© minister of natural resources canada 2001 – 2006. curso de análisis de proyectos de energía...

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Curso de Análisis de Proyectos de Energía Curso de Análisis de Proyectos de Energía LimpiaLimpia

Análisis de Proyectos Análisis de Proyectos FotovoltaicosFotovoltaicos

Crédito Fotográfico: CANMET Energy Technology Centre -Varennes

Fotovoltaicos en el National Research Laboratory, Québec, Canadá



ObjetivosObjetivos

• Revisar los fundamentos deRevisar los fundamentos delos sistemas Fotovoltaicos (FV)los sistemas Fotovoltaicos (FV)

• Ilustrar las consideraciones claveIlustrar las consideraciones clavepara el análisis de proyectos FVpara el análisis de proyectos FV

• Introducir el Modelo de FV RETScreenIntroducir el Modelo de FV RETScreen®®


¿Qué proveen los sistemas FV?¿Qué proveen los sistemas FV?

• Electricidad (CA/CC)Electricidad (CA/CC)

• Agua de bombeoAgua de bombeo

…pero también…

Confiabilidad

Simplicidad

Modularidad

Imagen

Silencio

Sistema de Iluminación para Viviendas,Bengala Occidental, India

Crédito Fotográfico: Harin Ullal (NREL PIX)


Componentes de Sistemas FVComponentes de Sistemas FV

• MódulosMódulos

• Almacenamiento: baterías,Almacenamiento: baterías,tanquetanque

• Acondicionador deAcondicionador deElectricidadElectricidad

Inversor

Controlador de Carga

Rectificador

Convertidor CC-CC

• Otros generadores: diesel/gasolina, turbina Otros generadores: diesel/gasolina, turbina

eólicaeólica

• BombaBomba

Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

ArregloMódulo

Celda


Sistemas Conectados a la RedSistemas Conectados a la Red

• Integración FVIntegración FV

Distribuidas

Centralizadas

• Tipo de RedTipo de Red

Interconectada

Aislada

• Usualmente no Usualmente no es efectivo en es efectivo en costos sin costos sin subsidiossubsidios


Planta Centralizada FV

RedEléctrica

Contador

ContadorGeneraciónDistribuida


Sistemas No Conectados a la Sistemas No Conectados a la RedRed

• ConfiguraciónConfiguración Autónomos

Híbrido

• Frecuentemente son muy Frecuentemente son muy efectivos en costosefectivos en costos

Mejor en pequeñas cargas (< 10

kWp)

Menores costos de inversión que

una línea de conexión a la red

Menores costos de O y M que los

grupos electrógenos y baterías

primarias


Arreglo FV

Acondicionadorde Potencia

Banco deBaterías

Transmisor de TV-Radio

GrupoElectrógeno


Sistemas de Bombeo de AguaSistemas de Bombeo de Agua

• Clase especial de sistema sin Clase especial de sistema sin conexión a la redconexión a la red

• Frecuentemente es efectivo en Frecuentemente es efectivo en costoscostos

Suministro de agua para ganado

Suministro de agua para aldeas

Suministro de agua doméstica

Fuente: Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds.

Arreglo FV

Acondicionadorde Potencia

Bomba


Recursos SolaresRecursos Solares

• 1 W1 Wpp de FV= 800 a 2.000 Wh por año de FV= 800 a 2.000 Wh por año

Latitud

Nubosidad

• El recurso solar en invierno es críticoEl recurso solar en invierno es críticopara sistemas no conectados a la redpara sistemas no conectados a la red

Mayores ángulos de inclinación (latitud +15º)

Sistemas híbridos

• El recurso solar anual es críticoEl recurso solar anual es críticopara sistemas conectados a la redpara sistemas conectados a la red

Rastreadores cuando se requiera una alta proporción del haz de

radiación

Crédito Fotográfico: Environment Canadá


Correlación Solar-CargaCorrelación Solar-Carga

• Correlación estacionalCorrelación estacional

Irrigación

Sistemas de cabañas

• Correlación DiurnaCorrelación Diurna

Positiva, cero y negativa


Crédito Fotográfico : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)

Crédito Fotográfico: BP Solarex (NREL PIX)

NegativaPositiva

Cero


Casa conectada a red, 1 kW(38ºN, California)

Energía = 1,6 MWh/año Costo = 0,35 $/kWh Costos de la Red= 0,08 $/kWh

Ejemplos de Costos de Ejemplos de Costos de Sistemas FVSistemas FV

Arreglo

Invertidor

Montaje

Misc.

Híbrido para telecom fuera de red, 2,5 kW (50ºS, Argentina)

Energía = 5 MWh/año, (FV=50%) Costo = 2,70 $/kWh Costo de Grupo Electrógeno/Batería

= 4,00 $/kWh

Arreglo

Baterías

Desm.& montaje

Grupos Elect.

Combustible

Operación

Misc


Consideraciones de Proyectos Consideraciones de Proyectos FotovoltaicosFotovoltaicos

• Distancia a la redDistancia a la red

• Costo de visitas al sitioCosto de visitas al sitio

• Costos O y MCostos O y M

• Confiabilidad vs, costoConfiabilidad vs, costo

• Gestión de las expectativasGestión de las expectativas

• Aspectos socialesAspectos sociales

• Valor de intangiblesValor de intangibles Imagen Beneficios ambientales Reducción de ruido y

contaminación visual Modularidad y simplicidad

Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky

Estación Repetidora de NorthwesTel en la Cima de una Montaña -, Columbia Británica del Norte, Canadá


Ejemplos: Tíbet, Botswana, Swazilandia y KenyaEjemplos: Tíbet, Botswana, Swazilandia y Kenya

Sistemas FV para Viviendas e Iluminación Sistemas FV para Viviendas e Iluminación SolarSolar

• Costos prohibitivos de líneas de conexión a la redCostos prohibitivos de líneas de conexión a la red

• Pequeñas cargasPequeñas cargas

• MantenidasMantenidasLocalmenteLocalmente

• SimpleSimple

• ConfiableConfiableCrédito Fotográfico: Simon Tsuo (NREL PIX)


Crédito Fotográfico: Frank Van Der Vleuten(Renewable Energy World)

Crédito Fotgráfico: Energy Research Center of the Netherlands

Crédito Fotográfico: Energy Research Center of the Netherlands

Batik para Propósitos Educacionales Sistema Solar para Vivienda

Vivienda para Personal Médico de ClínicaSistema Solar para Vivienda


Ejemplos: Finlandia y CanadáEjemplos: Finlandia y Canadá

Cabañas y Viviendas RemotasCabañas y Viviendas Remotas

• ModularModular

• SimpleSimple

• Ruido reducidoRuido reducido

• Sin líneasSin líneaseléctricaseléctricas

• Cabaña: Cabaña: correlación estacional decorrelación estacional dela cargala carga

• Para todo el año: Para todo el año: Sistemas híbridosSistemas híbridos

Crédito Fotográfico: Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates)



Cabaña Vivienda

Sistema Híbrido


Ejemplos: Marruecos y BrasilEjemplos: Marruecos y Brasil

Sistemas EléctricosSistemas Eléctricos Híbridos para Híbridos para AldeasAldeas

• Costos prohibitivos de líneas de conexión a la redCostos prohibitivos de líneas de conexión a la red

• Costos altos del combustible diesel y mantenimiento Costos altos del combustible diesel y mantenimiento de grupos electrógenosde grupos electrógenos

• Aspectos HumanosAspectos Humanos Expectativas Gestión de la demanda Impactos sociales

Crédito Fotográfico: Roger Taylor (NREL PIX)Crédito Fotográfico: BP Solarex (NREL PIX)

Aldea

Colegio Rural


Ejemplos: Antártica y CanadáEjemplos: Antártica y Canadá

Sistema Sistema Industrial: Telecom y MonitoreoIndustrial: Telecom y Monitoreo

• Sitios muy remotos …Sitios muy remotos … Costo de O y M

Grupos Electrógenos y FVcomplementariamente

• ……y aún en y aún en sitios cercanos a sitios cercanos a la red … la red …

Costo del transformador

Pueden ser reubicados

Más confiables que la redCrédito Fotográfico: Soltek Solar Energy

Crédito Fotográfico: Northern Power Systems(NREL PIX)

Sistema de Monitoreo Sísmico

Sistema de Monitoreo de Cabezade Pozo de Gas


Ejemplos: Suiza y JapónEjemplos: Suiza y Japón Edificios conectados a la red con FVEdificios conectados a la red con FV

• Con frecuencia no esCon frecuencia no esefectivo en costosefectivo en costossin subsidiossin subsidios

• Justificado por:Justificado por: Imagen

Beneficios ambientales

Estímulo del mercado

• Los acuerdos de largo plazo por Los acuerdos de largo plazo por parte de los fabricantes, gobierno y parte de los fabricantes, gobierno y las empresas de servicio público las empresas de servicio público han reducido costoshan reducido costos

Crédito Fotográfico: Atlantis Solar Systeme AG

FV Integrada en Vidriado de Oficinas

Crédito Fotográfico: Solar Design Associates (IEA PVPS)

Sistema Solar en Techos


Ejemplos: India y USAEjemplos: India y USA

Sistemas FV de Bombeo de AguaSistemas FV de Bombeo de Agua

• Efectivo en costros cuando Efectivo en costros cuando no está conectada a la redno está conectada a la red

• Correlación de cargasCorrelación de cargas Almacenamiento en tanque de

agua Correlación de carga estacional

• Calidad de agua mejoradaCalidad de agua mejorada

• ConvenienteConveniente

• ConfiableConfiable

• SimpleSimpleCrédito Fotográfico: Harin Ullal, Central Elects. Ltd.

(NREL PIX)Crédito Fotográfico: Jerry Anderson,Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)

Agua Doméstica

Sistema de Agua para Ganado


Modelo de Proyecto Modelo de Proyecto Fotovoltaico RETScreenFotovoltaico RETScreen®®

• Análisis de producción de energía de todo el mundo, de Análisis de producción de energía de todo el mundo, de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de costos de ciclo de vida y de reducciones de emisiones de gases de efecto invernaderogases de efecto invernadero

Conectados a red (redes interconectados o aislados)

No conectado a red (Baterías FV- ogrupo electrógeno-baterías FV)

Bombeo de agua

• Solo 12 puntos de datos paraSolo 12 puntos de datos paraRETScreenRETScreen®® vs. 8.760 para vs. 8.760 paramodelos de simulación horariamodelos de simulación horaria

• Actualmente no cubiertos:Actualmente no cubiertos: Sistemas concentradores

Cálculos de probabilidad de pérdida de carga


Cálculo de Energía FCálculo de Energía FVVRETScreenRETScreen®®

Ver el e-Libro

Análisis de Proyectos de Energía Limpia: RETScreen®

Ingeniería y Casos

Capítulo de Análisis de Proyectos

Fotovoltaicos

Calcular la radiaciónsolar en el plano

del arreglo FV

Calcular laspérdidas del

inversor

Calcular la faltade absorción a ser

dada por la red

Calcular la demandaencontrada por el

grupo electrógeno (Solo sistemas

híbridos)

Calcular la energía entregada

Calcular la energíaentregada porel arreglo FV

Modelocon red

Multiplicar porbomba promedio/

eficiencia del sistema

Convertir a energíahidráulica

Modelo bombeode agua

Calcular la demandaencontrada

directamentepor el arreglo FV

(demanda igualada)

Calcular la demandaencontrada por la

batería

Modelosin red


0

20

40

60

80

100

120

140

160

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Month

PV

Po

we

r (k

Wh

)

HOMERRETScreen

Ejemplo de Validación del Ejemplo de Validación del Modelo de Proyecto FV Modelo de Proyecto FV RETScreenRETScreen®®

• Sistema híbrido FV/grupo electrógeno/batería en Sistema híbrido FV/grupo electrógeno/batería en Argentina comparado a simulación horaria de Argentina comparado a simulación horaria de HOMERHOMER

Carga 500 WAC

Arreglo de 1 kWp, batería de 60 kWh, grupo de 7.5 kW, inversor

de 1 kW

0

50

100

150

200

250

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Month

Ge

ns

et

co

ns

um

pti

on

(L

)

HOMER

RETScreen

Comparando el Consumo de Combustible del Grupo Electrógeno Calculado por RETScreen y por HOMER

Comparando la Producción de Energía FV calculada porRETScreen y por HOMER

En

erg

ía F

V (

kW

h)

Mes

Con

su

mo d

el G

rup

o E

lectr

óg

en

o (

L)

Mes


ConclusionesConclusiones

• FV para electricidad con red y sin red, bombeo de FV para electricidad con red y sin red, bombeo de aguaagua

• El recurso solar es bueno alrededor del mundoEl recurso solar es bueno alrededor del mundo Sistemas FV instalados en todos los climas

• Costos de inversión altosCostos de inversión altos Efectivo en costos para los sistemas no conectados a la red

Subsidios requeridos para los sistemas conectado a la red

• RETScreenRETScreen®® es un análisis anual con cálculos de es un análisis anual con cálculos de recursos mensuales que puede lograr precisión recursos mensuales que puede lograr precisión comparable a modelos de simulación horariacomparable a modelos de simulación horaria

• RETScreenRETScreen®® puede brindar significativos ahorros puede brindar significativos ahorros de estudios de factibilidad preliminaresde estudios de factibilidad preliminares


¿Preguntas?¿Preguntas?

Módulo de Análisis de Proyectos FotovoltaicosCurso de Análisis de Proyectos de Energía Limpia RETScreen®

International

www.retscreen.netwww.retscreen.netPara mayor información por favor visite el sitio web RETScreen® en

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