Ud2 - Energia Solar Fotovoltaica

ENERGÍA SOLAR CAPITULO 2

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CURSO DE ENERGÍA SOLAR

Unidad Didáctica –2 Energía fotovoltaica




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INDICE

ESTADO ACTUAL DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA ..........4 1.1 HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. ........................................................ 4 1.2 ESTADO DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA ....................................................................... 4 1.3 RADIACIÓN SOLAR .................................................................................................... 5 1.4 PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA......................... 5

2 LA CÉLULA SOLAR. TIPOS .FUNCIONAMIENTO. EFECTO FOTOVOLTAICO. .6 2.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA CÉLULA SOLAR ............................................... 6 2.2 TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS Y TENDENCIAS ..................................................11 2.3 PÉRDIDAS EN LA CÉLULA FOTOVOLTAICA .................................................................12 2.4 CURVA CARACTERÍSTICA DE UNA CÉLULA SOLAR ......................................................13 2.5 TEMPERATURA DE OPERACIÓN NOMINAL DE LA CÉLULA (TONC).................................14 2.6 FACTORES QUE AFECTAN AL RENDIMIENTO DE LA CÉLULA FOTOVOLTAICA.....................15

3 EL MODULO FOTOVOLTAICO. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Y PARTES FUNDAMENTALES....................................................................................................17

3.1 LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ............................................................................17 3.2 COMPONENTES DE UN MODULO FOTOVOLTAICO........................................................18 3.3 FACTORES QUE AFECTAN AL FUNCIONAMIENTO DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO ................20 3.4 CONDICIONES DE REFERENCIA ..............................................................................22 3.5 TAMAÑO DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS............................................................23 3.6 VIDA ÚTIL ..........................................................................................................24 3.7 TENSIÓN NOMINAL ..............................................................................................24

4 EL GENERADOR FOTOVOLTAICO...................................................................25 4.1 CAJA DE CONEXIONES, DIODO DE BLOQUEO Y FUSIBLES............................................26

5 EL REGULADOR.................................................................................................27 6 EL INVERSOR. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS. ..............................................28

6.1 RENDIMIENTO DE LOS INVERSORES........................................................................29 7 EL SISTEMA DE ACUMULACIÓN. BATERÍAS. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS. ................................................................................................31

7.1 CAPACIDAD ........................................................................................................34 7.2 VIDA ÚTIL ..........................................................................................................34 7.3 RESISTENCIA INTERNA. ........................................................................................35

8 TIPOS DE INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. .........36 8.1 INSTALACIÓN FV AISLADA AUTÓNOMA. ..................................................................36 8.2 INSTALACIÓN FV INTERCONECTADA O DE CONEXIÓN A RED. ......................................38

9 CONEXIÓN A RED. PARTES FUNDAMENTALES DE UNA INSTALACIÓN CONECTADA A RED. DIMENSIONAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN CONECTADA A RED .................................................................................................38

9.1 ASPECTOS TÉCNICOS.....................................................................................39 9.2 DIMENSIONADO BÁSICO Y RECOMENDACIONES DE DISEÑO......................42 9.3 ASPECTOS ECONÓMICOS...............................................................................43

10 MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS ...45 10.1 PLAN DE VIGILANCIA ........................................................................................45 10.2 PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO ...............................................................45




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11 NORMATIVA Y SUBVENCIONES .................................................................46 11.1 NORMATIVA ....................................................................................................46 11.2 SUBVENCIONES ...............................................................................................51

12 DIRECCIONES DE INTERÉS ........................................................................52 13 BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................52




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ESTADO ACTUAL DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN ESPAÑA

1.1 Historia de La Energía Solar Fotovoltaica.

El efecto fotovoltaico es la conversión directa de energía lumínica en electricidad.

El descubridor del efecto fué el físico experimental francés Edmund Becquerel, en

1839. Mientras efectuaba experimentos con una pila electrolítica de dos electrodos,

la pila aumentó su generación de electricidad al ser expuesta a la luz. A fines del

siglo XIX científicos tales como W. Smith, W Adas y R. Day descubren la

fotoconductividad del selenio y construyen la primera celda experimental hecha de

una oblea de selenio. En 1904 Albert Einsten publica su tratado acerca del efecto

fotolvoltaico, investigación que junto con su teoría de la relatividad es galardonado

en 1921 con el Premio Nóbel. En 1941 se construye el primer dispositivo que puede

ser llamado “celda solar”, fue fabricada de selenio y tenía una eficiencia del 1 %.

La compañía Western Electric fue la primera en comercializar las celdas solares en

1955.

Las primeras aplicaciones de la energía fotovoltaica fueron para los ingenios

espaciales, incluso hoy en día es una de las aplicaciones que concentra más

esfuerzo de investigación.

1.2 Estado de la energía fotovoltaica El sector fotovoltaico ha experimentado en los últimos años un gran crecimiento,

impulsado por la capacidad desarrollada por su industria, para responder a la

demanda de sus productos, así como por la introducción de medidas regulatorias en

la actividad de la inyección a la red de energía eléctrica de origen renovable.

Según los datos publicados por la Agencia Internacional de la Energía y el

Barómetro Europeo de las Energías Renovables 2005, se han ido produciendo una

serie de incrementos anuales de potencia desde el año 2000, que han convertido a

Europa en la segunda potencia mundial fotovoltaica, habiéndose superado los 1.000

MWp de potencia total instalada acumulada en Europa a finales del 2004.

España actualmente cuenta con una potencia total acumulada de 37 MWp,

concentrándose el 47% de esta potencia, en tres comunidades autónomas:

Andalucía (21%), Comunidad Foral de Navarra (14%) y Cataluña.

Esto sitúa a Andalucía, con 11.836 kWp de potencia fotovoltaica instalada a finales

de 2004, por delante del resto de comunidades autónomas, en incluso por delante

de otros 16 países europeos, entre los que se encuentran Grecia y Portugal.




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1.3 Radiación solar Lo ya descrivio en el capítulo de radiación solar del apartado de energía solar

térmica, es de aplicación para instalaciones solares fotovoltaicas, no obstante, es

necesario tener en cuenta que, en este tipo de instalaciones se emplea un concepto

relacionado con la radiación solar, que simplifica el cálculo de las prestaciones

energéticas de este tipo de instalaciones, son las “horas sol pico” (HSP).

Se denomina HSP al número de horas diarias que, con una irradiancia solar ideal de

1000 W/m2 proporciona la misma irradiación solar total que la real de ese día. Este

concepto se explica gráficamente en la siguiente figura:

Figura 1 Concepto de “Horas Sol Pico”

Es decir, si se dispone de los datos de irradiación solar de un determinado día y se

divide entre 1000, se obtienen las HSP. Se puede deducir fácilmente que si los

valores de radiación solar disponibles están expresados en kWh/m2, coinciden

numéricamente con los que resultan al expresarlos en HSP.

1.4 Principales componentes de una instalación solar fotovoltaica

Los principales elementos que constituyen una instalación fotovoltaica son:

· Generador fotovoltaico.

· Sistema de acondicionamiento de potencia.

· Sistema de acumulación.




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2 La célula solar. Tipos .Funcionamiento. Efecto fotovoltaico. El generador fotovoltaico de una instalación fotovoltaica es el dispositivo encargado

de transformar la radiación solar y suministrar la energía eléctrica. Esta formado

por módulos que su vez, en las tecnologías comerciales más empleadas

actualmente, están formados por células solares. Por tanto, la célula solar es el

dispositivo básico de conversión de energía.

2.1 Principio de funcionamiento de la célula solar

La célula solar es el dispositivo que transforma la radiación solar en energía

eléctrica. Al proceso por el cual se realiza esta transformación se le denomina

efecto fotovoltaico. El efecto fotovoltaico se puede producir en sólidos, líquidos y

gases. Hoy día se logran las mejores eficiencias en sólidos.

Figura 2 Efecto fotovoltaico en una célula solar

Para comprender el principio de funcionamiento de una célula solar es necesario

disponer de unos conocimientos básicos sobre electrónica de semiconductores,

sobre todo de la estructura atómica de los semiconductores y del comportamiento

de los portadores de carga eléctrica en los mismos.

En este curso no se puede entrar en explicar de forma detallada el principio

fotovoltaico, pero se tratará de explicarlo de forma simplificada.

Las células solares están formadas por materiales semiconductores como silicio,

arseniuro de galio, teluro de cadmio, o deseleniuro de indio y cobre.

El motivo del empleo de estos semiconductores es que sus átomos son muy

sensibles a la energía de los fotones de la radiación solar incidente, de longitud de

onda entre 0,35 y 3 micrómetros. A nivel mundial aproximadamente el 95% de las




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células fotovoltaicas fabricadas son de silicio (Si). Existen tres tipos de celulas de

silicio:

• Las de Si monocristalino

• Las de Si policristalino

• Las de Silicio amorfo

De las tres las más empleadas en aplicaciones de plantas solares de generación de

potencia son las Si monocristalino. Por lo que nos centraremos en ellas (las Si

policistalino, cada vez se usan más pero su principio de funcionamiento es muy

similar al de las celulas monocristalinas).

El átomo de silicio tiene cuatro electrones, llamados de valencia, en su capa

exterior. Al unirse con otros átomos de silicio forman una red electrónica estable,

forman redes cristalinas compartiendo sus electrones de la capa exterior con los de

los átomos contiguos formando enlaces de pares de electrones.

Figura 3 Estructura cristalina del Silicio dopado

Para que el silicio funcione como productor de energía, se introducen “impurezas”

en el silicio (se dopa). Si se añaden impurezas al silicio puro en estado de fusión

como átomos de fósforo, que tienen cinco electrones en su capa exterior, se forma

un semiconductor tipo n. (negativo, por su tendencia a ceder electrones con carga

negativa) Como el silicio tiene cuatro electrones en su capa exterior, el quinto

electrón del fósforo modifica la estructura cristalina con un electrón libre.




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Figura 4 : Estructura cristalina de un semiconductor tipo n y otro semiconductor tipo p

Si se añaden impurezas al silicio puro en estado de fusión como átomos de boro,

que tienen 3 electrones en su capa exterior, se forma un semiconductor tipo p

(positivo, por su tendencia a absorber electrones). Como el silicio tiene 4 electrones

en su capa de valencia los huecos del cuarto electrón inexistente en el boro

modifica la estructura cristalina con un hueco libre.

Al unir dos semiconductores uno dopado con fósforo y otro con boro se crea la

denominada unión p-n, cuyo funcionamiento es la base del diodo.

Para explicar el efecto que se produce en la célula solar supongamos inicialmente

que sobre esta unión p-n no incide radiación solar (es decir, está en oscuridad).

Al unir los dos semiconductores, los electrones del semiconductor tipo n, de gran

movilidad, caen en los huecos del semiconductor tipo p y por tanto el

semiconductor tipo n se queda cargado positivamente y el tipo p negativamente.

Esta acumulación de carga en ambos semiconductores unidos crea un campo

eléctrico desde la zona n a la p, que da origen a una diferencia de potencial U1,

pero el cristal está en equilibrio electroestático siendo la corriente neta producida es

nula.




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Figura 5 Distribución de electores y huecos en una unión p-n

Si a la unión se le aplica una diferencia de tensión externa U2<U1, positiva en el

lado p, creando otro campo eléctrico en dirección contraria al anterior y de menor

valor, con lo que ciertos electrones de la zona n pasarán a la zona p, al disminuir la

diferencia neta de potencial. (U1-U2). En este caso se crea una corriente que es la

corriente de un diodo.

Si se aplica la misma diferencia de tensión U2 pero en la misma dirección que U1,

un menor número de electrones y de huecos pasarán, ya que aumenta la diferencia

neta de potencial (U1+U2).

Si ahora la unión p-n la exponemos a la radiación solar, como los fotones asociados

a la radiación tienen una energía, ésta es suficiente como para romper los enlaces y

crear pares electrón-hueco, dirigiéndose el electrón a la zona n y el hueco a la zona

p creándose una corriente eléctrica Is, en el sentido del campo eléctrico e

independiente del valor de la tensión U2.




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En la primera imagen se ve que cuando la luz solar incide sobre el modulo, la célula

se pone en marcha. Los fotones de la luz solar interaccionan con los electrones

disponibles e incrementan su nivel de energía.

En la segunda imagen se observa que a medida que la luz solar se intensifica,

aumenta el voltaje que se genera entre las dos capas de la célula fotovoltaica.

La tercera imagen representa la ausencia de luz, el sistema no genera energía.

Las características de esta intensidad, Is, son:

1.- La intensidad generada es proporcional, para una determinada longitud de

onda, a la irradiancia incidente ya que al aumentar la irradiancia aumenta el

número de fotones.

2.- Hay que recordar que la energía de un fotón disminuye a medida que aumenta

la longitud de onda asociada; por tanto, el valor de Is dependerá de la longitud de

onda de los fotones.

3.- El valor de Is es independiente del valor de la tensión exterior U2 a la que

pueda estar som4.- El sentido de la intensidad generada por efecto fotovoltaico Is

es opuesto al de la intensidad ID.

Por tanto, cuando un semiconductor tipo pn está sometido a la radiación solar y a

una diferencia de tensión directa U2 la intensidad total producida, I, es:

I = Is - ID

Para construir una célula solar no basta con construir una unión p-n, hay que

realizar otras tareas como son añadir a la unión p-n unos electrodos para extraer la

corriente, encapsular la unión de manera que se proteja de las condiciones

ambientales adversas (polvo, humedad, etc.), y procurar que sobre la unión p-n

incida la máxima irradiancia.

La célula solar convencional se compone de una oblea de silicio dopada de dos

formas diferentes. La capa sobre la que incide la radiación solar (cara anterior) es

la dopada negativamente, con fósforo, y la capa posterior (cara posterior) es la

dopada positivamente, con boro generalmente. En la zona intermedia (entre ambas




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caras) se origina un campo eléctrico que sirve de separación para las cargas

liberadas (electrones y huecos) por la radiación solar.

Figura 6 Funcionamiento de una célula solar de silicio

Para extraer la corriente de la célula solar se han colocado unos electrodos

metálicos en las caras posterior y anterior de la célula. Generalmente el

procedimiento para la colocación de los electrodos es la serigrafía. La cara posterior

se cubre con una capa muy fina de aluminio o pasta de plata como contacto. La

cara anterior, sobre la que incide la radiación solar, debe ser lo más transparente

posible por lo que los contactos se colocan en forma de red muy fina con estructura

de árbol. Para reducir la reflexión de la radiación se imprime sobre la cara delantera

de la célula una capa de nitrato de silicio o de dióxido de titanio (capa

antirreflectante).

Cuando incide la irradiancia sobre la célula se produce la liberación de los

portadores de carga y se obtiene una corriente eléctrica.

2.2 Tipos de células fotovoltaicas y tendencias Las células solares pueden fabricarse de muchos materiales entre los que está el

silicio, el germanio o el selenio. Las células más utilizadas para la conversión de

energía eléctrica en energía solar son las de silicio monocristalino o policristalino,

que son las que se tratan en este curso.




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Figura 7 Células de silicio monocristalino y policristalino

Sin embargo hay otros tipos de materiales fotovoltaicos algunos de ellos muy

prometedores:

• Celdas solares AlGaAs- GaAs

• Celdas CTS

• Celdas CdS

• Celdas de Germanio-Indio

• Etc.

El objetivo de la investigación fotovoltaica es doble, por una parte aumentar la eficiencia de la conversión fotovoltaica, actualmente en el 12 % a nivel comercial. Y por otra abaratar los costes de fabricación.

2.3 Pérdidas en la célula fotovoltaica En la célula solar se producen perdidas por varias causas:

• Debido a la recombinación de los electrones, es decir, parte de los

electrones liberados se recombinan con huecos de la estructura cristalina sin

llegar a formar parte de la corriente eléctrica útil

• Debido a la reflexión de parte de la irradiancia incidente

• Debido al sombreado producido por los contactos eléctricos impresos en la

cara frontal de la célula.

Gran parte de la energía asociada a la radiación incidente no se aprovecha en su

totalidad. De la radiación incidente, la de onda más corta está formada por fotones

que tienen una energía mucho mayor que la necesaria para romper el enlace de los

electrones y por tanto parte de ella se pierde en forma de calor y la energía de la

radiación de onda más larga no es lo suficiente elevada como para romper los

enlaces. En la siguiente tabla se ilustran el balance energético de la célula de silicio.

100% Radiación solar incidente

Pérdidas:

-3% Reflexión y sombreado de los contactos delanteros

-23% Radiación de onda larga




13

-32% Energía parasita de fotones de radiación de onda corta

-8.5% Recombinación

-20% Caída de potencial en la zona de transición

-0.5% Efecto Joule

=13% Energía eléctrica útil

Las celdas fotovoltaicas se fabrican en forma de obleas circulares ó más o menos

recortadas para facilitar su colocación una junto a otra. El tamaño típico de las

celdas es de 10 cm.

Figura 8 Esquema de conexión de una celda fotovoltaica

2.4 Curva característica de una célula solar Para poder comparar distintas células o módulos fotovoltaicos entre sí, se fijan unas

condiciones de referencia en las curvas características. Estas condiciones de

referencia, denominadas condiciones estándar, están determinadas por la norma

ICE 60904 y se resumen en lo siguiente:

1. Nivel de irradiancia E= 1000W/m2




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2. Temperatura de la célula de 25ºC con una tolerancia de ±2º

3. Un espectro de la radiación definido (distribución espectral de un nivel de

radiación de referencia según IEC 60904-3) con una masa de aire AM=1.5

Esencialmente la curva viene definida por los tres puntos siguientes:

1. Punto de máxima potencia, pmp, que es el punto de la curva, en el que la célula

produce la máxima de potencia. A este punto le corresponde una potencia Ppmp,

una corriente, Ipmp y una tensión, Upmp. A la potencia máxima en condiciones

estándar se le denomina potencia pico y su unidad es el Watio pico, Wp.

2. Corriente de cortocircuito, Icc (Isc), que es la corriente cuando la tensión a la que

se somete a la célula es nula. Suele tener un valor entre un 5 % y un 15%

mayor que la corriente en el punto de máxima potencia. Para células

comerciales de silicio cristalino, el valor de la corriente de cortocircuito varía

entre 25 y 35 mA por centímetro cuadrado de celda.

3. La tensión a circuito abierto, Uca (Ioc), es la tensión a la cual la célula no produce

corriente. Para células comerciales de silicio cristalino, de 100 cm2, en

condiciones estándar, el valor de la tensión de circuito abierto es del orden de

0,5 -0,6 V y para células amorfas 0,6-0,9 V.

I

Isc

Voc V

Imax, Vmax

I

Isc

Voc V

Imax, Vmax

Figura 9 Curva de funcionamiento I-V de una célula fotovoltaica

2.5 Temperatura de operación nominal de la célula (TONC) Es la temperatura que alcanza la célula al estar expuesta a las siguientes

condiciones, denominadas condiciones nominales de operación:

Irradiancia 800W/m2

Distribución espectral AM 1.5




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Incidencia Normal

Temperatura ambiente 20oC

Velocidad del viento 1 m/s

Este dato normalmente es suministrado por el fabricante y varía entre 41ºC y

48ºC.

2.6 Factores que afectan al rendimiento de la célula fotovoltaica

2.6.1 Temperatura

Al aumentar la irradiancia incidente sobre la célula solar ésta aumenta su

temperatura y la eficiencia de la célula disminuye debido principalmente a la

disminución de las propiedades semiconductoras con la temperatura.

Figura 10 Influencia de la temperatura sobre la curva característica de una célula sobre la que incide una irradiancia constante.




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2.6.2 Irradiancia La energía que genera una célula solar aumenta al aumentar la irradiancia. Se

puede considerar que la corriente de cortocircuito es directamente proporcional a la

irradiancia incidente, tomándose como referencia el valor de la corriente de

cortocircuito para una irradiancia de 1000 W/m2. La tensión de circuito abierto de

la célula también aumenta de manera significativa con la irradiancia.

Ambos fenómenos hacen que la eficiencia de la célula aumente con la irradiancia

incidente, sin embargo la irradiancia hace aumentar la temperatura de los módulos

por lo que el efecto global puede llegar ser contrario.

Figura 11 Influencia de la irradiancia en la tensión de circuito abierto

2.6.3 Potencia máxima Para unas determinadas condiciones de irradiancia y temperatura de la célula existe

un punto para el cual, la potencia es máxima. A este punto, se le denomina punto

de máxima potencia. La potencia se obtiene del producto de la tensión

correspondiente a este punto, llamada tensión de máxima potencia, VMAX, y la

corriente correspondiente a ese punto, IMAX. Cuando las condiciones climáticas son

las estándar a la potencia máxima se le denomina potencia pico.




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3 El modulo fotovoltaico. Características eléctricas y partes fundamentales

3.1 Los módulos Fotovoltaicos Las celdas se montan sobre una superficie plana intentando cubrir ésta lo mejor

posible, se realizan las conexiones eléctricas entre ellas, se encapsulan en un

material transparente que da resistencia y estanqueidad al conjunto y finalmente se

les coloca un marco y un vidrio protector, constituyéndose un módulo fotovoltaico.

Figura 12 Módulo de silicio monocristalino y obleas redondas

Figura 13 Módulos de silicio policristalino, celdas recortadas en cuadrados

El funcionamiento de los módulos está determinado por la forma en se asocian las

células solares en él. Esta asociación puede ser en serie o en serie-paralelo. Si las

células solares se conectan en serie la tensión resultante es la suma de las

tensiones de cada una de las células, y se mantiene la intensidad de corriente,

mientras que si se conectan en paralelo las células solares se mantiene la tensión y

la corriente es la suma de las corrientes de cada una de las células. Normalmente

para las instalaciones fotovoltaicas aisladas de la red que emplean baterías, la




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tensión suele ser múltiplo de 12, por lo que es necesario que los módulos alcancen

fácilmente esta tensión para poder cargar las baterías. Para conseguir que los

módulos den 12 V en cualquier condición de irradiancia y temperatura es necesario

la asociación en serie de entre 33 y 36 células fotovotaicas según las características

de las mismas. Por este motivo es por el que la mayoría de los módulos estándar

de silicio cristalino están constituidos por asociaciones de uno dos o tres ramales de

asociaciones de entre 33 y36 células asociadas en serie. A su vez estos ramales

pueden estar conectados en serie o en paralelo.

3.2 Componentes de un modulo fotovoltaico Los elementos fundamentales que conforman los módulos fotovoltaicos además de

la célula solar, ya estudiada, son:

1 Cubierta frontal: Suele ser un vidrio templado con un alto coeficiente de

transmisividad a la radiación incidente (del orden del 95%).

2 Cubierta posterior: La parte posterior de las células está protegida mediante

una lámina delgada de un polímero, normalmente Tedlar, opaca a la

radiación solar. En algunas aplicaciones en conexión a red, para una mejor

integración en la cubierta o fachadas de edificios se suele colocar un

polímero transparente con otro vidrio.

3 Encapsulante: Es un polímero transparente, normalmente etilen-vinil-

acetato, que une y ajusta las células entre las dos cubiertas. Se utiliza para

evitar huecos y poder ensamblar correctamente el módulo.

4 Marco y caja de conexiones: El bloque de células y cubierta con

encapsulante, se enmarca en perfiles de aluminio, sellados con juntas de

neopreno y silicona, situando la caja de conexiones (donde está el terminal

del polo positivo y del polo negativo, además de los diodos de paso) en la

cara posterior del módulo. Todo el conjunto se aísla del exterior y también

eléctricamente.




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Figura 14 Partes principales de un módulo fotovoltaico

5 Diodos: Hay diodos de paso y diodos de bloqueo. Los diodos de paso se

colocan en paralelo en asociaciones de células en serie para evitar que todos

los elementos se descarguen sobre una célula sombreada y se deteriore. Los

diodos de bloqueo protegen a los sistemas fotovoltaicos aislados de

corrientes inversas desde la batería en la noche y bloquean los flujos de

corriente inversas en ramas en paralelo deteriorados o sombreadas.

Figura 15 Disposición de los diodos en serie y en paralelo




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Otro elemento que se puede considerar son las estructuras de soporte y sujeción,

que aunque realmente no forman parte del modulo fotovoltaico, si esta muy

relacionado con este. Los módulos fotovoltaicos sonmás ligeros que los captadores

térmicos por lo que son más fáciles de colocar y fijar.

En las instalaciones fotovoltaicas se emplea en ocasiones sistemas de seguimiento

solar, pues la orientación de los módulos fotovoltaicos influye mucho en la cantidad

de energía solar captada. Una orientación perpendicular a la radiación permite una

captación máxima y se logra mediante una estructura de soporte de los módulos

que se mueve manteniendo los mismos orientados al sol.

El inconveniente que presentan estos sistemas es que introducen problemas

adicionales por mantenimiento y costos de la instalación requerida para el

movimiento de los paneles.

3.3 Factores que afectan al funcionamiento del módulo fotovoltaico

3.3.1 Temperatura del módulo fotovoltaico La temperatura de un módulo fotovoltaico Tm viene determinada por la irradiancia

global incidente E, la temperatura equivalente de cielo, Tcielo velocidad del viento Vv,

dirección del viento Dv, y características térmicas y ópticas de los materiales que

constituyen el módulo Cm:

( )mcielovvm CTDvEfT ,,,,=

Encontrar una expresión analítica que englobe todos los parámetros anteriores es

bastante complicado, por lo que se utilizará una expresión que depende de

parámetros usualmente disponibles y que expresa adecuadamente la temperatura

del módulo.

En primer lugar, se elige una única temperatura para todo el módulo fotovoltaico, lo

que equivale a suponer que todas las células se encuentran a la misma

temperatura. La justificación de esta hipótesis la encontramos en un estudio

experimental de la distribución de temperaturas en la superficie de varios tipos de

módulos fotovoltaicos, que concluye en lo siguiente:

Existe una diferencia máxima de 3ºC entre las temperaturas de las superficies

frontal y posterior del módulo.

En un módulo alejado una distancia mayor de 25 cm de cualquier superficie, la

distribución de temperaturas en sus células es prácticamente homogénea.




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En un módulo situado sobre una superficie a una distancia menor de 25 cm, la

distribución de temperaturas es prácticamente homogénea, excepto en su

perímetro donde puede variar entre 3 y 5 grados respecto a un punto interior.

En un módulo empotrado sobre una superficie la distribución de temperatura es

prácticamente homogénea.

Asimismo, se considera que todos los módulos que forman el generador fotovoltaico se encuentran a la misma temperatura. Esto no suele ser cierto, especialmente si el número de módulos es elevado, debido a la dispersión de parámetros y a la posibilidad de que los módulos puedan estar sometidos a diferentes condiciones debido a suciedad o sombreado.

3.3.2 Corriente de cortocircuito

La corriente de cortocircuito de un módulo solar es la corriente de cortocircuito de

la célula, multiplicada por el número de células en paralelo:

PSCSCm NII •=

3.3.3 Potencia máxima

La potencia máxima que se obtiene de un módulo fotovoltaico, es igual al producto

de la corriente de máxima potencia y la tensión de máxima potencia, que se

obtienen de los valores correspondientes para las células individuales, o mediante

ensayos realizados para los módulos en condiciones de medida estándar. Estos

valores dependen del fabricante, el tipo de célula y las configuraciones especificas

de cada módulo. En muchos casos los paneles se construyen para aplicaciones

específicas conectando cierto número de células en serie y en paralelo que dan una

combinación de tensión y potencia para la aplicación particular.

En el mercado se encuentran módulos con potencias desde 5 hasta 160 Wp con

distintos valores de la tensión nominal y demás características que dependen del

número, tipo y forma de conexión de las células.




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3.4 Condiciones de referencia

El comportamiento de un módulo fotovoltaico se define bajo unas determinadas

condiciones de iluminación y temperatura. Estas condiciones llamadas condiciones

estándar de medida son aceptadas universalmente y para Europa son las

siguientes:

Figura 16 Condiciones Standard de medida para Europa

Irradiancia 1000 W/m2

Distribución espectral AM 1.5 Global

Incidencia Normal

Temperatura de la célula 25ºC

Estas son las mismas condiciones standard para Estados Unidos. Normalmente los

parámetros característicos de los módulos incluidos en las hojas de especificaciones

técnicas de los fabricantes vienen definidos bajo estas condiciones. Sin embargo,

los módulos fotovoltaicos pocas veces trabajan bajo estas condiciones, ya que para

un nivel de irradiancia de 1000 W/m2 que puede alcanzarse al mediodía, los

módulos adquieren temperaturas mayores de 25ºC. Por esto se definen otras

condiciones que pretenden representar el comportamiento del módulo de manera

más realista. Estas son las condiciones nominales de operación:

Figura 17 Condiciones Nominales de operación

Irradiancia 800

W/m2




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Temperatura de la célula TONC

Velocidad del viento 1 m/s

Temperatura ambiente 20oC

3.5 Tamaño de los módulos fotovoltaicos

Desde el punto de vista práctico, hasta hace pocos años se utilizaban módulos de

36 células, con unos 0,4 m2 de superficie. Actualmente, con el auge de las grandes

instalaciones de conexión a red, estos módulos se están utilizando cada vez menos

y se están reemplazando por módulos de mayor tamaño, que disponen de 72 o más

células asociadas en serie o en serie-paralelo. Estos módulos de mayor tamaño son

los que presentan una relación precio/Wp mejor y además requieren menor mano

de obra de instalación e interconexionado.

Figura 18 Curva característica de dos módulos de 72 células. En a) con 72 células en serie. En b) con dos ramas de 36 células en serie, conectadas en paralelo.




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3.6 Vida útil

La durabilidad de un módulo es muy difícil de estimar. Sin embargo, si el módulo

cumple con la normativa vigente en cuanto a homologación, se estima que puede

durar más de treinta años, aunque puede que a partir de los 25 años, las

prestaciones del mismo puedan reducirse alrededor de un 20-25%.

3.7 Tensión nominal

Los módulos fotovoltaicos se diseñan para generar tensiones nominales estándar,

como 1.5V, 6V, 12V, 24V y 48V. Cualquier demanda de potencia específica se

satisface mediante la conexión adecuada de módulos en serie y en paralelo.

En la siguiente tabla se muestran las características de algunos módulos

fotovoltaicos comerciales incluyendo el tipo de célula, número de células

conectadas en serie, potencia máxima, tensión nominal y dimensiones. Algunos

módulos incluyen un inversor para generar corriente alterna, por lo que pueden

encontrarse módulos que generan en continua o alterna.

Figura 19 Características de módulos fotovoltaicos comerciales

Nombre Marca Tipo No células serie

Pmax Vnom Medidas

BP SX 5 Bp solar Si multi 36 4.5 12 V 269*245

BP SX 30 Bp solar Si multi 36 30 12 V 501*593

BP SX 60 Bp solar Si multi 36 60 12 V 502*1110

BP 3160 Bp solar Si multi 72 160 24 V 790*1593

BP 4160 Bp solar Si mono 72 160 24 V 790*1593

A-5 Artesa Si mono 36 5 12 V 206*303

A-38 Artesa Si mono 36 38 12 V 527*638

A-60 Artesa Si mono 36 60 12 V 660*778

A-130 Artesa Si mono 36 130 12 V 660*1476

I-5 Isofotón Si mono 32 5 12 V 270*270





25

8

I-106 Isofotón Si mono 36/72 106 12V/24 V

654*1310


Si multi: Silicio multicristalino, Si mono: Silicio monocristalino

4 El generador fotovoltaico

El generador fotovoltaico está formado por un grupo de módulos o paneles

interconectados entre sí en serie o en paralelo con el fin de satisfacer las demandas

energéticas de la instalación fotovoltaica.

Un punto interesante es la variabilidad de las condiciones de operación dentro del

mismo generador fotovoltaico. Para grandes instalaciones estas condiciones pueden

ser muy distintas entre los paneles que las conforman.

Cuando en una gran instalación una nube, o alguna construcción colindante

sombree algunos de módulos y otros no, cada módulo está operando a unas

condiciones de irradiancia y temperatura distintas. Las células en sombra pueden

invertir su polaridad y las demás células descargar la potencia en ellas. En el caso

de que esta potencia tenga un valor elevado la temperatura de la célula aumentará

generando un punto caliente en cuyo caso puede destruirse totalmente la célula.

Para evitar esto están dispuestos los diodos de bloqueo, que han sido descritos

anteriormente.




26

Figura 20 Constitución del generador fotovoltaico

+

-

+

-

Figura 21 Generador fotovoltaico

4.1 Caja de conexiones, diodo de bloqueo y fusibles

Cuando el generador fotovoltaico está formado por un gran número de módulos, las

salidas procedentes de cada uno de los subcampos de generador fotovoltaico se

conectan en una caja de conexión general común. A esta caja de conexiones

general llega el polo positivo y el polo negativo de cada uno de los subcampos de

los que se divide el generador fotovoltaico y, si existe, el cable de conexión

equipotencial que se conecta a tierra. En esta caja de conexiones están las bornas

de conexión, los fusibles o diodos de bloqueo, así como un punto de puesta a tierra.

También se suele conectar en esta misma caja un interruptor general que permita

desconectar la salida del generador fotovoltaico. Esta caja de conexiones debe ser

resistente a las condiciones meteorológicas donde vaya a estar situada, si está en




27

exterior debe tener un grado de protección mínima IP 64, así como tener

aislamiento clase II, con una clara separación y distinción entre polo positivo y

negativo. En el interior debe estar claramente identificado cada uno de los circuitos,

fusibles, diodos, etc. El acceso a esta caja debe estar limitado a personal

autorizado.

También se suele instalar a la salida del generador fotovoltaico un seccionado para

separar el generador fotovoltaico del resto de la instalación en caso de reparación.

Además en los ramales de generadores de gran potencia se instalan fusibles o

interruptores magnetotérmicos.

5 El regulador Se llaman sistemas de acondicionamiento de potencia a todos aquellos dispositivos

que controlan el funcionamiento de una instalación fotovoltaica y ajustan las

características de la energía eléctrica producida para su uso final.

Los principales elementos de acondicionamiento de potencia son los reguladores de

tensión, los convertidores CC-CC y los convertidores CC-CA o inversores.

El regulador es un elemento propio de las instalaciones aisladas que acumulan

energía en baterías electroquímicas.

Los reguladores de tensión son dispositivos electrónicos que establecen las

condiciones de carga o descarga de la batería en función de su estado, asegurando

así un buen funcionamiento de la batería y un alargamiento de su vida útil.

La sobrecarga de una batería se produce cuando está plenamente cargada y el

generador fotovoltaico sigue inyectando corriente en ella. El regulador en este caso,

debe detectar cuando la batería esta plenamente cargada e impedir la entrada de

corriente adicional, ya sea mediante la disipación de la misma, o de la desconexión

del sistema de acumulación del generador fotovoltaico.

La sobredescarga de la batería se produce cuando se extrae energía eléctrica de

ella aun por debajo de los límites que se han establecido como los mínimos y por

debajo de los cuales la batería comienza a deteriorarse. El regulador debe impedir

la sobredescarga mediante la desconexión de las cargas del sistema de

acumulación. Adicionalmente suelen llevar un sistema de alarma acústica para

avisar de cuando se acerca el límite de descarga de las baterías.

Para garantizar un buen funcionamiento de las baterías se debe seleccionar un

regulador cuyos niveles de tensión estén bien ajustados a las baterías que deben




28

proteger. Estos niveles de tensión son los limites de carga y descarga en función

del tipo de batería, proceso de carga y descarga, temperatura, envejecimiento, etc.

Cuando los reguladores deben controlar la carga y descarga de las baterías se

seleccionan de modo que tengan poder de corte para controlar los dos procesos.

Los reguladores comerciales más frecuentes oscilan entre los 5 y los 50 A para

tensiones de 12 y 24 V. En el caso de instalaciones de gran tamaño se puede optar

por instalar varios reguladores en paralelo o por controlar la descarga desde el

inversor, quedando únicamente el proceso de carga a cargo del regulador.

6 El inversor. Tipos y características. El inversor es un dispositivo electrónico de potencia cuya función básica es

transformar la corriente continua en corriente alterna, además de ajustarla en

frecuencia y en tensión eficaz para su consumo. Se le denomina también

convertidor CC-CA (o también DC-AC).

En las instalaciones fotovoltaicas existen dos grandes grupos de inversores, los que

se utilizan para instalaciones fotovoltaicas aisladas y los que se utilizan para

instalaciones conectadas a red.

Las ondas que salen de los inversores pueden ser de varios tipos: onda cuadrada,

onda cuasi-cuadrada (más o menos modulada) y onda sinusoidal. Esta forma

depende del inversor elegido en función de los requerimientos de la carga aplicada

en cada caso.

En el caso de las instalaciones fotovoltaicas aisladas, estas salidas dependerán de

las cargas de consumo que se desean alimentar, mientras que en las instalaciones

conectadas a red, el inversor requerido será aquel cuya salida sea la onda

sinusoidal perfecta.

Los inversores que generan ondas cuadradas son los más baratos, pero

normalmente son también los menos eficientes. Producen demasiados armónicos

que generan interferencias (ruidos) y no son aptos para ciertas cargas como los

motores de inducción. No obstante, si se desea corriente alterna únicamente para

alimentar un televisor, un ordenador (PC) o un aparato eléctrico pequeño, se puede

utilizar este tipo de inversor.

Los inversores que generan ondas senoidales modificadas (también semisenoidales)

son más sofisticados y caros que los de onda cuadrada, pero a su vez, son los que

mejor relación calidad / precio ofrecen para la conexión de iluminación, televisión o

variadores de frecuencia. Estos inversores permiten disponer de corriente alterna a

220 V y 50 Hz. Primero dividen la corriente en alterna a 50 Hz con características




29

rectangulares y a través de un transformador transforma la tensión a 230 V. Para

una electrificación más completa: electrodomésticos, motores de inducción:

taladros, sierras, etc. y para toda la iluminación. Otra ventaja de estos inversores

es que tienen una gran resistencia a la sobrecarga lo que los hace aptos para los

arranques de motores.

Los inversores senoidales puros tienen un coste bastante superior a los anteriores.

Estos inversores sólo son requeridos por los motores grandes de inducción y los

aparatos más sofisticados o cargas que requieran una forma de onda sinusoidal

pura.

Figura 22 Señales de ondas de salida para inversores.

6.1 Rendimiento de los inversores El rendimiento de un inversor es la relación, expresada en porcentaje, entre la

potencia de salida y la potencia de entrada del inversor:

entrada

salidai P

P=η

Este rendimiento depende de las características del inversor, del semiconductor de

potencia utilizado, de los filtros, transformadores, del estado de carga en el que




30

funcione, es decir, de la potencia que le demande la carga, y de la tensión de la

corriente en continua a la entrada. Cuanto más próxima esté la potencia

demandada por la carga a la potencia nominal del inversor mejor rendimiento

tendrá el inversor.

En la siguiente gráfica se muestra la curva de rendimiento de un inversor de onda

sinusoidal en función de la carga: Para valores de potencia de la carga inferiores al

20% de la potencia nominal del inversor el rendimiento es bajo, pero este

rendimiento aumenta rápidamente con el valor de la potencia de carga, y a partir

de valores de la potencia de carga correspondientes al 30% la potencia nominal del

inversor este rendimiento se estabiliza alcanzando valores superiores al 90%.

Figura 23 : Rendimiento del inversor en función de la potencia de trabajo

El máximo rendimiento del inversor se alcanza cuando trabaja con cargas cuya

potencia demandada oscila entre el 30 y el 80% de la potencia nominal del

inversor.

Como el rendimiento del inversor a bajas potencias respecto a la potencia nominal

es bajo, es aconsejable evitar que el inversor trabaje mucho tiempo a bajas

potencias. Por ello algunas veces se emplea equipos de corriente continua para los

equipos de baja potencia y que funcionan durante mucho tiempo, como las

luminarias, empleándose corriente alterna para los equipos de mayor.

En general, el rendimiento de los inversores a plena carga está entre un 90 y un

95%.

Los inversores son capaces de soportar picos de demanda durante algunos

instantes. Sin embargo, si estos picos sobrepasan cierto umbral, un dispositivo

desconecta el inversor, lo que evita su deterioro o destrucción.




31

Otro factor que afecta al rendimiento de un inversor es la tensión en continua de

entrada al mismo. A menor diferencia de tensiones de entrada y salida del inversor,

mayor eficiencia; por esta razón a mayor tensión de entrada, mayor rendimiento.

7 El sistema de acumulación. Baterías. Tipos y características.

Un acumulador electroquímico o batería es un dispositivo capaz de transformar

cierta cantidad de energía química en energía eléctrica y al contrario. Los

acumuladores electroquímicos sirven de almacenamiento de energía. En ellos se

almacena la energía eléctrica en forma de energía química cuando no se necesita y

se utiliza esta energía cuando se requiera. Es decir su función es permitir un

consumo energético diferido de la producción energética.

Los acumuladores utilizados en las instalaciones fotovoltaicas se componen de

celdas electroquímicas en cuyos electrodos suceden reacciones que son reversibles.

Por esta razón, pueden ser utilizadas para acumular la energía procedente del

generador fotovoltaico y posteriormente liberarla cuando se conecta a un circuito

con alguna carga de consumo. El uso de estos equipos dota a la instalación

fotovoltaica de cierta autonomía, garantizando el servicio eléctrico en periodos en

los que hay ausencia de radiación solar, o en los que dicha cantidad es inferior a la

necesaria para satisfacer la demanda.

Las baterías que se suelen utilizar en las instalaciones fotovoltaicas son baterías

estacionarias. Hay diferentes tipos de baterías estacionarias en el mercado, pero

fundamentalmente se pueden clasificar en dos grandes grupos: las de plomo-ácido

y las de níquel-cadmio (Ni-Cd). En términos eléctricos las baterías de plomo-ácido

están diseñadas para descargas lentas y de valor moderado, en cambio las baterías

de níquel-cadmio están diseñadas para aplicaciones en las que se produzcan

descargas cortas y de alta densidad. Sin embargo, los acumuladores

electroquímicos más usados en las instalaciones fotovoltaicas son los de Pb-ácido,

por su menor precio, mayor eficiencia y mayor disponibilidad en el mercado.

La reacción química que da lugar al almacenamiento y descarga de la energía

eléctrica es:

(descarga ⇒)PbO2 + Pb + H2SO4 ⇔ 2PbSO4 + 2H2O + Energía Eléctrica (⇐carga)




32

Figura 24 Sistema de baterías de acumulación en una instalación fotovoltaica

Una batería es una asociación en serie de vasos. Las propiedades de la batería

dependen del número y características de los vasos que la constituyen. Cada vaso

está formado por los siguientes elementos:

Electrodos: son placas formadas por una rejilla en la que se depositan los

materiales activos. Las rejillas, a parte de servir de soporte a estas sustancias, se

encargan de conducir la electricidad generada. Por esta razón, están hechas de

materiales con buena conductividad; también deben tener una adecuada resistencia

mecánica y a la corrosión y presentar una buena adherencia frente al material que

se deposita en ellas.




33

Electrolito: es un conductor iónico cuya función, en algunos casos, se limita a

facilitar el transporte de las cargas eléctricas, y en otros participa de las reacciones

con los electrodos. Normalmente, se trata de una solución acuosa de algún ácido,

base o sal. Debe tener buena conductividad iónica, estabilidad térmica, ser poco

corrosivo y de bajo precio

Separadores: son elementos cuya función es aislar los electrodos positivos y

negativos, evitando el cortocircuito en el interior del vaso, sin obstaculizar el paso

de los iones a través de ellos.

Recipiente exterior de las baterías o vasos: protege los elementos internos de la

batería de las condiciones exteriores, además de alojar el electrolito. Está hecho de

materiales resistentes a las cargas mecánicas y a la corrosión, y son fácilmente

moldeables.

Figura 25 Esquema de una batería de plomo-ácido

Entre las características más importantes de los acumuladores está su capacidad,

su duración o vida útil, y su resistencia interna.




34

7.1 Capacidad

La capacidad, Ct , es una de las características más importantes de una batería. Se

define como la cantidad de energía que puede suministrar el dispositivo cuando

está sometido a un régimen de descarga durante t horas, a una temperatura de

25ºC, a partir de su estado de plena carga. Se expresa en amperios-hora (Ah). Una

vez transcurrido este tiempo t, la batería alcanzará una tensión mínima,

denominada tensión final de descarga.

Por ejemplo, un acumulador con una capacidad de C10=150 Ah es un acumulador

que puede suministrar una corriente de 15 A durante 10 horas, tiempo en el cual

llega a la tensión de corte que digamos para este caso, es de 1.8 V por elemento, a

una temperatura de referencia de 25ºC.

En algunas ocasiones la capacidad de un acumulador se expresa en Wh es el

resultado de multiplicar los Ah por la tensión nominal de descarga.

7.2 Vida útil

La vida útil de una batería depende de criterios definidos por los mismos usuarios

en función de los límites permisibles para la disminución de la capacidad y otros

aspectos considerados relevantes para su correcta utilización.

La mayor o menor duración de una batería depende tanto de sus condiciones de

funcionamiento en los ciclos de carga y descarga, como de las condiciones externas

cuando no se está utilizando, por lo que puede medirse en términos del número de

ciclos de carga-descarga o en unidades de tiempo.

En los ciclos de carga y descarga se produce el desprendimiento del material activo

y la acumulación de sedimentos lo que genera cortocircuitos, siendo estos dos

fenómenos los que disminuyen la vida útil del acumulador.

La profundidad de descarga tiene un alto grado de influencia en el número de ciclos

de un acumulador, siendo menor este número a mayores profundidades de

descarga.

El tipo de régimen de carga y su intensidad también tienen influencia en la vida útil

de la batería: el régimen de descarga a intensidad constante el que la afecta más

negativamente, al igual que las altas intensidades durante la misma.




35

7.3 Resistencia interna.

Es la resistencia óhmica equivalente que ejerce la batería al paso de corriente

La tensión de circuito abierto o Fem (E) es una característica importante de una

batería y está relacionada con la resistencia del circuito conformado por la batería y

los dispositivos de consumo, mediante la relación:

RIE •=

Donde I es la intensidad de la corriente que circula por el circuito, y R es la

resistencia global del circuito. Esta resistencia puede separarse en sus componentes

externa y externa, siendo la global la suma de estas dos.

En la figura siguiente se representa el esquema del circuito formado por la batería y

los dispositivos conectados a ella. Para este circuito se tiene que la tensión en los

terminales de la batería es:

VL = E - RintI

Es decir, que la resistencia interna de la batería, Rint , hace que la tensión efectiva

entregada a la carga, VL , disminuya, siendo mayor su efecto a mayores valores de

la intensidad.




36

Figura 26 Circuito equivalente para una batería real con resistencia interna Rint

alimentando a una carga R

8 Tipos de instalaciones de energía solar fotovoltaica.

8.1 Instalación FV aislada autónoma.

Es aquella que no se encuentra conectada directamente a la red de distribución

pública y constituye además la única fuente de energía eléctrica disponible, es decir

deben de ser capaces de satisfacer completamente las necesidades de energía

eléctrica en un lugar donde no llega la red eléctrica convencional. Las principales

aplicaciones de este tipo de instalaciones son el suministro de electricidad a casas

de campo sin red eléctrica próxima, aplicaciones agrícolas o ganaderas, bombeos

de agua, señalización y telecomunicaciones. Se subdivide en dos, dependiendo de

que posea o no un sistema intermedio de acumulación de energía:

A1.- Instalación aislada con batería y/o cualquier otro dispositivo de acumulación energética:

En función de que el consumo se realice en corriente continua y/o alterna pueden ser:

A1.1.- Instalación aislada con consumo sólo en corriente continua.

Incluye aquellas instalaciones fotovoltaicas aisladas que posean baterías o

cualquier otro dispositivo de acumulación de energía, cuya salida a consumo

proporcione energía eléctrica en corriente continua.

Este tipo de configuración, compuesta por generador fotovoltaico, regulador

y batería, suele utilizarse en pequeñas instalaciones donde, con frecuencia,




37

sólo se requiere iluminación. Tiene la ventaja de que es muy económica al

no disponer de inversor (equipo que transforma la corriente continua en

alterna).

A1.2.- Instalación aislada con consumo sólo en corriente alterna.

Incluye aquellas instalaciones fotovoltaicas aisladas que posean baterías o


proporcione energía eléctrica en forma de corriente alterna.

A1.3.- Instalación aislada con consumos en continua y alterna.

Incluye aquellas instalaciones fotovoltaicas aisladas que posean baterías o cualquier

otro dispositivo de acumulación de energía, cuya salida a consumo proporcione

energía eléctrica en forma de corriente continua y corriente alterna para sus

respectivos usos.

A2.- Instalaciones aislada sin baterías o ni cualquier otro dispositivo de acumulación energética.

En función de que el consumo se realice en corriente continua o alterna se

subdividen en:

A2.1.- Instalación aislada con consumo sólo en corriente continua.

Comprende aquellas instalaciones fotovoltaicas que no posean baterías o


proporcione energía eléctrica en forma de corriente continua.

A2.2.- Instalación aislada con consumo en corriente alterna.

Comprende aquellas instalaciones fotovoltaicas que no posea baterías o

cualquier otro dispositivo de acumulación de energía y cuya salida a

consumo proporcione energía eléctrica en forma de corriente alterna.

Instalación FV aislada mixta.

Es aquella que no se encuentra conectada directamente a la red de distribución

pública y además está combinada con otra u otras fuentes de energía eléctrica

como grupos electrógenos o aerogeneradores. Es decir el objetivo de la instalación

fotovoltaica es satisfacer parcialmente las necesidades de energía eléctrica.




38

B3.1.- Instalación fotovoltaica-grupo electrógeno.

Se incluye en este tipo el conjunto compuesto por una instalación FV del

grupo A, más un grupo electrógeno, que tengan como objetivo satisfacer la

demanda energética de equipos de consumo comunes.

Si la instalación FV suministra energía a un equipo y el grupo electrógeno a

otro se consideran dos instalaciones generadoras independientes, y cada una

de ellas tiene un tratamiento individualizado.

B3.2.- Instalación fotovoltaica-eólica.


grupo A, más un grupo aerogenerador, que tengan como objetivo satisfacer la

demanda energética de equipos de consumo comunes.

B3.3.- Instalación FV con otros sistemas de generación no incluidos

anteriormente.


grupo A, más un grupo aerogenerador, más un grupo electrógeno; o la

instalación compuesta por una instalación FV del grupo A, más otro u otros

sistemas generadores de energía, distintos del grupo electrógeno y del

aerogenerador, que tengan como objetivo satisfacer la demanda energética

de equipos de consumo comunes.

8.2 Instalación FV interconectada o de conexión a red.

C4.1: Es aquella instalación fotovoltaica que se encuentra conectada directamente a la red de distribución pública, ya sea en forma monofásica, bifásica o trifásica, y trabaja con ella en paralelo. En este tipo de instalaciones la totalidad de la energía eléctrica que produce es para su venta a la compañía suministradora de electricidad no es para el autoconsumo del propietario de la instalación.

9 Conexión a red. Partes fundamentales de una instalación conectada a red. Dimensionamiento de una instalación conectada a red

Las instalaciones solares fotovoltaicas de conexión a red tienen como objetivo fundamental inyectar la energía eléctrica producida a la red eléctrica de distribución además de, en algunos casos, servir como elemento constructivo dentro de un edificio y potenciar la imagen de conciencia ecológica del usuario.

Las instalaciones fotovoltaicas venden la energía eléctrica producida a la red de distribución de una compañía eléctrica siendo diferente el precio de la energía eléctrica consumida por el usuario de la instalación. En ocasiones estas




39

instalaciones se integran en edificios de forma que los módulos sirven como aislamiento térmico, acústico y de cerramiento.

En los últimos años, y como consecuencia del desarrollo del marco legislativo y económico (subvenciones estatales y autonómicas, primas del estado, etc.) relativo a instalaciones de conexión a red, en España, se está produciendo un aumento considerable de este tipo de instalaciones.

9.1 ASPECTOS TÉCNICOS

El requerimiento básico para poder realizar una instalación fotovoltaica conectada a red en un edificio, nave industrial, o en cualquier otro espacio, reside en la disponibilidad de espacio libre de sombras para la ubicación del generador fotovoltaico.

Las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red suministran directamente energía eléctrica a la red eléctrica de distribución con lo que se evita el uso de cualquier sistema de acumulación. Los principales componentes de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red son:

• Generador fotovoltaico

• Inversores

• Protecciones

• Estructuras

=~

Generador fotovoltaico

Inversor

Red eléctrica

+Vcc-

+Vac-=

~

Generador fotovoltaico

Inversor

Red eléctrica

+Vcc-

+Vac-

Figura 27 Esquema simplificado de instalación de conexión a red

El generador fotovoltaico está compuesto fundamentalmente por los módulos fotovoltaicos. Estos módulos consisten básicamente en un conjunto de células fotovoltaicas (formadas por elementos semiconductores) interconectadas entre sí y, caracterizados por la capacidad que poseen de generar una corriente eléctrica a partir de la radiación solar incidente sobre ellos. La energía eléctrica generada es normalmente en corriente continua y a baja tensión (12, 24, 48 Voltios).

Los módulos fotovoltaicos actualmente se encuentran comercializados en tamaños entre los 50-200 Wp si bien algunos fabricantes ofrecen módulos con potencias picos superiores. El tamaño de la superficie de módulo fotovoltaico necesaria es aproximadamente de 10 m2 por cada kWp a instalar.




40

El inversor es el dispositivo que realiza la conversión de la energía eléctrica generada en corriente continua a corriente alterna, con el fin de suministrar energía eléctrica a 50 Hertzios y 220 Voltios..

Las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red han de contar con una serie de protecciones para asegurar la calidad de la energía vertida a la red actuando contra sobretensiones, sobrecorrientes y funcionamiento en modo isla (en ausencia de red, el inversor debe autoprotegerse y al mismo tiempo desconectarse). En ocasiones estas protecciones se integran directamente en el inversor.

Con el rápido crecimiento de las instalaciones conectadas a red, las clásicas estructuras fotovoltaicas se utilizan casi exclusivamente en instalaciones fotovoltaicas aisladas, desarrollándose en la actualidad un amplio rango de productos de estructuras para la instalación de los módulos fotovoltaicos en los edificios. Estos incluyen estructuras de montaje sobre fachadas, tejados, terrazas e incluso tejas fotovoltaicas que pueden ser utilizadas remplazando las tejas ordinarias. Los nuevos productos están orientados hacia la mayor comodidad de integración de los módulos fotovoltaicos en los edificios y a mejorar la estética de la instalación.

Los precios de compra (≈ 12 c€/kWh) y venta (≈ 41 c€/kWh) de energía eléctrica no coinciden para el propietario de una instalación fotovoltaica, por lo que se contabiliza por separado la energía consumida de la red de la inyectada a ésta, mediante la instalación de dos contadores independientes. La normativa obliga a instalar como mínimo un contador que mida la energía producida y que sirva de base para la facturación posterior, y en caso de que en el lugar de emplazamiento de la instalación se produzcan consumos de energía eléctrica, diferentes a los de los equipos auxiliares de la propia instalación fotovoltaica, ha de instalarse un contador que facture la energía eléctrica consumida desde la red eléctrica de baja tensión hasta los puntos de consumo.

La normativa de conexión fotovoltaica a la red eléctrica de baja tensión establece en el Real Decreto 1663/2000 los requisitos técnicos de componentes de la instalación fotovoltaica y fija los parámetros de conexión necesarios para realizar dicha conexión a la red de baja tensión de la empresa distribuidora.

En la siguiente figura se muestra el esquema unificar básico de una instalación fotovoltaica conectada a red.




41

Figura 28 Esquema unificar de instalación fotovoltaica conectada a red




42 42

De acuerdo al RD 1663/2000 la instalación fotovoltaica se conectará directamente a la red de distribución en baja tensión de la empresa distribuidora en el “punto de conexión”, que será propuesto por acuerdo entre el usuario y la compañía eléctrica, procurando que sea el más cercano posible al lugar de la ubicación de dicha instalación, y cumpliendo el resto de condiciones establecidas en el mencionado Real Decreto además del resto de normativa vigente especificada en el apartado 5 de este documento.

Las instalaciones con potencia instalada igual o superior a 100 kWp se consideran centrales fotovoltaicas. La central fotovoltaica al igual que el edificio conectado a red tiene dos elementos principales: un campo fotovoltaico con una potencia determinada y un inversor o conjunto de inversores.

9.2 DIMENSIONADO BÁSICO Y RECOMENDACIONES DE DISEÑO

1. El punto de partida en el dimensionado básico de instalaciones fotovoltaicas de conexión a red es el criterio a considerar a la hora de diseñar. Estos pueden ser:

• Potencia máxima a instalar (potencia pico Wp)

• Potencia en inversores (potencia en la inyección a la red W)

• Superficie disponible (superficie en m2 e inclinación prefijadas) (150 Wp ~ 1 m2)

• Costes (existencia de presupuesto prefijado) (1 Wp ~ 6 €)

2. Una vez seleccionado el tamaño de la instalación, o potencia pico, la orientación e inclinación recomendada será aquella que maximice la producción energética anual. La orientación recomendada en Andalucía, y en todo el hemisferio norte, siempre es Sur, existiendo pérdidas de producción en relación a las posibles desviaciones de esta orientación óptima. Respecto a la inclinación, en Andalucía la recomendada es la más próxima a la latitud de la región (~37º), estando el margen recomendado entre 30-40º.

3. Una vez seleccionado el módulo fotovoltaico, se diseña su modo de conexión para formar el campo generador fotovoltaico y se elige el inversor.

4. Se realizará un cálculo de prestaciones energéticas de la instalación con arreglo a los datos de radiación disponibles (HSP). En este balance deben considerarse las pérdidas del sistema: en el generador fotovoltaico (suciedad, conexiones, punto de trabajo de cada subcampo, transmitancia, eficiencia a baja irradiancia, temperatura de operación de la célula, etc.), en el inversor (rendimiento y seguimiento del punto de máxima potencia) y en el cableado. Se puede considerar, en general, que el factor de pérdidas ascienda al 25% de la producción ideal.




43 43

Como resultado del balance de energía, la energía diaria estimada que es capaz de generar una instalación fotovoltaica conectada a red vendrá dada por la siguiente expresión:

EFV (kWh)= Potencia instalada (Wp) x HSP x Factor de pérdidas

Recomendaciones

Para diseñar el campo fotovoltaico y seleccionar el inversor adecuado hay que tener en cuenta:

• Elegir el módulo adecuado y diseñar las conexiones serie-paralelo de éstos, teniendo en cuenta que el inversor seleccionado tendrá mejor rendimiento si el campo fotovoltaico trabaja a tensiones mayores que si lo hace a tensiones menores. La tensión de trabajo vendrá fijada por el número de módulos conectados en serie.

• El número de módulos en paralelo será el resultado de dividir el número total de módulos entre el número de módulos en serie, ya elegido.

• Para obtener un acoplamiento adecuado entre el generador fotovoltaico y el inversor la relación de potencias recomendable es

W / Wp ~ 0,8

• En el caso de querer asegurar la producción, se puede subdividir el campo fotovoltaico en varios subcampos con sus correspondientes inversores.

El inversor deberá seleccionarse teniendo en cuenta su rango de tensiones de trabajo de entrada y salida, comprobando que incluye la tensión de salida del campo fotovoltaico, atendiendo siempre a las recomendaciones del fabricante.

9.3 ASPECTOS ECONÓMICOS

En el capítulo IV del R.D. 436/2004, se establece el régimen económico que regula este tipo de instalaciones, estableciendo dos mecanismos de retribución de la energía eléctrica producida en régimen especial.

a) Ceder la electricidad a la empresa distribuidora de energía eléctrica. En este caso, el precio de venta de la electricidad vendrá expresado en forma de tarifa regulada, única para todos los períodos de programación, expresada en céntimos de euro por kilowatio-hora.

b) Vender la electricidad libremente en el mercado, a través del sistema de ofertas gestionado por el operador de mercado, del sistema de contratación bilateral o a plazo o de una combinación de todos ellos. En este caso, el precio de venta de la electricidad será el precio que resulte en el mercado organizado o el precio libremente negociado por el titular o el representante de la instalación, complementado por un incentivo y, en su caso, por una prima, ambos expresados en céntimos de euro por kilowatio-hora.




44 44

Para instalaciones menores de 100 kW a la salida del inversor se suele establecer el primer modo de facturación de forma que en el presente año la prima otorgada por el Estado hasta un tamaño de instalación de 100 kW es de un tanto por ciento sobre la tarifa media o de referencia en 2004, que tiene un valor de 7,21 c€/kWh. El resultado de la tarifa regulada es:

PORCENTAJE PRECIO

TOTAL

SOBRE TARIFA MEDIA

(c€/kWh)

ENERGÍA SOLAR

Primeros 25 años desde su puesta en marcha

575% 41,44

FOTOVOLTAICA

A partir de 25 años desde su puesta en marcha

460% 33,15

Los costes de las instalaciones fotovoltaicas han disminuido considerablemente en la última década dada la gran demanda acontecida de estos sistemas a nivel mundial y la madurez alcanzada por la industria fotovoltaica.

En la siguiente tabla se muestra el coste aproximado de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red en función de la potencia pico instalada.

P(kWp)<30 30=<P(kWp)<60 60=<P(kWp)<90 P(kWp)>=

90

Coste total aprox. €/Wp

6,6 €/Wp 6,3 €/Wp 6 €/Wp Inferior a 5,7 €/Wp

Figura 29 Coste aproximado de una instalación fotovoltaica conectada a red según la potencia instalada.

Dentro del coste total de la instalación, aproximadamente el 75-80% corresponde a módulos fotovoltaicos e inversor. La vida media de estas instalaciones ronda los 20-30 años. En caso de detectarse anomalías estas corresponden normalmente a otros elementos (inversor, etc.) pero casi nunca a los módulos fotovoltaicos.

Dentro del coste total, el coste de cada componente o subsistema tiene un peso distinto. En la se muestra una distribución típica de costes en función del rango de potencia instalada.




45 45

33%33%33,7%33%Ingeniería y montaje

2,2%2,4%2,6%2,7%Varios (cableado,…)

9,2%10%10,4%11,8%Inversores, protecciones, sistemas de medida, etc,..

5,6%5,6%5,7%5,5%Estructuras

50%49%47,6%47%Módulos Fotovoltaicos

P(kWp)>= 9060=<P(kWp)<9030=<P(kWp)<60P(kWp)<30

33%33%33,7%33%Ingeniería y montaje

2,2%2,4%2,6%2,7%Varios (cableado,…)

9,2%10%10,4%11,8%Inversores, protecciones, sistemas de medida, etc,..

5,6%5,6%5,7%5,5%Estructuras

50%49%47,6%47%Módulos Fotovoltaicos

P(kWp)>= 9060=<P(kWp)<9030=<P(kWp)<60P(kWp)<30

Figura 30 Distribución de costes de una instalación fotovoltaica conectada a red

A continuación en la siguiente tabla se muestran costes y plazos de amortización aproximados, tanto sin subvención como si se recibe la subvención indicada en la columna 4 a través de programa PROSOL, de 3 instalaciones fotovoltaicas con distinta potencia instalada (6, 15 y 120 kWp) conectadas a red:

Potencia FV instalada

Precio venta al público (sin I.V.A.)

Plazo de amortización

Total ayuda Pública PROSOL

Plazo de amortización con PROSOL

6 kWp 42.000 € 10-11 años 20.082 € 6-7 años

15 kWp 101.400 € 10-11 años 50.396 6-7 años

120 kWp 564.000 € 8-9 años - -

10 Mantenimiento de instalaciones solares fotovoltaicas

Para englobar las operaciones necesarias durante la vida de la instalación para asegurar el funcionamiento, aumentar la fiabilidad y prolongar la duración de la misma, se definen dos escalones complementarios de actuación:

a) Plan de vigilancia; b) Plan de mantenimiento preventivo.

10.1 Plan de vigilancia

El plan de vigilancia se refiere básicamente a las operaciones que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación son correctos. Es un plan de observación simple de los parámetros funcionales principales (energía, tensión etc.) para verificar el correcto funcionamiento de la instalación, incluyendo la limpieza de los módulos en el caso de que sea necesario.

10.2 Plan de mantenimiento preventivo

Son operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las




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condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación.

El plan de mantenimiento debe realizarse por personal técnico competente que conozca la tecnología solar fotovoltaica y las instalaciones eléctricas en general. La instalación tendrá un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas así como el mantenimiento correctivo.

El mantenimiento preventivo ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de elementos fungibles ó desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida útil.

El mantenimiento preventivo de la instalación incluirá, al menos, una revisión semestral en la que se realizarán las siguientes actividades:

a) Comprobación de las protecciones eléctricas; b) Comprobación del estado de los módulos: comprobar la situación respecto al

proyecto original y verificar el estado de las conexiones. c) Comprobación del estado del inversor: funcionamiento, lámparas de

señalizaciones, alarmas, etc. d) Comprobación del estado mecánico de cables y terminales (incluyendo

cables de tomas de tierra y reapriete de bornas), pletinas, transformadores, ventiladores/extractores, uniones, reaprietes, limpieza.

11 Normativa y subvenciones

La normativa aplicable a instalaciones fotovoltaicas la vamos a dividir en dos bloques, distinguiendo la existente para componentes de las instalaciones fotovoltaicas y la aplicable a las propias instalaciones fotovoltaicas aisladas.

Como normativa aplicable nos referimos a la legislación existente, de carácter estatal y autonómico, y a las normas UNE.

Las normas UNE aquí contempladas son normativas técnicas para las instalaciones fotovoltaicas establecidas por la Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), y que provienen, en su mayoría, de los organismos internacionales de normalización electrotécnica, la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) o el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC). Esto facilita la ejecución homogénea y fiable de las instalaciones, así como los intercambios comerciales entre países.

11.1 Normativa

11.1.1 Normativa aplicable a componentes de las instalaciones fotovoltaicas

UNE 206001 EX:97. Módulos fotovoltaicos. Criterios ecológicos.




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UNE-EN 60891:94. Procedimiento de corrección con la temperatura y la irradiancia de la característica I-V de dispositivos fotovoltaicos de silicio cristalino.

UNE-EN 60904-1:94. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 1: medida de la característica I-V de los módulos fotovoltaicos.

UNE-EN 60904-2:98. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 2: requisitos de células solares de referencia.

UNE-EN 60904-3:94. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 3: fundamentos de medida de dispositivos solares fotovoltaicos de uso terrestre con datos de irradancia espectral de referencia.

UNE-EN60904-5:96. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 5: determinación de la temperatura de la célula equivalente (tce) de dispositivos fotovoltaicos por el método de la tensión de circuito abierto.

UNE-EN60904-6:97. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 6: requisitos para los módulos solares de referencia.

UNE-EN 60904-6/A1:98. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 6: requisitos para los módulos solares de referencia.

UNE-EN 60904-7:99. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 7: cálculo del error introducido por desacoplo espectral en las medidas de un dispositivo fotovoltaico.

UNE EN 60904-8:99. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 8: medida de la respuesta espectral de un dispositivo fv

UNE-EN60904-10:99. Dispositivos fotovoltaicos. Parte 10: métodos de medida de la linealidad.

UNE-EN 61173:98. Protección contra las sobretensiones de los sistemas fotovoltaicos productores de energía. Guía.

UNE-EN 61194:97. Parámetros características de los sistemas fotovoltaicos autónomos

UNE-EN 61215:97. Módulos fotovoltaicos de silicio cristalino para aplicación terrestre. Cualificación del diseño y aprobación de tipo.

UNE-EN 61345:99. Ensayo ultravioleta para módulos fotovoltaicos.

UNE-EN 61646:1997. Módulos fotovoltaicos de lámina delgada para aplicación terrestre. Cualificación del diseño y aprobación de tipo.

UNE- EN 61725:98. Expresión analítica para los perfiles solares diarios.




48 48

UNE-EN 61727:96. Sistemas fotovoltaicos. Características de la interfaz de conexión a la red eléctrica.

UNE-EN 61724:2000. Monitorización de sistemas fotovoltaicos. Guías para la medida, el intercambio de datos y el análisis.

UNE-EN 61701:2000. Ensayo de corrosión por niebla salina de módulos fotovoltaicos.

UNE-EN 61721:2000. Susceptibilidad de un módulo fotovoltaico al daño por impacto accidental (resistencia al ensayo de impacto).

UNE-EN 61829:2000. Campos fotovoltaicos de silicio cristalino. Medida en el sitio de características I-V

UNE-EN 61683:2001. Sistemas fotovoltaicos. Acondicionadores de potencia. Procedimiento para la medida del rendimiento.

11.1.2 Normativa aplicable a instalaciones fotovoltaicas aisladas

11.1.2.1 Normativa de ámbito nacional

Real Decreto 2224/98 que establece el certificado de profesionalidad de la ocupación de instalador de sistemas fotovoltaicos y eólicos.

Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión.

Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión.

Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico.

Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, por el que se establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica.

Resolución de 31 de mayo de 2001 por la que se establecen modelo de contrato tipo y modelo de factura para las instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión.

Real Decreto 841/2002 de 2 de agosto por el que se regula para las instalaciones de producción de energía eléctrica en régimen especial su incentivación en la participación en el mercado de producción, determinadas obligaciones de




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información de sus previsiones de producción, y la adquisición por los comercializadores de su energía eléctrica producida.

Real Decreto 1433/2002 de 27 de diciembre, por el que se establecen los requisitos de medida en baja tensión de consumidores y centrales de producción en Régimen Especial.

UNE-EN 61277:2000. Sistemas fotovoltaicos terrestres generadores de potencia. Generalidades y guía.

UNE-EN 61702:2000. Evaluación de sistemas de bombeo fotovoltaico de acoplo directo.

11.1.2.2 Normativa de ámbito autonómico andaluz

Orden de 23 de Mayo de 1988 que establece las especificaciones técnicas de diseño y montaje de instalaciones de energía solar fotovoltaica (BOJA núm. 49 de 24 de junio de 1988 y BOJA núm. 50 de 28 de junio de 1988).

11.1.3 Normativa aplicable a instalaciones fotovoltaicas de conexión a red

11.1.3.1 Legislación de ámbito nacional Ley 54/1997 del Sector Eléctrico, que establece los principios de un modelo de funcionamiento basado en la libre competencia, impulsando a su vez el desarrollo de instalaciones de producción de energía eléctrica en régimen especial.

Real Decreto 1663/2000 sobre la conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión, del Ministerio de Economía.

Real Decreto 1955/2000 por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica.

Resolución de 31 de mayo de 2001, de la Dirección General de política Energética y Minas en la que se establece el modelo de contrato y factura, así como el esquema unifilar, para instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión.

Real Decreto 841/2002, de 2 de agosto, por el que se regula para instalaciones de producción de energía eléctrica en régimen especial su incentivación en la participación en el mercado de producción, determinadas obligaciones de información de sus previsiones de producción, y la adquisición por los comercializadores de su energía eléctrica producida.

Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, del Ministerio de Ciencia y Tecnología, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión, e instrucciones técnicas complementarias (ITC) BT 01 a BT 51.




50 50

Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, por el que se establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

Real Decreto 2392/2004, de 30 de diciembre, en el que se fija la Tarifa de Referencia para el 2005 y el coste de la 1ª verificación de la instalación fotovoltaica conectada a red.

REAL DECRETO 2224/1998, de 16 de octubre, sobre certificado de profesionalidad de instalador de sistemas fotovoltaicos y eólicos de pequeña potencia.

11.1.3.2 Legislación de ámbito autonómico andaluz Orden de 30 de septiembre de 2002 de la Junta de Andalucía, por la que se regula el procedimiento para priorizar el acceso y conexión a la red eléctrica para evacuación de energía de las instalaciones de generación contempladas en el RD 2818/1998, sobre producción de energía eléctrica por instalaciones abastecidas por recursos o fuentes de energías renovables, residuos y cogeneración (BOJA número 124, de 24 de octubre de 2002).

Resolución de 11 de noviembre de 2003, de la Dirección General de Industria, Energía y Minas, por la que se aprueba el modelo del certificado de instalación eléctrica de baja tensión (BOJA núm. 232, de 2 de diciembre de 2003).

Resolución de 1 de diciembre de 2003 de la Dirección General de Industria, Energía y Minas por la que se aprueba el modelo de memoria técnica de diseño de instalaciones eléctricas de baja tensión (BOJA núm. 8, de 14 de enero de 2004).

Instrucción de 21 de enero de 2004, de la Dirección General de Industria, Energía y Minas, de la Junta de Andalucía, sobre el procedimiento de puesta en servicio de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red. (BOJA núm. 26, de 9 de febrero de 2004).

Resolución de 23 de febrero de 2005, de la Dirección General de Industria, Energía y Minas, por la que se establecen normas complementarias para la conexión de determinadas instalaciones generadoras de energía eléctrica en régimen especial y agrupaciones de las mismas a las redes de distribución en baja tensión. (BOJA núm.57, de 22 de marzo de 2005).

11.1.3.3 Obligatoriedad de uso de instalaciones solares fotovoltaicas en Andalucía

En la actualidad no existe ningún tipo de normativa a nivel autonómico que obligue a la instalación de sistemas fotovoltaicos de conexión a red en edificios. No obstante, la reciente entrada en vigor del Código Técnico de la Edificación (CTE), de ámbito nacional obliga en la HE-5 Ahorro de energía, a la incorporación de sistemas fotovoltaicos en ciertos tipos de edificios entre los que se incluyen los edificios administrativos de más de 4.000 m2 y pabellones de recintos feriales de más de




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10.000 m2, entre otros. Esta normativa será obligatoria en el plazo de 6 meses desde la fecha de su entrada en vigor.

La potencia mínima a instalar será de 6,25 kWp, a excepción de casos que lo imposibiliten tales como normativas urbanísticas, problemas de emplazamiento del campo fotovoltaico, etc. La potencia a instalar se calculará en cada caso tal y como indica el CTE, con arreglo a la ubicación, superficie y uso del edificio.

11.2 Subvenciones(Energía Solar)

Actualmente existen subvenciones para este tipo de instalaciones tanto en diversas comunidades autónomas como a nivel estatal. En Andalucía a través del Programa PROSOL se puede acceder a la concesión de subvenciones para instalaciones térmicas y fotovoltaicas.

Las Instalaciones Térmicas son subvencionables siempre que cumplan el CTE

Las instalacionesfotovoltaicas se subvencionan:

1- Las de Tipo aislado siempre que cumplan las especificaciones técnicas del PROSOL y el REBT

2- Las conectadas a red siempre que estén en edificios y su potencia pico sea próxima a la potencia instalada en el mismo.

La operativa del programa para estas instalaciones es la siguiente:

Se fija el Precio de Referencia de la Instalación (PRI), que es el precio que la Junta de Andalucía reconoce a una instalación en base a sus características técnicas, tamaño, etc. Este PRI corresponde a la suma de los importes subvencionado y financiado que la Administración otorga a la instalación.

En base a este PRI, el usuario se verá beneficiado por los siguientes tres tipos de ayuda a través del Programa: • Subvención a fondo perdido del importe subvencionado del PRI. • Subsidiación de los puntos de interés en la operación de préstamo, destinada

a financiar el importe financiado del PRI. • Seguro de la instalación




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12 DIRECCIONES DE INTERÉS (Para Térmica y Fotovoltaica)

www.juntadeandalucia.es/innovacioncienciayempresa Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa, Junta de Andalucía

www.agenciaandaluzadelaenergia.es Agencia Andaluza de la Energía (AAE)

www.apegr.org Agencia Provincial de la Energía de Granada (AEG)

www.agener.org Agencia de Gestión Energética de la Provincia de Jaen (AGENER)

www.agencia-energia-sevilla.com Agencia Local de la Energía de Sevilla (ALES)

www.apeh.org Agencia Provincial de la Energía de Huelva (APEH)

www.asif.org Asociación de la Industria Fotovoltaica (ASIF)

www.asit-solar.org ..............................................................................Asociación de la Industria Solar Térmica (ASIT)

www.atersa.com ATERSA

www.bpsolar.com BP Solar España, S.A.

www.gamesa.es Gamesa Solar

www.isofoton.es Isofotón, S.A.

www.siliken.com SILIKEN

www.solariaenergia.com Solaria Energía

www.eurosolar.org European Association for Renewable Energy

www.epyme.es Asociación provincial de empresas instaladoras de Andalucía

www.asoland.org Asociación de Instaladores de Energía Solar y Renovables

www.solar-helios.com Asociación de fabricantes, distribuidores e instaladores de Energía Solar

13 Bibliografía

M. Ibáñez Plana Tecnología Solar. Ediciones Mundi-Prensa

E. Lorenzo. Electricidad Solar. Ed. Progensa, Sevilla, 1994.

L. Castañer. Energía Solar Fotovoltaica. Ediciones UPC, Barcelona, 1994.

Asif-Sodean Energía Solar fotovoltaica En la comunidad Autónoma de Andalucía

Isidoro Lillo Bravo y otros Instalaciones Fotovoltaicas Manual...Sodean-DGS LV Berlin-Brb

Sevillana de Electricidad. Norma 30.01-24B. Instalaciones Fotovoltaicas, Condiciones Técnicas de Conexión a la Red de baja.

Código Técnico de la Edificación

Ud2 - Energia Solar Fotovoltaica

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