© 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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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®®
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
¿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)
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Planta Centralizada FV
RedEléctrica
Contador
ContadorGeneraciónDistribuida
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Arreglo FV
Acondicionadorde Potencia
Banco deBaterías
Transmisor de TV-Radio
GrupoElectrógeno
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Correlación Solar-CargaCorrelación Solar-Carga
• Correlación estacionalCorrelación estacional
Irrigación
Sistemas de cabañas
• Correlación DiurnaCorrelación Diurna
Positiva, cero y negativa
Fuente: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Crédito Fotográfico : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)
Crédito Fotográfico: BP Solarex (NREL PIX)
NegativaPositiva
Cero
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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: Vadim Belotserkovsky
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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)
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Crédito Fotográfico: Vadim Belotserkovsky
Cabaña Vivienda
Sistema Híbrido
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
¿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