ENERGÍAS RENOVABLES: FOTOVOLTAICA Y TERMAS

SOLARES

ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas.

¿Qué proveen los sistemas FV?• Electricidad (CA/CC)

• Agua de bombeo

…pero también…

Confiabilidad

Simplicidad

Modularidad

Imagen

Silencio

Componentes de Sistemas FV• Módulos

• Almacenamiento: baterías,tanque

• Acondicionador deElectricidad

Inversor

Controlador de Carga

Rectificador

Convertidor CC-CC

• Otros generadores: diesel/gasolina, turbina eólica

• Bomba

Sistemas FV Conectados a la Red

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica (SFCR) constituyen una de las aplicaciones de la Energía Solar Fotovoltaica que más atención están recibiendo en los últimos años, dado su elevado potencial de utilización en zonas urbanizadas próximas a la red eléctrica. Estos sistemas están compuestos por un generador fotovoltaico que se encuentra conectado a la red eléctrica convencional a través de un inversor, produciéndose un intercambio energético entre ésta y el sistema fotovoltaico, característico de este tipo de instalaciones. Así, el sistema inyecta energía en la red cuando su producción supera al consumo local, y extrae energía de ella en caso contrario.

Generación

Distribuida

Contador

Contador

Red

Eléctrica

Planta

Centralizada FV

Sistemas No Conectados a la Red

La diferencia fundamental entre un sistema fotovoltaico autónomo y los conectados a red, consiste en la ausencia, en este último caso, del subsistema de acumulación, formado por la batería y la regulación de carga. Además, el inversor, en los sistemas conectados a red, deberá estar en fase con la con la tensión de la red.

Arreglo FV

Grupo

Electrógeno

Acondicionador

de Potencia

Banco de

Baterías

Transmisor de TV-Radio

Sistemas de Bombeo de Agua Es una aplicación de especial interés en sistema

s aislados (comunidades rurales, aplicaciones agrícolas y ganaderas).

El aumento de la demanda de los sistemas fotovoltaicos de 

bombeo está asociado a tres factores principales:

Eficiencia y fiabilidad de las instalaciones. Grado de satisfacción del usuario final. Amortización del sistema a corto plazo.

Un sistema fotovoltaico de bombeo de agua consta de los siguientes elementos:

Generador fotovoltaico. Estructura fija. Tecnología 

policristalina y monocristalina principalmente (Estudiado en SFA)

Motor bomba. Conjunto compacto. Centrífugas o de  desplazamiento positivo. DC o AC. Sumergible o de superficie. con escobillas o sin escobillas.

Sistema de acondicionamiento de potencia. Conversores DC/

AC. Conversores DC/DC. Convertidores de frecuencia.

Sistema de almacenamiento. Baterías o depósitos de 

almacenamiento.

Pozo y sistema de tuberías Especial atención con: Abatimiento 

del pozo y perdidas de carga.

Recursos Solares

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

Mayores ángulos de inclinación

(latitud +15º)

Sistemas híbridos

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

Rastreadores cuando se requiera una

alta proporción del haz de radiación

Ejemplos de Costos de Sistemas FV Casa conectada a red, 1 kW

(38ºN, California)

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

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

Ejemplos: India y USA

Sistemas FV de Bombeo de Agua

• Efectivo en costos cuando no está conectada a la red

• Correlación de cargas Almacenamiento en tanque de agua

Correlación de carga estacional

• Calidad de agua mejorada

• Conveniente

• Confiable

• Simple

Agua Doméstica

Sistema de Agua para Ganado

TERMAS SOLARES

La experiencia de calentamiento solar de agua en el país viene desde inicios de siglo en la ciudad de Arequipa, en donde se instalaron termas solares para uso doméstico.El ITINTEC y algunas universidades nacionales recogieron esta larga experiencia para desarrollar termas solares de agua domésticos.

Actualmente se estima una producción mayor a cien metros cuadrados de colectores solares por mes.Se venden principalmente en la ciudad de Arequipa. Sin embargo, una gran demanda de termas solares proviene también de otros lugares del país, tales como Tumbes, Piura, Cajamarca, Chiclayo, Trujillo, Lima, Ica, Cusco, Tacna y Puno.

Si cada terma solar de uso doméstico transforma 3 kWh de energía solar al día, 5,000 termas transformarán 15 MWh, lo que corresponde (según el uso promedio diario de instalaciones termoeléctricas) a una planta de 3 MW.

Potencial de uso de termas solares en el Perú

Las termas solares se pueden utilizar con excelentes resultados en toda la costa y sierra, principalmente en Arequipa, Moquegua y Tacna; en las Regiones Grau, Nor Oriental del Marañón, Libertad y Chavín.

Su aprovechamiento sirve para uso doméstico (higiene y cocina) para locales sanitarios (postas médicas) en la pequeña industria (lavanderías vecinales, camales, avicultura, etc.)

Su rango de operación esta entre los 20 – 100 °C.

Las capacidades de las termas solares tanto las de fabricación local como las importadas varían entre 50 – 2000 litros.

Para el Perú puede considerarse dependiendo de la región y de los materiales de construcción el valor de 60 – 70 litros / m2 de superficie

Aplicaciones

En turismo se dedica típicamente un 25% a 35% de su energía en aplicaciones térmicas

Lavandería Agua caliente para

baño, piscina, restaurante y cocción de alimentos

Los Sistemas Grandes Proporcionan Grandes Ahorros

Los Tanques de almacenamiento están diseñados para conservar caliente el agua para un uso posterior

La conservación del agua y la tecnología solar pueden ahorrar dinero a los hoteles.

Las termas solares han mejorado en calidad y proporcionan ahorros a corto plazo

Considere un estudio energético y económico para determinar ahorros potenciales para oportunidades solares