar, y conectados a la red elctrica, generando 1 milln de kWh/ao. El coste de cada casa no fue superior al normal, pero el gasto de los inquilinos es mucho menor. En la Villa Olmpica tambin se utilizaron criterios de arquitectura bioclimtica, se aprovech la energa solar trmica para calentar el agua (con apoyo mnimo de gas) y se utilizaron electrodomsticos y lmparas de bajo consumo. En los ltimos aos numerosas promociones de viviendas, y hasta barrios enteros, se estn

dotando de tejados solares en pases como Alemania, Holanda, Japn... Slo en Alemania, tras la nueva ley de apoyo, se pidieron 70 MW nuevos (unos 70.000 tejados) hasta fin de abril 2000 y se acaba de terminar en junio de 2003, antes del plazo previsto, el programa "100.000 tejados solares", un programa comenzado en 1999 y que ha logrado la instalacin de 300MW. 10.presente y futuro de la energa solar fotovoltaica 10.1 Planes europeos relativos a energa solar fotovoltaica A partir de la dcada de los ochenta se desarrolla una intensa actividad normativa en la materia,haciendo ms evidente la relacin entre el incremento de produccin industrial,el consumo de energa y la proteccin ambiental. As a finales de 1997,fue adoptado por la Comisin Europea El Libro Blanco de las Energas Renovables ,cuyo objetivo es definir las lneas de actuacin para que las energas renovables lleguen a representar el 12%de la energa primaria consumida en la Unin Europea en el ao 2010. Una parte esencial para conseguir este objetivo es La campaa de despegue .Esta campaa no pretende ms que acelerar el desarrollo de la estrategia global en los primeros aos. El objetivo fijado para la energa solar fotovoltaica, principalmente enfocado hacia instalaciones conectadas a la red incorporadas a la estructura de edificios, es para el ao 2010: 3 GWp instalados La tecnologa fotovoltaica debe ser considerada no solamente en funcin de su aportacin energtica, sino adems y muy principalmente debe ir acompaando conceptos relacionados con el uso racional de la energa en edificios y considerada como parte del esfuerzo por reducir el consumo energtico. 10.2 Planes nacionales relativos a energa solar fotovoltaica En Espaa,con unos datos conservadores frente a sus posibilidades reales, se prev pasar de los 20 MWp actualmente instalados a ms de 135 MWp para el ao 2010.El marco de referencia para cumplir estas previsiones viene establecido por la Ley del Sector Elctrico 54/1997,cuyo principal objetivo es la liberalizacin del sector elctrico en Espaa, los Reales Decretos 2818/1998 de 23 de Diciembre y 1663/2000 de 29 de Septiembre,la Resolucin de la Direccin General de Poltica Energtica y Minas (BOE de 21 de mayo de 2001)y el Plan de Fomento de las Energas Renovables y elaborado por la Secretara de Estado de Industria y Energa del Ministerio de Economa y el Instituto para la Diversificacin y Ahorro Energtico (IDAE) El Consejo de Ministros,de 30 de diciembre de 1999,aprob,en cumplimiento de la disposicin transitoria decimosexta de la Ley del Sector Elctrico,el Plan de Fomento de las Energas Renovables para el periodo 2000/2010,plasmando el compromiso del Gobierno espaol con el desarrollo del aprovechamiento energtico de los recursos renovables. Los objetivos del Plan, establecidos de acuerdo con la referida Ley 54/1997, sealan que en el ao 2010,Espaa deber alcanzar el 12% del total de su demanda de energa, con fuentes renovables, lo que supone que mas del 17% de la electricidad se generar con energas renovables y duplicar la participacin de este tipo de recursos energticos, respecto a la existente en 1998.Con ello, adems ,se da respuesta a una serie de compromisos internacionales adquiridos por el Estado Espaol en el marco del Protocolo de Kyoto y de conformidad con las directrices contempladas en el Libro Blanco de las Energas Renovables de la Unin Europea. El objetivo que el Plan de Fomento fija, en concreto, para el sector de la energa solar fotovoltaica es: Nuevas instalaciones aisladas:20 MWp Nuevas instalaciones conectadas a la red:115 MWp Total:135 MWp Este objetivo se repartira por regiones segn se refleja a continuacin: (Fuente: IDEA) Conectada Aislada Total Andaluca 11,50 4,00 15,50 Aragn 5,75 1,20 6,95 Asturias 3,45 0,40 3,85 Baleares 6,90 0,40 7,30 Comunidad Valenciana 9,20 1,20 10,40 Canarias 5,75 1,00 6,75 Cantabria 3,45 0,40 3,85 Castilla-La Mancha 3,45 2,00 5,45

Castilla y Len Catalua Extremadura Galicia La Rioja Madrid Murcia Navarra Pais Vasco Total

9,20 14,95 4,60 4,60 3,45 12,65 3,45 6,90 5,75 115,00

2,40 1,00 1,60 1,60 0,40 0,40 0,80 0,80 0,40 20,00

11,60 15,95 6,20 6,20 3,85 13,05 4,25 7,70 6,15 135,00

Dichos objetivos se marcan teniendo en cuenta ese potencial y atendiendo la realidad que afecta a este sector, con una capacidad productiva elevada que se destina a la exportacin y elevados costes de inversin. Sus lneas prioritarias de actuacin son: Integracin en edificios. Desarrollo y normalizacin de kits estndar para pequeas aplicaciones. Investigacin y desarrollo de tecnologas de lmina delgada. Mejoras en el desarrollo de los onduladores. Desarrollo de tecnologas de concentracin. Para la consecucin de dichos objetivos se proponen las siguientes medidas e incentivos: Apoyo pblico a la inversin Subvencin y financiacin de actuaciones de investigacin y desarrollo. Desgravacin fiscal a la inversin. Desarrollo de un reglamento de instalaciones fotovoltaicas. Simplificacin de las condiciones administrativas y tcnicas para la conexin a red. Regulacin del carnet de instalador. Acreditacin de empresa instaladora . Creacin del carnet de mantenedor de instalaciones. Campaa de concienciacin ciudadana. Accin ejemplarizante de las Administraciones Pblicas. Lneas especificas de financiacin preferente. Promocin de proyectos piloto de aplicacin. Segn las conclusiones de dicho Plan, se considera que en Espaa existe un potencial para la energa solar fotovoltaica de 2.300 MWp instalados, de los cuales 300 MWp seran de aplicaciones aisladas y 2.000 MWp de aplicaciones conectadas la red. 10.3 FABRICANTES EN ESPAA ATERSA,radicada en Valencia, fabrica clulas y paneles adems de equipos electrnicos.www.atersa.com INGETEAM,con ubicacin en Pamplona, fabrica inversores, sistemas de monitorizacin y otros equipos electrnicos para instalaciones fotovoltaicas. solar@p.ingeteam.es ISOFOTN,que se ubica en Mlaga, fabrica clulas y paneles. www.isofoton.es MASTERVOLT,ubicada en Vilassar de Mar, Barcelona. Es fabricante de convertidores a red, autnomos y cargadores. www.mastervolt.net BP SOLAR,con fabricas en Tres Cantos, Alcobendas y San Sebastin de los Reyes, produce clulas y paneles solares adems de desarrollar proyectos integrales. www.bpsolar.com ENERTRN,ubicada en el Municipio de Torres de la Alameda, est dedicada a la fabricacin de equipos de electrnica de potencia para instalaciones fotovoltaicas. www.enertron.net SOLENER,ubicada en el Distrito de Villaverde Alto, en Madrid, dedicada a la fabricacin de componentes electrnicos del sistema fotovoltaico.www.solener.com SAFT NIFE, ubicada en el Pas Vasco proporciona bateras fotovoltaicas de Ni-Cd. www.saft.es SILIKEN,fabricante de mdulos en la Comunidad Valenciana. www.siliken.com

TFM,localizada en Barcelona y especializada en la integracin de la fotovoltaica en edificios,fabrica paneles cristal - cristal especficos para esta aplicacin. www.tfm.es TUDOR,que desde sus instalaciones de Zaragoza fabrica acumulado- res de plomo cido para aplicaciones aisladas de energa solar fotovoltaica.www.exide.com 11. Legislacin 11.1 Introduccin Este Real Decreto es aplicable a todas las instalaciones de produccin mediante congeneracin o que utilicen como energa primaria las energas renovables no consumibles, elica, biomasa o cualquier tipo de biocarburante y a las instalaciones que utilicen como energa primaria la energa solar. Este Real Decreto, del anterior Ministerio de Industria y Energa, junto con el Real Decreto 1663/2000 y la Resolucin de 31 de mayo 2001 de la actual Direccin General de Poltica Energtica y Minas, del Ministerio de Economa, ha significado en Espaa un precedente histrico en lo referente a la energa solar fotovoltaica (en adelante FV). 11.2 Objetivos y mbito del Real Decreto en lo relativo a la energa solar fotovoltaica. El presente Real Decreto desarrolla, en lo que se refiere al rgimen especial, la Ley 54/1997 del sector elctrico que hace compatible la libre competencia con la mejora de la eficiencia energtica, la reduccin del consumo y la mejora del medio ambiente, elementos necesarios en funcin de los compromisos adquiridos por Espaa en la reduccin de los gases responsables del efecto invernadero. El mbito de aplicacin del Real Decreto comprende todas las instalaciones FV de produccin de energa elctrica conectadas a red, aunque establece una prima diferente para las instalaciones con una potencia elctrica instalada igual o inferior a 50 MW que utilicen como energa primaria la energa solar FV. Esta es la principal novedad que introduce este RD, ya que al establecer una prima a la produccin de electricidad procedente de las instalaciones FV, favorece la produccin de este tipo de energa limpia y as, su participacin activa, junto al resto de las energas renovables, en el compromiso adquirido por el Gobierno Espaol ante la comunidad internacional para que el conjunto de estas energas renovables alcance en el ao 2010 una participacin del 12% en el total de la demanda energtica espaola. Estas medidas econmicas tendrn vigencia hasta que se consiga una potencia pico total instalada de 50 MW, (en las de tamao inferior a 5 kWp.), se cumplan las exigencias de reduccin de CO 2 de Kioto (12% antes referido) o se actualice la poltica medioambiental de la Administracin General del Estado. Entrando en detalle y a los efectos del lmite de potencia establecido, se considerar que pertenecen a una nica instalacin, las instalaciones que viertan su energa a un mismo transformador con tensin de salida igual a la de la red de distribucin, interpretndose como transformador el propio inversor FV. En el caso de que varias instalaciones de produccin utilicen las mismas instalaciones de evacuacin, la referencia anterior se entender respecto al transformador (inversor) anterior al que sea comn para varias instalaciones de produccin. 11.3 Competencias La autorizacin administrativa para la construccin, modificacin y reconocimiento de instalacin acogida al rgimen especial corresponde a los rganos de las Comunidades Autnomas con competencia en la materia. Por tanto, el desarrollo necesario de este RD, para hacer posible tanto la conexin a red como el pago de la prima contemplada en el mismo, es competencia del Ministerio de Ministerio de Economa y de las Comunidades Autnomas. Este Real Decreto establece que, en caso de que la Comunidad Autnoma en donde estuviesen ubicadas las instalaciones no contase con competencias en la materia, o dichas instalaciones estuviesen ubicadas en ms de una Comunidad, la autorizacin citada correspondera a la Direccin General de la Energa del Ministerio de Economa. 11.4 Procedimiento de presentacin de solicitudes Los titulares o explotadores de las instalaciones de produccin que pretendan acogerse al rgimen especial debern solicitar la inclusin de la misma ante la Administracin competente acreditando, adems del tipo de instalacin, las principales caractersticas tcnicas y de funcionamiento.

Asimismo, deber realizarse una evaluacin cuantificada de la energa que va a ser transferida a la red. En caso de que la solicitud tenga que ser presentada ante la Direccin General de Poltica Energtica y Minas actual, lo har el titular o explotador de la instalacin (propietario, arrendatario o titular de cualquier otro derecho que le vincule con la explotacin de una instalacin), incluyendo, adems de lo descrito en el prrafo anterior, una memoria resumen de la entidad peticionaria, persona jurdica, que deber contener: - Nombre o razn social y domicilio del peticionario - Capital social y accionistas con participacin superior al 5 por 100, en su caso, y participacin de los mismos. Relacin de empresas filiales en las que el peticiona