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Sistemas Fotovoltaicos: Potencial, Aplicaciones, Arquitecturas, Partes, Componentes. www.cie.unam.mx. Electricidad; … ¿Con qué?. . ENERGÍA SOLAR. TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA. Tecnología FV: Segura, de larga vida, Confiable,. Recurso solar: 5,000 W-h/m 2. Potencial de Generación.

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Presentation Transcript

  1. Sistemas Fotovoltaicos: Potencial, Aplicaciones, Arquitecturas, Partes, Componentes www.cie.unam.mx

  2. Electricidad; …¿Con qué?  ENERGÍA SOLAR TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA Tecnología FV: Segura, de larga vida, Confiable, Recurso solar: 5,000 W-h/m2

  3. Potencial de Generación Recurso solar diario: 5.0 kW-hr/ m2 Eficiencia de Módulos FV’s: 10% Cuadrado de 10 m de lado Generación de Energía: 50.0 kW-hr al día

  4. Estimación de la energía generada Condiciones NOCT Irradiancia : 800 W/ m2; AM1.5; Tm = 50ºC Módulo con Pp = 72.5W Vm=15.5 V; Im=4.68 A Condiciones Standard Irradiancia : 1000 W/ m2; AM1.5; Tm = 25ºC Módulo de Pp = 100 W Vm= 17.1 V; Im=5.85 A

  5. Características de la Generación FV Si no hay luz solar, No hay Generación. El tipo de electricidad es Corriente Directa No hay costos asociados a combustibles El proceso es limpio sin ruido Necesidad de almacenamiento de energía

  6. ALGUNAS APLICACIONES DE LOS SISTEMAS FV

  7. Reemplazando tecnología

  8. INCREMENTO DEL DESARROLLO SOCIAL POR MEDIO DE: Iluminación básica, agua potable, servicios de salud, comunicación, educación a distancia. Programas de servicio público Instauración de polos de desarrollo económico Fomento de proyectos productivos AGRONEGOCIOS Incremento en el ingreso familiar Mejora sustancial del nivel de vida del productor ELECTRICIDAD ¿Para que? APLICACIONES

  9. Aplicaciones en el ámbito rural COMUNICACIÓN ILUMINACIÓN BÁSICA SERVICIOS DE SALUD SERVICIOS COMUNITARIOS EDUCACIÓN A DISTANCIA BOMBEO DE AGUA AGRONEGOCIOS

  10. Agronegocios Lavado Refrigeración Empaquetamiento Pasteurización de tierras Energía para invernaderos Picadoras de productos agrícolas

  11. Sistemas de bombeo fotovoltaico La energía solar es una opción para el bombeo de agua El sistema de bombeo accionado por el Sol tiene como características: No usa combustible. Usa la energía del Sol. Puede operar automáticamente. Es confiable. Requiere poco mantenimiento. En muchos casos (no en todos) es una opción económica. Se diseña adecuadamente a las necesidades del productor

  12. Bombeo de agua

  13. Precio de sistemas instalados Proyectos de beneficio social en zonas marginadas Costo por Watt: $ 8.00 – 12.00 US dollar Electrificación doméstica básica: iluminación y radio

  14. Precio de sistemas instalados Proyectos productivos agropecuarios: Bombeo de agua Costo por Watt: $ 9.00 – 14.00 US dollar

  15. Precio de sistemas instaldos Los costos de generación de electricidad están entre los $ 0.35 hasta $ 1.10 US dollar por kW-hr

  16. Ejemplos a replicar SERVICOS COMUNITARIOS EDUCACIÓN SERVICOS DOMÉSTICO AGUA PARA ABREVADEROS

  17. Aplicaciones productivas Refrigeración

  18. Producción de forraje

  19. Sistema FV’s en el medio Urbano La interconexión a la red como una forma de ahorrar energía

  20. Sistema FV’s Interconectados a la red Tasa de retorno: 9 años para 1 kW-p al costo de la tarifa actual

  21. Fomento en México • Política actual • Contrato de interconexión a la red bajo el esquema de medición neta • Deducciones fiscales • Del orden de 21 MW instalados Mexicali, BC Veracruz, Ver Generación propia de energía y Aportación de electricidad a la red 22 www.cie.unam.mx 22 www.cie.unam.mx

  22. Carga POSIBLES ACOPLAMIENTOS DIRECTO

  23. Operación directa Voltaje, Corriente y Potencia de acoplamiento Sol (-) APERÍMETRO (Impedancia=0) VOLTÍMETRO volts (+) 3.0 15.8 Iop =3.0 A I Carga Modulo FV. SIMENS PCJ4

  24. SMP Carga Posibles Acoplamientos : Con SMP Acoplamiento con SMP Acoplamiento Sin SMP

  25. Posibles Acoplamientos Baterías Control Carga Batería

  26. Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sol Tableros de distribución o carga de Corriente Directa (CD) Sistema de Generación de Energía Eléctrica Conexión Directa

  27. Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sol Sistema de Control de Energía Seguidor de máxima potencia Sistema de Generación de Energía Eléctrica Carga en Corriente Directa (CD) Conexión con controlador de carga

  28. Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sol Sistema de Control de Energía Controladorde Carga Sistema de Generación de Energía Eléctrica Carga en Corriente Directa (CD) Banco de Baterías Sistema de Almacenamiento deEnergía Conexión con almacenamiento

  29. Sistemas FV Autónomos Arreglo Fotovoltaico Sol Sistema de Control de Energía Carga en CA Controlador de Carga Sistema de Generación de Energía Eléctrica Banco de Baterías CD/ CA Inversor Acondicionamiento de Energía Almacenamiento de Energía Conexión típica

  30. Sistemas FV Autónomos Tableros de distribución de carga en Corriente Directa (CD) Arreglo Fotovoltaico Sol Tableros de distribución de carga en Corriente Alterna (CA) Controlador de Carga Sistema de Control de Energía Sistema de Generación de Energía Eléctrica DC =AC Banco de Baterías Inversor Sistema de Acondicionamiento De Energía Sistema de Almacenamiento de Energía Conexión con cargas CD y CA

  31. Configuración típica Sistema FV autónomo Tecnología FV Estructura: herrajes, tornillos, cimentación Acondicionamiento de Energía: Controlador, inversor, SMP Líneas de transmisión (cables), seguridad y protección Cargas eléctricas

  32. Inversor CD/CA Red CA Vialidad económica APLICACIONES FUERA DE LA RED CON LA RED ? Carga CD Carga CA Acond. Carga Inversor CD/CA Batería

  33. Notas finales tecnología FV Es de larga duración (más de 20 años), No genera desechos contaminantes ni contribuye al deterioro ambiental, Los nichos de aplicación en el ámbito rural son amplios, Aunque la inversión inicial es alta, los tiempos de amortización en proyectos productivos son cortos, Son una alternativa tecnológica y económica para la generación de electricidad, ..y.. Puede justificarse económicamente para agronegocios en zonas urbanas

  34. EL costo inicial es sólo uno de los aspectos que se tiene que considerar. Los costos totales se deben estimar durante todo la vida útil para tener una mejor perspectiva. Ofrecen ahorros y costos competitivos a los consumidores. Son altamente competitivos para localidades no electrificadas. En el ámbito urbano, la tecnología ofrece una manera de generar su propia electricidad con inversiones aceptables en la modalidad de interconexión a la red Notas finales tecnología FV

  35. Perspectivas para el futuro • Costo de los sistemas F V disminuye • Costo de combustibles aumenta • La perspectiva del uso de la tecnología FV tiende a ser competitivo económicamente en el ámbito urbano

  36. Conclusiones: La energía FV es una alternativa ecológica para la generación de electricidad debido a que no provoca desechos contaminantes ni contribuye al deterioro ambiental Aunque presenta costos de inversión altos, los tiempos de vida de un AFV son largos, mayores a 20 años. Existen diversidad de materiales para la fabricación de celdas solares, aunque en la actualidad la tecnología basada en silicio es la mas madura. Las potencia generada por una celda solar es pequeña, pero se pueden hacer módulos fotovoltaicos y arreglos fotovoltaicos para incrementar la potencia requerida, conectando las celdas en serie o paralelo.

  37. Gracias dir@cie.unam.mx www.cie.unam.mx

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