Www.cie.unam.mx Sistemas Fotovoltaicos: Potencial, Aplicaciones, Arquitecturas, Partes, Componentes.

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1 www.cie.unam.mx Sistemas Fotovoltaicos: Potencial, Aplicaciones, Arquitecturas, Partes, Componentes

2 ENERGÍA SOLAR Recurso solar: 5,000 W-h/m 2 Electricidad; …¿Con qué? Tecnología FV: Segura, de larga vida, Confiable, TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA 

3 Potencial de Generación Recurso solar diario: 5.0 kW-hr/ m 2 Eficiencia de Módulos FV’s: 10% Cuadrado de 10 m de lado Generación de Energía: 50.0 kW-hr al día

4 Condiciones Standard Irradiancia : 1000 W/ m 2; AM1.5; Tm = 25ºC Módulo de Pp = 100 W Vm= 17.1 V; Im=5.85 A Estimación de la energía generada Condiciones NOCT Irradiancia : 800 W/ m 2; AM1.5; Tm = 50ºC Módulo con Pp = 72.5W Vm=15.5 V; Im=4.68 A SONORAXALAPATONALÁUnidades H pico83.85.5Ah/día Pp/mod72.5 W Energía580275.5398.75Wh 5 mod362.5 W Energía T290013771994Wh

5 Si no hay luz solar, No hay Generación. Características de la Generación FV El tipo de electricidad es Corriente Directa No hay costos asociados a combustibles El proceso es limpio sin ruido Necesidad de almacenamiento de energía

6 ALGUNAS APLICACIONES DE LOS SISTEMAS FV

7

8 Reemplazando tecnología

9 ELECTRICIDAD ¿Para que? Programas de servicio público Fomento de proyectos productivos Incremento en el ingreso familiar INCREMENTO DEL DESARROLLO SOCIAL POR MEDIO DE: Iluminación básica, agua potable, servicios de salud, comunicación, educación a distancia. Instauración de polos de desarrollo económico Mejora sustancial del nivel de vida del productor AGRONEGOCIOS APLICACIONES

10 Aplicaciones en el ámbito rural SERVICIOS COMUNITARIOS COMUNICACIÓN ILUMINACIÓN BÁSICA EDUCACIÓN A DISTANCIA SERVICIOS DE SALUD BOMBEO DE AGUA AGRONEGOCIOS

11 Agronegocios Energía para invernaderos Pasteurización de tierras Picadoras de productos agrícolas Lavado Empaquetamiento Refrigeración

12 La energía solar es una opción para el bombeo de agua El sistema de bombeo accionado por el Sol tiene como características: No usa combustible. Usa la energía del Sol. Puede operar automáticamente. Requiere poco mantenimiento. En muchos casos (no en todos) es una opción económica. Es confiable. Se diseña adecuadamente a las necesidades del productor Sistemas de bombeo fotovoltaico

13 Bombeo de agua

14 Electrificación doméstica básica: iluminación y radio Precio de sistemas instalados Proyectos de beneficio social en zonas marginadas Costo por Watt: $ 8.00 – 12.00 US dollar

15 Proyectos productivos agropecuarios: Bombeo de agua Costo por Watt: $ 9.00 – 14.00 US dollar Precio de sistemas instalados

16 Los costos de generación de electricidad están entre los $ 0.35 hasta $ 1.10 US dollar por kW-hr Precio de sistemas instaldos

17 Ejemplos a replicar SERVICOS COMUNITARIOS EDUCACIÓN AGUA PARA ABREVADEROS SERVICOS DOMÉSTICO

18 Aplicaciones productivas Refrigeraci ó n

19 Producción de forraje

20 Sistema FV’s en el medio Urbano La interconexión a la red como una forma de ahorrar energía

21 Sistema FV’s Interconectados a la red Tasa de retorno: 9 años para 1 kW-p al costo de la tarifa actual

22 22 www.cie.unam.mx 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

23 POSIBLES ACOPLAMIENTOS Carga DIRECTO

24 Operación directa 15.8 3.0 VOLTÍMETRO volts (-) (+) APERÍMETRO (Impedancia=0) Iop =3.0 A Carga I Sol Modulo FV. SIMENS PCJ4 Voltaje, Corriente y Potencia de acoplamiento

25 Acoplamiento Sin SMP Acoplamiento con SMP Posibles Acoplamientos : Con SMP Carga SMP

26 Posibles Acoplamientos Baterías Carga Batería Control

27 Sistemas FV Autónomos Tableros de distribución o carga de Corriente Directa (CD) Arreglo Fotovoltaico Sistema de Generación de Energía Eléctrica Sol Conexión Directa

28 Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sistema de Control de Energía Sistema de Generación de Energía Eléctrica Sol Seguidor de máxima potencia Carga en Corriente Directa (CD) Conexión con controlador de carga

29 Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sistema de Control de Energía Sistema de Generación de Energía Eléctrica Sistema de Almacenamiento de Energía Carga en Corriente Directa (CD) Sol Banco de Baterías Controlador de Carga Conexión con almacenamiento

30 Sistemas FV Autónomos Almacenamiento de Energía Carga en CA Arreglo Fotovoltaico Sistema de Generación de Energía Eléctrica Sol Banco de Baterías CD/ CA Acondicionamiento de Energía Inversor Sistema de Control de Energía Controlador de Carga Conexión típica

31 Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico DC =AC Sistema de Control de Energía Sistema de Generación de Energía Eléctrica Sistema de Almacenamiento de Energía Sistema de Acondicionamiento De Energía Sol Banco de Baterías Inversor Controlador de Carga Tableros de distribución de carga en Corriente Alterna (CA) Tableros de distribución de carga en Corriente Directa (CD) Conexión con cargas CD y CA

32 Tecnología FV Estructura: herrajes, tornillos, cimentación Acondicionamiento de Energía: Controlador, inversor, SMP Líneas de transmisión (cables), seguridad y protección Cargas eléctricas Configuración típica Sistema FV autónomo

33 APLICACIONES FUERA DE LA RED CON LA RED ? Vialidad económica Carga CD Batería Carga Acond. Inversor CD/CA Carga CA Inversor CD/CA Red CA

34 Notas finales tecnología FV Los nichos de aplicación en el ámbito rural son amplios, Es de larga duración (más de 20 años), Aunque la inversión inicial es alta, los tiempos de amortización en proyectos productivos son cortos, No genera desechos contaminantes ni contribuye al deterioro ambiental, Son una alternativa tecnológica y económica para la generación de electricidad,..y.. Puede justificarse económicamente para agronegocios en zonas urbanas

35  EL costo inicial es sólo uno de los aspectos que se tiene que considerar.  Los costos totales se deben estimar durante todo la vida útil para tener una mejor perspectiva.  Ofrecen ahorros y costos competitivos a los consumidores.  Son altamente competitivos para localidades no electrificadas.  En el ámbito urbano, la tecnología ofrece una manera de generar su propia electricidad con inversiones aceptables en la modalidad de interconexión a la red Notas finales tecnología FV

36  Costo de los sistemas F V disminuye  Costo de combustibles aumenta  La perspectiva del uso de la tecnología FV tiende a ser competitivo económicamente en el ámbito urbano Perspectivas para el futuro

37 Conclusiones:  La energía FV es una alternativa ecológica para la generación de electricidad debido a que no provoca desechos contaminantes ni contribuye al deterioro ambiental  Aunque presenta costos de inversión altos, los tiempos de vida de un AFV son largos, mayores a 20 años.  Existen diversidad de materiales para la fabricación de celdas solares, aunque en la actualidad la tecnología basada en silicio es la mas madura.  Las potencia generada por una celda solar es pequeña, pero se pueden hacer módulos fotovoltaicos y arreglos fotovoltaicos para incrementar la potencia requerida, conectando las celdas en serie o paralelo.

38 dir@cie.unam.mxdir@cie.unam.mx www.cie.unam.mx Gracias