Jornada LAS ENERGÍAS RENOVABLES Retos y oportunidades para la industria Panel II: ENERGÍA SOLAR ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EDIFICIOS DE TERCIARIO E.

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1 Jornada LAS ENERGÍAS RENOVABLES Retos y oportunidades para la industria
Panel II: ENERGÍA SOLAR ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EDIFICIOS DE TERCIARIO E INDUSTRIAL Oscar Aceves Torrents Director Gral. de TFM ENERGIA SOLAR S.A. Madrid, 19 de junio del 2007 Membre de:

2 LA TECNOLOGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La tecnología solar fotovoltaica consiste básicamente en la transformación directa de la energía procedente de la radiación solar en electricidad.

3 Principios de la tecnología FV
Sistemas conectados a red RED INTERIOR kWh 06385 05374 05671 02372 VENTA EXCEDENTES TOTALIDAD RED PÚBLICA ONDULADOR GENERADOR FV CONTADOR COMPRA /VENTA ~

4 Instalaciones en el medio urbano
Se tratará habitualmente de sistemas conectados a red El medio urbano reclama una integració formal de las instalaciones Se necesitan nuevos componentes que permitan la integración

5 Tecnologías de células fotovoltaicas
Células fotovoltaicas y rendimiento Monocristalinas 16-19% Policristalinas 12%-14% Silicio amorfo 5-8% Otras

6 Módulos fotovoltaicos
Vidrio-plástico Vidrio-vidrio Encapsulado: Vidrio-Plàstico Vidrio-Vidrio Marco <--> Laminado Estandard <--> Especial

7 Módulos fotovoltaicas

8 Teja solar

9 Elementos de control solar

10 Muro cortina ventilado
salida aire caliente filtro de aire panel aislante cámara ventilada persiana veneciana doble vidrio aislante vidrio exterior normal o Fotovoltaico semitransparente ventilación por efecto chimenea o forzada fotovoltaico opaco entrada de aire Muro cortina ventilado En comparación al muro de una sola piel, mejora: Aislamiento térmico Aislamiento acústico Protección solar Confort térmico Eficiencia de las células fotovoltaicas

11 VENTAJAS Ventajas a destacar:
-  La materia prima (silicio) es extremadamente abundante -  La generación de electricidad es limpia, no contaminante -  El proceso es renovable, no se agota -  Se genera durante el día, que es cuando se consume más energía - No presenta problemas especiales de integración en el paisaje -  Se puede instalar en zonas urbanas, las de consumo eléctrico - Es una tecnología muy modular, lo que permite instalaciones reducidas, más fáciles de integrar en el medio y más rápidas de ejecutar Todo ello hace de la fotovoltaica un objeto de especial atención y promoción en el conjunto de las energías renovables.

12 VENTAJAS : “La materia prima (silicio) es extremadamente abundante”
El silicio es el segundo elemento más abundante en el planeta. Su abundancia permite un uso masivo de esta tecnología. Las etapas de producción son: Purificación grado metalúrgico (impureza < 1%) Purificación grado semiconductor (impureza < 0,1%) Minas de silicio Fabricación células FV Fabricación módulos FV Etapa muy intensiva en capital (sólo 5 empresas en el mundo) y con tensiones coyunturales oferta-demanda

13 VENTAJAS : “Generación durante las horas de consumo”

14 VENTAJAS : “Generación durante las horas de consumo”
Producción de energía solar fotovoltaica

15 VENTAJAS : “Generación durante las horas de consumo”
Qué generación sustituye? Qué CO2 ahorra?

16 VENTAJAS : “Fácil integración en el entorno urbano (donde hay consumo)”

17 Dónde integrar FV en los edificios?
Radiación solar anual en % sobre el óptimo (Madrid) Vertical  Inclinación  Horizontal Oeste  Orientación respecto al Sur  Este

18 Integración en edificios
Fotovoltaica es muy fácilmente integrable en el entorno urbano y en edificios. Cuidado! USO MUY EXTENDIDO RECHAZO NO INTEGRACIÓN

19 Integración en edificios ?

20 Estructura independiente: Cubierta plana

21 Estructura independiente: Cubierta plana

22 Elemento sobrepuesto: Tejado

23 Elemento sobrepuesto: Tejado

24 Elemento sobrepuesto: Tejado

25 Elemento sobrepuesto: Fachada

26 Integrado - Revestimiento: Fachada

27 Integrado - Revestimiento: Cubierta

28 Integrado - Cerramiento: Cubierta opaca

29 Integrado - Cerramiento: Cubierta semitransparente

30 Integrado - Cerramiento: Cubierta semitransparente

31 Integrado - Pérgola: Cubierta semitransparente

32 Integrado - Pérgola: Cubierta semitransparente

33 Integrado - Cerramiento: Fachada semitransparente

34 Integrado - Cerramiento: Fachada semitransparente

35 Integrado - Cerramiento: Fachada semitransparente

36 Integrado - Cerramiento: Fachada semitransparente

37 Elemento de sombra: Parasol

38 Elemento de sombra: Parasol

39 Elemento de sombra: Parasol

40 Elemento de sombra: lama móvil

41 “Todo ello hace de la fotovoltaica
un objeto de especial atención y promoción en el conjunto de las energías renovables”

42 “Todo ello hace de la fotovoltaica un objeto de especial atención y promoción en el conjunto de las energías renovables” RD 436/04 RD 661/07 Sustituye al RD 436/04 FV<100kWp  44 céntimos FV>100kWp  41,75 céntimos

43 TIPOS DE INSTALACIONES: TENDENCIAS ACTUALES
Integración arquitectónica Solar doméstica Cubiertas industriales “Huerta solar”

44 w w w. t f m.es Miembro de:

45 Cubierta fotovoltaica híbrida en los estudios de televisión Imagina Visual Center (Esplugues-Barcelona)

46 Aspectos más destacables
El edificio dispone de la mayor cubierta acristalada ventilada y fotovoltaica de España. La tecnología se desarrolló a partir de la fachada fotovoltaica de la Biblioteca de Mataró, fruto del programa europeo “Solar House”. La cámara ventilada es más importante que nunca cuando se trata de superficies acristaladas horizontales, y más aún en la zona mediterránea.

47 El edificio

48 El proyecto arquitectónico
El proyecto arquitectónico es obra de Patrick Genard& Associates. Un antiguo edificio industrial (cocinas Corberó) ha sido restaurado combinando la conservación del antiguo ladrillo con los transparentes muros de cristal. El edificio de “alta tecnololgía” conjuga tradición y modernidad.

49 Orientación/Inclinación del campo fotovoltaico
Radiación solar anual en % sobre el óptimo (Barcelona) Oficinas Restauranty Escaleras Vertical  Inclinación  Horizontal Oeste  Orientación respecto al Sur  Este

50 Los laminados fotovoltaicos
437 Wp

51 Los elementos híbridos prefabricados

52 Elementos híbridos prefabricados: Montaje y detalles
Montaje en fábrica Sección del perfil principal Obertura de la piel interior

53 La cubierta fotovoltaica

54 La cubierta fotovoltaica

55 La cubierta fotovoltaica

56 La cubierta fotovoltaica

57 Laminados fotovoltaicos
Campos fotovoltaicos DESCRIPCION Laminados fotovoltaicos Número de Laminados Area FV (m2) Potencia FV (kWp) Restaurant BP Solarnova -TFM 96 377,55 42,038 Escaleras 32 125,85 14,013 Oficinas 100 393,28 43,79 TOTALES : 228 896,68 m2 99,84 kWp

58 Onduladores 19 Onduladores INGECON SUN 5 de 5 kW cada uno, distribuído entre las 3 fases

59 Producción eléctrica

60 Producción eléctrica Performance Ratio: 70,8%

61 El sistema térmico El aire interior exhausto se extrae al exterior en verano, y en invierno se utiliza para reducir el consumo del sistema convencional EXTERIOR (ambiente) INTERIOR

62 Ventajas del sistema Las ventajas comparado a una cubierta acristalada normal son: Aislamiento térmico Aislamiento acústico Protección solar Comfort térmico Eficiencia de las células FV

63 Mejores prestaciones con ventilación
g (-) U (W/m2/K) Producción eléctrica kW·h/m2/año Área FV sobre el área del Laminado Acristalamiento simple 0.77 5.53 Doble acristalamiento 0.65 2.87 CUBIERTA FV VENTILADA (sin extracción de aire) 0.12 2.06 121.96 0.858 CUBIERTA FV VENTILADA (100 kg/h) 0.11 1.84 122.57

64 Mejores prestaciones con ventilación
El gráfico muestra cómo las prestaciones térmicas (y también la producción eléctrica) mejoran con la utilización de cámara ventilada. 80 70 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 50 40 30 20 10

65 Sistema de monitorización: www.redsolar.net

66 Sistema de monitorización: www.redsolar.net

67 Sistema de monitorización: www.redsolar.net

68 Sistema de monitorización: www.redsolar.net

69 Sistema de monitorización: Sinóptico

70 El edificio

71 Entrada principal

72 La cubierta semitransparente fotovoltaica

73 Restaurante

74 Restaurante: Día/Noche

75 Fachada externa y encuentro con la cubierta

76 Escaleras

77 Escaleras

78 Vista exterior de la cubierta FV

79 w w w. t f m.es Miembro de:

80 Biblioteca “Pompeu Fabra” de Mataró (Barcelona)

81 Muro cortina ventilado
En comparación al muro de una sola piel, mejora: Aislamiento térmico Aislamiento acústico Protección solar Confort térmico Eficiencia de les células fotovoltaicas

82 Muro cortina ventilado
Características térmicas: Los parámetros más significativos son: Coeficiente de aislamiento (K) Factor solar (FS) Ambos mejoran con ventilación La estrategia de ventilación se decide en función de la época del año, a fin de: Optimizar las prestaciones Evitar les condensaciones

83 Muro cortina ventilado

84 Muro cortina ventilado

85 Vista interior fachada y lucernario

86 Lucernarios y colector aire fachada

87 Montaje fachada

88 Muro cortina ventilado

89 Muro cortina ventilado

90 w w w. t f m.es Miembro de:

91 Código Técnico de la Edificación - 2006

92 Código Técnico de la Edificación - 2006

93 Código Técnico de la Edificación - 2006

94 w w w. t f m.es Miembro de:

95 Bloque: ANÁLISIS DE RIESGOS
Membre de:

96 ANÀLISI DE RIESGOS SISTEMA FOTOVOLTAICO ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh)
ENERGIA SOLAR (kWh/m2) SISTEMA FOTOVOLTAICO ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh) VENTA DE ENERGIA ELÈCTRICA INGRESOS ECONÓMICOS (EUROS) LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA? LA ENERGÍA ELÉCTRICA SE TRANSFORMARÁ EN LOS INGRESOS ECONÓMICOS PREVISTOS? HARÀ EL SOL PREVISTO ?

97 ANÀLISI DE RIESGOS HARÀ EL SOL PREVISTO ?
ENERGIA SOLAR (kWh/m2) HARÀ EL SOL PREVISTO ? Datos estadísticos

98 RADIACIÓN SOLAR EN EUROPA

99 RADIACIÓN SOLAR EN LA PENÍNSULA IBÉRICA

100 LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA?
ANÀLISI DE RIESGOS ENERGIA SOLAR (kWh/m2) SISTEMA FOTOVOLTAICO ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh) LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA? Vida del sistema Mantenimento

101 VIDA DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
Módulos: No tienen una vida limitada Con los años se ven afectados por los UV y su rendimiento baja. Los fabricantes garantizan que en 25 años el rendimiento no bajará más de un 20% para cada módulo, lo que supone un 5% del conjunto de una instalación. La primera central FV de 100 kWp cumplió los 20 años con una reducción del 8% (y con tecnologia de hace 20 años). Actualmente se prevé que en 25 años el rendimiento global baje un 5%

102 MANTENIMENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
Limpieza de módulos: Si tienen una cierta inclinación, con la lluvia se limpia suficientemente Componentes eléctricos Sin partes móviles  no se desgasta  pocos problemas Mantenimiento preventivo: una revisión al año Medidas contra robos Seguros con las coberturas: Robo Vandalismo Agentes atmosfèricos Lucro cesante Responsabilidad civil

103 VENTA DE LA ENERGIA ELÈCTRICA
ANÀLISI DE RIESGOS ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh) VENTA DE LA ENERGIA ELÈCTRICA INGRESOS ECONÓMICOS (EUROS) LA ENERGÍA ELÉCTRICA SE TRANSFORMARÁ EN LOS INGRESOS ECONÓMICOS PREVISTOS? Marco tarifario

104 VENDER LA ELECTRICIDAD
Real Decreto 661/2007 Obligación por parte de la compañía eléctrica de comprar la energia FV Posibilidad de vender la totalidad de la energía (no sólo los excedentes) Tarifa: 0,4400 €/kWh (hasta 100 kW) 0,4175 €/Kwh (más de 100 kW) Garantizado para 25 años, después el 80% Actualización de la tarifa: IPC - 0,25% hasta 2012 IPC – 0,50% en adelante La prima no la paga ni la administración ni la compañía eléctrica. Se obtiene del canon que se paga por la electricidad en concepto de “Diversificación: 3%”, y la parte FV es insignificante.

105 w w w. t f m.es Miembro de: