El CeMIE-Sol: CENTRO MEXICANO DE INNOVACIÓN EN ENERGÍA SOLAR

Transcripción

1 El CeMIE-Sol: CENTRO MEXICANO DE INNOVACIÓN EN ENERGÍA SOLAR Dr. Osvaldo Vigil Galán Escuela Superior de Física y Matemáticas Instituto Politécnico Nacional (IPN), México D. F., México. 4to Congreso Nacional de Investigación en Cambio Climático, de octubre 2014 Dirección de Cómputo y Comunicaciones

2 Contenido Introducción Objetivos de Largo Plazo Elementos integradores del CeMIE-Sol La clave del Consorcio: formar una Red Nacional Diagrama del Consorcio de innovación Diagrama de la Estructura del Consorcio Diagrama de conformación del Grupo Directivo Miembros del Grupo Directivo Diagrama de la estructura operativa del CeMIE-Sol Equipo de ejecución de proyectos estratégicos Proyectos aprobados Proyectos en que participa la ESFM-IPN

3 Introducción Se pretende que los CeMIEs permitan al sector abatir las barreras y retos científicos y tecnológicos que enfrenta el país para el aprovechamiento sustentable de la energía. Para ello se concibe que los CeMIEs se integren como redes de formación de capacidades y recursos humanos; de vinculación y expansión del tejido científico-tecnológico-empresarial; y de visión, estrategia y prospectiva de la energía en México.

4 Objetivos de Largo Plazo La ordenación, integración, coordinación, gestión y desarrollo de investigación científica dirigida y orientada al cambio, asimilación, paquetes tecnológicos y desarrollo tecnológico. Expansión y consolidación de capacidades de investigación científica y tecnológica y la promoción de su uso, de modo colaborativo. Formación de recursos humanos. Innovación. Vinculación academia-industria. Fomento a la transferencia de tecnología. Estímulo al desarrollo de empresas tecnológicas. Fortalecimiento de capacidades de investigación y desarrollo tecnológico en las empresas del sector energético.

5 Elementos integradores del CeMIE-Sol Investigadores de las Instituciones de Educación Superior y de los Centros de Investigación públicos y/o privados. Proyectos en colaboración que incluyan a estudiantes e investigadores. Instalaciones de las Instituciones de Educación Superior o Centros de Investigación públicos y/o privados. Empresas interesadas en el uso comercial de los resultados de los proyectos desarrollados.

6 La clave del Consorcio: formar una Red Nacional Red de entidades académicas y empresariales para llevar a cabo investigaciones tecnológicas y de innovación, pruebas de sistemas y plantas pilotos; contando con instalaciones avanzadas y laboratorios en varias regiones del país. Se considera que la investigación y el desarrollo tecnológico en aspectos de energía solar se puede potenciar por la innovación tecnológica (DT+I)i.

7 Diagrama del Consorcio de innovación

8 DIAGRAMA DE LA ESTRUCTURA DEL CONSORCIO

9 DIAGRAMA DE CONFORMACIÓN DEL GRUPO DIRECTIVO MIEMBROS DEL GRUPO DIRECTIVO Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV) Centro de Investigaciones en Materiales Avanzados (CIMAV) Instituto de Energías Renovables de la UNAM (IER-UNAM) Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) Instituto Politécnico Nacional (IPN) Empresa Abengoa Además 2 representantes de las otras instituciones electos Invitados permanentes: CONACYT y SENER

10 DIAGRAMA DE LA ESTRUCTURA OPERATIVA DEL CeMIE-Sol

11 EQUIPO DE EJECUCIÓN DE PROYECTOS ESTRATÉGICOS Esta conformado por los líderes técnicos y administrativos de los proyectos. Estos estarán encargados de coordinar e informar del avance técnico y financiero de cada uno de los proyectos a los responsables Técnico y Administrativo del CeMIE-Sol.

12 PROYECTOS APROBADOS (8 etapas de 6 meses cada una) Número de Proyecto Nombre de proyecto Institución Líder 3 Producción de electricidad solar mediante sistemas de disco parabólico, a partir de fotoceldas de alta eficiencia y dispositivos termoiónicos avanzados UNISON 5 Desarrollo de tanques de almacenamiento de energía solar térmica ITESM/ Campus Monterrey 10 Combustibles solares y procesos industriales (COSOpi) Universidad Autónoma Metropolitana 13 Laboratorio de pruebas para baja y media temperatura, laboratorio para el diseño e integración de sistemas termosolares asistido por computadora Centro de Investigación en Materiales Avanzados SC 16 Inventario nacional del recurso solar (mapa solar) Instituto de Geofísica UNAM Materiales selectivos y reflejantes para sistemas de conversión de energía solar en energía térmica Recubrimientos autolimpiables de alto desempeño para superficies fotovoltaicas Diseño y desarrollo de dispositivos fotovoltaicos a base de InGaN y estructuras de celdas multibanda de GaNAs Centro de Investigación y Estudios Avanzados- IPN Centro de Investigación en Materiales Avanzados SC UASLP

13 26 Número de Proyecto Nombre de proyecto Procesamiento de celdas solares de CdS/Cu (In, Ga) Se2 y CdS/ Cu2ZnSnS4 para su transferencia tecnológica al sector industrial Institución Líder Instituto Politécnico Nacional / Unidades Académicas de Nivel Superior / Escuela Superior de Física y Matemáticas Nanotecnología aplicada en el desarrollo de películas delgadas y prototipo de celdas solares Desarrollo de prototipos de módulos solares fotovoltaicos basados en celdas solares de capa delgada de silicio amorfo y polimorfo nanoestructurado Centro de investigaciones en Óptica AC Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N./ Departamento de Ingeniería Eléctrica 31 Materiales nanoestructurados avanzados para celdas fotovoltaicas híbridas orgánicas/inorgánicas de alta eficiencia Centro de Investigación en Materiales Avanzados SC Nanoantenas termoeléctricas con alta eficiencia para el aprovechamiento de energía solar Desarrollo de nuevos dispositivos fotovoltaicos y materiales semisuperconductores UASLP Universidad Autónoma de Querétaro / Facultad de Ingeniería (Química)

14 Número de Proyecto Nombre de proyecto Institución Líder 9 Desarrollo de sistemas de enfriamiento operados con energía solar Instituto de Energías Renovables de la UNAM 12 Desarrollo de captadores, sistemas solares y sistemas autocontenidos de baja temperatura con materiales novedosos para México Instituto de Energías Renovables de la UNAM Desarrollo de prototipos de módulos fotovoltáicos de CdTe/CdS en área de 100 cm2 con eficiencia en el rango de 10% y de sistemas asociados para la fabricación del mismo para su futura transferencia tecnológica Desarrollo y fabricación de módulos de celdas solares de TiO2 sensibilizadas con colorante (DSC) y puntos cuánticos (QDs), y de orgánicas fotovoltaicas (OPVs) Desarrollo de un laboratorio Nacional para la evaluación de la conformidad de módulos y componentes de sistemas e instalaciones fotovoltaicas LANEFV Instituto de Energías Renovables de la UNAM Instituto de Energías Renovables de la UNAM Instituto de Energías Renovables de la UNAM 35 Investigación y desarrollo de celdas solares con materiales novedosos Instituto de Energías Renovables de la UNAM Desarrollo de un inventario permanente de los sistemas fotovoltaicos instalados a nivel nacional. Laboratorio de edificaciones sustentables para desarrollo y evaluación de sistemas pasivos Instituto de Energías Renovables de la UNAM Instituto de Energías Renovables de la UNAM

15 TOTAL DE PROYECTOS APROBADOS: 22 No. DE PROYECTOS QUE LIDERA CADA INSTITUCIÓN Institución IER 8 (36.5%) CIMAV 3 (14%) CIACYT 2 (9%) Centro de Investigaciones en Optica AC 1 (4.5%) Universidad Autónoma de Querétaro 1 (4.5%) Universidad Autónoma Metropolitana 1 (4.5%) Cinvestav-Zacatenco 1 (4.5%) Cinvestav -Mérida 1 (4.5%) ITESM/ Campus Monterrey 1 (4.5%) Instituto Geofísica-UNAM 1 (4.5%) UNISON 1 (4.5%) ESFM-IPN 1 (4.5%)

16 No. DE PROYECTOS EN QUE PARTICIPA CADA INSTITUCIÓN

17 Concentrado de participación Instituciones de Educación y Centros de 57 Investigación Empresas involucradas 10 Instituciones lideres de proyectos 12 Instituciones extranjeras participantes 9 Vinculos entre los proyectos 109 Académicos participantes. 308

18 Proyectos en que participa la ESFM-IPN Título: Procesamiento de celdas solares de CdS/Cu(In,Ga)Se 2 y CdS/Cu 2 ZnSn(S x Se 1-x ) 4 para su transferencia tecnológica al sector industrial Institución líder en colaboración con seis instituciones más: IER, Tecnológico Toluca, Cinvestav-Mérida, Cinvestav-Zacatenco, Cinvestav-Saltillo, IF-BUAP Objetivo: Desarrollo de celdas solares basadas en materiales no tóxicos y abundantes. Presupuesto: 20 millones de pesos

19 Título: Desarrollo de prototipos de módulos fotovoltáicos de CdTe/CdS en área de 100 cm 2 con eficiencia en el rango de 10% y de sistemas asociados para la fabricación del mismo para su futura transferencia tecnológica En colaboración con tres instituciones: IER (institución líder) y el Cinvestav-Mérida. Objetivo: Desarrollo de celdas solares a películas delgadas basadas en CdS y CdTe Presupuesto: 25 millones de pesos

20 Celdas solares de segunda generación Eficiencia: En la tabla se muestra los valores de eficiencia de las celdas solares de segunda generación, procesadas en los laboratorios y en la industria. Las celdas solares de mayores eficiencias reportadas hasta el momento a nivel de laboratorio están por debajo de sus límites teóricos (30%). Tipo de celda Eficiencia en células Eficiencia en módulos (%) (%) A-Si:H 15 9 CdTe CuInGaSe Cu 2 ZnSn(Sse) (14 cm 2 ) Costo: Primera generación: USA $4,75/Watt (silicio cristalino y policristalino). Segunda generación: USA $0,60/Watt

21 Abundancia relativa y el precio actual en el mercado mundial de algunos elementos constituyentes de los compuestos utilizados en la tecnología de película delgada. También se muestran las reservas estimadas en México. Elemento Reserva Precio ($/ Reservas estimadas en México (toneladas (ppm) Kg) métricas) Te * In * Se ,500 Zn ,000 Cd ,000 Cu ,000 S * Sn * Reservas no declaradas

22 En ambos proyectos el objetivo fundamental es desarrollar procesos tecnológicos a nivel de laboratorio basados en el estado de arte internacional, como en los aportes en innovaciones que garanticen su transferencia al sector industrial.. Gracias por su atención