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Membre de: Panel II: ENERGÍA SOLAR ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EDIFICIOS DE TERCIARIO E INDUSTRIAL Oscar Aceves Torrents Director Gral. de TFM ENERGIA.

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

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

4 Principios de la tecnología FV Sistemas conectados a red RED INTERIOR kWh kWh RED INTERIOR kWh kWh VENTA EXCEDENTES VENTA TOTALIDAD RED PÚBLICA ONDULADOR GENERADOR FV CONTADOR COMPRA /VENTA ~

5 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

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

7 Módulos fotovoltaicos Encapsulado: Vidrio-Plàstico Vidrio-Vidrio Marco Laminado Estandard Especial Vidrio-plástico Vidrio-vidrio

8 Módulos fotovoltaicas

9 Teja solar

10 Elementos de control solar

11 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 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 vidrio exterior fotovoltaico opaco filtro de aire entrada de aire

12 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.

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

14 VENTAJAS : Generación durante las horas de consumo

15 Producción de energía solar fotovoltaica VENTAJAS : Generación durante las horas de consumo

16 Qué generación sustituye? Qué CO 2 ahorra? VENTAJAS : Generación durante las horas de consumo

17 VENTAJAS : Fácil integración en el entorno urbano (donde hay consumo)

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

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

20 Integración en edificios ?

21 Estructura independiente: Cubierta plana

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23 Elemento sobrepuesto: Tejado

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26 Elemento sobrepuesto: Fachada

27 Integrado - Revestimiento: Fachada

28 Integrado - Revestimiento: Cubierta

29 Integrado - Cerramiento: Cubierta opaca

30 Integrado - Cerramiento: Cubierta semitransparente

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32 Integrado - Pérgola: Cubierta semitransparente

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34 Integrado - Cerramiento: Fachada semitransparente

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38 Elemento de sombra: Parasol

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41 Elemento de sombra: lama móvil

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

43 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

44 TIPOS DE INSTALACIONES: TENDENCIAS ACTUALES Integración arquitectónica Cubiertas industriales Solar doméstica Huerta solar

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

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

47 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.

48 El edificio

49 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.

50 Orientación/Inclinación del campo fotovoltaico Radiación solar anual en % sobre el óptimo (Barcelona) Vertical Inclinación Horizontal Oeste Orientación respecto al Sur Este Restaurant y Escaleras Oficinas

51 Los laminados fotovoltaicos 437 Wp

52 Los elementos híbridos prefabricados

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

54 La cubierta fotovoltaica

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58 Campos fotovoltaicos DESCRIPCION Laminados fotovoltaicos Número de Laminados Area FV (m 2 ) Potencia FV (kWp) Restaurant BP Solarnova -TFM 96377,5542,038 Escaleras BP Solarnova -TFM 32125,8514,013 Oficinas BP Solarnova -TFM ,2843,79 TOTALES : ,68 m 2 99,84 kWp

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

60 Producción eléctrica

61 Performance Ratio: 70,8%

62 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

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

64 Mejores prestaciones con ventilación g (-) U (W/m 2 /K) Producción eléctrica kW·h/m 2 /año Área FV sobre el área del Laminado Acristalamiento simple Doble acristalamiento CUBIERTA FV VENTILADA (sin extracción de aire) CUBIERTA FV VENTILADA (100 kg/h)

65 Mejores prestaciones con ventilación El gráfico muestra cómo las prestaciones térmicas (y también la producción eléctrica) mejoran con la utilización de cámara ventilada

66 Sistema de monitorización:

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70 Sistema de monitorización: Sinóptico

71 El edificio

72 Entrada principal

73 La cubierta semitransparente fotovoltaica

74 Restaurante

75 Restaurante: Día/Noche

76 Fachada externa y encuentro con la cubierta

77 Escaleras

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79 Vista exterior de la cubierta FV

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

81 Biblioteca Pompeu Fabra de Mataró (Barcelona)

82 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

83 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

84 Muro cortina ventilado

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86 Vista interior fachada y lucernario

87 Lucernarios y colector aire fachada

88 Montaje fachada

89 Muro cortina ventilado

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

92 Código Técnico de la Edificación

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

96 Membre de: Bloque: ANÁLISIS DE RIESGOS

97 ANÀLISI DE RIESGOS ENERGIA SOLAR (kWh/m 2 ) ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh) INGRESOS ECONÓMICOS (EUROS) VENTA DE ENERGIA ELÈCTRICA SISTEMA FOTOVOLTAICO HARÀ EL SOL PREVISTO ? LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA? LA ENERGÍA ELÉCTRICA SE TRANSFORMARÁ EN LOS INGRESOS ECONÓMICOS PREVISTOS?

98 ENERGIA SOLAR (kWh/m 2 ) HARÀ EL SOL PREVISTO ? Datos estadísticos ANÀLISI DE RIESGOS

99 RADIACIÓN SOLAR EN EUROPA

100 RADIACIÓN SOLAR EN LA PENÍNSULA IBÉRICA

101 ENERGIA SOLAR (kWh/m 2 ) ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh) SISTEMA FOTOVOLTAICO LA ENERGÍA SOLAR SE TRANSFORMARÁ EN LA ENERGÍA ELÉCTRICA PREVISTA? Vida del sistema Mantenimento ANÀLISI DE RIESGOS

102 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%

103 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

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

105 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.

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


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