la energía solar fotovoltaica en españa
TRANSCRIPT
I CONGRESO PROFESIONAL DE LA ENERGÍAI CONGRESO PROFESIONAL DE LA ENERGÍA
Madrid, 3 de noviembre de 2010.Madrid, 3 de noviembre de 2010.
PorJavier Anta Fernández
La Energía Solar Fotovoltaica en EspañaLa Energía Solar Fotovoltaica en EspañaJavier Anta Fernández
Presidente de ASIF
1
ASIF.
Una Asociación democrática, independiente y abierta a todas las empresas y entidades fotovoltaicas
españolas, que ahora presta servicio a 484 empresas.españolas, que ahora presta servicio a 484 empresas.
SOCIOS: 40 Fabricantes, 53 Promotores, 161 Instaladores, 40 Productores, 35 Distribuidores, 143 Otros (Ingenierías, Consultoras, Centros tecnológicos…)
2
C id i l
Índice
• Consideraciones generales– Una generación sui géneris. En suelo, en tejados … en cualquier sitio.– El efecto fotovoltaico. Tecnologíasg– Curva de aprendizaje.– La fotovoltaica en todo el mundo; creciendo.
La Foto oltaica en España• La Fotovoltaica en España– Mercado FV. Crecimiento, boom y frenazo.– Parque FV. Situación actual.– Impacto en Tarifa. Ajustes regulatorios.– España FV en el contexto europeo cercano.– La industria FV españolaLa industria FV española
• Futuro de la Fotovoltaica en España.– Previsiones de tarifas FV– Paridad de red– Planificación a 2020– Análisis DAFO– El Proyecto de la UE, PV Legal
• Conclusiones
C id i l
Índice
• Consideraciones generales– Una generación sui géneris. En suelo, en tejados … en cualquier sitio.– El efecto fotovoltaico. Tecnologíasg– Curva de aprendizaje.– La fotovoltaica en todo el mundo; creciendo.
La Foto oltaica en España• La Fotovoltaica en España– Mercado FV. Crecimiento, boom y frenazo.– Parque FV. Situación actual.– Impacto en Tarifa. Ajustes regulatorios.– España FV en el contexto europeo cercano.– La industria FV españolaLa industria FV española
• Futuro de la Fotovoltaica en España– Previsiones de tarifas FV– Paridad de red– Planificación a 2020– Análisis DAFO– El Proyecto de la UE, PV Legal
• Conclusiones
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA FV)ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA FV)Una generación eléctrica sui génerisg gUna forma muy sencilla de obtener electricidad
Modular
Integrable en el paisaje
Integrable en la edificaciónIntegrable en la edificación
Aplicable en núcleos urbanos
En naves, edificios, parkings
Sede de Google
10
En todas las partes del mundo
La célula FVLa célula FV
FUNCIONAMIENTO DE UNA CELULA FOTOVOLTAICAFUNCIONAMIENTO DE UNA CELULA FOTOVOLTAICA
1000 W 150 WLUZ SOLAR INCIDENTE
1000 W 150 WELECTRICOSMalla metálica superior
Malla metálica inferior
SILICIOCargas eléctricas internas
OBLEA DE
DOPADA
12
Producción de Silicio monocristalinoProducción de Silicio monocristalino
SILICIO DE GRADO METALURGICOSe utiliza como materia prima el dióxido de Silicio. El procesocomercial utiliza la cuarcita: forma cristalina del dióxido de Silicio.El Silicio puro se descompone al combinarlo con Carbón (coque:
Cristal germen
Proceso Czocharlski
p p ( qmadera y carbón), consiguiendo silicio ( de grado) metalúrgico.
SiO2 + 2C > Si + 2 CO
Siliciofundido
DE GRADO METALURGICO A GRADO SEMICONDUCTORSe necesita aumentar la pureza. El silicio metalúrgico se convierte enun compuesto volátil que se condensa y refina por destilaciónfraccionada. Un lecho de silicio grado metalúrgico se licua con ácido
Cristalclorhídrico en presencia de un catalizador de cobre:SiO2 + 3HCl > SiHCl3 + H2
Para extraer el silicio electrónico (para semiconductores) del SiHCl3
Corte del cristal para
(p ) 3se reduce con hidrógeno. El silicio se deposita en una fina capagranulada policristalina sobre un lingote de silicio calentadoeléctricamente.
SiHCl3 + H2 > Si + 3HClformar obleas3 2
13
La oblea de silicio dopada.La oblea de silicio dopada.
Luz solarLuz solar
Región nDopado con P
30 micras
Región pDopado con BMaterial base
170 micras
Material base
14
Estructura del SilicioEstructura del Silicio
Enlaces covalentes en el Silicio cristalino
Atomo de Silicio mostrandocapa mas externa con cuatro
electrones
-electrones
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
-- -
Cuando se forma el cristal se unen los átomospara formar la retícula cristalina.Cada uno de los cuatro electrones de la capa
Si Si Si Si
Si Si Si SiCada uno de los cuatro electrones de la capamas externa forma un enlace con un electrónde un átomo adyacente.El dibujo es en dos dimensiones para clarificar
Si Si Si Si
Si Si Si SiEl dibujo es en dos dimensiones para clarificarla imagen, pero en realidad la estructuracristalina es tridimensional.
15
Dopado del Silicio Dopado del Silicio -- tipo ptipo p
Estructura de Silicio con impurezas de Boro
Átomo de Boro mostrandocapa mas externa con tres
l t
-
electrones
Si Si Si Si
- -Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Las impurezas de Boro se introducen en laestructura del cristal de silicio al mismotiempo q e este se forma
Si B Si Sitiempo que este se forma.
El silicio comparte sus 4 electrones pero alBoro le falta un electrón por combinar y la
Si Si Si SiBoro le falta un electrón por combinar y laestructura resultante es positiva.
HUECO 16
Dopado del Silicio Dopado del Silicio -- tipo ntipo n
E d Sili iÁt d Fó f t d
-
Estructura de Silicio con impurezas de Fósforo
Átomo de Fósforo mostrandocapa mas externa con cinco
electrones
- Si Si Si Si- -
- - Si Si Si Si
Las impurezas de Fósforo se introducen en lasuperficie frontal por difusión.
Si P Si Si
-El Fósforo comparte 4 de sus electrones concuatro átomos de Silicio, y le queda unelectrón sin combinar por lo que la estructura
Si Si Si Si
electrón sin combinar, por lo que la estructuraresultante es negativa.
ELECTRON17
Unión pUnión p--n de la célulan de la célula
Unión p-n == Campo eléctrico
+ + + +- - - - -- - - - -
Campo eléctrico
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + +
El campo eléctrico se crea por difusión de huecos y electrones en la zona de unión18
Átomo de silicio bajo los rayos del solÁtomo de silicio bajo los rayos del sol
ÁTOMO NO COMPENSADO ELÉCTRICAMENTE, CARGADO POSITIVAMENTECARGADO POSITIVAMENTE
FOTÓN
HUECO +HUECO
-ELECTRON LIBRE, CARGADO NEGATIVAMENTE
19
Unión pUnión p--n de la célula bajo la luz solar n de la célula bajo la luz solar
-En la interfase hay un intercambio de huecos y electrones, creándose un campo eléctrico.-El campo eléctrico confina electrones (-) en el lado n.- El campo eléctrico confina huecos (+) en el lado p.
La luz al incidir en los átomos de silicio crea huecos y electrones libres- La luz al incidir en los átomos de silicio crea huecos y electrones libres.- En el lado n los electrones ocupan los huecos creados y dejan cargas negativas libres.- En el lado p los huecos son ocupados por los electrones creados y dejan cargas positivas libres.- Cuando se cierra el circuito entre la parte n y p, circulan las cargas negativas (en la parte n) yCuando se cierra el circuito entre la parte n y p, circulan las cargas negativas (en la parte n) y positivas (en la parte p) creadas por la incidencia de la luz.
Luz solarLuz solarn
----------e e e e e e
-e e e e e e e e e e e e e y + =0 ----------e e e e e e
Sip
+ + + + - - - - -
+ + + +- - - - -
e e e e e e V= 0,6 Ve e e e e e
h h h h h hh h h h h h
h h h h h h
e y + 0+ + + +- - - - -e e e e e e
h h h h h h
+h h h h h hh h h h h hh h h h h hh h h h h h
h h h h h hh h h h h hh h h h h hh h h h h h h y - =0
h h h h h hh h h h h hh h h h h hh h h h h h
Si
+++++++++++h h h h h hh h h h h h h h h h h h
h h h h h hh h h h h h
+++++++++++
h h h h h hh h h h h h
+
Tecnologías FV. Tecnologías FV.
21
Una reducción de costes significativa.Una reducción de costes significativa.
Costes FV C d i i
Curva de Experiencia FV desde 1979 ($ de 2008/Wp)
Desarrollo con base a la FV aisladaCostes FV Curva de experiencia
Porcentaje de progreso: 82%
PrevisiónReal 2000-2010
Producción propia de polisilicioDesarrollo con base a la FV conectada a red
Coste de producción FV = Precio de la distribuidora
Capa
1 10 100 1.000 10.000 100.000
pdelgada
Potencia acumulada mundial MWp
No se perciben impedimentosNo se perciben impedimentosNo se perciben impedimentos No se perciben impedimentos (de materia prima, tecnológicas, por falta de superficie etc.) (de materia prima, tecnológicas, por falta de superficie etc.)
para una extrapolación de la curva.para una extrapolación de la curva.22
Costes del apoyo a la curva de experienciaCostes del apoyo a la curva de experiencia
Coste FV
Coste convencional
COSTE DEL APOYO
23
MercadosMercados
FUENTE: EPIA
24
Datos del mercado FV. AnualDatos del mercado FV. Anual
Fuente: EPIA25
Datos del mercado FV. AcumuladoDatos del mercado FV. Acumulado
Fuente: EPIA
Previsones para el mercado FV. AnualPrevisones para el mercado FV. Anual
Fuente: EPIA27
C id i l
Índice
• Consideraciones generales– Una generación sui géneris. En suelo, en tejados … en cualquier sitio.– El efecto fotovoltaico. Tecnologíasg– Curva de aprendizaje.– La fotovoltaica en todo el mundo; creciendo.
La Foto oltaica en España• La Fotovoltaica en España– Mercado FV. Crecimiento, boom y frenazo.– Parque FV. Situación actual.– Impacto en Tarifa. Ajustes regulatorios.– España FV en el contexto europeo cercano.– La industria FV españolaLa industria FV española
• Futuro de la Fotovoltaica en España.– Previsiones de tarifas FV– Paridad de red– Planificación a 2020– Análisis DAFO– El Proyecto de la UE, PV Legal
• Conclusiones
FV en España 2004FV en España 2004-- 2009.2009.
RD 661/2007RD 661/2007 RD 1578/2008RD 1578/2008RD 436/2004RD 436/2004
<1% Aislado> 30% Aislado
30003500
1000150020002500
MW Crecimiento insostenible
33220
5001000
2004 2005 2006 2007 2008 2009En el año Año anterior Acumulado
Aislado29
Evolución del mercado FV en EspañaEvolución del mercado FV en España
MUY FAVORABLES CONDICIONESPERIODO TRANSITORIO Y UNA REGULACIÓN RESTRICTIVA
“Crecimiento de proporciones increíbles” (Consejero de la CNE)
PLANIFICACIÓN PER 2005- 2010
31
El Parque FV en España El Parque FV en España
El Parque FV hasta el año 2009, ha estado dominado por las instalaciones en suelo y silicio cristalino; el futuro será 2/3 tejados y 1/3 suelo y se apreciará la
penetración de las tecnologías de capa delgada.32
Cobertura de demanda eléctricaCobertura de demanda eléctrica
La FV cuando está presente permite reducir la demanda eléctrica pico entre un 3% y un 6%
L ió l f t lt i t fil d
La FV cuando está presente permite reducir la demanda eléctrica pico entre un 3% y un 6%
Simulación de la contribución de la energía FV a la cobertura del pico de demanda en verano (GWh) Comentarios
La generación solar fotovoltaica presenta un perfil de producción concentrado en los meses de marzo a septiembre y en las horas centrales del día− Perfil óptimo para cubrir la demanda punta del
sistema en este periodo40.000
Demanda Eléctrica Real (5 Junio 2009) Demanda Aparente - 3 GW FVGWh
A B
30.000
Resultados de la simulación
Contribución FV
Demanda aparente máxima
A B
A B
95,4%
20.000
GWh % GWh %
Sin FV 33.398 100,0
3 GW FV 31 878 95 4
La FV genera cuando se la necesita.La FV genera cuando se la necesita.
10.000
(2009) 31.878 95,4
Aunque la FV genera cuando el sistema la Aunque la FV genera cuando el sistema la
01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Horas del día
necesita y es predecible en lo que a horas de necesita y es predecible en lo que a horas de producción se refiere y en cuanto a cantidad producción se refiere y en cuanto a cantidad
media diaria, requiere necesariamente media diaria, requiere necesariamente complementarse con otras fuentes, para prever complementarse con otras fuentes, para prever
la producción menor en invierno que en la producción menor en invierno que en verano los días de poca insolación dentro deverano los días de poca insolación dentro de
Nota 1: Se considera 100% energía distribuidaNota 2: Se considera un rendimiento de generación de energía fotovoltaica de 1.400 kWh/kWpFuente: CNE; Análisis KPMG
verano, los días de poca insolación dentro de verano, los días de poca insolación dentro de un mes determinado, y las horas con nubes un mes determinado, y las horas con nubes
dentro de un día previsto como soleado.dentro de un día previsto como soleado.
33
La FV en EspañaLa FV en España
La FV, más efectiva en verano34
La FV en EspañaLa FV en España
La FV, produce electricidad cuando se la necesita.35
La generación en España en Régimen Especial a finales de 2009*. La generación en España en Régimen Especial a finales de 2009*.
Instalaciones FV:Instalaciones FV:en el 2010 a 27 centen el 2010 a 27 cent€€/kWh/kWhen 2011 (E): 14 centen 2011 (E): 14 cent€€/kWh/kWh
36
Diferencia de prioridades entre Sector y MITyC Diferencia de prioridades entre Sector y MITyC
37
Discrepancias con la propuesta de regulaciónDiscrepancias con la propuesta de regulación
38
España FVEspaña FV
39
Alemania FVAlemania FV
40
Francia FVFrancia FV
41
Italia FVItalia FV
42
Comparativa de mercados FV (MW/año)Comparativa de mercados FV (MW/año)
43
Alemania FVAlemania FV
44
Francia FVFrancia FV
45
Italia FVItalia FV
46
EspañaEspaña
47
Comparativa de mercados FV (potencia acumulada)Comparativa de mercados FV (potencia acumulada)
48
Correlación MercadoCorrelación Mercado--Industria. AlemaniaIndustria. Alemania
49
Correlación MercadoCorrelación Mercado--Industria. EspañaIndustria. España
50
Evolución de la fabricación en EspañaEvolución de la fabricación en España
Las fábricas operaron al 25% de su capacidadLas fábricas operaron al 25% de su capacidad y exportaron más del 75% de su producción
51
Evolución del empleo fotovoltaico en EspañaEvolución del empleo fotovoltaico en España
Desde el boom de 2008 el sector ha perdido el 90% delDesde el boom de 2008 el sector ha perdido el 90% del empleo temporal y el 30% del empleo fijo
52
Industria FV fuerteIndustria FV fuerte
Cubriendo todos los eslabones de la cadena de valor
53
Las empresas FV españolas… compitiendo.Las empresas FV españolas… compitiendo.
Italia Francia EE UU OtrosItalia
Salida en un futuro próximo
Francia EE.UU. Otros
18%
100%
60%
80%
% Salida en 2009
65%
40%
60%
20%
Salida antes de 2009
17%
60% 80% 100%20%0% 40%0%
Empresas compitiendo en Europa y el mundoEmpresas compitiendo en Europa y el mundo
Salida al exterior del sector fotovoltaico españolSalida al exterior del sector fotovoltaico español
Un 50% de las empresas del sector se ha visto obligado aUn 50% de las empresas del sector se ha visto obligado a salir al exterior para sobrevivir
55
C id i l
Índice
• Consideraciones generales– Una generación sui géneris. En suelo, en tejados … en cualquier sitio.– El efecto fotovoltaico. Tecnologíasg– Curva de aprendizaje.– La fotovoltaica en todo el mundo; creciendo.
La Foto oltaica en España• La Fotovoltaica en España– Mercado FV. Crecimiento, boom y frenazo.– Parque FV. Situación actual.– Impacto en Tarifa. Ajustes regulatorios.– España FV en el contexto europeo cercano.– La industria FV españolaLa industria FV española
• Futuro de la Fotovoltaica en España– Previsiones de tarifas FV– Paridad de red– Planificación a 2020– Análisis DAFO– El Proyecto de la UE, PV Legal
• Conclusiones
Evolución fotovoltaica prevista en el PANEREvolución fotovoltaica prevista en el PANER
57
Tarifa FV (cTarifa FV (c€€/kWh). RPR/kWh). RPR
c€/kWh
58
La paridad con al red. Autoconsumo. La paridad con al red. Autoconsumo.
35
c€/kWh
Instalaciones P< 20kW en el centro de España
20
25
30PARIDAD DE RED
EN 2016 Tarifa FV
10
15
20Subida del precio variable del kWh yde los impuestos que no deba pagarel autoconsumidor.
0
5
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Todo los kWh FV que se Todo los kWh FV que se autoconsumieranautoconsumieran, dejarían de impactar en la tarifa eléctrica., dejarían de impactar en la tarifa eléctrica.
EstudioEstudio parapara
http://www.asif.org/files/2010_KPMG_Fotovoltaico_Conclusiones_Definitivo_15Ene.pdf
59
Precio de referencia de la electricidad.Precio de referencia de la electricidad.
Paridad con la red: Tarifa FV = Precio de referencia de la electricidad
El precio de referencia de la electricidad: el TEU incluyendo tanto el CE como el TEA, además del Impuesto Especial de la Electricidad (IEE), con la excepción del productor distinto de consumidor.
60
Paridad con la red según aplicacionesParidad con la red según aplicaciones
- La paridad de red, aún teniendo en cuenta que hay que pagar el componente de potencia de la tarifa a la empresa distribuidora, se alcanza en tejados en distintos momentos de este década:
P< 20kWP< 20kW<2016
20kW>P>100kW<2017<2017
100kW>P>2MW100kW>P>2MW<2018
Suelo
61
Suelo>2020
Análisis DAFO de la FV en EspañaAnálisis DAFO de la FV en España
Debilidades• Limitantes, complejos y caros procedimientos administrativos.j y• Complicados y caros procedimientos para conectarse con la red.• Situación económica de España y del sistema eléctrico (déficit tarifario).
AAmenazas• Cambios regulatorios desfavorables.• Oposición de tecnologias desplazadas a un mayor penetración de la FV en el mix eléctrico.• Otras tecnologías solares más competitivas que la FV para alcanzar los objetivos del 2020• Otras tecnologías solares más competitivas que la FV para alcanzar los objetivos del 2020.
FortalezasAlt i di ió lt t t• Alta irradiación y no muy altas temperaturas.
• Una industria FV fuerte y dando productos de calidad competitivos a escala mundial.• Determination del Sector por superar las presentes dificultades y problemas.
Oportunidades• Los objetivos de la UE para 2020 (20% de la energía primaria debe ser de origen renovable).• La paridad de red y al autoconsumo.La paridad de red y al autoconsumo.• El proyecto PV Legal.
62
El El ProyectoProyecto PV PV LegalLegal
Preliminary National Advisory
Paper
National Forum
National Advisory
PaperNational
WorkshopPaper
6363
C id i l
Índice
• Consideraciones generales– Una generación sui géneris. En suelo, en tejados … en cualquier sitio.– El efecto fotovoltaico. Tecnologíasg– Curva de aprendizaje.– La fotovoltaica en todo el mundo; creciendo.
La Foto oltaica en España• La Fotovoltaica en España– Mercado FV. Crecimiento, boom y frenazo.– Parque FV. Situación actual.– Impacto en Tarifa. Ajustes regulatorios.– España FV en el contexto europeo cercano.– La industria FV españolaLa industria FV española
• Futuro de la Fotovoltaica en España– Previsiones de tarifas FV– Paridad de red– Planificación a 2020– Análisis DAFO– El Proyecto de la UE, PV Legal
• Conclusiones
ConclusionesConclusiones
•• LaLa tecnologíatecnología SolarSolar FotovoltaicaFotovoltaica proporcionaproporciona unauna formaforma muymuy limpia,limpia,modularmodular yy sencillasencilla dede generargenerar electricidadelectricidad aplicableaplicable enen todostodos loslosmodularmodular yy sencillasencilla dede generargenerar electricidad,electricidad, aplicableaplicable enen todostodos loslosentornosentornos yy enen todotodo elel mundomundo..
•• EstaEsta tecnologíatecnología solarsolar presentapresenta unauna curvacurva dede experienciaexperiencia muymuy positivapositiva yynono sese percibenperciben impedimentosimpedimentos técnicostécnicos parapara susu extrapolaciónextrapolación..
•• LosLos erroreserrores queque sese hayanhayan podidopodido producirproducir enen elel pasado,pasado, nono debendebeni dii di ll tt hh ii dd l t il t iimpedirimpedir lala puestapuesta enen marchamarcha yy perseveranciaperseverancia dede apoyosapoyos regulatoriosregulatoriossostenibles,sostenibles, queque permitanpermitan aa EspañaEspaña alcanzaralcanzar enen estaesta década,década, lala madurezmadurezeconómicaeconómica comocomo generacióngeneración eléctricaeléctrica enen aplicacionesaplicaciones cercanascercanas alal
i d di ti d di t dd óó d fid fi tt id did dconsumo,consumo, independienteindependiente dede cómocómo sese definadefina estaesta paridadparidad..
Al dAl d ll idid dd dd áá d ld l ll i d di d d ll•• AlcanzadaAlcanzada lala paridaparida dede red,red, sese empezaráempezará aa devolverdevolver aa lala sociedadsociedad lalacantidadcantidad invertidainvertida enen susu desarrollo,desarrollo, contabilizándolacontabilizándola concon métodosmétodostradicionalestradicionales.. 65