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El papel de la tecnología FV en el siglo XXI

Jorge M. Huacuz VillamarGerencia de Energías No Convencionales

Instituto de Investigaciones Eléctricas

3er. Coloquio Internacional de Sistemas Fotovoltaicos Interconectados con la Red

11 y 12 de noviembre, Querétaro, Qro.

Rutas de Aplicación de la Energía Solar

Generador Fotovoltaico

Conectados a Red

Fuera de Red

Centralizado

Dispersos

Electrificación Rural

Usos Profesionales

El Mercado Fotovoltaico

Mundial0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

MW

Capacidad FV instalada acumulada mundial para sistemas FV autónomos e interconectados con la red

IEA www.iea‐pvps.org

Sistemas FV autónomos Sistemas FV interconectados con la red

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

MW

Capacidad FV instalada acumulada en el mundo ‐ IEA PVPS Reporting Countries www.iea‐pvps.org

Principales Mercados Fotovoltaicos

15%

44%18%

23%

Año 2000 800 MW

Alemania

Japón

Estados Unidos

Resto del mundo

35%

38%

13%14%

Año 2004 3,000 MW

Alemania

Japón

Estados Unidos

Resto del mundo

48.3%

12.9%8.1%

17.3%5.8%

2.2%

2.1%0.9%

2.5%

Año 2009 20,381 MW

AlemaniaJapónEstados UnidosEspañaItaliaCorea del surFranciaAustraliaResto del mundo

Pronóstico de crecimiento del mercado mundial

Fuente:EPIA-Greenpeace

Pronóstico de crecimiento de la generación FV por sector


0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

2010 2020 2030 2040 2050

TWh

Sistema autónomos

SFVI ‐ Industrial

SFVI ‐ Comercial

SFVI ‐ Residencial

Otras proyecciones a futuro

-

6'000

12'000

18'000

24'000

30'00020

01

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

New

ly in

stal

led

p.a.

[MW

]

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Annu

al g

row

th ra

te

Newly installed p.a. (left scale)

Annual growth rate (right scale)

Fuente: Pius Hüser. Primer Coloquio Fotovoltaico. Zacatecas 050607

¿En dónde se fabrican y quién las hace?

Otros, 50%

Q‐Cells (Alemania), 10%

First Solar (USA, Germany), 9%

Sharp (Japón), 8%

Kyocera (Japón), 5%

Sanyo Electric (Japón), 4%

Deutsche Cell / SolarWorld

(Alemania/Estados Unidos), 4%

Ersol Solar Energy

(Alemania), 3%

Mitsubishi Elec (Japón), 3%

Isofoton (España), 2%

Schott Solar (Alemania / Est. Unidos), 2%

Distribución de la producción mundial de celdas FV por compañía, con base en datos 2008 IEA‐PVPS www.iea‐pvps.org

Distribución futura de los mercados FV

241 GW 1,272 GW


Expansión del mercado FV y niveles de competitividad

Fuente: Technology Roadmap, Solar photovoltaic energy, International Energy Agency, 2010.

¿Hacia dónde va la tecnología FV

Silicio

Compuestos Químicos

Nuevos Materiales

Obleas

P delgadas

II VI

III V

Híbridos

MaterialesOrgánicos

Tintas Fotosensible

Mono Cristal

Poli Cristal

Si amorfo

Tandem a-Si/ mSiP delgada tandem

CIS/SIGS

CdTe

GaInP2/GaAS

InGaP/InGaAs/Ge

Electrólito líquido

Electrólito gelificadoElectrólito sólido

Polímero-Polímero

Polímero-FuleranoPolímero-Inorgánico

Mad

urez

Tec

noló

gica

Penetración de las tecnologías en el mercado

Participación actual del mercado

Capacidad de producción estimada para 2010

Penetración histórica y proyectada de la producción FVen MW

14004112008957714657294582366529312344187515001150744TOTAL

10.818.76.64.52.390.29Celdas Orgánicas

977457.354935.4528.8222.3917.2213.2510.197.843.922.26Película delgada inorgánica en rollo plástico

1088363.954937.8429.1122.3917.2213.2510.197.843.922.26Celdas Flexibles

5476410030462242163111698225643732331326638Película delgada en vidrio

842070175847487340603384282023501958163213601080703Silicio

13896111178893711556924553364229142331186514921146741Celdas Rígidas

2015201420132012201120102009200820072006200520042003Tipo de Tecnología

Las eficiencias van en aumento………

1274Celdas orgánicas de heterunión DSSC

1496Celdas Orgánicas en Tandem

302419CIGS

181510Silicio Amorfo

Películas delgadas en sustratos flexibles

302419CIGS

241813Silicio Amorfo

Películas delgadas en Vidrio

262524Celdas de Silicio Rígidas

201520102005Tecnología

Eficiencias de las Celdas (%)

The Best One -of -a -Kind Laboratory Cell Efficiencies for Thin Films

(Standard Conditions)

Effic

iency

(%)

CuInSe 2

CdTeAmorphous silicon (stabilized)

Univ. of MaineBoeing

Boeing

Boeing

Boeing

ARCO

AMETEK

NREL

BoeingEuroCIS

Univ. of So. Florida

Univ. of So. FL

BP Solar

Kodak

KodakMonosolar

Matsushita

12

8

4

0200019951990198519801975

United Solar

16

20

NREL

2005

RCA

ECD

NREL

Photon Energy

026587181



Effic

iency

(%)

CuInSe 2



Boeing

Boeing

Boeing

ARCO

AMETEK

NREL

BoeingEuroCIS


Univ. of So. FL

BP Solar

Kodak

KodakMonosolar

Matsushita

12

8

4

0200019951990198519801975

United Solar

16

20

NREL

2005

RCA

ECD

NREL

Photon Energy

026587181



Effic

iency

(%)

CuInSe 2



Boeing

Boeing

Boeing

ARCO

AMETEK

NREL

BoeingEuroCIS


Univ. of So. FL

BP Solar

Kodak

KodakMonosolar

Matsushita

12

8

4

0200019951990198519801975

United Solar

16

20

NREL

2005

RCA

ECD

NREL

Photon Energy

026587181



Effic

iency

(%)

CuInSe 2



Boeing

Boeing

Boeing

ARCO

AMETEK

NREL

BoeingEuroCIS


Univ. of So. FL

BP Solar

Kodak

KodakMonosolar

Matsushita

12

8

4

0200019951990198519801975

United Solar

16

20

NREL

2005

RCA

ECD

NREL

Photon Energy

026587181

El uso de materiales disminuye……….

La rentabilidad energética ha mejorado….

La competitividad económica sigue mejorando….

Fuente: EPIA-Greenpezce

Tendencias y proyecciones

La competitividad económica sigue mejorando….

15

20

25

30

35

40

45US centavos por kWh

Índice de precios Solarbuzz de la electricidad solar FVhttp://www.solarbuzz.com/solarprices.htm

Residencial

Comercial

Industrial

Costos reales

La dimensión económica de la generación FV


Potencial de creación de empleos


Adaptado de: PV Market in Japan 2004/2005, Nov. 2005, RTS Corporation

Es necesario establecer la cadena de valor

Ensamble módulos FV

Constructor de vivienda

Inversores (producto

doméstico)

Balance de

sistema

Ventas de Subsidiaria

Ventas Directas de Fábrica

Franquicias

Comercializadora de materiales eléctricos

- Constructor- Desarrollador de vivienda- Fabricante de materiales de construcción

- Constructor de techos- Constructor de edificios- Contratista eléctrico- Detallista de equipo eléctrico

Distribuidor local, detallista o constructor

(Con

trat

ista

Con

stru

ctor

(Con

trat

ista

Elé

ctric

o)

Desarrollador de vivienda

Remodelador de vivienda

Constructor afiliado

Desarrollador de vivienda

Usu

ario

Fin

al (V

ivie

nda

nuev

a/ha

bita

da)Celdas

FV

Distribuidores Nacionales Distribuidores Locales

Manufacturas varias

Sistema FV

domiciliario

La Nueva Vivienda Como Área de OportunidadVIVIENDA NUEVA

Año República Mexicana

Baja California

Baja California

Sur

Chihuahua

Nuevo León Sinaloa Sonora Tamaulipas Yucatán

2006 654,863 31,740 5,193 27,371 29,394 16,047 17,917 25,354 11,558 2007 659,127 32,342 5,289 27,687 29,479 16,105 18,044 25,537 11,700 2008 662,163 32,900 5,370 28,016 29,528 16,124 18,193 25,696 11,838 2009 664,385 33,460 5,458 28,289 29,578 16,118 18,305 25,851 11,922 2010 665,800 33,985 5,527 28,541 29,626 16,111 18,436 26,035 11,981 2011 667,757 34,568 5,604 28,843 29,712 16,122 18,578 26,225 12,068 2012 668,804 35,089 5,686 29,097 29,793 16,115 18,722 26,402 12,138 2013 667,527 35,518 5,734 29,284 29,839 16,072 18,835 26,477 12,165 2014 665,008 35,890 5,794 29,411 29,850 15,985 18,918 26,557 12,158 2015 660,668 36,223 5,821 29,440 29,831 15,875 18,972 26,611 12,130

TOTAL 6,636,102 341,715 55,476 285,979 296,630 160,674 184,920 260,745 119,658

Potencial total estimado: 2,500 MW

Evolución de los sistemas FV en México

Instalaciones fuera de redSituación actual

Cerca de 20 MW fotovoltaicosCerca de 20 MW fotovoltaicos::•• MMáás de s de 2,500 localidades con 2,500 localidades con

servicio eléctrico básicoservicio eléctrico básico•• Cerca de 100,000 sistemas Cerca de 100,000 sistemas

domiciliarios instaladosdomiciliarios instalados•• Alrededor de 3,500 clínicas Alrededor de 3,500 clínicas

rurales, escuelas y edificios rurales, escuelas y edificios comunalescomunales

•• Más de 13,000 teléfonos Más de 13,000 teléfonos fotovoltaicosfotovoltaicos

•• 12 mini12 mini--redes con redes con sistemas hsistemas hííbridos solbridos sol--vientoviento

•• Cientos de bombas de agua Cientos de bombas de agua •• TelecomunicacionesTelecomunicaciones

•• EcoEco--turismoturismo

0

200

400

600

800

1000

1200

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

kWp

Capacidad acumulada estimada puesta en operación de sistemas FV conectados a red en México

Instalaciones de prueba

Sistemas interconectados con la red

En operación220 casas, 1kW c/uPrimer vecindario FV en MéxicoMexicali2006-a la fechaGob.BC-CFE-IIE

En operación1Primer contrato comercial con medición neta

Tijuana2008Usuario domiciliario

En operación30Prueba piloto autogeneración comercial

Ciudad de México

2005-a la fechaIIE-LFC-IP

En operación6.5Prueba piloto usuario DACLa Paz, BCS2006-a la fechaIIE-CFE-IP

En operación1Prueba de concepto autogeneración institucional

Nuevo León2002- a la fechaIIE-IP

Desmantelado1.5Prueba de concepto autogeneración

Hermosillo2001- 2006IIE-CFE

Desmantelado1.5 – 2 kW cada uno

4 sistemas: evaluar beneficios a red y a usuarios; probar tecnologías

Mexicali2000- 2006IIE-CFE

Desmantelado1.5Prueba de concepto autogeneración

Mexicali1999-2000IIE-CFE

Desmantelado1.7Investigación del sistemaCuernavaca1997-1999 IIE

Situación Actual

Potencia Pico (kW)

ObjetivoLocalidadAño

Sistemas interconectados con la red

SFVI recientemente instalados en México

2008

Wal-Mart, Aguascalientes, 174 kWp. 1,056 paneles solares ocupan el techo de Bodega Aurrerá, Aguascalientes. Se evita la emisión de 140 toneladas anuales de CO2 al ambiente. Se genera 20% de la energía que la tienda requiere en un año.

Wal-Mart, Aguascalientes, 174 kWp

UPEMOR 20096.5 kWp

UAM-Iztapalapa 200960 kWp


Parque Benito Juárez, Puebla 2009 - 20 kWp



2009

• SAM’s Club, La Paz, BCS, 200 kWp.• Chrysler, Valle de Derramadero, Coahuila, 411.84 kWp . La energía generada abastece las diferentes líneas de producción que componen la planta automotriz. La instalación está compuesta por 1875 módulos formando el logotipo de Chrysler. Se cuenta con un conjunto de baterías para abastecer por la noche a 150 luminarias LED de última generación, que iluminarán las zonas exteriores de la fábrica.

2010

Parque Solar Fotovoltaico "Bicentenario", 1 MWp, Aguascalientes.

Algunos ejemplos de otros países

Foto Vista Parcial Planta FV Moura, Portugal 63 MW

¿Qué falta por hacer?

Crear la infraestructura operativa para el soporte de las actividades de implantación comercial de los sistemas FV

Definir estrategias y crear mecanismos para el financiamiento y apoyo de los sistemas FV interconectados

Mejorar y fortalecer las cadenas de valor para que los beneficios de la implantación masiva se queden en México

Gracias.........www.iie.org.mx

Instituto de Investigaciones Eléctricas

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