ENERGÍA SOLAR - Bienvenidos a Mercado Eléctrico

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Grupo Energía Solar
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Comisión Nacional de Energía Atómica
ENERGÍA SOLAR
Julio C. Durán
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“Hacia un Abastecimiento Eléctrico Sustentable”
Buenos Aires, 25 de Noviembre de 2005
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La Energía Solar
• Fuente inagotable, esencialmente no contaminante
pero intermitente y de baja intensidad
¾ Intermitencia ⇒ acumulación diaria (baterías) y estacional (H2)
• Potencia típica al mediodía: 1 kW/m2
• Promedio anual de energía solar incidente: 3,1-3,9 kWh/(m2.día)
⇒ Conversión directa de la energía solar
∗ Conversión Fototérmica
∗ Conversión Fotovoltaica
⇒ Conversión indirecta de la energía solar
∗ Energía Eólica
∗ Energía Hidráulica
∗ Biomasa
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Ejemplo en Argentina
• Radiación promedio al Norte del Río Colorado 4,5 kWh/m2.día
• Eficiencia de conversión de energía solar en electricidad 15%
• Factor de ocupación del terreno 50%
• Demanda eléctrica año 2000: 80 .109 kWh
• Área total requerida: 650 km2
⇒ Resulta 75% del área del lago del Chocón,
generando 25 veces más energía
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Conversión Fotovoltaica
• Generación directa de electricidad
– Celda solar de Si cristalino
• 1958 → satélite Vanguard I
• Hasta 1973 → usos espaciales y militares
• Crisis del petróleo → usos terrestres de FV
• Década del ’90, nuevo impulso por
cuestiones ecológicas
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Sistema Fotovoltaico
• Módulo FV
– Corriente continua para carga de baterías (12 V) →
36 celdas de c-Si conectadas en serie
– Watt pico: potencia al ser iluminados con 1 kW/m2
(mediodía solar de un día despejado)
– Potencias típicas: 40-120 Wp (180-540 Wh/día)
– Precio: 4-6 U$S/Wp (local)
• Sistema FV
– Módulos FV
– Baterías, controladores de carga, conversores CCAC, estructuras
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APLICACIONES
• Sistemas aislados
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Espaciales
Electrificación rural
Bombeo de agua
Comunicaciones (repetidoras, radiotelefonía, etc.)
Monitoreo remoto (climático, sísmico, etc.)
Boyas para navegación
Protección catódica
Productos de consumo (relojes, calculadoras, etc.)
Cargadores de baterías
Autos solares
• Sistemas interconectados a red
– Integrados a edificios (distribuidos)
– Centrales de potencia
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Sectores del mercado FV
1) Mercado tradicional: comunicaciones, sensores,
productos de consumo
2) Electrificación de viviendas y bombeo de agua en zonas
rurales
3) Generación de electricidad en viviendas
interconectadas a red
4) Centrales de potencia interconectadas
1) y 2) ⇒ mercado competitivo, FV es más económico y
confiable
3) y 4) ⇒ esencialmente subsidiado
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Distribución de la producción de celdas FV
en MWp
Japón
Europa
EE. UU
India
Australia
Otros
Mundial
251
136
101
20
8
20
536
EE.UU.
19%
India
4%
Australia
1%
Europa
25%
Otros
4%
Japón
47%
Fuente EurObserver 2003 -PV News
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Producción de los principales fabricantes de celdas/paneles
140
120
MWp
100
80
60
2001
2002
40
20
0
12 3
6 6. 8
60
K
Ph O
Sh B
Sh Sa As RW Is
M
y
o
P
i
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r
Fuente EurObserver, PV News 2003
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Distribución de las diferentes tecnologías
a-Si sobre c-Si
5.6%
Otros
0.4%
Cinta
3.2%
Poli c-Si
56.4%
Micro c-Si
0.7%
Mono c_Si
28.1%
a-Si
5.3%
CdTe
0.4%
Fuente EurObserver 2003 -PV News
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1400
70
1200
60
1000
50
800
40
600
30
400
20
200
10
0
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Año
Producción
Crecimiento
C recim iento %
Potencia (M W p)
Mercado Fotovoltaico Internacional
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Población Rural Sin Acceso Eléctrico
PROVINCIA
Buenos Aires
Corrientes
Chaco
Mendoza
Misiones
San Luis
Santa Fe
Stgo. del Estero
Tucumán
TOTAL PAÍS
PERMER
POBLACIÓN SIN ABASTECIMIENTO
ELÉCTRICO
Número de Potenciales Servicios
Habitantes
Usuarios
Públicos
380.000
104.810
426
100.535
25.800
160
138.000
34.500
166
144.000
36.000
26
180.000
45.000
187
203.000
5.000
64
150.000
37.500
400
220.000
53.180
1262
137.000
34.400
115
2.196.271
649.082
4.922
1.800.000
314.000
6.000
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PERMER
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Energía Renovable en Mercados
Rurales Dispersos
• Los objetivos del proyecto son:
– suministrar energía a las áreas rurales
dispersas, de manera sustentable, con la
utilización de fuentes renovables
– reformar el sector eléctrico en lo que respecta
a la electrificación rural
– expandir la participación del sector privado en
la provisión de energía en las áreas rurales
– fortalecer la función regulatoria de los
Gobiernos Provinciales en el sector eléctrico
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Mercado Argentino
Po ten cia (kW p )
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Año
Ventas en Argentina + exportación
Idem - Otra fuente
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Iluminación Rural
(Uspallata - Mendoza ,
Argentina)
Potencia: 64 Wp
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Telecomunicaciones
Telemetría Satelital en
Gasoductos
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I&D EN EL PAÍS
• INTEC-Santa Fé
– Celdas solares de silicio amorfo
– Ensayo de paneles solares
• Grupo Energía Solar-CNEA
– Paneles solares para misiones satelitales
argentinos
– Ensayo de celdas y paneles solares
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Generación de electricidad por
conversión fototérmica
Central de colectores
cilíndrico-parabólicos en
Kramer, California
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Paraboloide + Motor Stirling
• Paraboloide de revolución con motor
Stirling en zona focal
• Puede alcanzar rendimientos cercanos al
ciclo de Carnot (>50% para ∇T=600°C)
• Se han fabricado sistemas solar/Stirling
con η ≅ 50%
• Sistemas modulares y distribuidos
• Se transmite energía eléctrica
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Conclusiones
•
•
•
•
•
Numerosas aplicaciones FV actualmente competitivas
Países desarrollados impulsan cambio de escala
Latinoamérica ⇒ electrificación de áreas rurales
Mediano y largo plazo: sistemas interconectados
Futuro: FV + H2??
• Sistemas térmicos con concentración son una
alternativa para la generación de electricidad
• Sistema Stirling atractivo por su modularidad
Necesidad de inversión en I&D
Formación de RRHH
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ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA
Información Complementaria
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Balizamiento Torre
500KV
(Santo Tomé - Santa
Fe , Argentina)
Potencia: 384 Wp
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Cº CHURBATAL
(Jujuy , Argentina)
Potencia: 3.080 Wp
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Contrastes entre mercados
de diferentes países
PV module
High efficiency lighting
Radio/cassette player
Controller
Television
Other loads (cellular
telephone, etc.)
Storage battery
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Mercado Latinoamericano - 2001
(Fuente: Proveedores Locales)
Total
5 MWp
Brasil
1,600Kwp
Perú
330Kwp
Colombia
340 Kwp
Argentina
624 Kwp
Mexico
990 Kwp
Brasil
Mexico
Argentina
Colombia
Perú
Chile
Venezuela
Bolivia
Ecuador
Uruguay
Paraguay
Centro América
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Mercado Latinoamericano - 2002
(Fuente: Proveedores Locales)
Centro América
320 Kwp
Total
6,3 M Wp
Brasil
2,400Kwp
Perú
750Kwp
Colombia
500 Kwp
Argentina
300 Kwp
M exico
1,100 Kwp
Brasil
Mexico
Argentina
Colombia
Perú
Chile
Venezuela
Bolivia
Ecuador
Uruguay
Paraguay
Centro América
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Plataformas Costeras
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