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Aplicaciones de la Energía Solar p cac o es de a e g a So aen vivienda independiente:
P d ió d li tProducción de agua caliente.Calefacción-frio solar.Calefacción frio solar.Venta de electricidad a red por
l f t lt ipaneles fotovoltaicos.20/06/08 Urbanización Raya del Palancar.0/06/08 U ba ac ó aya de a a ca
Rafael Caro Rosique
1S1 RCR
INDICE1. Situación energética actual.2. Movimiento Solar y energía entregada m2.3 Aplicación para agua caliente sanitaria3. Aplicación para agua caliente sanitaria.
A. Elementos necesarios.B. Instalación en vivienda.C. Coste aplicación.C. Coste aplicación.
4. Calefacción solar.A. Elementos necesarios.B Instalación en viviendaB. Instalación en vivienda.C. Coste aplicación.
5. Frío Solar.A Elementos necesariosA. Elementos necesarios.B. Instalación en vivienda.C. Coste aplicación.
6 Instalación Fotovoltaica6. Instalación Fotovoltaica.A. Motivo de la instalación.B. Elementos necesarios.C. Instalación en vivienda.D. Coste / Beneficio de la aplicación.
2S1 RCR
1 SITUACIÓN ENERGÉTICA ACTUAL1. SITUACIÓN ENERGÉTICA ACTUAL
PROBLEMAS ACTUALES:• CAMBIO CLIMATICO• CAMBIO CLIMATICO.
• SEGURIDAD DEL SUMINISTRO.
• PRECIOS ELEVADOS DE LA ENERGÍA– MAYOR CONSUMO A NIVEL MUNDIAL– MAYOR CONSUMO A NIVEL MUNDIAL.– NO SE PUEDE INCREMENTAR LA
PRODUCCIÓN MUNDIALPRODUCCIÓN MUNDIAL.
S1 RCR 3
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5
6
Fuente: OPEC
S1 RCR 7
Fuente: OPEC
S1 RCR 8
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El DESARROLLO SOSTENIBLE es unEl DESARROLLO SOSTENIBLE es unproceso de cambio:• explotación de los recursos.• evolución tecnológicaevolución tecnológica.• instituciones públicas (políticas).acrecientan el potencial actual y futuropara satisfacer las necesidades ypara satisfacer las necesidades yaspiraciones humanas, actuales y def t i t i dfuturas generaciones, manteniendo unequilibrio con nuestro entorno.q
10
2 MOVIMIENTO SOLAR2. MOVIMIENTO SOLAR
ALTURA SOLAR.
SOLSTICIO DE VERANOSOLSTICIO DE VERANO
SOLSTICIO DE INVIERNO
DECLINACIÓN SOLAR.
AZIMUT SOLAR
S1 RCR 11
ALTURA SOLARALTURA SOLAR
Movimiento solarMovimiento solar.
S1 RCR 13
Fuente: IDAE
INCLINACIÓN PLACAS SOLARESINCLINACIÓN PLACAS SOLARES
DATOS DE MADRIDDATOS DE MADRIDFECHA N δ H cul
21-ene 21 -20,14 º 29,44º
21-feb 52 -11,23 º 38,35º
21-mar 80 00,00 º 49,58º
21-abr 111 11,58º 61,16º
21-may 141 20,14º 69,72º
21-jun 172 23,45º 73,03º
21 j l 202 20 44º 70 02º21-jul 202 20,44º 70,02º
21-ago 233 11,75º 61,33º
21-sep 264 00 00º 49 58º21 sep 264 00,00 49,58
21-oct 294 -11,75º 37,83º
21-nov 325 -20,44º 29,14º, ,
21-dic 355 -23,45º 26,13º
ALTURA SOLARALTURA SOLAR
CARTA SOLARCARTA SOLAR
¿Cuánta energía entrega el sol por m2 ?¿Cuánta energía entrega el sol por m2 ?¿A cuantos litros de gasoil equivale?
S1 RCR 19
Fuente: Junkers
1,86 2,94 3,77 5,22 5,80 6,52 7,22 6,41 4,69 3,16 2,08 1,63 4,27Kwh. , , , , , , , , , , , , ,Kwh.
1559La energía que entrega el sol por m2/año es de 1559Kwh/año.
La equivalencia es de 10 Kwh / litro de gasoilLa equivalencia es de 10 Kwh. / litro de gasoil.
155El sol anualmente nos regala por m2 155litros de gasoil/año.
3 Aplicación para agua caliente sanitaria3. Aplicación para agua caliente sanitaria.A. Elementos necesarios.B I t l ió i i dB. Instalación en vivienda.C. Coste aplicación.
S1 RCR 24
CaptadoresCaptadores.Sistema Control.Grupo Hidráulico.Acumulador.Acumulador.Sistema Auxiliar.Liquido anticongelante
S1 RCR 25
Fuente: Junkers
Colector plano
Colector tubo vacío Colector Heat pipeColector tubo vacíoCirculación directa
Colector Heat-pipe
Sistema de drenaje automático (drain back)j ( )
S1 RCR 28
S1 RCR 29
S1 RCR 30
Coste de una instalación solar para producción de ACS aprox:1 Colector Plano 2,5 m2 + soportes. 800 €1 Sistema de control. 250 €1 Bombas y vaso de expansión. 400 €1 Acumulador de 160 litros. 600 €10 litros liquido solar. 40 €I t l ió t b í ll 800 €Instalación, tuberías y llaves. 800 €
Ronda los 3.000 €, precio m2 1250 €/m2Para una instalación de 2 colectores (5 m2) coste 4000 € sale 800 €/m2Para una instalación de 2 colectores (5 m2), coste 4000 € sale 800 €/m2.
El ahorro anual depende del tipo de combustible,700700 Kwh./m2 es la energía aprovechada del sol.
•Gasóleo de calefacción, aprox 85 euros/m2. (1 €/litro)., p ( )
• Electricidad, aprox 70 euros/m2 (0,1 €/Kwh.)
S1 RCR 31
• Gas Natural, aprox 35 euros/m2 (0,04€/Kwh. )
AHORRO CON 2 5 2 PARA AHORRO CON 5 2TECNOLOGÍAS
AHORRO CON 2,5 m2 PARA 4 PERSONAS
AHORRO CON 5 m27 PERSONAS
GASOLEO CALEFACCIÓN 234 € /año 468 €/ añoGASOLEO CALEFACCIÓN 234 € /año 468 €/ año
ELECTRICIDAD 188 €/año 376 €/año
GAS NATURAL 88 €/año 176 €/año
S1 RCR 32
CALEFACCIÓNCALEFACCIÓN SOLARSOLAR
S1 RCR 33
CALEFACCIÓN SOLAR
S1 RCR 34
PORCENTAJE ESTIMADO DE ENERGÍA QUEQPUEDE ENTREGAR UNA INSTALACCIÓN PARACALEFACCIÓN ES DE APROXIMADAMENTEENTRE UN 15 Y 20 % DE LA DEMANDA.
EN INVIERNO, ES CUANDO MENOS RECURSO SOLAR SE DISPONE.
SON INSTALACIONES CON MÁS DE 6 CAPTADORESMÁS DE 6 CAPTADORES.
S1 RCR 35
APLICACIÓN CON EMISORES DE BAJA TEMPERATURA COMO EL SUELO RADIANTE.
FUNCIONAMIENTO ENTRE 35º Y 45º C.
S1 RCR 36
ACS Y SUELO RADIANTEACS Y SUELO RADIANTE
ACS piscina y suelo radianteACS, piscina y suelo radiante
COSTE DE LA INSTALACIÓN DE 6 PANELES DE 2,5 m2:PUEDE COSTAR ENTRE 12.000 Y 15.000 EUROS.
EN UN CHALET DE 150 m2, CON UN CONSUMO ANUAL DE 75 KWH/m2DE 75 KWH/m2
EL AHORRO PUEDE SUPONER ENTRE CALEFACCIÓN Y ACS:
500 Y 700 €/año.
ESTAS CIFRAS PARA INSTALACIONES DE GASOIL PUEDEN SER AMORTIZADAS EN PERIODOSPUEDEN SER AMORTIZADAS EN PERIODOS INFERIORES A 15 AÑOS, CON LOS PRECIOS
ACTUALES
S1 RCR 39
ACTUALES.
FRIO SOLARO SO
S1 RCR 40
DEMANDA ENERGETICA / ENERGÍA SOLAR
S1 RCR 41
ESQUEMA DE PRINCIPIO
S1 RCR 42
Comparación de los ciclosd ó d b óde compresión y de absorción
CICLO DE COMPRESIÓN CICLO DE ABSORCIÓN
CVapor Alta
Presión
Calor Calor
Condensador
Vapor Alta PresiónCalor
Generador
Evaporador EvaporadorCalor
AbsorbedorVapor Baja
Presión
p
Calor Calor
pVapor Baja
Presión
S1 RCR 44
1
Energía SolarFotovoltaica
I D A E - D I R E C C I Ó N D E E N E R G Í A S R E N O V A B L E S
Junio de 2007 1
EL SOL PUEDE SER EL SOL PUEDE SER SUYOSUYO
Junio de 2007
RESPUESTAS A TODAS LAS RESPUESTAS A TODAS LAS PREGUNTAS CLAVE SOBRE PREGUNTAS CLAVE SOBRE
ENERGENERGÍÍA SOLAR FOTOVOLTAICAA SOLAR FOTOVOLTAICA
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Energía SolarFotovoltaica
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Junio de 2007 2
1. ¿ QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA ?
2. ¿ PARA QUÉ SIRVE ?
3. ¿ CUÁNTO CUESTA ?
4. ¿ HAY AYUDAS ?
5. ¿ CUÁLES SON LOS PASOS ?
6. ¿ CUÁL ES LA POTENCIA INSTALADA ?
7. ACTIVIDADES DEL IDAE
8. OTROS EJEMPLOS
ÍNDICE
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Energía SolarFotovoltaica
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� Consiste en la conversión directa de la luz solar en electricidad, mediante un dispositivo electrónico denominado “célula solar”.
� La conversión de la energía de la luz solar en energía eléctrica es un fenómeno físico conocido como efecto fotovoltaico.
� Presenta características peculiares entre las que se destacan:
� Elevada calidad energética.
� Pequeño o nulo impacto ecológico.
� Inagotable a escala humana.
1. ¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica?
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Energía SolarFotovoltaica
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Junio de 2007 4
Cableado
Paneles fotovoltaicos
Inversor
Conexión a red
Elementos de protecciónContadores
Acometida empresadistribuidora
Cuadro conexióninstalación fotovoltaica
Generador fotovoltaico
Caja conexiones continua
Cableado Puesta a tierra
La radiación solar es captada en los paneles fotovoltaicos generando energía eléctrica (efecto fotovoltaico) en forma de corriente continua. En las instalaciones conectadas a red esta energía es trasformada en corriente alterna mediante un equipo denominado inversor, y vertida a la red eléctrica de distribución en el punto de conexión (normalmente la acometida existente).
1. ¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica?
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Energía SolarFotovoltaica
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Zona I: H < 3,8
Zona II: 3,8 ≤ H <4,2
Zona III: 4,2 ≤ H < 4,6
Zona IV: 4,6 ≤ H<5,0
Zona V: H ≥ 5,0
H (Radiación Media Diaria) se mide en kWh/m2
Fuente: INM. Radiación Media Diaria. Generado a partir de isolíneas de radiación solar global anual sobre superficie horizontal.
1. ¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica?
Recurso solar en España
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Energía SolarFotovoltaica
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Señalización, comunicación y aplicaciones específicas Aplicaciones agrícolas
Electrificación doméstica y servicios
SOLAR
FOTOVOLTAICA
Aplicaciones conectadas a red
Aplicaciones aisladas de red
2. ¿Para que sirve?
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Energía SolarFotovoltaica
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Contribuye eficazmente a la reducción de emisiones de CO2:
� Cada kWh generado con energía solar fotovoltaica evita la emisión a la atmósfera de aproximadamente un kilo de CO2, en el caso de comparar con generación eléctrica con carbón, o aproximadamente 400 gramos de CO2 en el caso de comparar con generación eléctrica con gas natural.
�Una vivienda unifamiliar con una potencia instalada en su tejado de 5 kWp puede evitar anualmente 1,9 t de CO2 al año, considerando generación eléctrica con central de ciclo combinado de gas natural.
�Una planta solar, con seguimiento y baja concentración, de
1.200 KWp puede evitar anualmente 818 t de CO2.
2. ¿Para que sirve?
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Energía SolarFotovoltaica
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2. ¿Para que sirve?Instalación conectada a red en vivienda
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2. ¿Para que sirve?Instalación conectada a red en suelo
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• Instalación en vivienda unifamiliar.• Vida útil 25 años. • Instalación tipo: • Potencia generador 4 kWp.• Potencia nominal 3,5 kW.• Régimen de funcionamiento: 1.250 h.
• Generación eléctrica neta:5.000 kWh/año.
• Precio de venta de electricidad: 0,440381 €/kWh (En 2007).
•Se evita la emisión de 1,9 tCO2 al año.
•Emisiones evitadas en vida útil: 47,5 tCO2.(Comparación con generación con gas natural)
• Inversión 26.800 € (6.700 €/kWp)
• Pago inicial del titular (20 %): 5.360 €
• Préstamo (80 %): 21.440 €
(10 años, i=Euribor + 1 %)
• Pago anual del préstamo: 2.578 €
• Ingresos anuales (1er año): 2.201 €
(Evolución 1,4 %)
• Gastos de operación y Mnto. (1er año): 150 €
(Evolución 1,4 %)
• Desgravación fiscal: 10 %
• TIR a 25 años (%): 7,11 %
3. ¿Cuánto cuesta?Instalación fijaP = 4 kWp
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Energía SolarFotovoltaica
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55,8
1.395,0
3,7
93,5
1,9
47,5
Toneladas de CO2/año evitadas:
Toneladas de CO2 evitadas durante la vida útil de la instalación
756.000
151.200
604.800
74.566
66.057
1.982
8,29
47.124
9.425
37.699
4.648
4.431
238
9,58
26.800
5.360
21.440
2.578
2.201
150
7,11
Inversión (€)
Pago inicial del titular (20 %) (€)
Préstamo bancario (80 %) (€)
Pago anual del préstamo (€)
(10 años, i=Euribor+1)
Ingresos anuales (1er año) (€)
Gastos de operación y Mnto (1er año) (€)
TIR a 25 años (%)
120
100
25
1.250
150.000
0,440381
6,12
5,00
25
1.644
10.061
0,440381
4,0
3,5
25
1.250
5.000
0,440381
Potencia GENERADOR (kWp)
Potencia NOMINAL (kW)
Vida útil (años)
Régimen de funcionamiento (h)
Generación eléctrica neta (kWh)
Precio de venta de electricidad (€/kWh)
P=120 kWp
SEGUIM.
P=6,12 kWp
SEGUIM.
P=4 kWp
FIJARESUMEN DE EJEMPLOS
3. ¿Cuánto cuesta? Resumen
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Tarifas establecidas en el artículo 36 del Real Decreto 661/2007:
POTENCIA TARIFA REGULADA (2007)
� P<100 kW; 0,440381 €/kWh los primeros 25 años
0,352305 €/kWh a partir de entonces
� 100 kW<P<10 MW; 0,417500 €/kWh los primeros 25 años
0,334000 €/kWh a partir de entonces
� P>10 MW; 0,229764 €/kWh los primeros 25 años
0,183811 €/kWh a partir de entonces
Las tarifas se actualizan anualmente con el IPC-0,25% hasta 2012, y con el IPC-0,50% a partir de entonces.
4. ¿Hay ayudas? Tarifa regulada
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• Deducción 10 % cuota integra por inversiones medioambientales
Art. 69 y 70 del R.D. Legislativo 3/2004 que aprueba el Texto refundido de la Ley del IRPF
Art. 39 y 44 del R.D. Legislativo 4/2004 que aprueba el Texto refundido de la Ley del IS
• Bonificación opcional por parte de los ayuntamientos
R.D. Legislativo 2/2004, Texto refundido de la Ley Reguladora de las Haciendas Locales
♦ Hasta un 50 % del Impuesto de Actividades Económicas (Art. 88) Están exentos del impuesto las personas físicas en general, y los sujetos pasivos del Impuesto de Sociedades (IS) con cifra de negocios inferior a 1.000.000 € (Art. 82).
♦ Hasta el 95 % del Impuesto sobre Construcciones, Instalaciones y
Obras (Art. 102 y 103)
♦ Hasta un 50 % del Impuesto sobre Bienes e Inmuebles (Art. 74)
4. ¿Hay ayudas? Beneficios fiscales
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CARÁCTER PREVIO CARÁCTER DEFINITIVO
ADMINISTRACIÓN LOCAL LICENCIA DE OBRAS LICENCIA DE ACTIVIDAD
GESTOR DE RED PUNTO DE CONEXIÓN CONEXIÓN DEFINITIVA CONTRATO
AUTORIZACIÓN ADMINISTRATIVA
ACTA PUESTA EN MARCHA CERTIFICADO DE B.T.
INSCRIPCIÓN PROVISIONAL EN EL RIPRE
INSCRIPCIÓN DEFINITIVA EN EL RIPRE
DELEGACIÓN DE HACIENDA
ALTA EN EL I.A.E. OBTENCIÓN DEL C.A.E.
ÓRGANO COMPETENTECC.AA.
5. ¿Cuáles son los pasos?
Desarrollo de un proyecto. Permisos
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Autorizaciones Régimen Especial Conexión a red
Comunidad Autónoma Comunidad Autónoma Empresa distribuidora
Ley Sector eléctrico 54/1997:
Autorización AdministrativaPrevia concedida por la Comunidad Autónoma
Normas de Baja y Alta Tensión, RD 661/2007:
Certificado de InstalaciónEléctrica de BT,Acta de puesta en marcha
Real Decreto 661/2007:
Inclusión en RégimenEspecial (REPE)Régimen económico
Condiciones de conexiónsegún:
Real decreto 1955/2000Real Decreto 1663/2000Orden de 5 de septiembrede 1985 (A.T.)
Real Decreto 1663/2000:
Conexión a red en BT parainstalaciones fotovoltaicas de <100 kW
Tramitación (art. 3-7):Punto de conexiónContratoRelaciones con la empresadistribuidoraCondiciones Técnicas (art. 8-13):Condiciones de interconexiónMedidas y facturaciónProtecciones
Real Decreto 1955/2000 (Aval)Orden de 5 de sep. de 1985 (A.T.)
AUTORIZACIÓN INSTALACIÓN INSCRIPCIÓN PROVISIONAL
ACTA DE PUESTA EN MARCHA INSCRIPCIÓN DEFINITIVACONEXIÓN Y VENTA DE ENERGÍA
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Contratos
suministro planta,Línea, Transf.Otros
INVERSIÓN
ANÁLISIS DE LA INVERSIÓN
Producción Energética
Facturación Anual
INGRESOS
O + M
SegurosGestiónOtros
GASTOS
Costes Financieros
FINANCIACIÓN
5. ¿Cuáles son los pasos?
Desarrollo de un proyecto. Análisis
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17,1917,8419,41INGENIERÍAGASTOS GEN.
2,463,465,24MONTAJEP.E.M.
2,462,502,81CABLEADO
8,779,008,99INVERSORPROTECCIONES
5,966,376,84ESTRUCTURASOPORTE
63,1660,8356,72PANELES
2 MWp(%)
100 kWp(%)
5 kWp(%)
Fuente: ASIF.
Octubre 2006
5. ¿Cuáles son los pasos?
Desarrollo de un proyecto. Desglose