La autogeneración y el autoconsumo con energía solar fotovoltaica

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CENTRO NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES
NATIONAL RENEWABLE ENERGY CENTER
LA AUTOGENERACIÓN Y EL AUTOCONSUMO CON ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA: CONCEPTOS, TIPOLOGÍA,
TENDENCIAS.
Dra. Ana Rosa Lagunas Alonso
Directora, Departamento Energía Solar Fotovoltaica
Murcia, 18 de Marzo de 2016
1
LA AUTOGENERACIÓN Y EL AUTOCONSUMO CON ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA: CONCEPTOS, TIPOLOGÍA, TENDENCIAS.
1 INTRODUCCIÓN
2 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO” Y LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
3 TENDENCIAS DEL MERCADO FOTOVOLTAICO
4 LA EXPERIENCIA INTERNACIONAL: ALEMANIA, ESTADOS UNIDOS, JAPÓN
5 CONCLUSIONES
2
1.1 INTRODUCCIÓN
3
¿Qué es la energía solar fotovoltaica?
Ventajas y beneficios
Energía Solar Fotovoltaica: Aquélla obtenida por conversión directa de la radiación
solar en electricidad
Ventajas de índole técnica:
• Conversión directa radiación solar-electricidad
• Recurso (sol) seguro, inagotable y no contaminante
• Versatilidad de utilización (modularidad de las instalaciones)
• Posibilidad de integración arquitectónica (sustituyendo a elementos
constructivos) o en productos de consumo que requieran electricidad
• Generación de oportunidades de desarrollo tecnológico e innovación
(materiales, aplicaciones…)
¿Qué es la energía solar fotovoltaica?
Ventajas y beneficios
Energía Solar Fotovoltaica: Aquélla obtenida por conversión directa de la radiación
solar en electricidad
Beneficios de carácter económico-social:
• Proximidad al ciudadano: energía distribuida frente al modelo centralizado de
grandes plantas
• Reducción de las pérdidas por transporte si se consume en punto de uso
• Rentable como inversión (planteamientos iniciales de Tarifa añadida pero ya
existe paridad de red e incluso generación a menor coste)
• Creación de puestos de trabajo asociados a la fabricación de componentes,
instalación y mantenimiento de las instalaciones
• Disponemos de un abundante recurso solar en España
Canarias
1.1 INTRODUCCIÓN: LA SITUACIÓN DE LA
FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA
6
Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en España
Accumulated
Power (MW)
Evolution of Installed PV
Annual Installed
capacity (MW)
3.000
2.707
4.252
2.500
4.529 4.651 4672 4.667
4.500
3.842
4.000
3.398 3.415
2.000
3.500
3.000
1.500
2.500
1.000
500
0
-500
5.000
2
12
2000
4
16
2001
5
21
2002
7
28
2003
10
38
2004
23 86
61 147
2005
2006
544
691
427 410
17
2007
2008
2009
2010
2011
2.000
277
2012
122
2013
1.500
21
2014
-5
2015
1.000
500
0
Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en España
Cobertura de la demanda eléctrica (%) por fuentes renovables
45,0%
40,0%
35,0%
30,0%
Renewable Thermal
25,0%
Solar Thermal
Solar PV
20,0%
Wind Energy
15,0%
Hidraulic
10,0%
5,0%
0,0%
2008
2009
2010
2011
• Estabilización entre 2010-2012
• Descenso por primera vez en 2015
• FV se mantiene en un 3,1%
2012
2013
2014
2015
Evolución de la producción eléctrica en España (todas las
energías)
• Demanda no es constante todos los años
• En 2015 carbón superó a eolica y ciclo combinado a hidraulica
• FV mantiene su 3% estable desde 2011
Evolución de la cobertura eléctrica mensual por Fotovoltaica
• Máximo en los meses de verano
• En 2015, descenso del porcentaje de cobertura debido a las altas temperaturas
y la elevada demanda de refrigeración
Evolución anual de la potencia fotovoltaica instalada
comparada con el PER (2011-2020)
Evolution of Annual and Planned Accumulated PV Power
Planned Accumulated Power (MW)
Estimated →
Miles
8,0
7,250
7,0
6,0
5,0
5,716
0,410
4,252
4,529
4,651
4,672
4,667
6,410
6,810
0,400
0,440
0,364
0,300
3,0
0,2
0,277
2,0
0,1
0,122
1,0
2011
2012
0,4
0,3
0,330
4,0
0,0
6,047
0,5
2013
0,021
-0,005
2014
2015
Annual Power (MW)
← Real
Miles
300MW/año aprox.
Retraso próximo a 1GW
0,0
2016
Planned Accumulated Power
2017
2018
2019
2020
-0,1
Annual Power
• Previsiones de IDAE para cumplimiento de objetivos de programa nacional.
• Este escenario no contempla la opción de grandes plantas sin tarifa
• Parece demasiado para autoconsumo
Evolución anual de la Tarifa
Evolution of PV Feed-in-Tariff
50
40
CC/kWh
35
30
25
20
Type I.2
44,03
44,03
45
Type I.1
34,00
37,00
32,00
Type II
34,00
32,19
32,00
29,08
28,68
25,86
27,38
19,32
12,50
5,94
5
-5 %
10
-
15
4,42
4,20
5,03
0
Years
• La evolución de la tarifa ha guiado el descenso en la instalación de potencia FV
Evolución mensual del precio spot promedio
• Valor medio en 2015 fue 5,03cc€/kWh superior a 4,20cc€/kWh en 2014
Potencia FV conectada a red por Comunidades autónomas
(2014)
Power Connected by CC.AA
MW
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
923
870
total: 4670 MW
561
494
439
349
265
167 166 161
86
78
• En primer lugar las regiones más insoladas
• Murcia ocupa el 5º lugar
• Navarra está al nivel de las islas Canarias
66
26
16
2
1
0
Generación eléctrica (GWh) mediante FV por Comunidades
autónomas (a 2014)
GWh
2000
1800
1600
1400
2010
1200
2011
1000
2012
800
2013
600
2014
400
200
0
Generación eléctrica mediante FV por Comunidades
autónomas: % cobertura de la demanda (a 2014)
%
30,0%
25,0%
20,0%
2010
2011
15,0%
10,0%
5,0%
0,0%
2012
2013
2014
Generación eléctrica mediante FV por Comunidades
autónomas: MWh per capita
MWh FV
per capita
1,200
1,000
0,800
2010
2011
0,600
0,400
0,200
0,000
2012
2013
2014
2 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO” Y LA
TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
19
La evolución en tecnología fotovoltaica
 A finales de 2015 había un total de 178GW de fotovoltaica instalados a nivel
mundial.
 Tras un ligero parón durante el año 2012, la producción mundial FV volvió a crecer
durante 2013 (hasta aprox. 40GW) y parece que en 2015 se ha aproximado a
50GW.
 La instalación de FV en Europa ha caído de forma importante.
 Sin embargo, a nivel global, se ha producido un incremento importante durante
debido al crecimiento de China, Japón y USA.
 ¿Qué está dirigiendo este desarrollo de la energía Solar
Fotovoltaica en la actualidad?
La evolución de la tecnología fotovoltaica
 ¿Qué está dirigiendo este desarrollo de la energía Solar
Fotovoltaica en la actualidad?
 FIT casi eliminadas (no aspectos puramente economicistas)
 Espíritu “verde” (es relativo)
 …
 Coste del kWh generado
 ¿Cómo se está consiguiendo controlar o reducir el coste del
kWh generado?
La evolución de la tecnología fotovoltaica
 Alternativas para la reducción del coste del kWh generado
por medios FV
 Aumento de eficiencia de conversión de células
 Aumento de durabilidad en buenas condiciones de uso
 Diseño óptimo de la instalación FV según condiciones de
recurso
 Productos fotovoltaicos que aporten valor añadido (BIPV)
 Otras alternativas de integración de la FV.
 Existen parámetros para caracterizar estos avances
Parámetros para caracterizar la tecnología y la generación
 Coste “nivelado” del kWh generado: LCOE
(Levelized Cost Of Electricity)
 Coste de los componentes y tiempo de funcionamiento estimado
 Diseño de la instalación FV (PR o rendimiento global)
 Condiciones de irradiación en el emplazamiento de la instalación
 Aspectos financieros, O&M…
 “Tiempo de retorno del coste energético utilizado”: EPBT
(Energy Payback time)
 Depende de la tecnología
 donde se encuentre la instalación fotovoltaica
 …
Tiempo de Payback energético:
 Evolución del tiempo de “Payback” energético para distintas tecnologías
Irrad. Global: 1925 (kWh/m²)/año, Irrad. Normal Directa: 1794 (kWh/m²)/año
Data: M.J. de Wild-Scholten 2013; CPV data: “Environmental Sustainability of Concentrator PV Systems: Preliminary LCA Results of the
Apollon Project“ 5th World Conference on PV Energy Conversion. Valencia, Spain, 6-10 September 2010. Graph: PSE AG 2014
“payback” energético sobre tejados: Silicio multicristalino
 Tiempo para pago del coste energético de la tecnología de mc-Si según geografía
(kWh/m²)/año
<600
1000
2,1 años
1400
1600
1,2 años
>2200
Data: M.J. de Wild-Scholten 2013. Image: JRC European Commision. Graph: PSE AG 2014 (Modified scale with updated data
from PSE AG and FraunhoferISE)
2.1 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO”
26
Tipos de instalaciones fotovoltaicas:
conectadas a la red
Sistemas fotovoltaicos conectados a la red:
• Plantas de producción masiva
• Instalaciones sobre tejados de edificios
• Integración arquitectónica (recubrimientos de fachadas, parasoles,
pérgolas, lamas en ventanas, tejas…)
Tipos de instalaciones fotovoltaicas:
aisladas
Sistemas fotovoltaicos aislados
• Viviendas aisladas, complejos turísticos
• Señales de tráfico
• Cargadores para productos de consumo
• Comunidades de regantes
Producen electricidad y la consumen en la misma ubicación
“PROSUMIDORES” de PROductor y conSUMIDOR
Tipos de instalaciones fotovoltaicas
Sistemas fotovoltaicos:
• Plantas de producción masiva (junto a un punto de consumo)
• Instalaciones sobre tejados de edificios (dimensionadas para la actividad
en el interior)
• Integración arquitectónica (recubrimientos de fachadas, parasoles,
pérgolas, lamas en ventanas, tejas…)
También podrían ser PROSUMIDORES
• Como sistemas aislados no tendrían problema siempre que en su esquema de
funcionamiento esté integrado el almacenamiento
• Si utilizan la red como “respaldo” están sometidos a la regulación existente
(diferente en cada país).
Requisitos y condicionantes para el autoconsumo
A la vista de los costes de generación eléctrica mediante fotovoltaica en
determinadas áreas geográficas, y de los precios del kWh comprado, la opción
del autoconsumo aparece muy atractiva no solo en los entornos aislados
La regulación del autoconsumo es variable entre los distintos países, en
algunos casos lo fomenta mientras que en otros resulta desmotivador.
Existen disponibles componentes con condiciones de durabilidad adecuadas
para asegurar la capacidad de generación mediante fotovoltaica.
La seguridad (eléctrica, mecánica…) también puede ser garantizada por un
buen diseño de la planta fotovoltaica
Una alternativa clara para conseguir el desarrollo de las posibilidades del
autoconsumo está en la disponibilidad de “almacenamiento eléctrico” de unas
características técnicas y económicas adecuadas
CENER Y LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA
31
Sistema-Ciencia-Tecnología-Empresa
1. Introducción
Investigación
básica
Projectos I+D
Certificación
Pruebas
Investigación
aplicada
Desarrollo
tecnológico
Servicios
tecnológicos
Ingeniería
Producción
Industrial
Infraestructuras
1. Introducción
Headquarters
Sarriguren
Wind Test Laboratory
Sangüesa
Second Generation
Biofules Centre
Aoiz
Oficinas
Sevilla
Experimental Wind Farm
Microgrid, Sangüesa
Solar Fotovoltaica
1. INTRODUCCIÓN
SOLAR FOTOVOLTAICA
2. Organización
 21+ personas, técnicos, ingenieros, científicos y doctores
 2 áreas de actividad:
• Sistemas Fotovoltaicos:
• Plantas Fotovoltaicas
• Laboratorio de inversores fotovoltaicos
• Laboratorio acreditado para prueba de
módulos fotovoltaicos
• Células fotovoltaicas
• Laboratorio para caracterización de
materiales y células fotovoltaicas
• Laboratorio para procesos de producción de
células fotovoltaicas
 Actividad de I+D+i, consultoria y servicios
SOLAR FOTOVOLTAICA
3. Sistemas Fotovoltaicos
Instalaciones Fotovoltaicas:
Actividades previas a la construcción
• Evaluación del recurso Solar y Producción específica esperable en
los emplazamientos para planta fotovoltaica.
• “Due Diligence” completa de los proyectos para Instalación
Fotovoltaica
• Diseño y anteproyecto para instalaciones fotovoltaicas
• Asesoramiento a inversores en aplicaciones fotovoltaicas e informes
de “bankability” de componentes.
Asistencia técnica para actividades de Puesta en marcha
Actividades posteriores a la construcción
• Monitorización y seguimiento de la producción energética de las
plantas
• Evaluación del rendimiento (PR) y análisis de resultados
• Resolución de problemas de funcionamiento y componentes de
plantas fotovoltaicas
SOLAR FOTOVOLTAICA
3. Sistemas Fotovoltaicos
Laboratorio de prueba de inversores fotovoltaicos
• Prueba de inversores fotovoltaicos bajo metodología
específica desarrollada por CENER
• Indoor para inversores hasta 30 kW
• Outdoor (en campo) para potencias superiores
• Prueba basada en la norma recientemente emitida
IEC-62109
• PO 12.3 para conexión de plantas FV a la red eléctrica
(incluyendo respuesta frente a huecos de tensión)
• Indoor
• “in situ” en laboratorio de fabricante
• En campo
• Auditoría ENAC superada en Junio 2012
SOLAR FOTOVOLTAICA
3. Sistemas Fotovoltaicos: Plantas fotovoltaicas & inversores fotovoltaicos
• Proyectoss I+D:
SIGMAPLANTAS (2011-2014): INNPACTO
Desarrollo para strategias de optimización de funcionamiento de plantas de fotovoltaica de
concentración (CPV)
SIGMATRACKERS (2011-2014): INNPACTO
Desarrollo de seguidores para aplicaciones de CPV: prueba y optimización
VALER (2010-2012): Cooperativo Gobierno de Navarra
Comparación entre diferentes tecnologías fotovoltaicas en 3 zonas climáticas de Navarra
INVERFOTO (2005-2007): PROFIT
Desarrollo de metodologçia para prueba de inversores fotovoltaicos
INVERMULTI (2004 – 2005): PROFIT
Análisis del comportamiento de multiples inversores fotovoltaicos con diferentes tecnologías
de módulo conectados a la red.
Proyecto: Sigmatrackers
Objetivo: I+D+i para desarrollo de seguidores para sistemas de fotovoltaica de alta
concentración.
Participación CENER: Desarrollo de metodología de realización de ensayos y
realización de ensayos acelerados (mecánicos y climáticos).
Diseño de ensayo
Lugar de ensayo
Cámara climática de CENER
Proyecto: Sigmatrackers
Resultados: Comprobación de la integridad estructural del sistema encargado del
movimiento acimutal.
Medición de desgaste
estructural (holgura)
Resultado de la medida de
holgura del engranaje
Proyecto: Sigmaplantas
Objetivo: Desarrollo de la metodología óptima para las actividades de instalación en
campo y estudio de la capacidad de producción energética de las plantas de CPV.
Participación CENER:
• Calidad de conexión a red. Acreditación PO 12.3.
• Estudios de limpieza de módulos CPV.
Muestras preparadas que simulan entornos de suciedad que van a ser tratadas
Pulverización de sal
46.0066.0_1
46.0066.0_2
Inclinación: 0º
Inclinación: 30º
46.0066.0_3
Inclinación: 75º
Pulverización de polvo fino < 63 µm
46.0066.0_7
Inclinación: 0º
46.0066.0_8
Inclinación: 30º
46.0066.0_9
Inclinación: 75º
Proyecto: Sigmaplantas
Resultados: Comprobación del desgaste de limpieza simulado a través de la
aplicación de un abrasímetro a las muestras.
Muestras tras la aplicación del abrasímetro, que
simula el desgaste tras el proceso de limpieza
Abrasímetro utilizado
No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y, a continuación, abra el archivo de nuevo. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen e inserta
Transmitancia directa vidrio + depósito
110%
Sal
Ejemplo de resultado
obtenido de la aplicación
del proceso sobre una
muestra
100%
90%
80%
70%
Referencia
46.0066.0_1
46.0066.0_2
60%
46.0066.0_3
50%
300
500
700
900
1100
Longitud de onda (nm)
1300
1500
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: Photovoltaic Plants & PV Inverters
Some commercial projects:
• Solar resource and specific production evaluation
More than 50 projects (Spain, Italy, Portugal, Chile, South Africa…)
Testing and Characterization of PV inverters
DC to AC conversion efficiency, MPPT…(based on IEC-62109)
• Technical advisory and due diligence activities for more than 200MW PV plant
Revision of technical project, economical considerations, construction plan and start-up activities
• Testing for provisional and final acceptance of PV plants (based on IEC-62446 standard)
• Analysis of monitorization results of PV plants
• Diagnosis and Troubleshooting of PV plants
• Preliminary project for a 100MW plant in Uzbequistan
• Preliminary project for 10MW in Argentina
• Technical assessment to IDC (International Development Corporation of Republic of South
Africa) for the standardization of PV projects due diligence
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory
-
03 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Laboratorio de Ensayo de Módulos Fotovoltaicos (LEMF)
• Acreditado por ENAC y reconocido por la IECEE como “Testing
Laboratory” (TL) dentro del esquema Certification Body Testing
Laboratory (CBTL) para la realización de ensayos de la normativa IEC
con aceptación a nivel mundial.
• IEC-61215, Silicio cristalino
• IEC-61646, Lámina delgada
• IEC-62108, Concentración Fotovoltaica
• IEC-61730, Seguridad
• Acuerdo con UL (Underwriters Laboratories) para prueba bajo UL1703
y UL8703
• Actividades de I+D+i para módulos fotovoltaicos en general y
productos de integración arquitectónica (BIPV)
• Soporte al desarrollo de componentes y módulos para CPV
Measurement of temperature coefficients
Medida de coeficientes de temperatura
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory
Actividades de I+D:
• Desarrollo de productos BIPV
• Desarrollo de módulos inteligentes
• Investigación en fiabilidad de componentes, mecánicas de
degradación, patrones…
• Evaluación de nuevos productos y prototipos
• Desarrollo de software para detección de fallos
100%
90%
Transmission (%)
80%
70%
60%
50%
L4-3 Initial
L4-3 UV-1
L4-3 UV-2
40%
30%
20%
10%
0%
300
500
700
900
1100
Wavelength (nm)
1300
1500
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities
• I+D en componentes y módulos
POLYGLASS: FP7-NMP-2007-SME-1
Development of a new method to produce high efficiency solar
Concentrators based on polymer casted directly on glass
SOLAR-PLOTS: FP6-EN-DGTREN
Multiple ownership grid connected PV solar plots with optimized
tracking and low concentrator reflectors
2
1100 nm – 1600 nm
700 nm – 1100 nm
0.00
0.08
0.16
0.24
0.33
0.41
0.49
0.57
0.65
3
4
CONCENTRACEL: PROFIT – 2005 – 2006
Development of methodology for testing CPV modules
• Research on general improvement of PV modules characteristics
z (mm)
z (mm)
SIGMASOLES: PSE-440000-2009-8
The innovation in CPV in Spain
300 nm – 700 nm
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-4 -3 -2 -1 0 1
y (mm)
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-4 -3 -2 -1 0 1
y (mm)
0.00
0.08
0.16
0.24
0.33
0.41
0.49
0.57
0.65
2
3
4
z (mm)
ECLIPSE: INNPACTO-IPT-2011-1609-92000
Eclipse PV module for trackers
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-4 -3 -2 -1 0 1
y (mm)
0.000
0.081
0.163
0.244
0.325
0.406
0.487
0.569
0.650
2
3
4
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities
• I+D en productos para BIPV
ETFE-ME: FP7- ENERGY–2012 -2.1.2
Development and demonstration of flexible multifunctional ETFE module for architectural façade lighting
S-LIGHT: INNPACTO-IPT-2011-1872-92000
Multifunctional PV modules solutions based on light materials, for BIPV
MÓDULOS FV MULTIFUNCIONALES: INNPACTO-IPT-2012-0836-120000
Multifunctional PV modules with microinverters or DC/DC optimizers for BIPV application
F
F
q
Wafer
a
R
R
b
L
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities
Algunos proyectos comerciales
•Testing under IEC-61215 standard
•Prueba de módulos para comprobación de garantías
•Testing under IEC-61646 standard
•Laboratorio acreditado por First Solar (solo 5 en el mundo)
•Testing under IEC-61730
•Testing under IEC-62108
•Evaluación de prototipos
• UV testing various doses, Salt mist corrosion test IEC-61701
• Prueba de sensibilidad a PID y condiciones de recuperación
• Evaluación de las características y potencialidad de degradación de componentes
• Diseño y realización de bancadas de prueba para productos que integran fotovoltaica….
•´Proyecto para laboratorios de I+D y pruebas (KA CARE, DEWA)
• Auditoría de plantas de fabricación de componentes (varias en China)
• Formación
04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Células Fotovoltaicas
04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Laboratorio para procesos de producción de células.
• Desarrollo de procesos de producción compatibles con las lineas de
fabricación industriales
• Análisis de parámetros críticos de los procesos individuales para mejora de
rendimiento y reducción de costes.
• Consultoría técnica y “Due Diligence” para plantas de fabricación de
componentes fotovoltaicos
• Investigación y desarrollo en tecnologías innovadoras
• Silicio cristalino a partir de oblea (15cm x 15cm).
• Lámina delgada de Silicio
• Células Orgánicas
51
04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Laboratorio para caracterización de Materiales y Células
• Caracterización estructural, óptica y eléctrica de materiales para
aplicaciones fotovoltaicas
• AFM, SEM, elipsometría, absorbancia, reflectancia, transmitancia,
resistencia de película, espesor…
• Caracterización de células fotovoltaicas de cualquier tecnología
• Medidas a tamaño industrial
• Curva I-V, Eficiencia cuántica, Electroluminiscencia, termografía lockin
• Diagnóstico de células fotovoltaicas desde el punto de vista de
posibilidades de mejora de eficiencia
• Identificación de debilidades y áreas de mejora
• Soporte a las actividades del laboratorio de procesos de producción
de células
52
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Cells: R&D Projects
•DEPHOTEX: FP7-NMP-2007-4.0-2
Development of photovoltaic textiles based on novel fibers
BITHINK: FP6-EN-DGTREN
Bifacial Thin multicrystalline Silicon wafer based cell
MICROSIL: PSE-1200000-2006-1
Design and industrialization of thin film PV modules
CÉLULAS FOTOVOLTAICAS (CFV) NANOTEXTURIZADAS:
GNAVARRA-2010
Development of nanometer surface structures (Photonic
crystals 1D) in order to improve light absorption
SiGLASS (CFV NANOTEXTURIZADAS II): GNAVARRA 2012
Same scheme than previous project but for 2D photonic
crystals
Photovoltaic Solar Energy
Photovoltaic Cells: R&D Projects
CETICA: CENIT-PSE-2008
The Eco-Techno-logical City: Development of a-Si thin film PV
modules to be used as part of an Architectural element
EUREKA-BIFSEME: E!8037
Development of nano-inks for optimization of metallization in
upgraded metallurgical silicon PV cells
GRANPhTEC: CDTI-2011
Development of transparent conductive films based on
Graphene oxide materials
NANOSOL: Plan Nacional I+D (2014-2016)
Desarrollo de tecnología OPV (FV orgánica)
HESiTSC: SOLAR-ERA-NET: (2016-2018)
Desarrollo de células de alta eficiencia III-V sobre c-Si
Consultoría en materiales y componentes
06 FOROS
INTERNACIONALES
FOROS INTERNACIONALES
• Miembro del SC82 de la IEC para desarrollo de normativa para fotovoltaica
• Miembro del WG7 del TEC82 de la IEC para desarrollo de normativa para fotovoltaica de concentración
• Miembro del WG2 para desarrollo de nuevos materiales encapsulantes
• Miembros del comité ejecutivo de FOTOPLAT, Plataforma Fotovoltaica Española
• Miembro de UNEF
• Miembro del Comité Ejecutivo de la gencia Internacional de la Energía (PVPS) representando a España
• Miembro del Comité Científico de la Conferencia Europea de Fotovoltaica (EUPVSEC)
•Miembro de la EERA-Fotovoltaica
3 TENDENCIAS EN EL MERCADO FOTOVOLTAICO
56
Evolución del precio medio mensual de los módulos
vendidos en Europa por tecnología y país de origen
Continúan reduciéndose los costes de fabricación, aunque se aprecia una ligera
ralentización
A fecha noviembre 2015, el precio de módulos de Si monocristalino:
• Origen Alemania: 0.59 €/Wp
• Origen Japón: 0.65 /Wp
• Origen China: 0.55 /Wp
Fuente: PvXchange y GTM research
• Origen sureste asiático y Taiwan: 0.48 /Wp
Evolución de la capacidad fotovoltaica anual
instalada entre 2000-2014
Se consolida la recuperación, tras el retroceso durante 2012
Nuevo récord: 40 GW instalados en 2014 a nivel mundial
Retroceso del mercado europeo, aumento del asiático y americano
Fuente: SolarPower
Evolución de la capacidad fotovoltaica acumulada
instalada entre 2000-2014
Evolución de la capacidad fotovoltaica acumulada instalada entre 2000-2014
Fuente: SolarPower
Más de 178 GW instalados a nivel mundial
Más de 88 GW en Europa
Desde el año 2000 la capacidad se ha visto multiplicada por un factor 100
Tras varios años de liderazgo, el mercado en Europa se ralentizó en 2013 y esta
tendencia continuó durante 2014
Evolución de la potencia FV instalada en los países europeos
Fuente: SolarPower
Durante 2014 se instalaron en Europa casi 7 GW
Destaca el aumento del Reino Unido y la disminución en Alemania
En España se instalaron 22 MW
Perspectivas de la evolución del mercado fotovoltaico
Fuente: SolarPower
Dependiendo de la evolución de los mercados en los próximos años, la potencia FV
total instalada en 2019 podría variar entre 369 GW y 540 GW. El escenario más
probable sitúa la capacidad acumulada en aproximadamente 450 GW
División del tipo de potencia instalada acumulada
en Europa por país a 2014
El mercado europeo es muy variado, debido a la variadas regulaciones
Fuente: SolarPower
4 LA EXPERIENCIA INTERNACIONAL
63
Situación en USA
Annual U.S Solar PV Installations, 2000-2015
8000
7260
7000
6247
PV Installations (MWdc)
6000
4761
5000
4000
3372
3000
1925
2000
852
1000
4
11
23
45
58
79
105
160
298
385
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Residential
Non-Residential
Utility
Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)
Crecimiento claro de la instalación residencial
Total Installations
Situación en USA: residencial actual
Evolución de la Instalación Residencial Annual
2500
16
14
14
2000
PV Installations (MWdc)
10
1500
8
8
1000
6
4
500
4
4
2
2
0
0
2010
2011
2012
Annual Residential PV Installations
2013
2014
2015
20 MW + Annual State Markets
Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)
A 2015, el coste llave en mano de instalación residencial es 3,5$/Wp
Number of States
12
11
Situación en USA: proyecciones a futuro
U.S PV Installation Forecast, Current
20000
Installed Capacity (MWdc)
18000
16000
14000
12000
Utility PV
10000
NonResidential PV
Residential PV
8000
6000
4000
2000
0
Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)
Crecimiento claro de la instalación residencial (previsto)
Situación en Alemania: autoconsumo
El modelo de autoconsumo contempla un mix
de:
• costes de instalación,
• costes de almacenamiento,
• subvenciones,
• uso de la energía (horas punta) y
• precio del kWh del operador local
kWh solar cuesta (0,10 - 0,14) € (kWh convencional se paga a 0,3€)
La acumulación de la energía generada es importante
El modelo con balance neto y conexión a red, sin acumulación, tiene un máximo del 30%
de autoconsumo, el resto se vende o se pierde.
Situación en Alemania: cobertura de la demanda
Las instalaciones FV menores de 10KWp no llegan al 15% del total de instalaciones FV
en Alemania.
En el 2015 la FV cubrió el 7,5% del consumo neto de electricidad en Alemania. En total
las EERR cubrieron cerca del 11% de la energía consumida en 2015
Situación en Alemania: proyecciones a futuro
El plan alemán para cubrir la demanda energética esta establecido en 2
fases:
 Horizonte hasta 2020 “Flexibilidad”
Capacidad instalada: 52GW
Producción solar: 50TWh/a
Uso de combustibles fósiles: parcial según necesidad
 Horizonte 2040 -2050 “Acumulación”
Capacidad instalada: 200GW
Producción solar: 190TWh/a
Calefacción y transporte 100% cubiertos con EERR
Uso de combustibles fósiles: 0
Situación en Japón: aspectos generales
 Extraordinario aumento de capacidad instalada desde el comienzo de la
FIT (Julio 2012)
 10,5GW en dos años. La mayoría con instalaciones de tamaño mediogrande
 Tendencia va cambiando hacia plantas de tamaño mediano y más
próximas a los centros de evacuación y distribución.
 Se fomentan los entornos industriales con instalaciones sobre tejado
(BAPV) superiores a 10kW combinadas con baterías, vehículos
eléctricos…y gestión inteligente de la energía.
 JPEA (Asociación sectorial FV Japonesa) propone 60 GW para 2030
Fuente: The japanese PV market and Industry report by Minerva, EU-Japan Fellowship (2014)
Situación en Japón: fotovoltaica residencial en particular
 25% de las casas independientes de nueva edificación incluyen FV
 El término “Smart houses” con baterías, vehículos eléctricos…y gestión
inteligente de la energía se propone como el futuro (cuando acaba la FIT)
y el objetivo está en ir hacia una casa de emisión cero con fotovoltaica
integrada (BIPV).
 Requisitos a futuro para componentes de autoconsumo residencial:
 Alta eficiencia, Ligereza
 Almacenamiento
 Confiabilidad
 Certificación respecto a estándares de producto, durabilidad y seguridad
 Estética en los componentes (BIPV)
 Innovación
1.5 CONCLUSIONES
72
1.4. CONCLUSIONES
Existen la tecnología y los requerimientos técnicos para auto-consumir la electricidad
generada por medios fotovoltaicos, aunque algunos componentes están más
desarrollados que otros
Las posibilidades de innovación son amplias y hay oportunidades de desarrollo en todos
los campos, tanto para el entorno empresarial como para el académico.
En la actualidad el limitante básico para un crecimiento más rápido del autoconsumo son
las baterías para almacenamiento eléctrico.
Es interesante estudiar las iniciativas que van tomando los países punteros en este tema.
España (y Murcia en concreto) tiene condiciones óptimas para desarrollar el
autoconsumo en todas sus variantes (incluyendo las aplicaciones aisladas en entornos
agrícolas, ex. Proyecto MASLOWATEN para comunidades de regantes).
www.cener.com
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