CIE-UNAM INTRODUCCIÓN A LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA TEMA: SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Presenta: Sarah Ruth Messina Dr. Roberto Best Brown Octubre del 2003

CONTENIDO El módulo Fotovoltaico Aplicaciones de Sistemas Fotovoltaicos. Sistemas autónomos Sistemas conectados a la red eléctrica. Economía de los sistemas fotovoltaicos. Impacto ambiental y seguridad.

¿Por qué usar energía fotovoltaica? Es importante que la planeación energética se realice con miras a lograr un desarrollo sustentable, esto se puede lograr con una visión clara del futuro que queremos . Existen dos elementos que sustentan su utilización: “La necesidad de proteger el medio ambiente y la necesidad de crecer económicamente”

Tendencias de la Energía Fotovoltaica

Estado actual de la tecnología Fotovoltaica La producción mundial de sistemas fotovoltaicos se incrementó en un 48.3% durante el 2002. Las ventas mas grandes se alcanzaron en sistemas interconectados en Japón, Alemania y California en USA. El crecimiento en los procesos de manufactura fue de 56% en Europa y más del 46% en Japón.

Principales países productores de módulos solares en el mundo

Estado actual de la tecnología Fotovoltaica

Principales fabricantes de módulos solares en el mundo Compañía Sharp BP Solar Kyocera Shell Solar Sanyo Astropower RWE Schott Isofotón Mitsubishi Photowatt ( MW) 123.07 73.8 60 57.5 35 29.7 29.5 27.38 24 17

El módulo fotovoltaico Un grupo de celdas, solares, asociadas eléctricamente entre sí y encapsuladas en un único bloque se llama módulo fotovoltaico, y constituye el elemento básico con que se construyen los generadores FV. El módulo más característico está constituido por entre 30 y 36 celdas , todas de igual tamaño y de iguales características I-V, conectadas en serie y encapsuladas entre una lámina de vidrio que cubre la cara posterior. El módulo presenta dos bornes de salida, positiva y negativa y a veces una intermedia para permitir la instalación de diodos de protección.

Tipos de Sistemas Fotovoltaicos Autónomos o Remotos Interactuando con la Red Eléctrica

Sistemas autónomos Los sistemas autónomos son el mercado que estimuló la producción industrial de módulos Fotovoltaicos y dio credibilidad a la energía, al demostrar que pese a su costo, son la opción más económica en algunas aplicaciones terrestres. Electrificación rural Estaciones repetidoras Bombeo Rural Protección catódica Señalización…..

Aplicaciones de sistemas fotovoltaicos autónomos en Electrificación Rural

Telecomunicaciones y medición remota de señales.

Aplicaciones marinas y señalización

Sistemas conectados a la red CARGA Medidor Bidireccional Generador FV Inversor Red Eléctrica Cargas Un “Sistema Conectado” implica que un sistema de potencia ; conformado por un generador independiente y su carga asociada, cuenta también con una acometida de la red eléctrica

Tipos de sistemas conectados a la red Generadores dispersos.- Son generadores de baja capacidad (1-10KW) instalados en inmuebles residenciales , comerciales o institucionales. Estaciones Centrales.- Son plantas de gran capacidad (de hasta varios MW) Operadas por la compañía suministradora. La interconexión con la red siempre es trifásica debido al rango de potencia. Estaciones de apoyo a la red.- Son similares a una estación central, su objetivo es proporcionar alivio térmico a subestaciones yo líneas de distribución que se encuentren cerca del límite de su capacidad.

Generadores Dispersos

Estaciones Centrales y de apoyo a la red

Beneficios de la Generación Distribuida.

Aspectos Económicos Aunque el costo de los sistemas FV no ha llegado a la madurez suficiente para competir en el mercado, si consideramos los siguientes aspectos, ésta tecnología estaría muy cerca de ser económicamente competitiva. El valor de la energía El valor de la capacidad de transmisión Ahorro en Pérdidas Valor de la potencia reactiva Confiabilidad Valor Ecológico Política Tarifaria

Costos actuales para cuatro tecnologías fotovoltaicas Costo ($/Wp) Sistemas autónomos Sistemas interconectados Silicio monocristalino 5-30 3-8 Silicio policristalino Silicio amorfo 4-30 2-7 Películas delgadas

Impacto ambiental La conversión de la energía solar a eléctrica se realiza de manera limpia, directa y elegante, y no tiene partes móviles por eso es la mas compatible con el entorno ecológico. Sin embargo hay que mencionar que algunos de los materiales con los que se fabrican las celdas son tóxicos, pero como se usan cantidades mínimas no representan riesgo.

Seguridad y Normatividad En México no hay normas o regulaciones que aseguren el buen funcionamiento de los sistemas FV y que permitan un desarrollo ordenado para que las instalaciones sean seguras, eficientes y cubran las expectativas, condiciones muy importantes para una tecnología en vías de ser económicamente competitiva.