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Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 1 Aarón Sánchez Juárez Depto. Materiales Solares

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Presentación del tema: "Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 1 Aarón Sánchez Juárez Depto. Materiales Solares"— Transcripción de la presentación:

1 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 1 Aarón Sánchez Juárez Depto. Materiales Solares LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA: UNA ALTERNATIVA DE DIVERSIFICACIÓN ENERGÉTICA PARA MÉXICO Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía DEBATE UNIVERSITARIO SOBRE LA REFORMA ENERGÉTICA Junio 2008

2 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 2 Contenido Que son las celdas solares: ventajas y barreras para su implementación Estado actual de la tecnología: fabricantes, producción, proyectos mundiales y nacionales, políticas de fomento, y la interconexión a la red. Fuentes de generación eléctrica, usuarios El Recurso solar y el nicho FV: rural y urbano. Que hay que hacer para impulsar su adopción y uso? El rol de la Universidad Conclusiones

3 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 3 Adaptado de: E Conversión Fotovoltaica Transformación Directa de Luz a Electricidad El Binomio de Generación de Energía Limpia Energía solar Tecnología FV Energía Verde

4 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 4 Ventajas y Desventajas Ventajas: De aplicación: No consumen combustibles fósiles La generación es directa, sin procesos intermedios No hay emisiones emitidas ni ruido: no contaminante No hay partes móviles: bajo mantenimiento Tecnológicas: Es modular, de gran duración (más de 20 años), fácil adopción Desventajas: De aplicación: Energía generada depende del RS, desconocimiento Tecnológicas: Generación intermitente, requieren almacenamiento, Baja densidad energética,

5 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 5 Barreras Económicas Bajo precio de los energéticos convencionales Incertidumbre en los precios de la energía Inversión inicial alta y tasa de retorno larga Carencia de Incentivos económicos: subsidios, créditos, fiscales Tecnológicas Desconocimiento de la tecnología y Carencia de recursos humanos Desconocimiento de la normatividad eléctrica Regulatorias Carencia de una legislación para el aprovechamiento Carencia de normatividad sobre la tecnología

6 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 6 Tecnologías fotovoltaicas SEMICONDUCTORES GRUESOS DELGADOS SILICIO MONOCRISTAL, POLICRISTAL SILICIO GaAs CdTe CuInSe 2 AMORFO MONOCRISTAL, POLICRISTAL MÁXIMAS EFICIENCIAS EN SÓLIDOS SEMICONDUCTORES, COMO EL SILICIO, ARSENURO DE GALIO TELURIO DE CADMIO, SELENIURO DECOBRE/INDIO. FABRICACIÓN DE UNIONES ENTRE MATERIALES SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES.

7 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 7 Si- Monocristalino12-24 % Si-Policristalino11-17 % Si-Amorfo6-13 % CdTe CuInSe % % Eficiencia en las celdas solares El concepto de EFICIENCIA POTENCIA ENTRADA CELDA SOLAR POTENCIA SALIDA = Ps / Pi

8 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 8 Eficiencia en celdas solares Eficiencia en celdas solares Superficie de 1m x 1 m Pi= 1,000 Watts/m 2 Ps= Generación de 150 Watts Módulo FV con 15 % eficiencia Eficiencia = Ps / Pi

9 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 9 Estado Actual Comercial Estado Actual Comercial

10 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 10 Fabricantes : 218 en el mundo Fabricantes : 218 en el mundo Mayor productor de celdas solares Q-Cells: MW

11 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 11 Caso de Alemania Caso de Alemania Compromisos nacionales para reducción de emisiones de GI Ahorro en el costo energético a largo plazo Creación de empleos Carencia de recursos fósiles Diversificación energética con programas de apoyo a I&D+i con 800 M Remuneración por la venta de excedentes a la red Fuente: Factores que han impulsado Políticas de Fomento

12 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 12 ACCIONES IMPLEMENTADAS Privilegio de las ER`s para el abastecimiento de electricidad mejorando clima, ambiente y sustentabilidad. Recorte de emisiones de CO2 Ley que regula obliga la compra y remuneración de energía verde por 20 años Ley que prevé el cierre de todas las centrales nucleares para el 2020 Aumento en el consumo de ER`s en 20% para el 2020 Tarifa de venta fue de 99c/kWh hasta alcanzar los 350 MW. Políticas: Caso de Alemania

13 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 13 Resultados Resultados Potencia instalada: 3,060 MW Empresa Fotovoltaica sólida: 29 compañías con el líder de producción mundial Energía estimada 2007: 3.4 TWh CO 2 evitado 1.3Mt equivalentes de CO 2 Actualmente la tarifa esta en un máximo de 49.21c/kWh Existe subvención por parte del Estado para la adquisición de tecnología FV

14 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 14 ÚSA: California con su millón de techos; 101 MW Japón: Sunshine project; 285 MW; 11 Empresas y un agresivo programa de I&D+i Comunidad europea: Alcanzó 3.0 GW instalados Ejemplo: España con 60.5MW; 5 empresas China: 42 MW; 40 empresas Sur Korea 25 MW; 55 c/kWh; programa de 100,000 casas y 70,000 comercios p/2012 Algunos otros países (2007) Grandes proyectos (MW) LUGARNOMBRE Y POTENCIASTATUS (2007) PortugalMoura con 104 MW Serpa con 11 MW Para 2010 Operando EspañaBeneixama con 20 MW Salamanca con 13.8 MW Operando AlemaniaJuwi con 40 MWPara 2009 Fuente: A. Jager-Waldau; PV Status Report 2007; (2007) EUR EN

15 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 15 Consecuencia del fomento (2007) Fuente: David E. Carlson BP solar 2008: $4.95 Comportamiento del precio de venta

16 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 16 EL CASO DE MÉXICO 23% lo produce PInd 73%: fósiles ENERGÍA

17 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 17 Necesidad de Diversificación A. Contribución a la Reducción de emisiones contaminantes (73% de la electricidad se produce con fósiles y aportan el 44% del CO2 emitido). B. Disponibilidad de los recursos fósiles a corto, mediano y largo plazo

18 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 18 Garantizar la disponibilidad de energía en todos los ámbitos que se requiera Contribuir a la reducción de emisiones de GEI Impulsar y fomentar la I&D+i en tecnologías basadas en todas las ER`s Fomentar la participación de particulares, bajo un régimen especial de incentivos, como micro productores independientes, con esquemas de financiamiento atractivos para favorecer la inversión (El 1% de usuarios domésticos de la red representan un mercado de 544 MW) que puede significar 1.0 Mt equivalentes de CO2 evitado) Fomentar e impulsar la formación de empresas en el desarrollo de tecnologías basadas en ER`s Necesidad de Establecer Políticas

19 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 19 Potencial de Generación Recurso solar diario: 5.0 kW-hr/ m 2 Eficiencia de Módulos FVs: 12% Cuadrado de 10 m de lado Generación de Energía: 50.0 kW-hr al día 10 Deptos.

20 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 20 Nichos de Aplicación: Ámbito Rural SERVICIOS COMUNITARIOS COMUNICACIÓN ILUMINACIÓN BÁSICA EDUCACIÓN A DISTANCIA SERVICIOS DE SALUD BOMBEO DE AGUA AGRONEGOCIOS ELECTRICIDAD ¿Para que? IRRIGACIÓN ABREVADEROS USO DOMÉSTICO

21 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 21 Fuera de la Red SERVICOS COMUNITARIOSEDUCACIÓN AGUA PARA ABREVADEROS SERVICOS DOMÉSTICO

22 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 22 INTERCONEXIÓN A LA RED Generación propia de energía y Aportación de electricidad a la red

23 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 23 Fomento en México Mexicali, BC Veracruz, Ver Generación propia de energía y Aportación de electricidad a la red Política actual Contrato de interconexión a la red bajo el esquema de medición neta Deducciones fiscales Del orden de 21 MW instalados

24 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 24 México: I&D en FV I&D de la tecnología FV a nivel mundial CINVESTAV-IPN LES-IIM-UNAM CIE-UNAM

25 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 25 FV EN LA UNAM (CIE) I&D+i en materiales semiconductores en película delgada I&D en técnicas y procesos para elaboración de materiales en película delgada Desarrollo de nuevas estructuras fotovoltaicas basadas en calcogenuros de metal: CdTe, SnS, CuS, Bi2S3, etc., polímetros semiconductores, tintes-TiO2 Productos Celdas del 2% elaboradas con procesos económicos Celdas de CdTe con eficiencias del 8%

26 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 26 Requerimientos para la Reforma Financiamiento para impulsar el desarrollo tecnológico e innovaciones de los prototipos obtenidos en los CI nacionales (nuestro caso: tecnología desarrollada el CIE-UNAM) Financiamiento para impulsar el escalamiento hacia plantas piloto bajo esquema de vinculación con la industria Financiamiento para el escalamiento industrial Impulso y fomento a una Industria Nacional en Tecnología FV Esquemas de financiamiento y venta de energía para micro-productores Definición de políticas que permitan:

27 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 27 Los sistemas fotovoltaicos es una tecnología de larga duración, confiable, segura y no contaminante que representa una alternativa para la diversificación energética propuesta. Los Programas de fomento y fortalecimiento a nivel mundial permiten garantizar el éxito de la aplicación masiva de la tecnología FV México debe de sumarse a dichas acciones y diversificar su programa de energía para garantizar la sustentabilidad energética a largo plazo. Conclusiones

28 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 28 Unidad de Asistencia Fotovoltaica CIE-UNAM

29 Centro de Investigación en Energía, UNAM Centro de Investigación en Energía, UNAM 29 Gracias


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