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
