BREVE HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Realizado por : Fernando Monera Olmos Madrid, Febrero de 2015
BREVE HISTORIA DE LA ESF.En el año 1954, ingenieros de la NASA (EEUU) desarrollaron el primer panel solar fotovoltaico para uso espacial. Su aplicación inicial era la de alimentar autónomamente los equipos de comunicaciones de los satélites. A mediados de los 70, un grupo de Ingenieros de a NASA, desarrollaron en un laboratorio de Estados Unidos el primer panel solar fotovoltaico, para uso en aplicaciones terrestres. Como consecuencia de éstos prototipos, se comenzó la fabricación a nivel industrial de los primeros módulos fotovoltaicos. La potencia de estos primeros equipos tenían una potencia máxima del orden de 30 watios, un tamaño de 0,3 metros cuadrados y estaba formado por 36 células monocristalinas redondas de 3 pulgadas, 6 cm de diámetro. Inicialmente, a aplicación terrestre de éstos paneles era cubrir las necesidades de alimentación eléctrica de aquellos dispositivos con dificultades de disponer de energía eléctrica convencional., y de pequeña potencia. En España, las primeras aplicaciones solares se centraron : -Proporcionar energía eléctrica en viviendas aisladas -Sistemas de comunicaciones en los montes ( Telefónica, Ejercito, TV, etc..) -Sistemas de regadío -Postes de auxilio en carreteras (Postes SOS). -Señalización marítima ( faros) Este tipo de panel se utilizó durante algunos años, hasta los principios de los 80. En el año 1981 Arco Solar ( USA) sacó a mercado el primer panel de célula cuadra de 4 pulgadas ( 10 cm de lado). Con ésto se conseguía una mayor potencia por unidad de superficie, alcanzando potencia de hasta 47 w con la misma superficie. A continuación y rápidamente salió al mercado la célula de 5 pulgadas ( 12,5 cm ) y 6 pulgadas (15,0 cm).. Con ésta última célula la potencia de los paneles alcanzaron los 110-120w de potencia nominal, utilizando para ello 36 células por panel, con una medida del mismo de 100 cm x 140 cm. De éste modo, y con las células de 4, 5 y 6 pulgadas, es decir, módulos con potencias de 47 w, 80 w y 120 w, cubrieron, durante varios años, el 100% de las necesidades del mercado. Estos módulos, durante varios años, fueron Standar en el mercado mundial, y durante éstos años y en paralelo, se incrementaba la potencia de las células, hasta conseguir un rendimiento del orden de 15%, hasta los valores actuales dónde ésta célula de 6 pulgadas, puede producir hasta 4,3-4,4
watios. Aproximadamente a mediados de los 90, se desarrolló la célula de 8 pulgadas ( 20cm x 20 cm),pero las dimensiones de éste módulo, de momento, hacían inviable la comercialización de los mismos. Finalmente y ante el incremento de las aplicaciones y de la potencia exigida por las mismas, a partir de 1993 se comenzaron a fabricar, con éstas células,los paneles de 24 Vcc, colocando para ello, 60-72 células en serie para alcanzar la tensión necesaria. Como resultado de ésto, tenemos actualmente los paneles standard, que están compuestos por 60-72 células, alcanzan una potencia comercial máxima del orden de 310 w y tienen unas medidas del orden de los dos metros cuadrados. MÓDULO SOLAR AÑO 1976 MÓDULOS SOLARES 2014
MERCADO HISTÓRICO EN ESPAÑA.Las aplicaciones citadas anteriormente son las que durante bastantes años ( desde 1976 hasta mediados de los 90) son las que se realizaron en España. Durante éstos años, se realizaron nuevas experiencias en aplicaciones de la ESF. Las Compañías eléctricas, en la segunda parte de la década de los 80, ya realizaron pequeñas plantas solares de conexión a red con el fin de estudiar ésta nueva aplicación Para ello, la primera planta solar que se realizó en España, fue realizada por la Compañía Iberdrola, que en Guadalix de la Sierra ( Madrid), instaló una Planta solar de 300 Kw. Posteriormente, Gesa en Menorca ( 50 Kw), Unión Fenosa en Mora ( Toledo)( 1 Mw), Endesa ( Sierra María -Almeria)( 100 Kw) realizaron las correspondientes instalaciones, fundamentalmente para su estudio y comportamiento en campo. Fue en el año 1995, después de 18 años del desarrollo del sector, cando el Mº de Industria español, decidió formar parte del futuro desarrollo de a ESF en España. El autor de éste documento, tuvo la oportunidad de desarrollar y negociar con el Mº de Industria, el Primer Plan de Energía Solar de conexión a red en España. Como consecuencia de aquellas reuniones, el Mº publicó el famoso LIBRO VERDE de la Energía, dónde planteaba el futuro desarrollo de las energías renovables en España. En éste libro, y respecto a la ESF se realizó el Primer Plan, titulado Plan de Energías Renovables (PER), que finalmente cubría el periodo 1997-2007. Como dato anecdótico se indica que desde el comienzo del sector ( 1977) hasta la firma del Plan, en España se habían realizado instalaciones solares acumuladas por 3 Mw. El Plan especificaba las bondades de la conexión a red, y marcaba un objetivo de potencia a instalar a lo largo del periodo de los 10 años, de 700 Mw. Plan que acabada a finales de 2007. Es importante indicar que el desarrollo del Plan estaba basado en las bondades de la ESF en lo que se llamó: GENERACIÓN DISTRIBUIDA, es decir, consumir allí dónde se produce la energía. Es por ello, que la Administración española, y para desarrollar el sector, ofrecía unas Primas a la generación solar por cada Kw producido. Estas primas, dependían de la potencia de la planta instalada, es decir, con tres tamaños de plantas solares, existían tres primas, siendo la mayor prima para la instalaciones de menor tamaño (hasta 10 Kw), teniendo la menor prima las de mayor potencia desde 1 Mw) El Plan se cumplió y a finales del 2007 se habían instalado en España, los 700 Mw previstos. Fue cuando el Sector solicitó a la Administración un nuevo Plan. El Mº transmitió que mientras preparaba el nuevo Plan, se podían realiza en España, todas las plantas que el sector pudiera realizar. En éste sentido, y durante los 10 meses siguientes, se instalaron en España más de 2.800 Mw
El nuevo plan se aprobó en Octubre de 2008. Plan a 5 años con un objetivo anual de 500 Mw/año con una reducción inicial de Primas escalonadas a la baja durante el periodo. Ya, a finales de 2011, primero el Partido Socialista y posteriormente el Parido Popular, con efecto retroactivo, redujeron las primas alrededor del 50% de lo inicialmente publicado en el BOE. A partir de entonces, se redujeron sensiblemente las instalaciones de Plantas Solares en España, a la vez a la vez que la disminución de las primas de las plantas ya instaladas, sitúa al Sector en una posición problemática. Es decir, que durante los años 2012-2013 y 2014, el mercado español, vuelve a desarrollarse como en los años 80: Electrificación mediante paneles solares, en aquellos lugares que no disponen de Electricidad convencional. Entonces, el Sector, trata de incorporar en España, una nueva aplicación de la ESF que durante varios años, ha venido desarrollándose en otros países del entorno, como Alemania, Holanda, Italia, USA, etc. El AUTOCONSUMO SOLAR y LA INSTALACIÓN ASISTIDA ( con baterías).el concepto varía sensiblemente al de las Plantas solares. Éstas generan electricidad y la energía generada se interconecta con la Red General de Electricidad, que se suma a la electricidad generada por medios convencionales, como las centrales Nucleares, carbón y ciclo combinado. El concepto del AUTOCONSUMO solar, consiste en consumir directamente la energía que se produce con los paneles solares, fundamentalmente en el mismo lugar dónde se produce dicha energía. Las instalaciones son normalmente de baja potencia, inversión reducida y por lo tanto aplicable a un gran número de usuarios potenciales. Actualmente la aplicación más importante en España son las viviendas unifamiliares y pequeñas industrias. Ante el efecto que la masificación de éste tipo de instalaciones se pueden realizar en España, las Compañías eléctricas, están haciendo los máximos esfuerzos, en colaboración con la Administración española, para evitar el desarrollo de éste tipo de aplicación. DATOS: Según diferentes fuentes oficiales, en España hay 5,6 millones de viviendas unifamiliares y 1,7 millones de pequeñas industrias y comercios El consumo medio anual de las viviendas es de 6-7.000 Kw/año y el de las industrias de 12-15.000 Kw /año. La suma de ambos, representa un consumo eléctrico anual del orden de 50.000 Gw/año El consumo total anual en España ha sido de 244.000 Gw/año Por lo con éste tipo de aplicaciones podríamos suministrar el 20% de la energía consumida total en España.