11 ENERGÍA SOLAR SITUACIÓN Y NECESIDADES DE I+D Fernando Sánchez Sudón Noviembre 2004.

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1 11 ENERGÍA SOLAR SITUACIÓN Y NECESIDADES DE I+D Fernando Sánchez Sudón Noviembre 2004

2 22 Formas de utilización Energía solar fotovoltaica Energía solar termoeléctrica Energía solar térmica

3 33

4 44

5 55 Producción 2003 (PVnet)Mercado 2003 (EPIA Roadmap)

6 66 Inversiones públicas en 2002 (Report PVTRAC E.U.)

7 77 Potencia instalada en Europa al 1/1/2004 (Eurobserver)

8 88 Producción por tecnologías en 2003

9 99 Producción de células en 2002 (P.Maycock)

10 10 Posible producción por tecnologías en 2020 y 2030

11 11

12 12

13 13 Curva de aprendizaje (Strategies Unlimited)

14 14 Costes de generación

15 15 Report PVTRAC E.U.

16 16 Producción total de generadores FV en Europa en el 2002 200 MW La industria Española FV, en Europa, en el 2003 Producción de generadores FV Mercado FV, en España, en el 2003, 6,5 MW (12% de la producción) Fuente ASIF

17 17 Potencia instalada en España (1982 -2003) Fuente ASIF

18 18 Instalaciones FV en España 1982- PFER (2010) Fuente ASIF

19 19 NECESIDADES DE I+D EN FOTOVOLTAICA Documentos de referencia: A vision for photovoltaic for 2030 and beyond Preliminary report by the photovoltaic Technology Research Advisory Council (PV-TRAC) Comisión Europea PVNET European Road Map for PV R&D

20 20 Tecnologías de silicio cristalino Desarrollo de métodos de producción de silicio de grado solar. Mejoras en los procesos de cristalización y producción de obleas para reducir el silicio utilizado Automatización de los procesos de producción de células y módulos Reducción de la materia prima utilizada. Láminas delgadas de silicio

21 21 Tecnologías de lámina delgada Necesidad de aumentar la eficiencia de conversión de la actual 5-12% hasta 15% y mayores Desarrollo de estructuras multiunión Desarrollo de equipamiento para escalado a la deposición en grandes áreas Problemática asociada a la utilización de materiales contaminantes o escasos

22 22 Nuevas tecnologías Desarrollo de células y sistemas de concentración solar Nuevos materiales: polímeros, moléculas orgánicas, células fotoquímicas de óxidos de titanio sensibilizados y otras nanoestructuras

23 23 Sistemas fotovoltaicos. - Reducción de costes y aumento de fiabilidad en inversores - Tecnologías de integración a red y acondicionamiento de potencia eléctrica. - Integración de los sistemas fotovoltaicos en la edificación

24 24 ELECTRICIDAD SOLAR TÉRMOELÉCTRICA Aprovechamiento de la energía solar mediante sistemas de concentración que permiten altas temperaturas para producción de electricidad: Discos parabólicos Centrales de torre Colectores cilindroparabólicos

25 25 La Tecnología Los colectores parabólicos concentran la radiación solar en un tubo situado en el eje de la parábola. Las centrales de torre consiste en un campo de heliostatos que concentran la radiación solar en un receptor central situado en la parte superior de una torre central. Los discos parabólicos concentran la energía solar en un punto en el que se situa un motor térmico.

26 26 La Tecnología Colectores Cilindro Parabólicos (CPC) Espejos cilindrico - parabólicos Tubo de vidrio dispuesto a lo largo de la línea focal del espejo, con superficie absorbente en el interior Fluido caloportador: Aceite térmico / Vapor Un eje de orientación N - S o E-O Conexión en paralelo Tª - 350 a 400ºC Potencia - 30 - 80 MW Intercambiadores de calor Turbina convencional

27 27 Estado de la tecnología Colectores cilndroparabólicos PSA Sistema de Colectores Distribuidos - Proyecto DISS EEUU SEGS - Solar Electricity Generation Systems California nueve plantas de 14 a 80 Mw de potencia (350 MW en sistemas híbridos con 25% de gas natural) Primeras plantas comerciales en España de 50 MW en construcción

28 28 Lazo de 550 metros de paneles cilindro-parabólicos para la producción de vapor de agua sobrecalentado PROYECTO DISS (DIRECT SOLAR STEAM) Objetivo: Abaratar los costes de la producción eléctrica en un 30%

29 29 La Tecnología - Centrales de Torre Campo de helioestatos: espejos, con un sistema de seguimiento del sol en dos ejes, que concentran la radiación solar en el Receptor. Temperaturas de 500 - 1000 ºC Tamaños posibles: 10 - 200 MW Aplicable en sistemas conectados a red

30 30 Estado de la tecnología Centrales de Torre Plantas de ensayos CESA 1 300 heliostatos Potencia térmica 7 Mw térmicos Sistema de almacenamiento con dos tanques de sales fundidas Tªs de trabajo de 220ºC y 340 ºC. Planta de ensayos CRS 113 heliostatos Potencia térmica en foco de 2,7 MW

31 31 Estado de la tecnología Centrales de Torre Solar Two (10 MW) - Barstow - California proyecto de central de torre de mayores dimensiones. España, Israel, Alemania, EEUU incluyen en sus programas proyectos ID+D en Centrales termoeléctricas Inicio del primer proyecto comercial en España PS10

32 32 Estado de la tecnología Discos parabólicos Varios prototipos desarrollados y verificado su fiabilidad y durabilidad Mayor rendimiento de conversión termoeléctrica Utilizable en aplicaciones de pequeña escala

33 33 Necesidades de desarrollo Primeras plantas comerciales Disminución de costes de construcción, operación y mantenimiento Generación directa de vapor en colectores Sistemas de almacenamiento Colectores y Receptores solares Desarrollo de Sistemas híbridos que faciliten la penetración en los mercados

34 34 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

35 35 Superficie total acumulada en Europa* 2002 Alemania 4715110 Grecia 2850200 Austria 2535057 TOTAL 12848827 2003 5442100 2877200 2711900 14010400 * Fuente Eurobserver

36 36 SUPERFICIE INSTALADA POR 1000 HABITANTES EN M 2 GRECIA 260 AUSTRIA 240 ALEMANIA 60 ESPAÑA 14

37 37 DISTRIBUCIÓN DEL MERCADO EN EL MUNDO EN 2002 C H I N A 7 6 % E U R O P A 1 2 % T U R Q U Í A E I S R A E L 6 % J A P Ó N 2 % R E S T O D E L M U N D O 4 % Fuente ESTIF

38 38 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

39 39

40 40 Situación en España instalados en el 2003:57.000m 2 * Acumulados 2003: 579.600 m 2.* Objetivo Plan de fomento 2010 :4,8 millones de m 2 Nuevas ordenanzas municipales puede cambiar la tendencia * Datos IDAE provisionales

41 41 Necesidades de I+D Aplicaciones de agua caliente sanitaria : tecnología madura Desarrollo de nuevas aplicaciones. Calefacción y refrigeración: necesidad de desarrollar colectores de más alta temperatura eficientes y económicos. Tubos de vacío, cpc, nuevos materiales absorbedores etc