aarÓn sÁnchez juÁrez

87
AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ Módulos y Arreglos Fotovoltaicos

Upload: miriam

Post on 07-Jan-2016

44 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Módulos y Arreglos Fotovoltaicos. AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ. Módulos fotovoltaicos. V CA = 0.6 V J CC = 44 mA/cm 2 V M =0.49 V J M =30.5 mA/cm 2 P M = 15 mW/cm 2. Conexión Serie : La terminal negativa de una celda se conecta a la terminal positiva de la siguiente. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos y Arreglos Fotovoltaicos

Page 2: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

VCA = 0.6 VJCC= 44 mA/cm2

VM=0.49 VJM =30.5 mA/cm2

PM = 15 mW/cm2

Conexión Serie: La terminal negativa de una celda se conecta a la terminal positiva de la siguiente.Resultado: Incremento de voltaje

Conexión Paralelo: La terminal negativa de una celda se conecta a la terminal negativa de la siguiente, la terminal positiva se conecta a la

positiva de la siguiente celda.Resultado: Se Incrementa la corriente de salida.

Page 3: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

Conexión de las celdas IDÉNTICAS FV para formar un módulo

V1 V2 V3 V4

VT

I1 I2 I3 I4

V1V2V3V4

I1I2I3I4

VT = V1+V2+V3+V4

I = I1 = I2 = I3 = I4

VT = V1 = V2 = V3 =V4

I = I1 + I2 + I3 + I4

Conexión en serie

Conexión en paralelo

Page 4: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

Celdas fotovoltaicas

Rayos Incidentes

Conexión de la celda

_

+

Módulo fotovoltaico para instalarse!!!!

Page 5: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

MóduloFotovoltaico P 40 W

Ensamble del marco

Laminado

Conexión entre celdas

Celda Solar P 1 .5 W

ConstrucciónConstrucción de un módulo de un módulo FotovoltaicoFotovoltaico

Page 6: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

w

STC @ 1000 Wm2 - AM 1.5 - T CELL 25ºC

SERIES FUSE 5 A

MODEL TYPE MSX64SERIAL NO. FW936099338801MAX. SYS. OPER. VOLT. 600 V

MIN. BYPASS DIODE IF 5 A VPMAX 17.2 VISC 4.02 AVOC 21.4 V

PMAX 64.5 W

IPMAX 3.75 A

AT 800 W/m2 - AM 1.5 - T CELL; 49ºC

I PMAX= 3.06 APPMAX= 46.7 WWILL PRODUCE:

630 Solarex CourtFrederick, MD,21701, USA

Approved for NEC

Class 1

Divición 2

Grupo C & D

Listed forElectricalAnd Class

“C”

Clase C

Los módulos FV comerciales incluyen Valores de placa y diagrama de conexiones

Page 7: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Acoplamiento directoAcoplamiento directo

15.83.0

VOLTÍMETRO volts

(-)

(+)

APERÍMETRO(Impedancia=0)

Iop =3.0 A CargaI

Sol

Modulo FV. SIMENS PCJ4

Voltaje, Corriente de operación y Potencia Generada

Page 8: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Curva de rendimiento (I VS Curva de rendimiento (I VS V)V)

Define todos los puntos de operación

Voltaje Corriente Potencia

(V*) (I*) (P*)

[Volts] [Amp.] [Watts]

0 3.6 0

10 3.5 35

17 3.2 55

19 2.0 38

21 0.0 0

(*) Condiciones estándares de prueba

0 5 10 15 20 250

1

2

3

4

Cor

rien

te (

Am

pere

s)

Voltaje (Volts)

MÓDULO DE 55 W-p; AM1.5 1000 W/m2; 25ºC.

Punto de máximo rendimiento

Page 9: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Curva I-V y P-V del Módulo FotovoltaicoCurva I-V y P-V del Módulo Fotovoltaico

Características eléctricas bajo condiciones NTC

Page 10: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Vm Vca

Icc

ImPmax

Corriente

Voltaje

Icc Corriente de Corto circuito (P = 0 watts): Es la corriente máxima que puede generar el Módulo bajo una intencidad luminosa de 1000 W / m2

Vm Voltaje de Operación Im Corriente de Operación

Voltaje y corriente para los cuales el Módulo genera la maxima potencia

Vca Voltaje a circuito Abierto (P = 0 watts): Voltaje maximo que puede generar el Módulo

Pmax potencia maxima

Parámetros eléctricos de un Parámetros eléctricos de un Módulo FotovoltaicoMódulo Fotovoltaico

Page 11: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Pm

= ---------------- Pi x Aa

Eficiencia del MóduloEficiencia del Módulo

Donde

= Eficiencia del Módulo

Pi = potencia incidente 1000 W/m2

Aa = Superficie del Modulo,

Largo x Ancho m2

Pm = Potencia maxima

Ejemplos :

Módulo SIEMENS M55 Pi = 1000 W/m2

Pm = 53 W, Im = 3.05 A, Vm = 17.4 V , Area = 0.43m2 = 12.42 %

Módulo KIOCERA K55 Pi = 1000 W/m2

Pm = 51 W, Im = 3.02 A, Vm = 16.9 V , Area = 0.44m2 = 11.60 %

Page 12: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Generación de 150 Watts

Superficie de 1m x 1 m

TIPO DE CRISTAL CELDAS(100 cm2 de area)

MÓDULOS

MONOCRISTAL 18% Del 13 % al 16.8%POLICRISTAL 17% Del 11% al 13%

AMORFO 13% Del 7.5% al 10%

Eficiencia en celdas y módulos Eficiencia en celdas y módulos comerciales de siliciocomerciales de silicio

Eficiencia del 15 %

Page 13: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Para el almacenamiento de Energía Eléctrica en Sistemas Electroquímicos, los Módulos FV se construyen con el número de celdas necesarias para cargar acumuladores.

Necesidad de Almacenar EnergíaNecesidad de Almacenar Energía

MÉTODOS

HidráulicosHidráulicos

Electroquímicos: BateríasElectroquímicos: Baterías

Para el caso de acumuladores de 12 V nominales, los módulos se diseñan con 30, 33 y hasta 36 Celdas FV conectadas en serie.

Page 14: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

CargaBatería

Módulos de c-Si: Treinta y seis celdas conectadas en serie con dos diodos de paso para prevenir efectos de puntos calientes

Tecnología Diseñada para Cargar Tecnología Diseñada para Cargar Baterías de 12 V nominalesBaterías de 12 V nominales

Page 15: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulo FotovoltaicoMódulo Fotovoltaico

Modulo de Silicio Monocristalino

Modelo SP75 (PC-J4) Marca: SIEMENS

Características Eléctricas STC 1000 W/m2; 25ºC

Vca = 21.7 V Vm = 17 V

Icc = 4.8A Im = 4.4 A

Características Físicas

Nº de Celdas = 36

Largo 120.1 cm Ancho 52.8 cm

Espesor 3.4 cm peso 5.8 Kg

Pmax= 75 W

Page 16: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

1000

*)(´

HSCTII cccc

1000*)(

´HSCTI

I cccc

Efecto de la intensidad luminosa

El voltaje permanece casi invariante a diferentes intensidades luminosas, la corriente varía proporcionalmente a la irradiancia.

1000

*)(´

HSCTII cccc

Page 17: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos

Efecto de la temperatura

La corriente aumenta ligeramente mientras que el voltaje esta disminuyendo en una razón muy grande.

La temperatura de la celda en función de la irradiancia:

Tcell = Tamb + C1H,

C1 = 0.025 ºC m2/W.

En el voltaje: reducción de 2.2 mV/ºC/celdaEn la potencia: reducción del 0.35%/ºC

Page 18: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

14.2715.4417(V)VmVoltaje a máxima

Potencia

18.92021.6(V)VocVoltaje a circuito abierto

3.083.073.05(A)IscCorriente de corto circuito

2.822.812.8(A)ImCorriente a máxima Potencia

40.243.447.5(W)PmPotencia máxima

(± 10%)

121212(V)Voltaje nominal de la batería

604525(°C)TjTemperatura de la unión

Valores típicos de funcionamiento a 1kW/m2

Efecto de la TemperaturaEfecto de la Temperatura

Page 19: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Efecto del sombreado Efecto del sombreado

Celdas idénticas iluminadas con diferente intensidad luminosa producen corrientes de diferente magnitud.

Cuando una celda solar se sombrea, ésta deja de generar electricidad.

Las características eléctricas de una celda sombreada son diferentes a las de una celda iluminada.

Una celda solar sombreada en un módulo FV hacen que éste disminuya la potencia eléctrica generada.

Una celda solar sombreada en un panel FV hacen que ésta se comporte como una resistencia y en ella se disipará potencia eléctrica en forma de calor.

Page 20: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Actual

35 Celdas idénticas

Voltaje

Conjunto de 36 Celdas

Celda Sombreada

Energía disipada en la Celda Sombreada

Actual

35 Celdas idénticas

Voltaje

Conjunto de 36 Celdas

Celda Sombreada

Energía disipada en la Celda Sombreada

Efecto del sombreado en una celdaEfecto del sombreado en una celda

Energía que aparece en forma de calor creando los “puntos calientes” en un módulo.

Un módulo de 55 Wp de 36 celdas en serie puede disipar en una celda sombreda una potencia de 53 W, suficiente para incrementar la temperatura de la celda hasta 90°C.

Page 21: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

1 2 18 19 35 36

- +(a)

- +1 2 12 13 18 24 25 35 36

(b)

1 2 18 19 35 36

- +(a)

- +1 2 12 13 18 24 25 35 36

(b)

Diodos de Paso: Posición de diodos Diodos de Paso: Posición de diodos de paso para evitar la formación de de paso para evitar la formación de

puntos calientespuntos calientes

Protección contra los “puntos Protección contra los “puntos calientes”calientes”

Page 22: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

I amp

V 0 5 10 15 20 25

1. 0

2. 0

3. 0

Celda Fv sin Sombrear

Celda Fv 25 % Sombreada

Celda Fv 50 % Sombreada

Celda Fv 75 % Sombreada

Celda Fv 100 % Sombreada

Efecto del sombreado sobre Efecto del sombreado sobre Módulos FVMódulos FV

Módulo con una celda Sombreada

Page 23: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

I amp

V 0 5 10 15 20 25

1. 0

2. 0

3. 0

Celdas Fv sin Sombrear

Celdas Fv 25 % Sombreadas

Celdas Fv 50 % Sombreadas

Celdas Fv 75 % Sombreadas

Celdas Fv 100 % Sombreadas

Efecto de sombreado sobre Efecto de sombreado sobre Módulos FVMódulos FV

Módulo con tres celdas Sombreadas

Page 24: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Efecto globalEfecto global

Atenuación en la Atenuación en la irradianciairradiancia

Temperatura Temperatura de operaciónde operación

20% de reducción en potencia

Page 25: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Arreglos fotovoltaicosArreglos fotovoltaicos Incrementando potencia: Los módulos se pueden conectar en serie

ó en paralelo para incrementar la potencia de trabajo, y formar una nueva estructura llamada el arreglo fotovoltaico.

Incrementando Voltaje

Incrementando Corriente

9 amp12 V 12 V12 V

12 Volts

12 V

Diodo de bloqueo

Diodo de bloqueo

Diodo de paso

36 V

24 V

12 V

0 V

36 Volts

Page 26: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Arreglos fotovoltaicosArreglos fotovoltaicos

Page 27: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Celda Solar P 1 .5 W

Módulo FV.

Panel FV

Arreglo Fotovoltaico

Términos empleados en Términos empleados en Sistemas FotovoltaicosSistemas Fotovoltaicos

Page 28: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Orientación óptima de un AFVOrientación óptima de un AFV

Seguidor solar un eje,

Ganancia 30 %

Seguidor solar, dos ejes

Ganancia 50 %

Page 29: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Orientación óptima de un AFVOrientación óptima de un AFV

Para AFV montados en estructuras fijas, se debe tener en cuenta: el sur geográfico y la latitud del lugar. Si es la inclinación del AFV, y L la latitud del lugar, la máxima potencia se obtendrá cuando :

= L

Otras condiciones para maximizar la energía captada:

= L – es la declinación promedio en una época de año

= L + 15 en invierno

= L – 15 en verano

Page 30: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

FABRICANTESFABRICANTESProducto comercial en MéxicoProducto comercial en México

Shell/Solarex

BP Solar/Siemens/Arco Solar

Kyocera

Sharp

IsofotonAtersa

ASE

Astro Power

First SolarPhotowatt

Unisolar (USCC)

Page 31: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

ESTADO ACTUAL DE LA ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA

Diseño en homounión Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

*Silicio monocristalino (gruesa)*Silicio policristalino (gruesa)*Silicio amorfo (película delgada)Películas delgadas monocristalinas*Arsenuro de Galio (GaAs)

Disponible comercialmente

Bajo desarrolloDiseño en Heterounión Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

Películas delgadas policristalinas:*Cobre-Indio-Diselenio*Telenuro de Cadmio

Próximamente Disponiblescomercialmente

Diseño de unión múltiple Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

a-SiC/a-Sia-Si/a-Sia-Si/a-SiGea-Si/poli-Sia-Si/CuInSe2GaAs/GaSb

Bajo Desarrollo

CONFIGURACIÓNDE MÓDULOS

Módulos Planos

Módulos con concentrador

Disponible comercialmente

Disponible comercialmente

Page 32: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

ESTADO ACTUAL DE LA ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA

Diseño en homounión Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

*Silicio monocristalino (gruesa)*Silicio policristalino (gruesa)*Silicio amorfo (película delgada)Películas delgadas monocristalinas*Arsenuro de Galio (GaAs)

Disponible comercialmente

Bajo desarrolloDiseño en Heterounión Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

Películas delgadas policristalinas:*Cobre-Indio-Diselenio*Telenuro de Cadmio

Próximamente Disponiblescomercialmente

Diseño de unión múltiple Estatus

TIPO DETECNOLOGÍA

a-SiC/a-Sia-Si/a-Sia-Si/a-SiGea-Si/poli-Sia-Si/CuInSe2GaAs/GaSb

Bajo Desarrollo

CONFIGURACIÓNDE MÓDULOS

Módulos Planos

Módulos con concentrador

Disponible comercialmente

Disponible comercialmente

Page 33: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

CdTeCdTe m-Sim-Si a-Sia-Si p-Sip-Si

Módulos en película delgada y Módulos en película delgada y Tecnología de silicio cristalino Tecnología de silicio cristalino

TTecnologías ecnologías fotovoltaicas fotovoltaicas ComercialesComerciales

VOC =21.7 V VOC = 21 V

VOC = 23.8 VVOC = 95 V

Page 34: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Propiedades eléctricasPotencia Pico Típica 75 WVoltaje Pmax [Vp] 17.0 VCorriente Pmax [Ip] 4.4 ACorriente de corto circuito [Isc] 4.8 AVoltaje a circuito abierto [Voc] 21.7 V

Coeficientes de temperaturaVoc -0.077 Volts/°CIsc +2.06 mA/°C

Garantía 25 años

Precio US$450.00

DimensionesLargo 1.20 mtsAncho 52.7 cmProfundidad 3.4 cmPeso 7.6 kg

SIEMENS SP75

Modulo FotovoltaicoModulo Fotovoltaico Silicio Monocristalino Silicio Monocristalino

Que es lo que se compra?Que es lo que se compra?

Page 35: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulos Fotovoltaicos de Silicio Módulos Fotovoltaicos de Silicio MonocristalinoMonocristalino

SIEMENS SR-100Propiedades eléctricasPotencia Pico Típica 100 WVoltaje Pmax [Vp] 17.7 VCorriente Pmax [Ip] 5.6 ACorriente de corto circuito [Isc] 6.3 AVoltaje a circuito abierto [Voc] 22.0 V

Coeficientes de temperaturaVoc -0.079 Volts/°CIsc +2.1 mA/°C

Garantía 25 años

Precio US$612.00

DimensionesLargo 1.49 mtsAncho 59.4 cmProfundidad 4.0 cmPeso 10.9 kg

Page 36: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

224WATTMULTI-PURPSE

MODULENEC 2008 compllant

ND 224UC1

Page 37: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 38: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 39: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 40: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 41: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 42: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 43: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 44: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ
Page 45: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Propiedades eléctricasPotencia Pico Típica 20 WVoltaje Pmax [Vp] 15.6 VCorriente Pmax [Ip] 1.29 ACorriente de corto circuito [Isc] 1.48 AVoltaje a circuito abierto [Voc] 21.0 V

Coeficientes de temperaturaVoc -0.1 Volt/°CIsc +0.26 mA/°CGarantía 10 años

Precio US$240.00

SIEMENS ST20 DE PELICULA DELGADA (CIS)

CARGADOR DE BATERÍAS

Page 46: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

COBRE-INDIO-SELENIOCOBRE-INDIO-SELENIO22

Potencia Pico (Pp)(Watts) 40

Voltaje Máximo Pico

Vp(Volts) 16.6

Corriente Máxima Pico

Ip(Amp) 2.41

Voltaje a Circuito Abierto

Voc(Volts) 22.2

Corriente a CortoCircuito

Ip(Amp) 2.59

Voltaje a Circuito Abierto -0.1V/°C

Corriente de Corto Circuito +0.26mA/°C

Parámetros Térmicos

Parámetros Eléctricos

Page 47: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Manufacturing Capacity

FS Series 2 PV FS Series 2 PV ModulesModules

Electrical Specifications

  Details  FS-270 FS-272 FS-275 FS-277

 Nominal Power: 

70W 72.5W 75W 77.5W

  Voltage:  65.5V 66.6V 68.2V 69.9V

  Current:  1.07A 1.09A 1.10A 1.11A

Page 48: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Módulo de CdTe

Que es lo que se compra?Que es lo que se compra?

Page 49: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

MODULO DE SILICIO AMORFO

Que es lo que se compra?Que es lo que se compra?

Page 50: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Propiedades eléctricas

Potencia Pico Típica 32 W Voltaje Pmax [Vp] 16.5 V

Corriente Pmax [Ip] 1.94 A

Corriente de corto circuito [Isc] 2.4 A Voltaje a circuito abierto [Voc] 23.8 V

Garantía 3 años

Dimensiones

Largo (56.3 in) Ancho (16.7 in) Profundidad (0.3 in) Peso (4.7 lbr)

MóMódulos dulos flexibles flexibles UUni-ni-

SSolarolar dede silicio silicio amorfoamorfo

Aplicación: Cargadores de baterías de 12

Volts

Page 51: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

PRECIOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS (2008)PRECIOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS (2008)

Fabricante Modelo Potencia [Watts]

Precio (2002)

(Dls)

Precio por Watt (Dls )

Area del Módulo (m2)

Precio W/m2(Dls )

Solarex (p) SA-2 2.2 $47.00 $21.36

Unisolar (a) US-5 5.25 $53.00 $10.60

0.105 $504.7

Siemens (cis)

ST-10 10 $104.00 $10.40

0.128 $812.5

Siemens (m) SM-20 20 $219.00 $10.95

0.186 $1177.4

Unisolar (a) US-32 32 $185.00 $5.78 0.527 $351

Kyocera (p) KC-35 35 $200.00 $5.71 0.307 $651.4

Solarex (p) SX-50M 50 $305.00 $6.10 0.514 $593.3

Kyocera (P) LA-51 51 $268.00 $5.25 0.438 $611.8

Siemens (m) SM 55 55 $319.00 $5.80 0.425 $705.5

Unisolar (a) US-64 64 $298.00 $4.66 1.01 $295

BP solar (m) BP75 75 $375.00 $5.00 0.646 $580.4

Solarex (p) MSX83 83 $479.00 $5.77 0.732 $654.3

Siemens (m) SR100 100 $485.00 $4.95 0.89 $544.9

Solarex (p) MSX120 120 $619.00 $4.99 1.098 $563.7

Kyocera (p) KC120 120 $585.00 $4.88 0.929 $629.7

m monocristal de silicio; p policristal de silicio; a silicio amorfo; cis cobre indio selenio

Page 52: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Si no hay luz solar, No hay Generación. Si no hay luz solar, No hay Generación.

Características de la Generación FVCaracterísticas de la Generación FV

El tipo de electricidad es Corriente DirectaEl tipo de electricidad es Corriente Directa

No hay costos asociados a combustiblesNo hay costos asociados a combustibles

El proceso es limpio sin ruidoEl proceso es limpio sin ruido

Necesidad de almacenamiento de energíaNecesidad de almacenamiento de energía

Page 53: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS: SISTEMAS FOTOVOLTAICOS: APLICACIONES APLICACIONES

CLASIFICACIÓN Y COMPONENTESCLASIFICACIÓN Y COMPONENTES

Page 54: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

ENERGÍA SOLARENERGÍA SOLAR

Recurso solar: 5,000 W-h/m2

ELECTRICIDADELECTRICIDAD¿CON QUÉ?¿CON QUÉ?

Tecnología FV: Segura, de larga vida, Confiable,

TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA

Page 55: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Potencial de GeneraciónPotencial de GeneraciónRecurso solar diario:

5.0 kW-hr/ m2 Eficiencia de Módulos FV’s:10%

Cuadrado de 10 m de lado

Generación de Energía: Generación de Energía: 50.0 kW-hr al día50.0 kW-hr al día

Page 56: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sonora Sn. Cristobal Tonalá UnidadesHrs - Pico 8 3.8 5.5 Al DíaPot. C/ Módulo 44 44 44 WattsEnergía 352 167.2 242 W - h

Arreglo FV 5 Módulos 220 220 220 WattsEnergía Total 1 760 836 1 210 W - h

Condiciones Standard

Módulo Fotovoltaico

Irradiancia : 1000 W/ m2; AM1.5;

Tm = 25ºC Pp = 55 W

Estimación de la energía generadaEstimación de la energía generada

Condiciones NOCT

Módulo Fotovoltaico

Irradiancia : 800 W/ m2; AM1.5;

Tm = 50ºC Pp = 44 W

Page 57: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

ALGUNAS ALGUNAS APLICACIONES DE LOS APLICACIONES DE LOS

SISTEMAS FV SISTEMAS FV

Page 58: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

REEREEMMPLAZANDO TECNOLOGÍAPLAZANDO TECNOLOGÍA

Page 59: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Recta de Carga con pendiente 1/R

L

Rectángulo de Área MáximaP

M = I

MxV

M

ICC

IM

VM

VCA

Corri

ente

(A)

Voltaje (V)

POSIBLES ACOPLAMIENTOSPOSIBLES ACOPLAMIENTOS

Carga

DIRECTODIRECTO

Page 60: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Operación directaOperación directa

15.83.0

VOLTÍMETRO volts

(-)

(+)

APERÍMETRO(Impedancia=0)

Iop =3.0 A CargaI

Sol

Modulo FV. SIMENS PCJ4

Voltaje, Corriente y Potencia de acoplamiento

Page 61: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Recta de Carga con pendiente 1/R

L

Rectángulo de Área MáximaP

M = I

MxV

M

ICC

IM

VM

VCA

Corri

ente

(A)

Voltaje (V)

AcoplamientoSin SMP

Acoplamientocon SMP

Posibles Acoplamientos : Posibles Acoplamientos : Con SMPCon SMP

CargaSMP

Page 62: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Posibles AcoplamientosPosibles Acoplamientos

BateríasBaterías

CargaBateríaControl

Page 63: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sistemas FV AutónomosSistemas FV Autónomos

Tableros de distribución o carga de Corriente Directa (CD)

ArregloFotovoltaico

Sistema de Generación de Energía Eléctrica

Sol

Conexión Directa

Page 64: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sistemas FV AutónomosSistemas FV Autónomos

ArregloFotovoltaico

Sistema de Control de Energía

Sistema de Generación de Energía Eléctrica

Sol

Seguidor de máxima potencia

Carga en Corriente Directa (CD)

Conexión con controlador de carga

Page 65: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sistemas FV AutónomosSistemas FV Autónomos

ArregloFotovoltaico

Sistema de Control de Energía

Sistema de Generación de Energía Eléctrica

Sistema de Almacenamiento de Energía

Carga en Corriente Directa (CD)

Sol

Banco de Baterías

Controlador de Carga

Conexión con almacenamiento

Page 66: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sistemas FV AutónomosSistemas FV Autónomos

Almacenamiento de Energía

Carga en CA

ArregloFotovoltaico

Sistema de Generación de Energía Eléctrica

Sol

Banco de

Baterías

CD/ CA

Acondicionamiento de Energía

Inversor

Sistema de Control de

Energía

Controladorde Carga

Conexión típica

Page 67: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Sistemas FV AutónomosSistemas FV Autónomos

ArregloFotovoltaico

DC =AC

Sistema de Control de Energía

Sistema de Generación de Energía Eléctrica

Sistema de Almacenamiento de Energía

Sistema de Acondicionamiento De Energía

Sol

Banco de Baterías

Inversor

Controladorde Carga

Tableros de distribución decarga en Corriente Alterna (CA)

Tableros de distribución de carga en Corriente Directa (CD)

Conexión con cargas CD y CA

Page 68: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Configuración típica Sistema FV autónomoConfiguración 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

Page 69: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Funcionamiento de un sistema Fv Funcionamiento de un sistema Fv conectado a la redconectado a la red

Page 70: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

ELECTRICIDADELECTRICIDAD¿Para que?¿Para que?

Programas de servicio público

Fomento de proyectos productivos

Incremento en el ingreso familiar

INCREMENTO DEL DESARROLLO SOCIAL POR MEDIO DE:

Iluminación básica, agua potable, servicios de salud, comunicación, educación a distancia.

Instauración de polos de

desarrollo económico

Mejora sustancial del nivel de vida del productor

AGRONEGOCIOS

APLICACIONES

Page 71: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Aplicaciones en el ámbito rural Aplicaciones en el ámbito rural

SERVICIOS COMUNITARIOSSERVICIOS COMUNITARIOS

COMUNICACIÓNCOMUNICACIÓN

ILUMINACIÓN BÁSICAILUMINACIÓN BÁSICA

EDUCACIÓN A DISTANCIAEDUCACIÓN A DISTANCIA

SERVICIOS DE SALUDSERVICIOS DE SALUD

BOMBEO DE AGUABOMBEO DE AGUA

AGRONEGOCIOSAGRONEGOCIOS

Page 72: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

AgronegociosAgronegocios

Energía para invernaderosEnergía para invernaderos

Pasteurización de tierrasPasteurización de tierras

Picadoras de productos agrícolasPicadoras de productos agrícolas

LavadoLavado

EmpaquetamientoEmpaquetamiento

Refrigeración Refrigeración

Page 73: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

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.No usa combustible. Usa la energía del Sol.

Puede operar automáticamente.Puede operar automáticamente.

Requiere poco mantenimiento.Requiere poco mantenimiento.

En muchos casos (no en todos) es una opción económica.En muchos casos (no en todos) es una opción económica.

Es confiable.Es confiable.

Se diseña adecuadamente a las necesidades del productorSe diseña adecuadamente a las necesidades del productor

Sistemas de bombeo fotovoltaicoSistemas de bombeo fotovoltaico

Page 74: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Bombeo de aguaBombeo de agua

Page 75: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Los costos de generación de electricidad están entre los $ 0.50 hasta $ 2.50 US dollar por kW-hr

Energía fotovoltaicaEnergía fotovoltaica

Page 76: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Ejemplos a replicarEjemplos a replicar

SERVICOS COMUNITARIOS EDUCACIÓN

AGUA PARA ABREVADEROS SERVICOS DOMÉSTICO

Page 77: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Usos específicosUsos específicos

Proyectos de beneficio social en zonas marginadasProyectos de beneficio social en zonas marginadas

Generación propia de energía y Generación propia de energía y Aportación de electricidad a la redAportación de electricidad a la red

Costo por Watt: $ 8.00 – 12.00 US dollarSistema instalado

Tasa de retorno: 9 años para 1 kW-p al costo de la tarifa actual

Sistemas distribuídosSistemas distribuídos

Page 78: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Usos específicosUsos específicos

Proyectos productivos agropecuariosProyectos productivos agropecuarios

Costo por Watt: $ 9.00 – 14.00 US dollarSistema instalado

Page 79: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Aplicaciones productivasAplicaciones productivas

RefrigeraciónRefrigeración

Page 80: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Producción de forrajeProducción de forraje

Page 81: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

APLICACIONESAPLICACIONES

FUERA DE LA REDFUERA DE LA RED CON LA RED ?CON LA RED ?

Vialidad económicaVialidad económica

Carga CD

Batería

CargaAcond.

InversorCD/CA

Carga CA

InversorCD/CA

Red CARed CA

Page 82: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Fomento en MéxicoFomento en México

Mexicali, BCVeracruz, Ver

Generación propia de energía y Generación propia de energía y Aportación de electricidad a la redAportación de electricidad a la red

Política actualPolítica actual Contrato de interconexión a la red bajo el

esquema de medición netaDeducciones fiscalesDel orden de 21 MW instalados

Page 83: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Notas finales tecnología FVNotas finales tecnología FV

Los nichos de aplicación en el ámbito rural son amplios,Los nichos de aplicación en el ámbito rural son amplios,

Es de larga duración (más de 20 años),Es de larga duración (más de 20 años),

Aunque la inversión inicial es alta, los tiempos de Aunque la inversión inicial es alta, los tiempos de amortización en proyectos productivos son cortos,amortización en proyectos productivos son cortos,

No genera desechos contaminantes ni contribuye al No genera desechos contaminantes ni contribuye al deterioro ambiental,deterioro ambiental,

Son una alternativa tecnológica y económica para la Son una alternativa tecnológica y económica para la generación de electricidad, ..y..generación de electricidad, ..y..

Puede justificarse económicamente para agronegocios Puede justificarse económicamente para agronegocios en zonas urbanasen zonas urbanas

Page 84: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

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 FVNotas finales tecnología FV

Page 85: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Perspectivas para el futuroPerspectivas 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

Page 86: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

Conclusiones: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.

Page 87: AARÓN SÁNCHEZ JUÁREZ

[email protected] www.cie.unam.mx

Gracias