Energía Fotovoltaica 2
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LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Fernando Zapata Fernando Zapata Andrés Benavides Andrés Benavides Richard Coral Richard Coral
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LA ENERGÍA FOTOVOLTAICALA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Fernando ZapataFernando Zapata
Andrés Benavides Andrés Benavides
Richard CoralRichard Coral
LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICALA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICALA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La energía solar fotovoltaica
transforma directamente la luz del
sol en energía eléctrica.
¿QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA?
Este proceso se basa en la aplicación del efecto fotovoltaico, que se
produce al incidir la luz sobre unos materiales denominados
semiconductores: generando un flujo de electrones en el interior del
material que se aprovecha para obtener energía eléctrica.
SE CONSIGUEN CÉLULAS
FOTOVOLTAICAS CON UNA
EFICIENCIA DEL 14%
SE CONSIGUEN CÉLULAS
FOTOVOLTAICAS CON UNA
EFICIENCIA DEL 14%
LA PRODUCCIÓN MUNDIAL DE
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
SUPERA LOS 21 MW
LA PRODUCCIÓN MUNDIAL DE
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
SUPERA LOS 21 MW
1839
1877
1921
1958
1960
1974-77
1983
2006
ALBERT EINSTEIN: PREMIO NOBEL POR
SUS TEORÍAS DEL EFECTO
FOTOELÉCTRICO
ALBERT EINSTEIN: PREMIO NOBEL POR
SUS TEORÍAS DEL EFECTO
FOTOELÉCTRICO
BECQUEREL DESCUBRIÓ EL
EFECTO FOTOVOLTAICO
BECQUEREL DESCUBRIÓ EL
EFECTO FOTOVOLTAICO
SE CONSTRUYE LA 1ª CÉLULA FV (de
selenio)
SE CONSTRUYE LA 1ª CÉLULA FV (de
selenio)
SE LANZA AL ESPACIO EL PRIMER
SATÉLITE CON CÉLULAS SOLARES
(de Si)
SE LANZA AL ESPACIO EL PRIMER
SATÉLITE CON CÉLULAS SOLARES
(de Si)
SE FUNDAN LAS PRIMERAS
COMPAÑÍAS DE ENERGÍA SOLAR
SE FUNDAN LAS PRIMERAS
COMPAÑÍAS DE ENERGÍA SOLAR
POTENCIA EUROPEA INSTALADA EN 2006 :
3400 MWp
POTENCIA EUROPEA INSTALADA EN 2006 :
3400 MWp
HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
El efecto fotovoltaico fue descubierto por Becquerel en 1839. En 1885, se fabricó el primer módulo fotoeléctrico (que era de selenio); pero no fue hasta mediados de los años 50 cuando se construyó el primer panel
fotovoltaico de silicio, del mismo tipo de los que se utilizan hoy en día.
El material utilizado en la fabricación de células fotovoltaicas es el silicio, que es el material más abundante en la Tierra después del oxígeno. La
combinación de ambos forma el 60% de la corteza terrestre.
FABRICACIÓN DE LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
LA CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICALA CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA
La electricidad producida por una célula fotovoltaica es en corriente continua, y sus parámetros característicos
(intensidad y tensión) varían con la radiación solar, que incide sobre las células, y con la temperatura ambiente.
El principal productor de células fotovoltaicas en el 2007 era Japón El principal productor de células fotovoltaicas en el 2007 era Japón (46% del mercado), seguido de Europa (36%), China (11%) y EE UU (46% del mercado), seguido de Europa (36%), China (11%) y EE UU (7%). En Europa, el principal productor es Alemania (con más de (7%). En Europa, el principal productor es Alemania (con más de
las 3/4 de la producción europea), seguido de España.las 3/4 de la producción europea), seguido de España.
¿ Cómo se mide la energía solar fotovoltaica? ¿ Cómo se mide la energía solar fotovoltaica?
Los módulos se miden en condiciones estándar:
- 1000 W/m2 de radiación solar
- 25 ºC de temperatura
Potencia nominal del módulo: es la máxima potencia generada en estas condiciones y se mide en Wp (vatios pico).
PANEL FOTOVOLTAICOPANEL FOTOVOLTAICO
Un panel fotovoltaico está constituido por varias células fotovoltaicas conectadas entre sí y alojadas en un mismo marco.
CONEXIÓN DE PANELESCONEXIÓN DE PANELES
CONEXIÓN EN SERIE: Darán una tensión igual a la de un elemento multiplicado por el número total de éstos, y una
intensidad igual a la de uno de ellos.
Tensión: 48V Intensidad: 2,5 A (a 48 V) Potencia: 4 x 40 Wp = 160 Wp
CONEXIÓN DE PANELESCONEXIÓN DE PANELES
+
-
CONEXIÓN EN PARALELO: Se consigue uniendo todos los polos del mismo signo; producen una intensidad que es la suma de la
unitaria de cada una y un voltaje igual al de un elemento.
Tensión: 12 V Intensidad: 4 x 2,5 A = 10 A (a 12 V) Potencia: 4 x 40 Wp = 160 Wp
ENERGÍA PRODUCIDA I
La energía producida por los sistemas fotovoltaicos se puede calcular multiplicando su potencia nominal por el número de horas pico.
La Península Ibérica tiene una media de 5 horas solares pico durante el verano y entre 2 y 4 durante el invierno (según zona).
En Canarias, en zonas de buena radiación solar, la media anual puede rondar las 5,5 horas pico al día.
ENERGÍA PRODUCIDA II
La electricidad producida por un panel fotovoltaico es en corriente continua (CC). La electricidad generada se puede transformar en
corriente alterna (AC) con las mismas características que la electricidad de la red convencional, utilizando inversores.
¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES DE LA ESF? ¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES DE LA ESF?
Las instalaciones fotovoltaicas se dividen en 2 grupos:
• Sistemas aislados (sistemas autónomos sin conexión a la red eléctrica)
• Sistemas conectados a la red eléctrica
SISTEMAS AISLADOS SISTEMAS AISLADOS
Se emplean en lugares con acceso complicado a la red eléctrica y donde resulta más fácil y económico instalar un sistema fotovoltaico que
tender una línea de enganche a la red eléctrica general
Módulos fotovoltaicos
ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADAELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA
ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA IELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA I
Paneles fotovoltaicos
Baterías
Almacenan la electricidad generada por los paneles para poder así utilizarla en horas en donde la energía consumida es superior a la generada, o bien de noche.
ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA IIELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA II
Regulador de carga
Transforman la corriente continua (CC) en alterna (CA). Si los consumos fuesen en CC se podría prescindir del uso del inversor.
Controlan el proceso de carga y descarga de las baterías, evitando sobrecargas o descargas profundas, alargando así la vida útil de las baterías.
Inversores
En algunos países en vías de desarrollo las instalaciones en CC tienen una gran importancia, llegando a miles de sistemas instalados.
APLICACIONES EN AISLADO IAPLICACIONES EN AISLADO I
Zonas rurales aisladas
El número de paneles que tiene que instalarse debe calcularse teniendo en cuenta:
- la demanda energética en el mes más desfavorable- la radiación máxima disponible en dicho mes (dependerá de la zona en cuestión,
la orientación y la inclinación elegida)
APLICACIONES EN AISLADO IIAPLICACIONES EN AISLADO II
Sistemas de comunicación (repetidores de señales, boyas, balizas de señalización, SOS en carreteras y autopistas, …)
Iluminación de áreas aisladas y carreteras
Se instalan en zonas que disponen de red eléctrica y su función es producir
electricidad para venderla a la compañía
suministradora.
SISTEMAS CONECTADOS A RED ISISTEMAS CONECTADOS A RED I
Estos sistemas pueden ser de muy diversos tamaños: - pequeños sistemas instalados en tejados o azoteas.- instalaciones intermedias: grandes cubiertas de áreas urbanas, aparcamientos, centros comerciales, áreas deportivas, etc.- centrales fotovoltaicas instaladas en terrenos de grandes dimensiones (se pueden utilizar zonas rurales no aprovechadas para otros usos).
SISTEMAS CONECTADOS A RED IISISTEMAS CONECTADOS A RED II
Estos sistemas constan de:
- Paneles fotovoltaicos- Inversores- Cuadro de
protecciones y contadores
¿DÓNDE SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS?¿DÓNDE SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS?
Los paneles fotovoltaicos se pueden instalar en:- edificios: terrazas, tejados, balcones, azoteas, patios- en infraestructuras urbanas: marquesinas, pérgolas, cubiertas de aparcamientos, etc.
Hay que asegurarse de que no existen obstáculos que les puedan dar sombra: vegetación, otros edificios, elementos constructivos, otros
módulos, etc.
¿CÓMO SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS?¿CÓMO SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS?
Instalación conectada: se persigue la máxima producción anual: los paneles se inclinan entre 5º y 10º menos que la latitud.
Instalaciones aisladas: se ha de garantizar el suministro de electricidad durante todo el año. Los meses más críticos son los de invierno: se
persigue la máxima captación en invierno.
Para asegurar la máxima captación solar en esos meses, los módulos se inclinan unos 10º más que la latitud.
¿Puedo instalar paneles fotovoltaicos en una ¿Puedo instalar paneles fotovoltaicos en una comunidad de vecinos?comunidad de vecinos?
Si existe una comunidad de propietarios, la instalación la puede realizar la propia comunidad o realizarla alguno de los propietarios para su propio uso (contando con el acuerdo de la comunidad)
La superficie que ocupa este tipo de instalación depende de la potencia que se quiera instalar.
Se considera que se debe contar con que cada kWp ocupa una superficie de unos 10 m2. Por tanto, es fácil encontrar superficie disponible en la mayoría de los edificios.
¿Funciona una instalación fotovoltaica todo el año? ¿Funciona una instalación fotovoltaica todo el año?
Existen células fotovoltaicas diseñadas para funcionar en el interior de edificios, como las que incorporan algunas calculadoras y distintos aparatos.
Los módulos fotovoltaicos generan electricidad durante todo el año siempre y cuando les llegue radiación solar.
En los días nublados también se genera electricidad, aunque la producción se reduce proporcionalmente a la disminución de la
intensidad de la radiación solar.
¿Cuál es la vida de una instalación fotovoltaica?¿Cuál es la vida de una instalación fotovoltaica?
El módulo fotovoltaico se estima que tiene una vida útil superior a 30 años, siendo la parte más fiable de la instalación.
La experiencia indica que los paneles nunca dejan de producir electricidad, aunque su rendimiento pueda disminuir ligeramente con
el tiempo.
GRACIAS GRACIAS
