Presentación de PowerPoint

Generando Electricidad con el Sol
Energía Fotovoltaica para arquitectos
Dr. Ing. Ricardo Pretz
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Conferencia de apertura del Curso - Proyecto de Instalaciones Solares Fotovoltaicas Pequeñas y Mediana -
Antecedentes
A arquitectura es un área de conocimiento humano que
posee renovación permanente de conceptos, no solo
por su carácter creativo, pero por su necesidad de
adecuarse a los ambientes y a las tecnologías
constantemente mutantes en su entorno.
La Eco 92 fue un punto de quiebre en términos de una
nueva relación entre la sociedad la energía y el
ambiente natural que nos cerca.
En definitiva en lo que corresponde a la arquitectura, la
forma de ocupación, la concentración y densificación
humana en grandes centros urbanos, pero más que
nada, la forma de utilización de la energía tuvo que
definitivamente ser repensada.
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Diariamente el sol hace incidir sobre la superficie de la Tierra lo
equivalente a 3000 veces el consumo energético diario de toda
población del planeta, en todas sus formas .
La energía solar es responsable por la existencia de vida en la
tierra y por todos los flujos energéticos en sus diversas formas.
Tomando como referencia
la
fotosíntesis,
con
eficiencia
muy
baja,
alrededor
de
4%,
tendríamos capacidad de
acumular o utilizar o
equivalente a 120 veces lo
que utilizamos.
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El proceso de urbanización y uso de energía
El crecimiento demográfico y la evolución
de la ocupación urbana cambió
dramáticamente los padrones de
consumo y producción de materia, pero
más que nada de energía en los medios
urbanos.
Tras la revolución industrial, hubo muy
fácil acceso a la energía, basada en los
combustibles fósiles, lo cuales poseían
energía tan concentrada cuanto los
puntos de concentración de consumo.
En este momento, hay un punto de quiebre en las
tendencias arquitectónicas, adquiriendo las
construcciones un perfil vertical en los espacios
urbanos.
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La crisis del petróleo y los cambios
La segunda crisis del petróleo,
seguidas de la guerra del golfo y guerra
de Irak, sumados a todas las
preocupaciones por el impacto
ambiental del uso de los combustibles
fósiles y las medidas de reducción de
emisión de gases de efecto
invernadero, ratificados por el
Protocolo de Kioto, han creado una
presión económico-ambiental en los
proyectos.
Más que nada, han llamado la atención a lo
vulnerable que son los conceptos arquitectónicos
convencionales a los altos costos operativos y lo
tanto que generan de impacto ambiental directa y
indirectamente.
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La arquitectura sustentable es un
camino a seguir
La incorporación de conceptos de
construcciones mejor integradas energéticoambientalmente a su entorno es el desafío de la
arquitectura moderna desde aproximadamente
la década de 80.
Por los costos futuros de la energía, la tendencia
es que las construcciones sean más horizontales
y integradas al ambiente y condicionamiento
interno más racionales e independientes de
fuentes artificiales de entrada de energía.
Racionalmente, desconcentrando la energía, se
tiene que hacer lo mismo en el consumo, aparte
de generar alternativas de generación.
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La arquitectura se hace un tema más amplio
cuando se incluye energía y ambiente en los
proyectos
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Aportes a los nuevos conceptos
•Arquitectura bioclimática
•Auto producción de energía térmica
•Auto producción de energía eléctrica
•Uso eficiente de Energía
•Correcto acondicionamiento térmico
•Concepto de Smart-Grid
•Uso racional de espacios y entorno
•Uso de racional materiales y agua
•Nuevos conceptos urbanísticos
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La Energía solar fotovoltaica
La radiación solar varia al largo del día en
función de la presencia del sol, estaciones del
año y condiciones meteorológicas, micro
climáticas y interferencias naturales y /o
urbanísticas.
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Los paneles fotovoltaicos
Los paneles solares fotovoltaicos
se componen de celdas que
convierten la luz en electricidad.
Dichas celdas se aprovechan del
efecto fotovoltaico, mediante el
cual la energía luminosa produce
cargas positivas y negativas en
dos semiconductos próximos de
distinto tipo, por lo que se
produce un campo eléctrico con
la capacidad de generar
corriente.
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Los paneles fotovoltaicos
- Eficiencias y características Cristalino:
Poly cristalino: 13-16%
Mono cristalino: 15 -21,5%
Capa Fina:
Amorfo: 8 – 10 %
CdTe: 12,5 %
CIGS: 13 -14 %
Cristalino:
Tecnología probada
Superior rendimiento y precios inferiores
Más resistente contra fracturas
Capa Fina:
Muchos problemas de calidad en el pasado
Poca experiencia de largo plazo
Peligro de fractura
Menos sensible a altas temperaturas-menos pérdidas
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Componentes de un sistema fotovoltaico
Módulos fotovoltaicos
Inversor
Cableado y enchufes
Cajas de conexión
Regulador
Transformador
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Layout de instalaciones
Sobre techo / Tejados
Sobre piso
Sobre techo plano / Azoteas
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Naturaleza de diseño de instalaciones
Tipos de soportes
3D y tendido de cables
Unifilar
Sistemas de anclaje
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Aplicaciones de la Energía solar fotovoltaica
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Resultados finales
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El curso de Instalaciones solares fotovoltaicas
pequeñas y medianas
El propósito de esta materia es brindar a los profesionales y técnicos de la construcción y ramas
conexas capacitación técnica, criterios de diseño, cálculo y dirección del montaje de instalaciones
de paneles solares fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica en viviendas individuales
y/o colectivas, comercios, industrias, servicios etc.
Se trabajará específicamente en el diseño, proyecto y supervisión de instalaciones solares
fotovoltaicas de pequeño y mediano porte, autónomas o conectadas a la red, es decir
instalaciones de hasta 40kw para las llamadas “pequeñas o micro generación” y de hasta 150Kw
para las llamadas “medianas o de mini generación”.
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Contenido programático del curso
1 .Introducción a la energía solar fotovoltaica
1.1 Introducción a la tecnología fotovoltaica y recurso solar
1.1.1 Efecto fotovoltaico
1.1.2 Células solares: materiales de construcción y tecnologías de fabricación
1.1.3 Recurso Solar: Utilización de la herramienta Solar Pathfinder para la determinación del
asoleamiento de un lugar y herramientas similares.
1.2 Módulos fotovoltaicos
1.2.1 Funcionamiento.
1.2.2 Rendimiento y punto de trabajo
1.3 Componentes fotovoltaicos
1.3.1 Reguladores de carga
1.3.2 Baterías
1.4 Inversores
1.4.1 Inversores para instalación fotovoltaica aislada
1.4.2 Inversores para conexión de la instalación fotovoltaica a la red eléctrica
2. Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica (estudios de casos)
2.1 Instalaciones aisladas de la red eléctrica
2.1.1 Instalaciones rurales de electrificación
2.1.2 Instalaciones de bombeo
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Contenido programático del curso
2.1.3 Otras instalaciones aisladas
2.2 Instalaciones conectadas a la red eléctrica
2.2.1 Centrales fotovoltaicas para generación de energía eléctrica
2.2.2 Instalaciones integradas a edificaciones para autoconsumo y venta de excedentes a la
distribuidora eléctrica.
2.2.3 Consideraciones sobre seguridad y protecciones
3. Dimensionado de instalaciones fotovoltaicas
3.1 Dimensionado de instalaciones aisladas de la red
3.1.1 Calculo de la demanda de electricidad
3.1.2 Calculo del tamaño de la batería
3.1.3 Calculo de la potencia del generador fotovoltaico
3.2 Dimensionado de instalaciones conectadas a la red
3.2.1 Calculo de la demanda de electricidad
4. Aspectos económicos y regulatorios y normativos.
4.1 Evaluación económica de una instalación fotovoltaica
4.2 Normativa y regulación Nacional
5. Anteproyecto de instalación solar.
5.1 Análisis del sitio.
5.2 Precálculo de la instalación solar.
5.3 Presentación del proyecto.
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Consideraciones finales
•Más que un tema en la moda, el uso de las energías renovables es una
necesidad actual y una necesidad.
•Esta necesidad es ratificada por el poder publico del Uruguay y las
políticas definidas para la inserción de renovables en todos los rangos
de potencia
•Esta necesidad actual interfiere en
proyectos
nuevos
y
impacta
significativamente
construcciones
existentes, obligando a una formación
más completa y multidisciplinaria a los
arquitectos
y
constructores
contemporáneos .
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Más allá que un tema de agregar
variables y alternativas a los proyectos,
la arquitectura bioclimática y la
integración de la generación renovable
en los proyectos, la capacidad del
arquitecto moderno pasará por un
proceso de agregar valor a sus obras
creando conceptos basados en si firma
artística
y
de
sustentabilidad
simultáneamente.
¡Muchas gracias!
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