ENERGÍA SOLAR HOY…..¿Y MAÑANA?AVANCES TECNOLÓGICOS ALCANZADOS, SITUACIÓN DE MERCADO Y UNAREFLEXIÓN SOBRE EL FUTUROEnergía ...
2¿Qué es el Mix de Generación Eléctrica?¿Qué puede aportar el Sol?¿Qué Recurso Solar está disponible?¿Es la ESF una Tecnol...
3¿Qué es el Mix de Generación Eléctrica?ProducciónMundialdeelectricidad(TWh)Escenario/Año2005 Escenario base2030Escenario ...
4¿Qué puede aportar el Sol?Energía Solar Activa• Aplicaciones solares térmicas (calor)• Electricidad solar o fotovoltaica•...
5PARADOJA :La Energía Solar es la única tecnologíarenovable con recurso, el Sol, suficientepara generar electricidad en el...
6A. E. BecquerelW.G. AdamsAlbert EinsteinD.M Chapin,C.S. Fuller,G.L. Pearson1839 187619051954Efecto FotovoltaicoFotodetect...
7Evolución de las mejores células de laboratorioEficiencia(%) ¿Es la ESF una Tecnología en Evolución?
8Estructura de un dispositivo fotovoltaicoRayos solares incidentesContacto eléctrico frontal.Metalización (Ni, Al,..)Capa ...
9Agrupación de módulos: Campo fotovoltaico.Elementos de aplicación: Sistema fotovoltaico (BoS)¿Cómo es la ESF?
10Instalación aisladaBateríasCajas de ConexiónCampo FVInversorTransformadorConsumoEléctricoBateríasCajas de ConexiónMódulo...
11Instalación conectada a redMódulos FVInversorVatímetroDistribuidorInterconexión Consumidor/Red3,5 kWMWESFV: Modularidad ...
12269240192,595,789,970,249,9 4526,321,719,919,22,5 2,1 2 0,7 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1136,361,697,8105,7127,4136,7339,505010015...
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16¿Son significativas las RES?Variación semanal media del aporte de FV y eólica en Europa(GW)EólicaCarga residual Fotovolt...
17¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?Grandes plantas:Con integración en la red:40 Wp CdTe
18Coste de Reposición de Materiales en laConstrucción por dispositivos FVFuente:A. D. Little0,1Aceri-inox, vidriosfotocróm...
19¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?Autoconsumo + AlmacenamientoEstrategia de eliminar picos de consumo con, a...
20¿Hay posibilidades de Evolución para la ESF?Penetración FV Prevista en el mercado Europeo hasta 2030 (MW)Escenario con u...
21¿Hay Escenario para la Alta Integración de la ESF?2030. Exceso máximo de Capacidad Fotovoltaica enun escenario dirigido ...
22¿Hay Escenario Tecnológico para la ESF?LINEA BASE OBJETIVOSMétrica2012 2015 2020CAPEX (Sistemas > 2,5 kWp (€/WP) 1.1- 1....
23n.a.n.ax-m-Si, a-μ-Sicélulas ymódulosJapón(UK,USA)1Sharp> 11.000Módulosx-m-Si células ymódulosKorea/ Alemania(China/Alem...
24¿Qué es necesario?•Actuar urgentemente•Iniciativas decididas y medidas radicales.•Esfuerzos sostenidos•Incrementar la co...
25………. es siempre relativo
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  1. 1. ENERGÍA SOLAR HOY…..¿Y MAÑANA?AVANCES TECNOLÓGICOS ALCANZADOS, SITUACIÓN DE MERCADO Y UNAREFLEXIÓN SOBRE EL FUTUROEnergía Solar Fotovoltaica. Producción centralizada y descentralizada.José HerreroJose.herrero@ciemat.esCIEMAT.
  2. 2. 2¿Qué es el Mix de Generación Eléctrica?¿Qué puede aportar el Sol?¿Qué Recurso Solar está disponible?¿Es la ESF una Tecnología Madura?¿Es la ESF una Tecnología en Evolución?¿Cómo es la ESF?¿Es relevante la ESF en Europa?¿Y en España qué . . ?¿Son significativas las RES?¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?¿Hay posibilidades de Evolución para la ESF?Contenido¿Hay escenario par la alta Integración de la ESF?¿Hay Escenario Tecnológico para la ESF?¿Qué es necesario?. . . . . . .¿Hay Capacidad Industrial para la ESF?
  3. 3. 3¿Qué es el Mix de Generación Eléctrica?ProducciónMundialdeelectricidad(TWh)Escenario/Año2005 Escenario base2030Escenario base2050Mapa ACT2050Mapa ACT2050OtrasrenovablesSolarEólicaBiomasa+CSSBiomasaHidráulicaNuclearGas+CSSGasPetróleoCarbón+CSSCarbón46%Energías Renovables
  4. 4. 4¿Qué puede aportar el Sol?Energía Solar Activa• Aplicaciones solares térmicas (calor)• Electricidad solar o fotovoltaica• Electricidad termosolar de concentración
  5. 5. 5PARADOJA :La Energía Solar es la única tecnologíarenovable con recurso, el Sol, suficientepara generar electricidad en el orden de losTWh, pero actualmente es la manera máscostosa de producción.RETO :Desarrollar la ESF desde una base de partidapequeña y simultáneamente junto a otrastecnologías ERs con capacidad decrecimiento más rápido pero con recursosmás limitados.¿Qué recurso solar está disponible?
  6. 6. 6A. E. BecquerelW.G. AdamsAlbert EinsteinD.M Chapin,C.S. Fuller,G.L. Pearson1839 187619051954Efecto FotovoltaicoFotodetector de selenioEfecto FotoeléctricoCélula de Silicio“A New Silicon Photocell for CovertingSolar Radiation into Electrical Power”,J. Appl. Phys. 25, 676 (1954)1957Primer MóduloATT¿Es la ESF una Tecnología Madura?
  7. 7. 7Evolución de las mejores células de laboratorioEficiencia(%) ¿Es la ESF una Tecnología en Evolución?
  8. 8. 8Estructura de un dispositivo fotovoltaicoRayos solares incidentesContacto eléctrico frontal.Metalización (Ni, Al,..)Capa antireflectante(SiOx, TiO2,...)Contacto eléctricoposterior(Ni, Ag, Mo,.....)Emisor/Capa ventana(Si n+, CdS, ....) Base/Absorbente(Si p, CuInSe 2, CdTe,...)LIDI RPVIRSMódulos fotovoltaicosCélula fotovoltaica¿Cómo es la ESF?
  9. 9. 9Agrupación de módulos: Campo fotovoltaico.Elementos de aplicación: Sistema fotovoltaico (BoS)¿Cómo es la ESF?
  10. 10. 10Instalación aisladaBateríasCajas de ConexiónCampo FVInversorTransformadorConsumoEléctricoBateríasCajas de ConexiónMódulo FVInversorTransformadorConsumoEléctrico10 kW< 300WModularidadESFV: Modularidad y versatilidad¿Cómo es la ESF?
  11. 11. 11Instalación conectada a redMódulos FVInversorVatímetroDistribuidorInterconexión Consumidor/Red3,5 kWMWESFV: Modularidad y versatilidad¿Cómo es la ESF?
  12. 12. 12269240192,595,789,970,249,9 4526,321,719,919,22,5 2,1 2 0,7 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1136,361,697,8105,7127,4136,7339,5050100150200250300350400AlemaniaItaliaBélgicaRepúblicaChecaGreciaBulgariaEsloveniaEspañaEslovaquiaLuxemburgoDinamarcaFranciaAustriaMaltaReinoUnidoPortugalChipreHolandaSueciaFinlandiaLituaniaLetoniaHungriaRumaniaIrlandaEstoniaPoloniaUEWp/HabitanteGeneración Eléctrica FV en EU-2012: 68,1 TWhCapacidad instalada en EU-2012: 16.519,9 MWpCapacidad FV instalada en Europa por habitante¿Es relevante la ESF en Europa?
  13. 13. 13567225016.67211.89510.5353.0651.338833 424-5541-5495-207-3204-1205-158-43-10.000-5.00005.00010.00015.00020.000FVEólicaGasCarbónBiomasaCSPHidráulicaResíduosNuclearFuelOilOlasyMareasGeotérmicaDecomisionadoInstaladoMWCapacidad de generación añadida en EU-27 en 2012¿Es relevante la ESF en Europa?
  14. 14. 14175382.707425 404 2473.3981523.8404.2443.4154.49269001.0002.0003.0004.0005.0002006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Al final del añoMWCapacidad FV AcumuladaCapacidad FV Instalada¿Y en España qué . . ?
  15. 15. 15012345678910Bélgica Bulgaria RepúblicaChecaFrancia Alemania Gracia Italia España05101520253035404550Bélgica Bulgaria República Checa Francia Alemania Gracia Italia EspañaMedia de la contribución FV al consumo de electricidad en 2012 (%)Contribución máxima FV instantánea al consumo eléctrico en 2012 (%)¿Y en España qué . . ?Media anual y máxima instantánea de lacontribución FV al consumo de electricidad UE-27
  16. 16. 16¿Son significativas las RES?Variación semanal media del aporte de FV y eólica en Europa(GW)EólicaCarga residual FotovoltaicaCarga eléctricaSemana
  17. 17. 17¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?Grandes plantas:Con integración en la red:40 Wp CdTe
  18. 18. 18Coste de Reposición de Materiales en laConstrucción por dispositivos FVFuente:A. D. Little0,1Aceri-inox, vidriosfotocrómicos,16 €/m20,50Tejas,recubrimientos, etc....8,00 €/m20,25Cubiertas de vidrioo metálicas3,9 €/m20,5Cubiertas asfálticas0,67 €/m2ValorValoraaññadidoadido€€/Wp/WpinstaladoinstaladoMateriales evitadosMateriales evitadosen la construccien la construccióónnCoste delCoste delMaterialMaterial0,1Aceri-inox, vidriosfotocrómicos,16 €/m20,50Tejas,recubrimientos, etc....8,00 €/m20,25Cubiertas de vidrioo metálicas3,9 €/m20,5Cubiertas asfálticas0,67 €/m2ValorValoraaññadidoadido€€/Wp/WpinstaladoinstaladoMateriales evitadosMateriales evitadosen la construccien la construccióónnCoste delCoste delMaterialMaterialTejas aislantes suponen un ahorro de energía del25% de la generación FVBIPV¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?
  19. 19. 19¿Hay Altenativas para la Aplicación de la ESF?Autoconsumo + AlmacenamientoEstrategia de eliminar picos de consumo con, almacenamiento,uso doméstico (MW)Producción FV almacenada Autoconsumo PVAutoconsumo PV mediantealmacenamientoProducción FV hacia la redAporte no-RES
  20. 20. 20¿Hay posibilidades de Evolución para la ESF?Penetración FV Prevista en el mercado Europeo hasta 2030 (MW)Escenario con un cambio paradigmáticoEscenario aceleradoEscenario base% Contribución al MIX
  21. 21. 21¿Hay Escenario para la Alta Integración de la ESF?2030. Exceso máximo de Capacidad Fotovoltaica enun escenario dirigido (MW)> 10.0005.000 a 10.0002.500 a 5.0000 a 2.500- 2.500 a 0- 5.000 a -2.500- 10.000 a -5.000< - 10.000Leyenda
  22. 22. 22¿Hay Escenario Tecnológico para la ESF?LINEA BASE OBJETIVOSMétrica2012 2015 2020CAPEX (Sistemas > 2,5 kWp (€/WP) 1.1- 1.6 0.9-1.1 0,8-1x-Si(Alta eficiencia)16-19(20,5)17,5-20,5(22) >21Lámina Delgada 8-14 12-16 14-20HCPV 29-32 32-35 38-40Eficiencia del Módulo (%)LCPV 18-21 >22 >30Vida media del inversor (años) >15 >25 >30Potencia garantizada de salida (80%) durante (años) 25 30 >35Eficiencia del sistema FV (%)(para sistemas residenciales)≈75 ≈80 ≈85Error en la previsión de producción fotovoltaica/Error cuadrático medio (%)8-11ReduccionesposterioresReduccionesposterioresEficiencia para las nuevas tecnologías (% nivel de módulo) NA NA NAEficiencia para tecnologías emergentes (% nivel de módulo) 4-5 6-8 >10Rendimiento estable de células solares orgánicas (años) <5 5-10 >10Estado del Arte de la Tecnología Fotovoltaica y objetivos paralos próximos 10 años
  23. 23. 23n.a.n.ax-m-Si, a-μ-Sicélulas ymódulosJapón(UK,USA)1Sharp> 11.000Módulosx-m-Si células ymódulosKorea/ Alemania(China/Alemania)1HanWha Q Cells10.000912.4Lingotes, obleas,células, módulosChinajinko Solar<5.000936x-m-Si células ymódulosUSA(Japón. Filipinas)1Sun Power9.0001.543Lingotes, obleas,células, módulosy sistemasCanadaCanadian Solar12.8201.590Obleas, x-SimódulosChinaTrina Sola4.0001.700x-m-Si módulosChinajA Solar> 20.0001.750x-mSi, Láminadelgada (a-μ-Si),células ymódulosChina(Alemania, JapónUSA)1Suntech Power6.5001.875MódulosCdTeUSA,(Malasia)1First Solar16.0002.297Obleas, x-m-Sicélulas ymódulosChinaYingli Green EnergyEmpleadosProducción2012(MW)TecnologíasPaísCompañíasn.a.n.ax-m-Si, a-μ-Sicélulas ymódulosJapón(UK,USA)1Sharp> 11.000Módulosx-m-Si células ymódulosKorea/ Alemania(China/Alemania)1HanWha Q Cells10.000912.4Lingotes, obleas,células, módulosChinajinko Solar<5.000936x-m-Si células ymódulosUSA(Japón. Filipinas)1Sun Power9.0001.543Lingotes, obleas,células, módulosy sistemasCanadaCanadian Solar12.8201.590Obleas, x-SimódulosChinaTrina Sola4.0001.700x-m-Si módulosChinajA Solar> 20.0001.750x-mSi, Láminadelgada (a-μ-Si),células ymódulosChina(Alemania, JapónUSA)1Suntech Power6.5001.875MódulosCdTeUSA,(Malasia)1First Solar16.0002.297Obleas, x-m-Sicélulas ymódulosChinaYingli Green EnergyEmpleadosProducción2012(MW)TecnologíasPaísCompañíasPrincipales Fabricantes FV en 2012 (MW)¿Hay Capacidad Industrial para la ESF?
  24. 24. 24¿Qué es necesario?•Actuar urgentemente•Iniciativas decididas y medidas radicales.•Esfuerzos sostenidos•Incrementar la coordinación entre los diferentesagentes de la cadena de valorInvestigación – Industria – Finanzas – Política¡Ponerse a trabajar ! Teniendo en cuenta que todo lo que ocurra . . .
  25. 25. 25………. es siempre relativo

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