CENTRO NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES NATIONAL RENEWABLE ENERGY CENTER

LA AUTOGENERACIÓN Y EL AUTOCONSUMO CON ENERGÍA

SOLAR FOTOVOLTAICA: CONCEPTOS, TIPOLOGÍA, TENDENCIAS.

1

Dra. Ana Rosa Lagunas Alonso Directora, Departamento Energía Solar Fotovoltaica Murcia, 18 de Marzo de 2016

LA AUTOGENERACIÓN Y EL AUTOCONSUMO CON ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA: CONCEPTOS, TIPOLOGÍA, TENDENCIAS.

1 INTRODUCCIÓN 2 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO” Y LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA 3 TENDENCIAS DEL MERCADO FOTOVOLTAICO 4 LA EXPERIENCIA INTERNACIONAL: ALEMANIA, ESTADOS UNIDOS, JAPÓN 5 CONCLUSIONES

2

1.1 INTRODUCCIÓN

3

Energía Solar Fotovoltaica: Aquélla obtenida por conversión directa de la radiación solar en electricidad

Ventajas de índole técnica: • Conversión directa radiación solar-electricidad • Recurso (sol) seguro, inagotable y no contaminante • Versatilidad de utilización (modularidad de las instalaciones) • Posibilidad de integración arquitectónica (sustituyendo a elementos

constructivos) o en productos de consumo que requieran electricidad • Generación de oportunidades de desarrollo tecnológico e innovación

(materiales, aplicaciones…)

¿Qué es la energía solar fotovoltaica? Ventajas y beneficios

Energía Solar Fotovoltaica: Aquélla obtenida por conversión directa de la radiación solar en electricidad

Beneficios de carácter económico-social:

• Proximidad al ciudadano: energía distribuida frente al modelo centralizado de grandes plantas

• Reducción de las pérdidas por transporte si se consume en punto de uso • Rentable como inversión (planteamientos iniciales de Tarifa añadida pero ya

existe paridad de red e incluso generación a menor coste) • Creación de puestos de trabajo asociados a la fabricación de componentes,

instalación y mantenimiento de las instalaciones • Disponemos de un abundante recurso solar en España

¿Qué es la energía solar fotovoltaica? Ventajas y beneficios

Canarias

1.1 INTRODUCCIÓN: LA SITUACIÓN DE LA FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA

6

Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en España

2 4 5 7 10 23 86

544

2.707

17

427 410 277122 21 -5

12 16 21 28 38 61 147

691

3.398 3.4153.842

4.2524.529 4.651 4672 4.667

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

-500

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

AccumulatedPower (MW)

Annual Installed capacity (MW)

Evolution of Installed PV

Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en España

Cobertura de la demanda eléctrica (%) por fuentes renovables

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

35,0%

40,0%

45,0%

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Renewable Thermal

Solar Thermal

Solar PV

Wind Energy

Hidraulic

• Estabilización entre 2010-2012 • Descenso por primera vez en 2015 • FV se mantiene en un 3,1%

Evolución de la producción eléctrica en España (todas las energías)

• Demanda no es constante todos los años • En 2015 carbón superó a eolica y ciclo combinado a hidraulica • FV mantiene su 3% estable desde 2011

Evolución de la cobertura eléctrica mensual por Fotovoltaica

• Máximo en los meses de verano • En 2015, descenso del porcentaje de cobertura debido a las altas temperaturas

y la elevada demanda de refrigeración

Evolución anual de la potencia fotovoltaica instalada comparada con el PER (2011-2020)

4,252 4,529 4,651 4,672 4,667

5,7166,047

6,410 6,8107,250

0,410

0,277

0,122

0,021 -0,005

0,300

0,3300,364

0,4000,440

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Plan

ned

Accu

mul

ated

Pow

er (M

W)

Annu

al P

ower

(MW

)

Evolution of Annual and Planned Accumulated PV Power

Planned Accumulated Power Annual Power

Miles Miles← Real Estimated →

• Previsiones de IDAE para cumplimiento de objetivos de programa nacional. • Este escenario no contempla la opción de grandes plantas sin tarifa • Parece demasiado para autoconsumo

300MW/año aprox. Retraso próximo a 1GW

Evolución anual de la Tarifa

37,00

44,03

34,00 34,00

32,19

27,38

5,944,42 4,20 5,03

32,00 32,0028,68

19,32

5,944,42 4,20 5,03

44,03

29,0825,86

12,50

4,42 4,20 5,03

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50CC

/kW

h

Years

Evolution of PV Feed-in-Tariff

Type I.2

Type I.1

Type II

-

-5 %

• La evolución de la tarifa ha guiado el descenso en la instalación de potencia FV

Evolución mensual del precio spot promedio

• Valor medio en 2015 fue 5,03cc€/kWh superior a 4,20cc€/kWh en 2014

Potencia FV conectada a red por Comunidades autónomas (2014)

923870

561494

439349

265167 166 161

86 78 66 26 16 2 1 00

100200300400500600700800900

1000

MWPower Connected by CC.AA

total: 4670 MW

• En primer lugar las regiones más insoladas • Murcia ocupa el 5º lugar • Navarra está al nivel de las islas Canarias

Generación eléctrica (GWh) mediante FV por Comunidades autónomas (a 2014)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

GWh

2010

2011

2012

2013

2014

Generación eléctrica mediante FV por Comunidades autónomas: % cobertura de la demanda (a 2014)

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

%

2010

2011

2012

2013

2014

Generación eléctrica mediante FV por Comunidades autónomas: MWh per capita

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

MWh FVper capita

2010

2011

2012

2013

2014

2 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO” Y LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA

19

La evolución en tecnología fotovoltaica

A finales de 2015 había un total de 178GW de fotovoltaica instalados a nivel mundial.

Tras un ligero parón durante el año 2012, la producción mundial FV volvió a crecer durante 2013 (hasta aprox. 40GW) y parece que en 2015 se ha aproximado a 50GW.

La instalación de FV en Europa ha caído de forma importante. Sin embargo, a nivel global, se ha producido un incremento importante durante

debido al crecimiento de China, Japón y USA.

¿Qué está dirigiendo este desarrollo de la energía Solar Fotovoltaica en la actualidad?

La evolución de la tecnología fotovoltaica

¿Qué está dirigiendo este desarrollo de la energía Solar Fotovoltaica en la actualidad?

FIT casi eliminadas (no aspectos puramente economicistas) Espíritu “verde” (es relativo) …

Coste del kWh generado

¿Cómo se está consiguiendo controlar o reducir el coste del kWh generado?

La evolución de la tecnología fotovoltaica

Alternativas para la reducción del coste del kWh generado por medios FV

Aumento de eficiencia de conversión de células Aumento de durabilidad en buenas condiciones de uso Diseño óptimo de la instalación FV según condiciones de

recurso Productos fotovoltaicos que aporten valor añadido (BIPV) Otras alternativas de integración de la FV.

Existen parámetros para caracterizar estos avances

Parámetros para caracterizar la tecnología y la generación

Coste “nivelado” del kWh generado: LCOE (Levelized Cost Of Electricity)

Coste de los componentes y tiempo de funcionamiento estimado Diseño de la instalación FV (PR o rendimiento global) Condiciones de irradiación en el emplazamiento de la instalación Aspectos financieros, O&M…

“Tiempo de retorno del coste energético utilizado”: EPBT (Energy Payback time)

Depende de la tecnología donde se encuentre la instalación fotovoltaica …

Tiempo de Payback energético:

Irrad. Global: 1925 (kWh/m²)/año, Irrad. Normal Directa: 1794 (kWh/m²)/año

Evolución del tiempo de “Payback” energético para distintas tecnologías

Data: M.J. de Wild-Scholten 2013; CPV data: “Environmental Sustainability of Concentrator PV Systems: Preliminary LCA Results of the

Apollon Project“ 5th World Conference on PV Energy Conversion. Valencia, Spain, 6-10 September 2010. Graph: PSE AG 2014

“payback” energético sobre tejados: Silicio multicristalino

Tiempo para pago del coste energético de la tecnología de mc-Si según geografía

1,2 años

2,1 años

<600 1000 1400 1600 >2200

Data: M.J. de Wild-Scholten 2013. Image: JRC European Commision. Graph: PSE AG 2014 (Modified scale with updated data from PSE AG and FraunhoferISE)

(kWh/m²)/año

2.1 EL TÉRMINO “AUTOCONSUMO”

26

Sistemas fotovoltaicos conectados a la red: • Plantas de producción masiva • Instalaciones sobre tejados de edificios • Integración arquitectónica (recubrimientos de fachadas, parasoles,

pérgolas, lamas en ventanas, tejas…)

Tipos de instalaciones fotovoltaicas: conectadas a la red

Sistemas fotovoltaicos aislados • Viviendas aisladas, complejos turísticos • Señales de tráfico • Cargadores para productos de consumo • Comunidades de regantes

Tipos de instalaciones fotovoltaicas: aisladas

Producen electricidad y la consumen en la misma ubicación “PROSUMIDORES” de PROductor y conSUMIDOR

Sistemas fotovoltaicos: • Plantas de producción masiva (junto a un punto de consumo) • Instalaciones sobre tejados de edificios (dimensionadas para la actividad

en el interior) • Integración arquitectónica (recubrimientos de fachadas, parasoles,

pérgolas, lamas en ventanas, tejas…)

Tipos de instalaciones fotovoltaicas

También podrían ser PROSUMIDORES

• Como sistemas aislados no tendrían problema siempre que en su esquema de funcionamiento esté integrado el almacenamiento

• Si utilizan la red como “respaldo” están sometidos a la regulación existente (diferente en cada país).

A la vista de los costes de generación eléctrica mediante fotovoltaica en determinadas áreas geográficas, y de los precios del kWh comprado, la opción del autoconsumo aparece muy atractiva no solo en los entornos aislados La regulación del autoconsumo es variable entre los distintos países, en algunos casos lo fomenta mientras que en otros resulta desmotivador. Existen disponibles componentes con condiciones de durabilidad adecuadas para asegurar la capacidad de generación mediante fotovoltaica. La seguridad (eléctrica, mecánica…) también puede ser garantizada por un buen diseño de la planta fotovoltaica

Requisitos y condicionantes para el autoconsumo

Una alternativa clara para conseguir el desarrollo de las posibilidades del autoconsumo está en la disponibilidad de “almacenamiento eléctrico” de unas características técnicas y económicas adecuadas

CENER Y LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA

31

Sistema-Ciencia-Tecnología-Empresa 1. Introducción

Investigación básica

Investigación aplicada

Desarrollo tecnológico

Servicios tecnológicos

Ingeniería Producción Industrial

Projectos I+D Certificación Pruebas

Infraestructuras 1. Introducción

Headquarters Sarriguren

Wind Test Laboratory Sangüesa

Oficinas Sevilla

Second Generation Biofules Centre Aoiz

Microgrid, Sangüesa Experimental Wind Farm

1. INTRODUCCIÓN Solar Fotovoltaica

SOLAR FOTOVOLTAICA 2. Organización

21+ personas, técnicos, ingenieros, científicos y doctores

2 áreas de actividad: •Sistemas Fotovoltaicos:

• Plantas Fotovoltaicas • Laboratorio de inversores fotovoltaicos • Laboratorio acreditado para prueba de módulos fotovoltaicos

• Células fotovoltaicas

• Laboratorio para caracterización de materiales y células fotovoltaicas

• Laboratorio para procesos de producción de células fotovoltaicas

Actividad de I+D+i, consultoria y servicios

3. Sistemas Fotovoltaicos SOLAR FOTOVOLTAICA

Instalaciones Fotovoltaicas: Actividades previas a la construcción • Evaluación del recurso Solar y Producción específica esperable en los emplazamientos para planta fotovoltaica.

• “Due Diligence” completa de los proyectos para Instalación Fotovoltaica

• Diseño y anteproyecto para instalaciones fotovoltaicas • Asesoramiento a inversores en aplicaciones fotovoltaicas e informes de “bankability” de componentes.

Asistencia técnica para actividades de Puesta en marcha Actividades posteriores a la construcción • Monitorización y seguimiento de la producción energética de las plantas

• Evaluación del rendimiento (PR) y análisis de resultados • Resolución de problemas de funcionamiento y componentes de plantas fotovoltaicas

3. Sistemas Fotovoltaicos SOLAR FOTOVOLTAICA

Laboratorio de prueba de inversores fotovoltaicos • Prueba de inversores fotovoltaicos bajo metodología específica desarrollada por CENER

• Indoor para inversores hasta 30 kW • Outdoor (en campo) para potencias superiores • Prueba basada en la norma recientemente emitida IEC-62109

• PO 12.3 para conexión de plantas FV a la red eléctrica (incluyendo respuesta frente a huecos de tensión)

• Indoor • “in situ” en laboratorio de fabricante • En campo • Auditoría ENAC superada en Junio 2012

3. Sistemas Fotovoltaicos: Plantas fotovoltaicas & inversores fotovoltaicos SOLAR FOTOVOLTAICA

• Proyectoss I+D: SIGMAPLANTAS (2011-2014): INNPACTO Desarrollo para strategias de optimización de funcionamiento de plantas de fotovoltaica de concentración (CPV) SIGMATRACKERS (2011-2014): INNPACTO Desarrollo de seguidores para aplicaciones de CPV: prueba y optimización VALER (2010-2012): Cooperativo Gobierno de Navarra Comparación entre diferentes tecnologías fotovoltaicas en 3 zonas climáticas de Navarra INVERFOTO (2005-2007): PROFIT Desarrollo de metodologçia para prueba de inversores fotovoltaicos INVERMULTI (2004 – 2005): PROFIT Análisis del comportamiento de multiples inversores fotovoltaicos con diferentes tecnologías de módulo conectados a la red.

Proyecto: Sigmatrackers

Objetivo: I+D+i para desarrollo de seguidores para sistemas de fotovoltaica de alta concentración.

Diseño de ensayo Lugar de ensayo Cámara climática de CENER

Participación CENER: Desarrollo de metodología de realización de ensayos y realización de ensayos acelerados (mecánicos y climáticos).

Proyecto: Sigmatrackers

Resultados: Comprobación de la integridad estructural del sistema encargado del movimiento acimutal.

Medición de desgaste estructural (holgura)

Resultado de la medida de holgura del engranaje

Proyecto: Sigmaplantas

Objetivo: Desarrollo de la metodología óptima para las actividades de instalación en campo y estudio de la capacidad de producción energética de las plantas de CPV.

Muestras preparadas que simulan entornos de suciedad que van a ser tratadas

Participación CENER: • Calidad de conexión a red. Acreditación PO 12.3. • Estudios de limpieza de módulos CPV.

Pulverización de sal

Inclinación: 0º Inclinación: 30º Inclinación: 75º

46.0066.0_1 46.0066.0_2 46.0066.0_3

Inclinación: 0º Inclinación: 30º Inclinación: 75º

Pulverización de polvo fino < 63 µm46.0066.0_7 46.0066.0_8 46.0066.0_9

Proyecto: Sigmaplantas

Resultados: Comprobación del desgaste de limpieza simulado a través de la aplicación de un abrasímetro a las muestras.

Abrasímetro utilizado

Muestras tras la aplicación del abrasímetro, que simula el desgaste tras el proceso de limpieza

No se puede mostrar la imagen. Puede que su equipo no tenga suficiente memoria para abrir la imagen o que ésta esté dañada. Reinicie el equipo y, a continuación, abra el archivo de nuevo. Si sigue apareciendo la x roja, puede que tenga que borrar la imagen e inserta

50%

60%

70%

80%

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100%

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300 500 700 900 1100 1300 1500

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smita

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io +

dep

ósito

Longitud de onda (nm)

Sal

Referencia46.0066.0_146.0066.0_246.0066.0_3

Ejemplo de resultado obtenido de la aplicación del proceso sobre una muestra

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: Photovoltaic Plants & PV Inverters

Some commercial projects: • Solar resource and specific production evaluation More than 50 projects (Spain, Italy, Portugal, Chile, South Africa…) Testing and Characterization of PV inverters DC to AC conversion efficiency, MPPT…(based on IEC-62109) • Technical advisory and due diligence activities for more than 200MW PV plant Revision of technical project, economical considerations, construction plan and start-up activities

• Testing for provisional and final acceptance of PV plants (based on IEC-62446 standard) • Analysis of monitorization results of PV plants • Diagnosis and Troubleshooting of PV plants

• Preliminary project for a 100MW plant in Uzbequistan • Preliminary project for 10MW in Argentina • Technical assessment to IDC (International Development Corporation of Republic of South Africa) for the standardization of PV projects due diligence

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory

-

03 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

Laboratorio de Ensayo de Módulos Fotovoltaicos (LEMF) • Acreditado por ENAC y reconocido por la IECEE como “Testing Laboratory” (TL) dentro del esquema Certification Body Testing Laboratory (CBTL) para la realización de ensayos de la normativa IEC con aceptación a nivel mundial.

• IEC-61215, Silicio cristalino • IEC-61646, Lámina delgada • IEC-62108, Concentración Fotovoltaica • IEC-61730, Seguridad

• Acuerdo con UL (Underwriters Laboratories) para prueba bajo UL1703 y UL8703

• Actividades de I+D+i para módulos fotovoltaicos en general y productos de integración arquitectónica (BIPV)

• Soporte al desarrollo de componentes y módulos para CPV

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Measurement of temperature coefficientsMedida de coeficientes de temperatura

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory

Actividades de I+D: • Desarrollo de productos BIPV • Desarrollo de módulos inteligentes • Investigación en fiabilidad de componentes, mecánicas de degradación, patrones…

• Evaluación de nuevos productos y prototipos • Desarrollo de software para detección de fallos

0%

10%

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(%)

Wavelength (nm)

L4-3 InitialL4-3 UV-1L4-3 UV-2

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities

• I+D en componentes y módulos POLYGLASS: FP7-NMP-2007-SME-1 Development of a new method to produce high efficiency solar Concentrators based on polymer casted directly on glass SOLAR-PLOTS: FP6-EN-DGTREN Multiple ownership grid connected PV solar plots with optimized tracking and low concentrator reflectors ECLIPSE: INNPACTO-IPT-2011-1609-92000 Eclipse PV module for trackers SIGMASOLES: PSE-440000-2009-8 The innovation in CPV in Spain CONCENTRACEL: PROFIT – 2005 – 2006 Development of methodology for testing CPV modules

• Research on general improvement of PV modules characteristics

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-4-3-2-101234

y (mm)

z (m

m)

0.000.080.160.240.330.410.490.570.65

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-4-3-2-101234

y (mm)

z (m

m)

0.000.080.160.240.330.410.490.570.65

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-4-3-2-101234

y (mm)

z (m

m)

0.0000.0810.1630.2440.3250.4060.4870.5690.650

300 nm – 700 nm 700 nm – 1100 nm 1100 nm – 1600 nm

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities

• I+D en productos para BIPV ETFE-ME: FP7- ENERGY–2012 -2.1.2 Development and demonstration of flexible multifunctional ETFE module for architectural façade lighting S-LIGHT: INNPACTO-IPT-2011-1872-92000 Multifunctional PV modules solutions based on light materials, for BIPV MÓDULOS FV MULTIFUNCIONALES: INNPACTO-IPT-2012-0836-120000 Multifunctional PV modules with microinverters or DC/DC optimizers for BIPV application F

Lba

qF

R R

Wafer

Photovoltaic Solar Energy Photovoltaic Systems: PV Module Test Laboratory: R&D Activities

Algunos proyectos comerciales •Testing under IEC-61215 standard

•Prueba de módulos para comprobación de garantías •Testing under IEC-61646 standard

•Laboratorio acreditado por First Solar (solo 5 en el mundo) •Testing under IEC-61730 •Testing under IEC-62108

•Evaluación de prototipos • UV testing various doses, Salt mist corrosion test IEC-61701

• Prueba de sensibilidad a PID y condiciones de recuperación

• Evaluación de las características y potencialidad de degradación de componentes

• Diseño y realización de bancadas de prueba para productos que integran fotovoltaica….

•´Proyecto para laboratorios de I+D y pruebas (KA CARE, DEWA) • Auditoría de plantas de fabricación de componentes (varias en China) • Formación

04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

Células Fotovoltaicas

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

51

04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

Laboratorio para procesos de producción de células. • Desarrollo de procesos de producción compatibles con las lineas de fabricación industriales

• Análisis de parámetros críticos de los procesos individuales para mejora de rendimiento y reducción de costes.

• Consultoría técnica y “Due Diligence” para plantas de fabricación de componentes fotovoltaicos

• Investigación y desarrollo en tecnologías innovadoras

• Silicio cristalino a partir de oblea (15cm x 15cm). • Lámina delgada de Silicio • Células Orgánicas

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

52

04 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

Laboratorio para caracterización de Materiales y Células

• Caracterización estructural, óptica y eléctrica de materiales para aplicaciones fotovoltaicas

• AFM, SEM, elipsometría, absorbancia, reflectancia, transmitancia, resistencia de película, espesor…

• Caracterización de células fotovoltaicas de cualquier tecnología • Medidas a tamaño industrial • Curva I-V, Eficiencia cuántica, Electroluminiscencia, termografía lock-in

• Diagnóstico de células fotovoltaicas desde el punto de vista de posibilidades de mejora de eficiencia

• Identificación de debilidades y áreas de mejora

• Soporte a las actividades del laboratorio de procesos de producción de células

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Photovoltaic Cells: R&D Projects Photovoltaic Solar Energy

•DEPHOTEX: FP7-NMP-2007-4.0-2 Development of photovoltaic textiles based on novel fibers BITHINK: FP6-EN-DGTREN Bifacial Thin multicrystalline Silicon wafer based cell MICROSIL: PSE-1200000-2006-1 Design and industrialization of thin film PV modules CÉLULAS FOTOVOLTAICAS (CFV) NANOTEXTURIZADAS: GNAVARRA-2010 Development of nanometer surface structures (Photonic crystals 1D) in order to improve light absorption SiGLASS (CFV NANOTEXTURIZADAS II): GNAVARRA 2012 Same scheme than previous project but for 2D photonic crystals

Photovoltaic Cells: R&D Projects Photovoltaic Solar Energy

CETICA: CENIT-PSE-2008 The Eco-Techno-logical City: Development of a-Si thin film PV modules to be used as part of an Architectural element EUREKA-BIFSEME: E!8037 Development of nano-inks for optimization of metallization in upgraded metallurgical silicon PV cells GRANPhTEC: CDTI-2011 Development of transparent conductive films based on Graphene oxide materials NANOSOL: Plan Nacional I+D (2014-2016) Desarrollo de tecnología OPV (FV orgánica) HESiTSC: SOLAR-ERA-NET: (2016-2018) Desarrollo de células de alta eficiencia III-V sobre c-Si

Consultoría en materiales y componentes

FOROS INTERNACIONALES

• Miembro del SC82 de la IEC para desarrollo de normativa para fotovoltaica • Miembro del WG7 del TEC82 de la IEC para desarrollo de normativa para fotovoltaica de concentración • Miembro del WG2 para desarrollo de nuevos materiales encapsulantes • Miembros del comité ejecutivo de FOTOPLAT, Plataforma Fotovoltaica Española • Miembro de UNEF • Miembro del Comité Ejecutivo de la gencia Internacional de la Energía (PVPS) representando a España • Miembro del Comité Científico de la Conferencia Europea de Fotovoltaica (EUPVSEC) •Miembro de la EERA-Fotovoltaica

06 FOROS INTERNACIONALES

3 TENDENCIAS EN EL MERCADO FOTOVOLTAICO

56

Evolución del precio medio mensual de los módulos vendidos en Europa por tecnología y país de origen

Continúan reduciéndose los costes de fabricación, aunque se aprecia una ligera ralentización

A fecha noviembre 2015, el precio de módulos de Si monocristalino: • Origen Alemania: 0.59 €/Wp • Origen Japón: 0.65 /Wp • Origen China: 0.55 /Wp • Origen sureste asiático y Taiwan: 0.48 /Wp Fuente: PvXchange y GTM research

Fuente: SolarPower

Se consolida la recuperación, tras el retroceso durante 2012 Nuevo récord: 40 GW instalados en 2014 a nivel mundial Retroceso del mercado europeo, aumento del asiático y americano

Evolución de la capacidad fotovoltaica anual instalada entre 2000-2014

Evolución de la capacidad fotovoltaica acumulada instalada entre 2000-2014

Más de 178 GW instalados a nivel mundial Más de 88 GW en Europa Desde el año 2000 la capacidad se ha visto multiplicada por un factor 100 Tras varios años de liderazgo, el mercado en Europa se ralentizó en 2013 y esta tendencia continuó durante 2014

Fuente: SolarPower

Evolución de la capacidad fotovoltaica acumulada instalada entre 2000-2014

Evolución de la potencia FV instalada en los países europeos

Durante 2014 se instalaron en Europa casi 7 GW Destaca el aumento del Reino Unido y la disminución en Alemania En España se instalaron 22 MW

Fuente: SolarPower

Dependiendo de la evolución de los mercados en los próximos años, la potencia FV total instalada en 2019 podría variar entre 369 GW y 540 GW. El escenario más probable sitúa la capacidad acumulada en aproximadamente 450 GW

Perspectivas de la evolución del mercado fotovoltaico

Fuente: SolarPower

División del tipo de potencia instalada acumulada en Europa por país a 2014

El mercado europeo es muy variado, debido a la variadas regulaciones Fuente: SolarPower

4 LA EXPERIENCIA INTERNACIONAL

63

Situación en USA

Crecimiento claro de la instalación residencial

Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)

4 11 23 45 58 79 105 160 298 385

852

1925

3372

4761

6247

7260

0

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8000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

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Wdc

)

Annual U.S Solar PV Installations, 2000-2015

Residential Non-Residential Utility Total Installations

Situación en USA: residencial actual

A 2015, el coste llave en mano de instalación residencial es 3,5$/Wp

Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)

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Evolución de la Instalación Residencial Annual

Annual Residential PV Installations 20 MW + Annual State Markets

Situación en USA: proyecciones a futuro

Crecimiento claro de la instalación residencial (previsto)

Fuente: Datos: GTM Research & SEIA (Marzo 2016)

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Utility PV

Non-Residential PVResidential PV

U.S PV Installation Forecast, Current

Situación en Alemania: autoconsumo

kWh solar cuesta (0,10 - 0,14) € (kWh convencional se paga a 0,3€) La acumulación de la energía generada es importante El modelo con balance neto y conexión a red, sin acumulación, tiene un máximo del 30% de autoconsumo, el resto se vende o se pierde.

El modelo de autoconsumo contempla un mix de: • costes de instalación, • costes de almacenamiento, • subvenciones, • uso de la energía (horas punta) y • precio del kWh del operador local

Situación en Alemania: cobertura de la demanda

Las instalaciones FV menores de 10KWp no llegan al 15% del total de instalaciones FV en Alemania. En el 2015 la FV cubrió el 7,5% del consumo neto de electricidad en Alemania. En total las EERR cubrieron cerca del 11% de la energía consumida en 2015

Situación en Alemania: proyecciones a futuro

El plan alemán para cubrir la demanda energética esta establecido en 2 fases: Horizonte hasta 2020 “Flexibilidad”

Capacidad instalada: 52GW Producción solar: 50TWh/a Uso de combustibles fósiles: parcial según necesidad

Horizonte 2040 -2050 “Acumulación”

Capacidad instalada: 200GW Producción solar: 190TWh/a Calefacción y transporte 100% cubiertos con EERR Uso de combustibles fósiles: 0

Situación en Japón: aspectos generales

Extraordinario aumento de capacidad instalada desde el comienzo de la

FIT (Julio 2012)

10,5GW en dos años. La mayoría con instalaciones de tamaño medio-grande

Tendencia va cambiando hacia plantas de tamaño mediano y más próximas a los centros de evacuación y distribución.

Se fomentan los entornos industriales con instalaciones sobre tejado

(BAPV) superiores a 10kW combinadas con baterías, vehículos eléctricos…y gestión inteligente de la energía.

JPEA (Asociación sectorial FV Japonesa) propone 60 GW para 2030

Fuente: The japanese PV market and Industry report by Minerva, EU-Japan Fellowship (2014)

Situación en Japón: fotovoltaica residencial en particular 25% de las casas independientes de nueva edificación incluyen FV El término “Smart houses” con baterías, vehículos eléctricos…y gestión

inteligente de la energía se propone como el futuro (cuando acaba la FIT) y el objetivo está en ir hacia una casa de emisión cero con fotovoltaica integrada (BIPV).

Requisitos a futuro para componentes de autoconsumo residencial: Alta eficiencia, Ligereza Almacenamiento Confiabilidad

Certificación respecto a estándares de producto, durabilidad y seguridad Estética en los componentes (BIPV) Innovación

1.5 CONCLUSIONES

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1.4. CONCLUSIONES

Existen la tecnología y los requerimientos técnicos para auto-consumir la electricidad generada por medios fotovoltaicos, aunque algunos componentes están más desarrollados que otros

Las posibilidades de innovación son amplias y hay oportunidades de desarrollo en todos los campos, tanto para el entorno empresarial como para el académico. En la actualidad el limitante básico para un crecimiento más rápido del autoconsumo son las baterías para almacenamiento eléctrico. Es interesante estudiar las iniciativas que van tomando los países punteros en este tema. España (y Murcia en concreto) tiene condiciones óptimas para desarrollar el autoconsumo en todas sus variantes (incluyendo las aplicaciones aisladas en entornos agrícolas, ex. Proyecto MASLOWATEN para comunidades de regantes).

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