Marcelo Alvarez Julio 2010, Sabaneta, Colombia VI Simposio Internacional Energía y frontera tecnológica en el sector rural

Transcripción

1 Electrificación rural sostenible mediante energía solar fotovoltaica. El mercado fotovoltaico mundial y su evolución Sistema híbrido Solar/Diesel en Titumate Marcelo Alvarez Julio 2010, Sabaneta, Colombia VI Simposio Internacional Energía y frontera tecnológica en el sector rural

2 Contenido Introducción y situación actual Sostenibilidad: linda palabra, pero que significa? Electrificación Vs. Desarrollo rural sostenible Mercado fotovoltaico internacional: Tamaño Clasificación Tendencias Sistema Híbrido Solar/Diesel en Titumate Concepto Descripción Otras proyectos de Aldar en la región

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4 Asimetría Global

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8 Local Administration Employment creation Regulatory frame. Avoiding non instituonal frameworks POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMESIONS Local Participation from the beginning of the process. Capacity building Other services ECONOMIC DIMENSION SOCIAL DIMENSION SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT Employment Creation/ ESCOs Plan of Rural Business Fee-for-maintenance/ service. Financing Initial Investment Intelligent subsidies TECHNOLOGICAL DIMENSION Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

9 DIMENSION TECNOLOGICA PV module High efficiency lighting Controller Radio/cassette player Television Other loads (cellular telephone, etc.) Storage battery

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14 Mercado PV Alemán

15 Mercado PV Mundial: Que pasó?

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17 Mercado PV Coreano

18 Segments and Channels Residential Retrofit New Production Homes Commercial & Public Power Plants 18

19 200+ MW SunPower Tracking Power Plants Isla Mayor Spain, 8.4 MW SunPower T0 Tracker Muehlhausen, Bavaria, Germany, 6 MW SunPower T0 Tracker Trujillo, Extremadura, Spain-Elecnor 23 MW SunPower T0 Tracker Jumilla, Murcia, Spain-Elecnor 23 MW SunPower T0 Tracker Serpa, Portugal 11 MW SunPower T0 Tracker Lebrija, Spain, 3.84 MW SunPower T0 Tracker 19

20 Expectativas superadas

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22 Value Chain Cost Distribution Polysilicon Ingot Wafer Solar Cell Solar Panel System $/W 2006 US Solar System Cost Allocation by Category 50% 20% 30% 22

23 PV Cell evolution (case: Qcells size)

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25 Participación relativa del precio del silicio en cada componente del módulo fotovoltaico

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28 Solar PV Is Cost Competitive LCOE by Resource $/MWh: Solar PV Renewables $ Solar Thermal $ Wind $ Gas Peaking Conventional $ Gas Combined Cycle Prices include federal incentives Source: Lazard Capital Markets 1/9/ $ Levelized Cost ($/MWh) 28

29 Installed Cost Reduction Roadmap: 50% $/Watt 2006 Downstream by 2012 Target Reduction: 60% 25% Cell/Panel 10% Silicon 10% Efficiency % Residential Example 29

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31 Market trend by technology

32 Local Administration Employment Creation Regulatory Frame Avoiding non instituonal frameworks POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSION Local participation from the beginning of the process. Capacity building Other Services ECONOMIC DIMENSION SOCIAL DIMENSION SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT TECHNOLOGICAL DIMENSION Employment Creation/ ESCOs Plan of rural business Fee-for-maintenance/ service. Financing. Initial Investment Intelligent subsidies Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I y Attachment II

33 ECONOMIC DIMENSION Mexico, Productive Uses. Systems of water pumping Fideicomiso de riesgo compartido (FIRCO) [Trust of Joint Venture]

34 Local Administration Employment creation Regulatory Frame Avoiding non instituonal frameworks POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS Local Participation from the beginning of the process. Capacity building Other services ECONOMIC DIMENSION SOCIAL DIMENSION SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT Employment creation/ ESCOs Plan of rural business Fee-for-maintenance/ service. Financing Initial investment Intelligent Subsidies TECHNOLOGICAL DIMENSION Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

35 FIRCO: Productivity Indicators Parameter Previous Current Milk Production (litres/cow/day) 6 7 Lactation Duration (days) Profits of weight in bullocks (grams/day) Adults Mortality (%) 3 2 Weaning (%) 60 65

36 POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS Without the creation of local employment it is impossible to achieve the development in dispersed rural communities Employment creation projected on markets of photovoltaic solar energy

37 Local Administration Employment creation Regulatory frame. Avoiding non instituonal frameworks POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS Local participation from the beginning of the process. Capacity building Other services ECONOMIC DIMENSION SOCIAL DIMENSION SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT Employment creation/ ESCOs Plan of rural business Fee-for-maintenance/ service. Financing. Initial investment Intelligent subsidies TECHNOLOGICAL DIMENSION Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

38 SOCIAL DIMENSION

39 Environmental Issues In addition to the economic development of the currently protected areas attached to these programmes, we must also highlight the environmental issues related to these technologies and, among them, the option of mitigation of CO2. Some significant numbers emerging from projects already implemented in the area are: Each Kwh is considered to reduce in average: 0.6 Kg for systems connected to the network 1 Kg when it replaces an autonomous Diesel 10 Kg when it replaces Kerosene (number of GEF for PERMER).

40 PROYECTO PILOTO IPSE (Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas no Interconectadas) SISTEMA HIBRIDO SOLAR/DIESEL TITUMATE (UNGUIA CHOCÓ)

41 JUSTIFICACION -Comunidades Aisladas sin oportunidad de Interconexión. -Comunidades actualmente abastecidas con Plantas Diesel (atienden mayoritariamente las poblaciones no interconectadas en Colombia) -Baja Calidad de Servicio, afectada fundamentalmente por Discontinuidad de Servicio. -Alta dependencia del suministro de combustible, afectado por diversos motivos (presupuesto, accesibilidad, orden publico, etc.) -Ineficiencia Energética (alto consumo, perdidas elevadas, plantas diesel funcionando fuera del rango de máximo rendimiento, etc.)

42 UBICACIÓN GEOGRAFICA - TITUMATE

43 ALCANCE DEL PROYECTO Aprovechar el equipamiento actual del parque generador en Titumate para ofrecer un suministro de energía constante durante las 24 horas del día. Se realizaron y se están realizando las siguientes tareas: -Diseño del sistema de respaldo de energía con la implementación de un sistema de inversor bidireccional asociado a bancos de baterías. -Diseño del generador fotovoltaico inyectando energía a la red pública. -Diseñar el cuarto de potencia para albergar baterías y equipos. -Adecuar y modernizar la red de distribución de energía. -Racionalización del consumo, mediante educación de la población local. -Automatizar el funcionamiento del sistema. -Permitir la gestión local y remota a través de conexión satelital. -Gestionar y administrar el sistema mientras se realiza la transferencia tecnológica.

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46 Grupo Electrógeno (Diesel - Existente) SISTEMA DE GENERACION ACTUAL Suministro Energético: 4 horas al día (18:00 a 22:00 horas) Potencia Real Suministrada: 60 a 75 kw (de acuerdo a información suministrada por el proveedor del generador. Viviendas: 114

47 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO Esquema Actual. Suministro durante 4 horas al día.

48 Esquema General de la Red (MT y BT) SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ACTUAL Longitud Circuito 3 (BT): 235 m (aprox) Longitud Red MT: 470 m (aprox) Longitud Circuito 2 (BT): 1140 m (aprox) Longitud Circuito 1 (BT): 584 m (aprox)

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50 Trafo 50 KVA Trafo 25 KVA MultiCluster Box Trafo 25 KVA 100% 70%

56 Posibilidad de desarrollo

57 Sistema trifásico... Sunny Island para sistemas de hasta 100 kw

58 GRUPO ELECTROGENO 127 KVA Trifásico 127/208 Vac RED MT (500 m) TRANSFORMADOR ELEVADOR 150 KVA Trifásico 13.2 KV TRANSFORMADOR 25 KVA Monofásico 120 Vac TRANSFORMADOR 50 KVA Monofásico 120 Vac TRANSFORMADOR 25 KVA Monofásico 120 Vac (600 m) (1250 m) (240 m) USUARIOS USUARIOS USUARIOS

59 GRUPO ELECTROGENO 127 KVA Trifásico 127/208 Vac BANCO DE BATERÍAS OPzS 20000Ah C Vdc RED MEDIA TENSIÓN Trifásico 13.2 kv TRANSFORMADOR ELEVADOR 150 KVA Trifásico 13.2 KV INVERSOR BIDIRECCIONAL SUNNY ISLAND 60 kw Trifásico 127/208 Vac RED BAJA TENSIÓN Monofásica 120Vac INVERSOR INYECCION A RED SUNNY MINI CENTRAL 15 kw Trifásico 127/208 Vac

60 Consumo Estimado: 240 kwh día Funcionamiento Generador Diesel: 4 horas al día Insolación: 3 HSP (promedio) DATOS DE DISEÑO ESPECIFICACIONES MÍNIMAS DE EQUIPOS Inversor Bi-direccional: Mínimo 60 kw (trifásico 127/208 Vac 60 Hz) - Cuatro (4) grupos trifásicos (12 Inversores Sunny Island SI5048) Banco de Baterías: Mínimo 20000Ah@120h 48Vdc - Cuatro (4) bancos de baterías OPzS 5000Ah/48Vdc (cada uno asociado a un grupo trifásico de Inversores Bidireccionales). Generador Fotovoltaico: Mínimo 15 kwp - 99 módulos fotovoltaicos de 155Wp (15345 Wp) Inversor de Conexión a Red: Mínimo 15 kw - Tres (3) Inversores Sunny Mini Central SMC 5000

61 -Suministro Energético Discontinuo -Imposibilidad de mantener la cadena de frío. -Consumo sin racionalizar -Alta frecuencia y costos de mantenimiento del grupo electrógeno -Dificultad de desarrollo de emprendimientos productivos. -Suministro Energético Estable, eficiente y confiable. -Posibilidad de desarrollo de emprendimientos productivos por la capacidad de mantener cadenas de frío y procesos productivos. -Racionalización del consumo (iluminación eficiente y de bajo consumo, sistemas prepago) -Alargamiento de la vida útil del grupo electrógeno, mantenimientos menos frecuentes. -Posibilidad de ampliar la capacidad de generación prácticamente ilimitado.

62 Aplicaciones en áreas alejadas de la red La técnica de sistema modular permite la creación de sistemas de abastecimiento ampliables.

63 SI 5048 Datos técnicos Salida Potencia nominal: Potencia: Grid Connection: Bateria Voltaje de bateria: Capacidad: 5 kw 6,5 kw 30min / 8,4 kw 1min 120 V/ 60 Hz 48 V Max. : > 95 % Proteccion tipo: Caja: Ah IP40 Aluminium

64 Flexible Características Mono- y trifásico Interactivo con el generador o la red pública Suministro de energia hasta 100 kw = =...

65 Uso simple Punto único de operación Características Master: Monitoreo y configuración de los parámetros Programación automático de los Slaves SD/MMC Memory Card integrado Monitoreo de eventos y errores Software-Update Para el monitoreo y el servicio Guia de configuración rápida 6 pasos para el arranque

66 Características Para condiciones ambientales duras Opticool Rango de temperatura (-25 to +50 C) Alta potencia de trabajo con altas temperaturas (4 kw a 45 C)

67 Sistema de Control Control del Generador Enciende y apaga diferentes tipos de generadores Generador de apoyo para casos de alta demanda Apagado de generador en caso de baja demanda Generador protector contra funcionamientos máximos, mínimos y estabilizaciones. Manejo de carga Encendido del Generador relacionado con el Consumo de energía Activación y Desactivación de sistemas Sunny Islands paralelos en relación con el consumo de energía Sunny Island 5048 Sunny Boy Windy Boy 120V/60Hz

68 UBICACIÓN GEOGRAFICA - TITUMATE

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71 Otras obras del grupo en la región

72 Rural Lighting (Uspallata - Mendoza, Argentina) Potencia: 64 Wp

73 Rep. Cº CHURBATAL (Jujuy, Argentina) Sistemas Energéticos S.A. [Corporation of Energetic Systems] Potencia: Wp

74 Satellite Telemetry in Gas Pipelines

75 Beacon lighting Tower 500KV (Santo Tomé - Santa Fe, Argentina) Transener S.A. Potencia: 384 Wp

76 Name: PERMER (Argentina) More than 1500 Solar Systems for schools, gendarmerie posts and private homes. Custom: Provincial and National Governments Budget: USD 4 millions Funds: WB y GEF Date: April 2003/7 Rural Schools

77 Rural Schools (II) Name: EADE Programme of Rural Electrification in Educational Centres. Antioquia, Colombia. 92 systems of energy Wp (640Wp per Centre). 92 shelters of batteries of 330Ah/24V Customer: Empresa Antioqueña de Energía [Energetic Company of Antioqueña] Budget: USD 1400 k Funds: Government of Antioquia Date: February-October 2006 Contractor: TENESOL

78 Rural Tele centres Name: Telecentros Compartel (COLOMBIA) 54 hybrid Solar Systems/ Diesel, Total 160 Kwp 108 Benches of Batteries of 740Ah/48V Customer: Gilat Budget: USD 1,8M Funds: Private Date: April 2005 Contractor: TENESOL

79 Rural Health Centres Name: Mayapo (Colombia) Health Centre, 520Wp One (1) battery bank of 500Ah/24V and one (1) bench of batteries of 200Ah/12V Customer: Chevron Texaco Budget: USD 10 k Funds: ChevronTexaco Date: November 2005 Contractor: TENESOL

80 BRAZIL Name: PRODEEM V 1900 Rural Schools, Total 1,4MW Customer: MME Budget: USD18 M Funds: Federal Government Date: October schools with refrigeration, lighting and satellite communication Contractor: BP Solar Brazil

81 COLOMBIA Name: Acueducto Puerto Murillo (Puerto Berrío Ant) [Aqueduct of Murillo Port (Berrio Port Ant)] 1 system of direct solar pumping Wp (Production 35 m 3 /day). Customer: Aguas del Puerto [Port Waters] Budget: USD 46 k Funds: Government of Antioquia Date: April 2007 Contractor: TENESOL

82 ARGENTINA Primeros sistemas conectados a la red sin sistema de acumulación en la región. Un nicho que comienza a crecer Unilever, Corrientes, Argentina First industrial PV system grid tie in Argentina. 2009

83 La lucha contra las barreras debe llevarse: Con el optimismo de la voluntad y el pesimismo de la inteligencia (Antonio Gramsci)

84 La lucha contra las barreras "No hay cosa más difícil de tratar ni más dudosa de conseguir, ni más peligrosa de conducir, que hacerse promotor de la implantación de nuevas instituciones. La causa de tamaña dificultad reside en que el promotor tiene por enemigos a todos aquellos que sacaban provecho del viejo orden y encuentra unos defensores tímidos en todos los que se verían beneficiados por el nuevo...." Fragmento de: El Príncipe (Maquiavelo)

85 Debo citar y agradecer a varias fuentes de información de donde he extraído algunos de los datos presentados aquí (IEA, WB, PNUD, EPIA, Photon, GVEP, SMA, Sunpower, Qcells, Schott solar, entre otros) Usted puede encontrar mucha más información sobre nuestra empresa, sus proyectos y sus productos en nuestro sitio en Internet ( O si lo prefiere, contactarme en forma directa: malvarez@aldar.com.ar Tel/ fax (54 11) Muchas Gracias!!!