clase 1: la industria solar y sus principales retos
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Un programa de emprendimiento e innovación en energía solar para la generación distribuida
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POTENCIA Y ENERGÍA
La unidad de potencia es el Watt. La potencia es generada o consumida por cualquier máquina o equipo en forma instantánea. La unidad de energía es el Watt-hora Si generamos (o consumimos) 1 Watt durante 1 hora, habremos generado (o consumido) 1 Wh
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POTENCIA Y ENERGÍA
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GENERACIÓN TRADICIONAL
En la generación tradicional centralizada, una central produce energía eléctrica y se distribuye a los consumidores a través de líneas de transmisión, distribución, subestaciones y transformadores. En Chile se llama Sistema Interconectado, hay 4 sistemas, donde destacan el SIC y SING
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SIC y SING
Fuente: CDEC SIC Fuente: CDEC SING
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Source: Ministry of Energy
Capacidad Instalada de Sistema Interconectado del Norte Grande (SING): 4.550 MW Capacidad Instalada de Sistema Interconectado Central (SIC): 16.230 MW
GENERACIÓN TRADICIONAL Y SIC
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Source: GDF SUEZ
GENERACIÓN TRADICIONAL Y SIC
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GENERACIÓN TRADICIONAL Y SIC
Fuente: CDEC SIC
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GENERACIÓN DISTRIBUIDA
Fuente: www.circuitzoom.com/
La generación distribuida, o también conocida como generación descentralizada, es principalmente la generación de energía eléctrica a través de muchas pequeñas fuentes de energía en lugares lo más próximos posibles a están los consumos.
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SMART GRIDS
Source: Ministry of Energy
La generación distribuida es parte del ecosistema de los smart grids
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SMART GRIDS
El futuro será holísPco, los sistemas de transporte y energéPcos estarán integrados
hQps://www.youtube.com/watch?v=pP9RAMFxmTQ hQps://www.youtube.com/watch?v=6a2HxDvUS3g&t=85s
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UN POCO DE HISTORIA
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Thomas Alva Edison • En 1931, a meses de su muerte dijo:
• "I'd put my money on the sun and solar energy. What a source of power! I hope we don't have to wait till oil and coal run out before we tackle that."
• Habría cambiado su opinión en estos 85 años?
UN POCO DE HISTORIA
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• Arquímedes fue quien, según la leyenda, derrotó a la flota romana que había sitiado la ciudad de Siracusa mediante un sistema de espejos que concentró la luz del sol e incendió la flota romanas. (212 AC)
UN POCO DE HISTORIA
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En Francia, Lavoisier (1.772) célebre químico francés descubridor del oxígeno, inventó un horno solar al experimentar con lentes de 130 cm. de diámetro, fundió el platino, cuyo punto de fusión es de 17.600 °C.
UN POCO DE HISTORIA
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• En el siglo XIX, el clérigo escocés Robert Stirling construyó un motor de aire caliente con un pistón que, acoplado a un espejo parabólico, empezaba a girar cuando los rayos solares se concentraban en el extremo exterior del pistón y se alcanzaba una temperatura adecuada
UN POCO DE HISTORIA
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• En 1949, en los laboratorios de Mont Louis, Francia, se construyó un horno solar que alcanza temperaturas de 3.500°C, el cual se utiliza en algunos procesos metalúrgicos y en determinadas reacciones químicas.
UN POCO DE HISTORIA
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• En 1958, se logra convertir la luz del sol en energía eléctrica (efecto fotovoltaico) para satisfacer los requerimientos energéticos de los satélites
UN POCO DE HISTORIA
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Caso de Innovación en Chile: Sistemas desalinizadores solares Carlos Wilson
1872, Las Salinas, Antofagasta.
5000 [m2] de vidrio (aprox.)
22,5 [m3] agua destilada al día.
UN POCO DE HISTORIA
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RECURSO SOLAR
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Energía Solar que llega a la Tierra
1. Energía Solar anual que llega a la tierra 2. Energía solar utilizada 3. Reservas de gas natural 4. Reservas de carbón 5. Reservas de petróleo 6. Reservas de uranio 7. Consumo mundial anual de energía
Fuente: INFORSE -‐ Interna1onal Network for Sustainable Energy
RECURSO SOLAR
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The author , Matthias Loster , comments , "Solar power systems installed in the areas defined by the dark disks could provide a little more than the world's current total primary energy demand (assuming a conversion efficiency of 8%) . That is , all energy currently consumed , including heat , electricity , fossil fuels , etc. , would be produced in the form of electricity by solar cells . The colors in the map show the local solar irradiance averaged over three years from 1991 to 1993 (24 hours a day) taking into account the cloud coverage available from weather satellites" .
Cinturón Solar de la Tierra RECURSO SOLAR
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Espectro Solar
RECURSO SOLAR
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Ángulos importantes
RECURSO SOLAR
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Trayectoria del Sol
RECURSO SOLAR
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RECURSO SOLAR
Radiación Solar
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El potencial solar del Desierto de Atacama es el más altos a nivel mundial
RECURSO SOLAR
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ALTA RADIACION SOLAR EN EL DESIERTO DE ATACAMA
Fuente: Min. Energía Pozo Almonte
RECURSO SOLAR
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ALTA RADIACION SOLAR EN EL DESIERTO DE ATACAMA
Fuente: Min. Energía Pozo Almonte Agencia Andaluza de Energía
RECURSO SOLAR
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ALTA RADIACION SOLAR EN EL DESIERTO DE ATACAMA
Fuente: Min. Energía Pozo Almonte Agencia Andaluza de Energía
Loca%on Annual GHI (kWh/m2) Annual DNI (kWh/m2)
Tucson (NREL) 2.080 2.555
Seville 1.780 2.100
Atacama 2.500 3.800
RECURSO SOLAR
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PERO NO SOLAMENTE EL DESIERTO PRESENTA OPORTUNIDADES
Fuente: Elaboración Propia
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
kWh
/m2
Mes
Radiación Solar Global Horizontal CHILE
Arica Calama Copiapo Valparaiso Santiago Pucon Coyhaique
RECURSO SOLAR
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PERO NO SOLAMENTE EL DESIERTO PRESENTA OPORTUNIDADES
0
50
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150
200
250
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kWh/
m2
Mes
Radiación Solar Global Horizontal
Santiago
Berlin
Paris
Pucon
Fuente: Elaboración Propia
RECURSO SOLAR
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RECURSO SOLAR
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
• Elementos: • Módulos fotovoltaicos • Conductores • Inversor • Controlador de carga • Baterías
• Configuración • Conectado a la red (On Grid)
• Aislado (Off Grid)
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Un módulo es un disposiPvo fotovoltaico que consiste en varias celdas individuales conectadas eléctricamente en serie y parallelo, laminado, encapsulado, y ensamblado en un marco
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Un inversor es un disposiPvo que transforma la corriente conPnua que producen los módulos en corriente alterna
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Fuente: http://energyinformative.org/
Sistema conectado a la red, on grid
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Fuente: http://energyinformative.org/
Sistema aislado, off grid
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Desempeño de los módulos fotovoltaicos
Punto de máxima potencia
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SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Fuente:http://ecmweb.com/
Desempeño de los módulos fotovoltaicos
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SITUACIÓN MUNDIAL
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SITUACIÓN MUNDIAL
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SITUACIÓN MUNDIAL
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SITUACIÓN MUNDIAL
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SITUACIÓN NACIONAL
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SITUACIÓN NACIONAL
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SITUACIÓN NACIONAL
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SITUACIÓN NACIONAL
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SITUACIÓN NACIONAL
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SITUACIÓN NACIONAL
Fuente:http://renewables.seenews.com/
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SITUACIÓN NACIONAL
Fuente:SEC
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Potencia total kW
Cant Potencia kWp
Solicitud 795 9.095 TE4 304 3.969
SITUACIÓN NACIONAL
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COSTOS SISTEMAS PV
Fuente:Min. Energía
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COSTOS SISTEMAS PV
Fuente: NREL, Q1 2015
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COSTOS SISTEMAS PV
Fuente: NREL, Q1 2015
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COSTOS SISTEMAS PV
Fuente: http://elperiodicodelaenergia.com/
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PROYECCIÓN
Fuente: PES
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ACTORES DEL MERCADO HOY
Fuente: http://thaisolarpvroadmap.org/
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ALGUNOS EJEMPLOS
hQps://www.youtube.com/watch?v=nmK-‐SO9FxPo hQps://www.youtube.com/watch?v=7S6qs4Fo2xk hQps://www.youtube.com/watch?v=2B62igLoEUk hQp://www.solarschools.org.uk/ hQps://joinmosaic.com/