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TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
PROFESOR: JUAN CARLOS GARCIA CRUZ
ALUMNOS: CINTHYA BERENICE CAMPOS RAMOS
GUADALUPE PATRICIA PALOMARES SANCHEZ
CRISTIAN CARRILLO FIGUEROA
GRECIA CASSANDRA MENDOZA GALICIA
Energia solar ipn
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1982, La producción
mundial de ESF supera los
9.3 MW. Entra en
funcionamiento la planta
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1983, La producción
mundial de ESF supera
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millones de dólares.
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Electronics, construye
una celda solar (10%),
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1967, Soyus 1 es el
primer satélite que
utiliza celdas solares.
1991, Estados Unidos
establecen la NREL.
1999, 1000 MW,
instalados alrededor del
mundo.
2004, El gobierno de
California, propone una
iniciativa, para que en el
2017, se tengan
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SF.
2010, Se instala un SF.
En la Casa Blanca.
Energia solar ipn
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Energia solar ipn
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Air Mass = 1/cosθ Watt-pico: potencia máxima
entregada por una celda irradiada
con las condiciones estándar.
En la práctica, la eficiencia de celdas fotovoltaicas comerciales es de 17% (silicio
monocristalino). Esta eficiencia es normalmente menor a las alcanzadas en laboratorio
ya que:
1)Las celdas de laboratorio normalmente no tienen recubrimientos de protección.
2)Hay áreas inactivas en el arreglo de celdas fotovoltaicas (entre módulos adyacentes
y el marco exterior).
3)Hay pérdidas en el alambrado entre celdas y en las conexiones de los diodos que
las protegen de cortocircuitos.
4)Es difícil reproducir las condiciones óptimas de un laboratorio en la producción en
masa de celdas.
5)Hay pérdidas debido a diferencias eléctricas entre celdas conectadas en serie.
RETO: REDUCIR COSTOS Y AUMENTAR EFICIENCIA
Aunque se pueden alcanzar eficiencias
relativamente buenas, el costo de
producción es muy alto debido a que:
1)Los procesos de manufactura son lentos
2)Se requiere operadores con mucho
conocimiento y experiencia
3)Emplea mucha mano de obra y energía
4)Se utiliza Silicio de “grado metalúrgico”
Algunas soluciones:
●Utilizar Silicio de “grado solar”: menor
costo, reducción de eficiencia muy
pequeña. (Silicio policristalino)
●Utilizar otros materiales fotovoltaicos
(GaAs).
El Silicio policristalino no es más que una aglomeración de pequeños granos
de silicio monocristalino. Es más fácil y más barato producir lingotes de este
material, sin embargo su eficiencia se reduce debido a recombinaciones de
pares electron-hueco en las fronteras entre los granos.
Se pueden alcanzar eficiencias de hasta 14% o más si se controla el tamaño
y orientación de los granos.
Energia solar ipn
 Son aquellas porciones de material solido que no
rebasan los 101 Å (10 Å es 1 nm).
 Existen diferentes métodos que permiten obtener este
tipo de materiales, ya sean químicos o físicos, en
cualquiera de los casos, el material se forma sobre un
sustrato apropiado que puede ser cristalino o amorfo.
Técnicas
de
Deposito
.
Químicas
Electrolítico.
De
Anodización.
Rocío
Pirolitico.
Baño
Químico.
Físicas.
Sputtering. Evaporación.
Energia solar ipn
Celdas Multiunión
Se apilan uniones PV
de diferente banda
prohibida. Cada capa
absorberá una porción
de la radiación
incidente.
La banda prohibida de
Silicón amorfo, por
ejemplo, puede
incrementarse con
Carbón y reducirse con
Germanio.
SISTEMAS PV CON CONCENTRACIÓN
Se usan espejos o lentes
para concentrar la radiación
solar incidente, por lo que se
requieren sustancialmente
menos celdas.
Las celdas deben enfriarse
para prevenir
sobrecalentamiento.
Los sistemas de alta
concentración contienen
sensores, controles y
motores para seguir la
dirección del sol y absober
la mayor cantidad de
radiación.
Energia solar ipn
La utilidad de los sistemas fotovoltaicos se está demostrando
principalmente en sitios remotos, donde resulta difícil y costoso
extender la red eléctrica.
• Electrificación de pueblos en áreas remotas (Electrificación rural).
• Instalaciones médicas en áreas rurales.
• Instalaciones de casa de campo.
• Sistemas de comunicaciones de emergencia.
• Sistemas de vigilancia.
•Sistemas para cargar acumuladores de barcos.
•Fuentes de energía para naves espaciales.
En Italia tienen
30 estaciones de
detección
sísmica
equipadas cada
una con dos
módulos solares,
dos reguladores
de carga y
dos baterías de
gel.
El sistema
energiza dos
sensores de
detección
sísmica, un
radio para la
transmisión re
mota de datos
y un módem pa
ra la
transmisión
de alarmas.
Ventajas.
 En México, la actual Ley de Servicio
Eléctrico permite que los particulares
generen electricidad para su propio
consumo.
 No hay limitantes de almacenamiento,
en el caso de CFE.
 Presentan algunas ventajas para la
compañía eléctrica, como lo son: la
nivelación de carga al reducir la
demanda pico, el soporte de voltaje y
la disminución de pérdidas por
transmisión y distribución.
Desventajas.
• Pueden producir distorsión
armónica en el voltaje de línea,
incremento de la carga reactiva
del alimentador, variaciones de
voltaje e interferencia
electromagnética.
• Para evitar estos efectos
indeseables, la energía
inyectada a la red debe cumplir
con estándares de calidad bien
definidos.
• Reglamentos de protección y
seguridad
Sistemas fotovoltaicos interconectados a la
red eléctrica
Se pueden agrupar en cuatro áreas: sistemas residenciales, estaciones
centrales, estaciones de apoyo a la red y sistemas integrados en edificios.
•El límite es 10 KW, para conexión con la red
eléctrica.
•CFE otorga un año para recuperar la energía
suministrada a la red.
 La diferencia de un
sistema isla con un
interconectado a la red
es el banco de baterías.
 Ventajas.- Sistemas 100%
independientes.
 No hay consumos
excedentes.
 Son plantas FV con capacidades entre 1 y 5 MW generalmente.
 Un arreglo fotovoltaico de este tipo requiere de aproximadamente
7000 metros cuadrados de módulos por cada MWp instalado.
Ejemplo.- La planta fotovoltaica mas grande del mundo se encuentra
ubicada en Amareleja Portugal
• Tiene 46 MWp de potencia y producirá anualmente 93 millones de kWh
–equivalentes al consumo eléctrico de más de 30000 hogares
portugueses.
•Ocupa una superficie de 250 hectáreas y consta de 2520 seguidores
solares con 262080 módulos fotovoltaicos.
ACCIONA pone en marcha la mayor planta fotovoltaica del mundo en
Portugal, con una inversión total de 261 millones de euros
Evitará la emisión de 89383 toneladas anuales de CO2 en centrales
de carbón.
Los sistemas FV tienen una función y localización específica dentro del
sistema de distribución, características que les confieren ventajas
estratégicas:
 Posibilidad de posponer inversiones por incremento de capacidad de los
sistemas de transmisión y distribución.
 Aumento de la vida útil de las instalaciones existentes (líneas,
transformadores, etcétera).
 Disminución de las caídas de tensión por conducción.
 Disminución de pérdidas por transmisión y distribución ya que parte de la
energía se produce localmente.
 Aumento de confiabilidad del alimentador al disminuir la probabilidad de
no satisfacer la demanda pico.
Energia solar ipn
Estos sistemas se distinguen de los residenciales en que son
típicamente de mayor potencia y en que el arreglo
fotovoltaico constituye una parte integral de la fachada del
inmueble.
 Ofrece una gran oportunidad de reducción de costos, pues
además de evitarse inversiones de terreno y estructuras, los
módulos fotovoltaicos sustituyen a algunos materiales de
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Por sus beneficios actualmente existen muchos sistemas de este
tipo en operación e instalándose en varios países de Europa,
lo mismo que en Japón y Estados Unidos.
HOTEL TRES REYES. EJEMPLO DE INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA
FOTOVOLTAICA EN EL SECTOR HOTELERO ESPAÑOL
Evitarán la emisión
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Promete no sólo
aportar un valor
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también, mejorar el
aislamiento y el
balance térmico, así
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medio ambiente.
Sanyo Solar Ark. Arquitectura fotovoltaica en Japón
Edifício gigante forrado de 5.000 paneles fotovoltaicos, Produce 500.000 KWh
al año y tiene una potencia instalada de 630 KW de paneles fotovoltaicos. En
su interior hay un museo sobre la energía solar.
Japón.- En 1974 creó el proyecto Sunshine cuyo objetivo primordial era financiar el
desarrollo de tecnologías para la explotación de fuentes alternas de energía.
 La mayoría de sus programas están enfocados prácticamente desde su inicio hacia
los sistemas residenciales conectados a la red.
Ha emprendido programas mediante dos mecanismos principales:
 El establecimiento de incentivos económicos como la reducción de impuestos a
inversionistas.
 La aplicación de subsidios del 50 y 66% para particulares e instituciones que deseen
instalar sistemas fotovoltaicos.
 El establecimiento en 1993 de una tarifa de compra de energía FV por las compañías
suministradoras (al mismo precio de venta).
 La revisión de políticas regulatorias que en 1990 redujo de manera substancial los
requisitos legales para la instalación de generadores fotovoltaicos.
 El costo de un sistema FV depende en gran medida del precio de las celdas
fotovoltaicas, sin embargo ha venido disminuyendo en forma importante
en los últimos años.
 Se espera que en un futuro muy próximo se consoliden en el mercado
tecnologías FV de menor costo que faciliten su introducción comercial
masiva.
 Apunta la necesidad de establecer un marco regulatorio y técnico
normativo que facilite la introducción ordenada de tales tecnologías,
garantizando la seguridad de los sistemas y de los individuos que
interactúan con ellos, la calidad del servicio eléctrico proporcionado y la
estabilidad de la red eléctrica.
 La Ley Mexicana de Servicio Eléctrico establece el marco jurídico para que
los individuos y las personas morales puedan instalar sus propios
generadores eléctricos y producir electricidad para su consumo particular.
A la vez, establece el derecho de los autogeneradores de interconectarse
con la red eléctrica nacional.
Energia solar ipn
La energía solar fotovoltaica es, al igual que el resto de energías renovables:
 Inagotable.- Debido a que el elemento base para la fabricación de las celdas
fotovoltaicas (Silicio), es muy abundante, no siendo necesario explotar yacimientos de
forma intensiva.
 limpia.- No emite sustancias contaminantes al medio ambiente.
 Impacto visual es reducido .- Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local,
evita cables, postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos.
 Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.
Energia solar ipn
Energia solar ipn
Aunque el costo de los sistemas FV no ha llegado a la
madurez suficiente para competir en el mercado, si
consideramos los siguientes aspectos, esta 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
CARACTERISTICAS SOCIO-ECONÓMICAS
 Su instalación es simple.
 Requiere poco mantenimiento.
 Tienen una vida larga (los paneles solares duran
aproximadamente 30 años).
 Resisten condiciones climáticas extremas: granizo,
viento, temperatura, humedad.
 No existe una dependencia de los países productores de
combustibles.
 Generalmente se utilizan en lugares de bajo consumo y en
casas ubicadas en parajes rurales donde no llega la red
eléctrica general.
 Se puede vender los excedentes de electricidad a una
compañía eléctrica.
 Tolera aumentar la potencia mediante la incorporación de
nuevos módulos fotovoltaicos.
Inconvenientes de los sistemas FV
 Impacto en el proceso de fabricación de las placas.
 Necesidad de grandes extensiones de terreno
(Impacto visual).
Barreras para su desarrollo
 De carácter administrativo y legislativo: Falta de
normativa sobre la conexión a la red.
 De carácter inversor: Inversiones iniciales elevadas.
 De carácter tecnológico: Necesidad de nuevos
desarrollos tecnológicos.
 De carácter social: Falta de información
Energia solar ipn
 En la década de los 90 y en los primeros años del Siglo
XXI las céldas fotovoltaicas han experimentado un
continuo descenso en su coste junto con una ligera
mejora de su eficiencia.
 En Alemania y España las compañías de luz pagan el
excedente de energía a un costo mayor al de venta.
Asociación de la Industria Fotovoltaica Europea
 En 2010 se duplico la producción de Celdas fotovoltaicas, aunque
sigue dominando el mercado el silicio cristalino, la producción de
celdas solares de películas delgadas se esta abriendo paso.
 Entre el 2004 y el 2009 la capacidad Fotovoltaica conectada a la
red se ha incrementado en una tasa promedio anual del 60%.
Renewables 2011. Global Status Report.
Energia solar ipn
Eficiencia porcentual de diferentes tipos de celdas solares.
Pronósticos mundiales por segmento del mercado.
Pereda Soto, Isidro Elvis; CELDAS FOTOVOLTAICAS EN
GENERACION DISTRIBUIDA ; Santiago de Chile, 2005.
http://web.ing.puc.cl/~power/paperspdf/pereda.pdf
 Eficiencia en dependencia de la eficiencia y el
precio de los materiales. De I, II y III, generación.
http://www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art89/int89.htm
 Actualmente, la energía solar solo proporciona el 0.001%
de la demanda energética global. En otros términos,
toda la energía solar generada mundialmente apenas
serviría para alimentar la ciudad de Washington durante
seis días al año.
Según la International Energy Agency, para el año
2015 sólo el 3,3% de la demanda total de energía
del mundo será provista por energía solar
mediante celdas Fotovoltaicas.
Se podría igualar la totalidad de la producción de
energía eléctrica de todo Estados Unidos
únicamente con centrales que funcionen con
celdas fotovoltaicas, y en un área de solo 34000
km2, es decir, menos del 5% del territorio de
Chile; es suficiente para alimentar
energéticamente a más de 250 millones de
personas que consumen aproximadamente el 23%
de toda la energía eléctrica producida en el
mundo.
Si actualmente el kWh producido mediante
energía solar cuesta entre 20 y 30 centavos de
dólar, en el corto plazo debería bajar a un mínimo
de 18 centavos de dólar, valor suficiente como
para ser una alternativa concreta de uso. En el
mediano plazo, este rango de valor debería bajar
hasta fluctuar entre los 10 y los 20 centavos de
dolar por kWh. Se espera que a largo plazo el
valor de un kWh generado mediante celdas FV
Energía solar que podría ser aprovechada.
http://www.cec.uchile.cl/~arnudman/files/rendimiento.html
Capacidad de producción de energía solar
en cada país.
 Los primeros seis puestos están ocupados
por: Alemania, Japón, Estados Unidos, India,
China y España.
 http://eco.microsiervos.com/energia/energi
a-solar-mundo-mapping-worlds.html
 La huerta solar es la asociación de varios inversionistas en
paneles solares que forman una central generadora de
energía compartiendo un mismo terreno y los diversos
gastos. Normalmente se llevan a cabo en países que
subsidian las tarifas de venta de este tipo de energía. Este
concepto ha animado a muchos inversionistas que han visto
en ella una fuente de ingreso fija y fiable invirtiéndose
importantes cantidades de dinero en la generación
eléctrica solar.
 Tecnología: Solar fotovoltaica con seguimiento acimutal.
 Conexión a red: Completada en diciembre de 2008.
 Potencia: 45.78 MW.
 Producción estimada: 93 GWh.
 Consumo equivalente en hogares: 30, 000.
 Superficie: 250 hectáreas.
 Seguidores solares : 2, 520 ACCIONA Buskil k18.
 Superficie de un seguidor: 141 m2.
 Módulos fotovoltaicos: 262, 080.
 Emisiones evitadas: 89, 383 ton. de CO2.
 Inversión: 261 millones de euros.
Energia solar ipn
•En México hay un crecimiento gradual del mercado
pero no al ritmo que está creciendo en otros
lugares del mundo.
•Existen algunos programas gubernamentales que
han permitido instalar sistemas fotovoltaicos en
zonas rurales del país.
• Desafortunadamente, estos esfuerzos aislados, o
programas fomentados por instituciones externas
no han originado una política nacional que fomente
el uso de los sistemas fotovoltaicos, en particular, y
otras fuentes de energía en general.
• Por ello, se espera que las leyes apoyen el uso de
energías renovables. Para difundir y aumentar el
uso de ellas en nuestro país.
Mercado Potencial en México.
Más de 6 000 000 de personas sin
energía eléctrica y sin posibilidades de
tener este servicio. Si cada usuario
pudiera instalar un sistema de sólo 200
Wp, el mercado sería de mas 1.2 GWp.
La industria fotovoltaica para ser
competitiva debe establecerse en
México en el corto plazo, pues de otra
manera los niveles de inversión
requeridos la harán menos factible. En
sólo 10 años se requerirán inversiones
de billones de dólares.
http://www.anes.org/anes/formularios/RedFotovoltaica/frmRedFotovoltaica.php#
De 1993 a 2003, la capacidad instalada de sistemas fotovoltaicos se
incrementó de 7 a 15 MW, generando más de 8,000 MWh/año para
electrificación rural, bombeo de agua y refrigeración.
Con una insolación media de 5 kWh/m2 el potencial en México es de
los más altos del mundo. Se espera tener instalados 25 MW con
tecnología fotovoltaica para 2013, y generar 14 GWh/año.
Módulos Fotovoltaicos.
Capacidad total instalada en 2009: 5,712 MW
Aislada en 2009: 0.758 MW, 13.28 %
Conectada a la Red en 2009: 4,954 MW, 86.72
%
Acumulado hasta 2009: 25.12 MW
Horas promedio de insolación: 5.2 h/día
Factor de planta y horas sol promedio: 25 %
Disponibilidad de energía solar
primaria = 1, 381 Petajoules .
Generación secundaria
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Energia solar ipn

  • 1. TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN PROFESOR: JUAN CARLOS GARCIA CRUZ ALUMNOS: CINTHYA BERENICE CAMPOS RAMOS GUADALUPE PATRICIA PALOMARES SANCHEZ CRISTIAN CARRILLO FIGUEROA GRECIA CASSANDRA MENDOZA GALICIA
  • 3. 1838, Descubrimiento del efecto fotovoltaico por Alexandre Edmond Bequerel. 1873, Willoughby Smith descubre de la fotoconductividad del selenio. 1877, William Grylls Adams con Richard Evans Day, crearon la primera celda fotovoltaica de selenio. 1953, Gerald Pearson de Bell Laboratories, fabricó una célula de silicio. Daryl Chaplin y Calvin Fuller perfeccionaron este invento y produjeron células solares de silicio. 1904, Albert Einstein publica su trabajo acerca del efecto fotovoltaico. 1954 , Murray Hill, Chapin, Fuller, y Pearson publican los resultados de su descubrimiento celdas solares de silicio( 4,5%). 1955, Se comercializa el primer producto fotovoltaico (2%) , $25 cada celda de 14 mW. 1958, 17 de marzo se lanza el Vanguard I,el primer satélite artificial alimentado parcialmente con energía fotovoltaica 0,1 W.
  • 4. 1963, En Japón se instala un sistema fotovoltaico de 242 W en un faro. 1973, La universidad de Delaware construye "Solar One", una de las primeras viviendas con energía solar fotovoltaica. 1974-1977, Se fundan las primeras compañías de energía solar. El Lewis Research Center (LeRC) de la NASA coloca los primeras aplicaciones en lugares aislados. La potencia instalada de ESF supera los 500 kW. 1978, El NASA LeRC instala un sistema FV de 3.5-kWp en la reserva india Papago (Arizona). Es utilizado para bombear agua y abastecer 15 casas hasta 1983. 1980, La empresa ARCO Solar es la primera en producir más de 1 MW en módulos Fotovoltaicos en un año. 1981, Se instala en Jeddah, Arabia Saudita, una planta desalinizadora por ósmosis-inversa abastecida por de 8- kW. 1982, La producción mundial de ESF supera los 9.3 MW. Entra en funcionamiento la planta ARCO Solar Hisperia en California de 1-MW. 1983, La producción mundial de ESF supera los 21.3 MW, y las ventas superan los 250 millones de dólares. 1959, Hofman Electronics, construye una celda solar (10%), e introduce el uso de contacto metálico. 1967, Soyus 1 es el primer satélite que utiliza celdas solares. 1991, Estados Unidos establecen la NREL. 1999, 1000 MW, instalados alrededor del mundo.
  • 5. 2004, El gobierno de California, propone una iniciativa, para que en el 2017, se tengan instalados un millón de SF. 2010, Se instala un SF. En la Casa Blanca.
  • 7. ESTRUCTURA DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA
  • 9. ¿COMO SE FABRICA EL SILICIO MONOCRISTALINO? Arena SiO2 Obleas de Silicio monocristalino Método Czochralski Se retira el oxigeno y se purifíca el silicio.
  • 10. CONDICIONES ESTÁNDAR DE PRUEBA Temperatura de la celda o módulo: 25°C Densidad de potencia de radiación: 1000 W/m2 Distribución espectral: AM 1.5 Air Mass = 1/cosθ Watt-pico: potencia máxima entregada por una celda irradiada con las condiciones estándar.
  • 11. En la práctica, la eficiencia de celdas fotovoltaicas comerciales es de 17% (silicio monocristalino). Esta eficiencia es normalmente menor a las alcanzadas en laboratorio ya que: 1)Las celdas de laboratorio normalmente no tienen recubrimientos de protección. 2)Hay áreas inactivas en el arreglo de celdas fotovoltaicas (entre módulos adyacentes y el marco exterior). 3)Hay pérdidas en el alambrado entre celdas y en las conexiones de los diodos que las protegen de cortocircuitos. 4)Es difícil reproducir las condiciones óptimas de un laboratorio en la producción en masa de celdas. 5)Hay pérdidas debido a diferencias eléctricas entre celdas conectadas en serie.
  • 12. RETO: REDUCIR COSTOS Y AUMENTAR EFICIENCIA Aunque se pueden alcanzar eficiencias relativamente buenas, el costo de producción es muy alto debido a que: 1)Los procesos de manufactura son lentos 2)Se requiere operadores con mucho conocimiento y experiencia 3)Emplea mucha mano de obra y energía 4)Se utiliza Silicio de “grado metalúrgico” Algunas soluciones: ●Utilizar Silicio de “grado solar”: menor costo, reducción de eficiencia muy pequeña. (Silicio policristalino) ●Utilizar otros materiales fotovoltaicos (GaAs).
  • 13. El Silicio policristalino no es más que una aglomeración de pequeños granos de silicio monocristalino. Es más fácil y más barato producir lingotes de este material, sin embargo su eficiencia se reduce debido a recombinaciones de pares electron-hueco en las fronteras entre los granos. Se pueden alcanzar eficiencias de hasta 14% o más si se controla el tamaño y orientación de los granos.
  • 15.  Son aquellas porciones de material solido que no rebasan los 101 Å (10 Å es 1 nm).  Existen diferentes métodos que permiten obtener este tipo de materiales, ya sean químicos o físicos, en cualquiera de los casos, el material se forma sobre un sustrato apropiado que puede ser cristalino o amorfo.
  • 18. Celdas Multiunión Se apilan uniones PV de diferente banda prohibida. Cada capa absorberá una porción de la radiación incidente. La banda prohibida de Silicón amorfo, por ejemplo, puede incrementarse con Carbón y reducirse con Germanio.
  • 19. SISTEMAS PV CON CONCENTRACIÓN Se usan espejos o lentes para concentrar la radiación solar incidente, por lo que se requieren sustancialmente menos celdas. Las celdas deben enfriarse para prevenir sobrecalentamiento. Los sistemas de alta concentración contienen sensores, controles y motores para seguir la dirección del sol y absober la mayor cantidad de radiación.
  • 21. La utilidad de los sistemas fotovoltaicos se está demostrando principalmente en sitios remotos, donde resulta difícil y costoso extender la red eléctrica. • Electrificación de pueblos en áreas remotas (Electrificación rural). • Instalaciones médicas en áreas rurales. • Instalaciones de casa de campo. • Sistemas de comunicaciones de emergencia. • Sistemas de vigilancia. •Sistemas para cargar acumuladores de barcos. •Fuentes de energía para naves espaciales.
  • 22. En Italia tienen 30 estaciones de detección sísmica equipadas cada una con dos módulos solares, dos reguladores de carga y dos baterías de gel. El sistema energiza dos sensores de detección sísmica, un radio para la transmisión re mota de datos y un módem pa ra la transmisión de alarmas.
  • 23. Ventajas.  En México, la actual Ley de Servicio Eléctrico permite que los particulares generen electricidad para su propio consumo.  No hay limitantes de almacenamiento, en el caso de CFE.  Presentan algunas ventajas para la compañía eléctrica, como lo son: la nivelación de carga al reducir la demanda pico, el soporte de voltaje y la disminución de pérdidas por transmisión y distribución. Desventajas. • Pueden producir distorsión armónica en el voltaje de línea, incremento de la carga reactiva del alimentador, variaciones de voltaje e interferencia electromagnética. • Para evitar estos efectos indeseables, la energía inyectada a la red debe cumplir con estándares de calidad bien definidos. • Reglamentos de protección y seguridad Sistemas fotovoltaicos interconectados a la red eléctrica Se pueden agrupar en cuatro áreas: sistemas residenciales, estaciones centrales, estaciones de apoyo a la red y sistemas integrados en edificios.
  • 24. •El límite es 10 KW, para conexión con la red eléctrica. •CFE otorga un año para recuperar la energía suministrada a la red.
  • 25.  La diferencia de un sistema isla con un interconectado a la red es el banco de baterías.  Ventajas.- Sistemas 100% independientes.  No hay consumos excedentes.
  • 26.  Son plantas FV con capacidades entre 1 y 5 MW generalmente.  Un arreglo fotovoltaico de este tipo requiere de aproximadamente 7000 metros cuadrados de módulos por cada MWp instalado. Ejemplo.- La planta fotovoltaica mas grande del mundo se encuentra ubicada en Amareleja Portugal • Tiene 46 MWp de potencia y producirá anualmente 93 millones de kWh –equivalentes al consumo eléctrico de más de 30000 hogares portugueses. •Ocupa una superficie de 250 hectáreas y consta de 2520 seguidores solares con 262080 módulos fotovoltaicos.
  • 27. ACCIONA pone en marcha la mayor planta fotovoltaica del mundo en Portugal, con una inversión total de 261 millones de euros Evitará la emisión de 89383 toneladas anuales de CO2 en centrales de carbón.
  • 28. Los sistemas FV tienen una función y localización específica dentro del sistema de distribución, características que les confieren ventajas estratégicas:  Posibilidad de posponer inversiones por incremento de capacidad de los sistemas de transmisión y distribución.  Aumento de la vida útil de las instalaciones existentes (líneas, transformadores, etcétera).  Disminución de las caídas de tensión por conducción.  Disminución de pérdidas por transmisión y distribución ya que parte de la energía se produce localmente.  Aumento de confiabilidad del alimentador al disminuir la probabilidad de no satisfacer la demanda pico.
  • 30. Estos sistemas se distinguen de los residenciales en que son típicamente de mayor potencia y en que el arreglo fotovoltaico constituye una parte integral de la fachada del inmueble.  Ofrece una gran oportunidad de reducción de costos, pues además de evitarse inversiones de terreno y estructuras, los módulos fotovoltaicos sustituyen a algunos materiales de construcción. Por sus beneficios actualmente existen muchos sistemas de este tipo en operación e instalándose en varios países de Europa, lo mismo que en Japón y Estados Unidos.
  • 31. HOTEL TRES REYES. EJEMPLO DE INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA FOTOVOLTAICA EN EL SECTOR HOTELERO ESPAÑOL Evitarán la emisión de 1391 toneladas anuales de CO2. Promete no sólo aportar un valor añadido estético sino también, mejorar el aislamiento y el balance térmico, así como proteger al medio ambiente.
  • 32. Sanyo Solar Ark. Arquitectura fotovoltaica en Japón Edifício gigante forrado de 5.000 paneles fotovoltaicos, Produce 500.000 KWh al año y tiene una potencia instalada de 630 KW de paneles fotovoltaicos. En su interior hay un museo sobre la energía solar.
  • 33. Japón.- En 1974 creó el proyecto Sunshine cuyo objetivo primordial era financiar el desarrollo de tecnologías para la explotación de fuentes alternas de energía.  La mayoría de sus programas están enfocados prácticamente desde su inicio hacia los sistemas residenciales conectados a la red. Ha emprendido programas mediante dos mecanismos principales:  El establecimiento de incentivos económicos como la reducción de impuestos a inversionistas.  La aplicación de subsidios del 50 y 66% para particulares e instituciones que deseen instalar sistemas fotovoltaicos.  El establecimiento en 1993 de una tarifa de compra de energía FV por las compañías suministradoras (al mismo precio de venta).  La revisión de políticas regulatorias que en 1990 redujo de manera substancial los requisitos legales para la instalación de generadores fotovoltaicos.
  • 34.  El costo de un sistema FV depende en gran medida del precio de las celdas fotovoltaicas, sin embargo ha venido disminuyendo en forma importante en los últimos años.  Se espera que en un futuro muy próximo se consoliden en el mercado tecnologías FV de menor costo que faciliten su introducción comercial masiva.  Apunta la necesidad de establecer un marco regulatorio y técnico normativo que facilite la introducción ordenada de tales tecnologías, garantizando la seguridad de los sistemas y de los individuos que interactúan con ellos, la calidad del servicio eléctrico proporcionado y la estabilidad de la red eléctrica.  La Ley Mexicana de Servicio Eléctrico establece el marco jurídico para que los individuos y las personas morales puedan instalar sus propios generadores eléctricos y producir electricidad para su consumo particular. A la vez, establece el derecho de los autogeneradores de interconectarse con la red eléctrica nacional.
  • 36. La energía solar fotovoltaica es, al igual que el resto de energías renovables:  Inagotable.- Debido a que el elemento base para la fabricación de las celdas fotovoltaicas (Silicio), es muy abundante, no siendo necesario explotar yacimientos de forma intensiva.  limpia.- No emite sustancias contaminantes al medio ambiente.  Impacto visual es reducido .- Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local, evita cables, postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos.  Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.
  • 39. Aunque el costo de los sistemas FV no ha llegado a la madurez suficiente para competir en el mercado, si consideramos los siguientes aspectos, esta 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
  • 40. CARACTERISTICAS SOCIO-ECONÓMICAS  Su instalación es simple.  Requiere poco mantenimiento.  Tienen una vida larga (los paneles solares duran aproximadamente 30 años).  Resisten condiciones climáticas extremas: granizo, viento, temperatura, humedad.  No existe una dependencia de los países productores de combustibles.  Generalmente se utilizan en lugares de bajo consumo y en casas ubicadas en parajes rurales donde no llega la red eléctrica general.  Se puede vender los excedentes de electricidad a una compañía eléctrica.  Tolera aumentar la potencia mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.
  • 41. Inconvenientes de los sistemas FV  Impacto en el proceso de fabricación de las placas.  Necesidad de grandes extensiones de terreno (Impacto visual). Barreras para su desarrollo  De carácter administrativo y legislativo: Falta de normativa sobre la conexión a la red.  De carácter inversor: Inversiones iniciales elevadas.  De carácter tecnológico: Necesidad de nuevos desarrollos tecnológicos.  De carácter social: Falta de información
  • 43.  En la década de los 90 y en los primeros años del Siglo XXI las céldas fotovoltaicas han experimentado un continuo descenso en su coste junto con una ligera mejora de su eficiencia.  En Alemania y España las compañías de luz pagan el excedente de energía a un costo mayor al de venta. Asociación de la Industria Fotovoltaica Europea
  • 44.  En 2010 se duplico la producción de Celdas fotovoltaicas, aunque sigue dominando el mercado el silicio cristalino, la producción de celdas solares de películas delgadas se esta abriendo paso.  Entre el 2004 y el 2009 la capacidad Fotovoltaica conectada a la red se ha incrementado en una tasa promedio anual del 60%. Renewables 2011. Global Status Report.
  • 46. Eficiencia porcentual de diferentes tipos de celdas solares. Pronósticos mundiales por segmento del mercado. Pereda Soto, Isidro Elvis; CELDAS FOTOVOLTAICAS EN GENERACION DISTRIBUIDA ; Santiago de Chile, 2005. http://web.ing.puc.cl/~power/paperspdf/pereda.pdf
  • 47.  Eficiencia en dependencia de la eficiencia y el precio de los materiales. De I, II y III, generación. http://www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art89/int89.htm
  • 48.  Actualmente, la energía solar solo proporciona el 0.001% de la demanda energética global. En otros términos, toda la energía solar generada mundialmente apenas serviría para alimentar la ciudad de Washington durante seis días al año.
  • 49. Según la International Energy Agency, para el año 2015 sólo el 3,3% de la demanda total de energía del mundo será provista por energía solar mediante celdas Fotovoltaicas. Se podría igualar la totalidad de la producción de energía eléctrica de todo Estados Unidos únicamente con centrales que funcionen con celdas fotovoltaicas, y en un área de solo 34000 km2, es decir, menos del 5% del territorio de Chile; es suficiente para alimentar energéticamente a más de 250 millones de personas que consumen aproximadamente el 23% de toda la energía eléctrica producida en el mundo. Si actualmente el kWh producido mediante energía solar cuesta entre 20 y 30 centavos de dólar, en el corto plazo debería bajar a un mínimo de 18 centavos de dólar, valor suficiente como para ser una alternativa concreta de uso. En el mediano plazo, este rango de valor debería bajar hasta fluctuar entre los 10 y los 20 centavos de dolar por kWh. Se espera que a largo plazo el valor de un kWh generado mediante celdas FV Energía solar que podría ser aprovechada. http://www.cec.uchile.cl/~arnudman/files/rendimiento.html
  • 50. Capacidad de producción de energía solar en cada país.  Los primeros seis puestos están ocupados por: Alemania, Japón, Estados Unidos, India, China y España.  http://eco.microsiervos.com/energia/energi a-solar-mundo-mapping-worlds.html
  • 51.  La huerta solar es la asociación de varios inversionistas en paneles solares que forman una central generadora de energía compartiendo un mismo terreno y los diversos gastos. Normalmente se llevan a cabo en países que subsidian las tarifas de venta de este tipo de energía. Este concepto ha animado a muchos inversionistas que han visto en ella una fuente de ingreso fija y fiable invirtiéndose importantes cantidades de dinero en la generación eléctrica solar.
  • 52.  Tecnología: Solar fotovoltaica con seguimiento acimutal.  Conexión a red: Completada en diciembre de 2008.  Potencia: 45.78 MW.  Producción estimada: 93 GWh.  Consumo equivalente en hogares: 30, 000.  Superficie: 250 hectáreas.  Seguidores solares : 2, 520 ACCIONA Buskil k18.  Superficie de un seguidor: 141 m2.  Módulos fotovoltaicos: 262, 080.  Emisiones evitadas: 89, 383 ton. de CO2.  Inversión: 261 millones de euros.
  • 54. •En México hay un crecimiento gradual del mercado pero no al ritmo que está creciendo en otros lugares del mundo. •Existen algunos programas gubernamentales que han permitido instalar sistemas fotovoltaicos en zonas rurales del país. • Desafortunadamente, estos esfuerzos aislados, o programas fomentados por instituciones externas no han originado una política nacional que fomente el uso de los sistemas fotovoltaicos, en particular, y otras fuentes de energía en general. • Por ello, se espera que las leyes apoyen el uso de energías renovables. Para difundir y aumentar el uso de ellas en nuestro país.
  • 55. Mercado Potencial en México. Más de 6 000 000 de personas sin energía eléctrica y sin posibilidades de tener este servicio. Si cada usuario pudiera instalar un sistema de sólo 200 Wp, el mercado sería de mas 1.2 GWp. La industria fotovoltaica para ser competitiva debe establecerse en México en el corto plazo, pues de otra manera los niveles de inversión requeridos la harán menos factible. En sólo 10 años se requerirán inversiones de billones de dólares. http://www.anes.org/anes/formularios/RedFotovoltaica/frmRedFotovoltaica.php#
  • 56. De 1993 a 2003, la capacidad instalada de sistemas fotovoltaicos se incrementó de 7 a 15 MW, generando más de 8,000 MWh/año para electrificación rural, bombeo de agua y refrigeración. Con una insolación media de 5 kWh/m2 el potencial en México es de los más altos del mundo. Se espera tener instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica para 2013, y generar 14 GWh/año.
  • 57. Módulos Fotovoltaicos. Capacidad total instalada en 2009: 5,712 MW Aislada en 2009: 0.758 MW, 13.28 % Conectada a la Red en 2009: 4,954 MW, 86.72 % Acumulado hasta 2009: 25.12 MW Horas promedio de insolación: 5.2 h/día Factor de planta y horas sol promedio: 25 % Disponibilidad de energía solar primaria = 1, 381 Petajoules . Generación secundaria de electricidad = 0.0429 Petajoules. Uso final. Electrificación rural, residencial, bombeo de agua, comercial, industrial. Sistemas aislados y conectados a la red.