El papel de la tecnología FV en el siglo XXI
Jorge M. Huacuz VillamarGerencia de Energías No Convencionales
Instituto de Investigaciones Eléctricas
3er. Coloquio Internacional de Sistemas Fotovoltaicos Interconectados con la Red
11 y 12 de noviembre, Querétaro, Qro.
Rutas de Aplicación de la Energía Solar
Generador Fotovoltaico
Conectados a Red
Fuera de Red
Centralizado
Dispersos
Electrificación Rural
Usos Profesionales
El Mercado Fotovoltaico
Mundial0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
MW
Capacidad FV instalada acumulada mundial para sistemas FV autónomos e interconectados con la red
IEA www.iea‐pvps.org
Sistemas FV autónomos Sistemas FV interconectados con la red
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
MW
Capacidad FV instalada acumulada en el mundo ‐ IEA PVPS Reporting Countries www.iea‐pvps.org
Principales Mercados Fotovoltaicos
15%
44%18%
23%
Año 2000 800 MW
Alemania
Japón
Estados Unidos
Resto del mundo
35%
38%
13%14%
Año 2004 3,000 MW
Alemania
Japón
Estados Unidos
Resto del mundo
48.3%
12.9%8.1%
17.3%5.8%
2.2%
2.1%0.9%
2.5%
Año 2009 20,381 MW
AlemaniaJapónEstados UnidosEspañaItaliaCorea del surFranciaAustraliaResto del mundo
Pronóstico de crecimiento del mercado mundial
Fuente:EPIA-Greenpeace
Pronóstico de crecimiento de la generación FV por sector
Fuente:EPIA-Greenpeace
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
2010 2020 2030 2040 2050
TWh
Sistema autónomos
SFVI ‐ Industrial
SFVI ‐ Comercial
SFVI ‐ Residencial
Otras proyecciones a futuro
-
6'000
12'000
18'000
24'000
30'00020
01
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
New
ly in
stal
led
p.a.
[MW
]
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Annu
al g
row
th ra
te
Newly installed p.a. (left scale)
Annual growth rate (right scale)
Fuente: Pius Hüser. Primer Coloquio Fotovoltaico. Zacatecas 050607
¿En dónde se fabrican y quién las hace?
Otros, 50%
Q‐Cells (Alemania), 10%
First Solar (USA, Germany), 9%
Sharp (Japón), 8%
Kyocera (Japón), 5%
Sanyo Electric (Japón), 4%
Deutsche Cell / SolarWorld
(Alemania/Estados Unidos), 4%
Ersol Solar Energy
(Alemania), 3%
Mitsubishi Elec (Japón), 3%
Isofoton (España), 2%
Schott Solar (Alemania / Est. Unidos), 2%
Distribución de la producción mundial de celdas FV por compañía, con base en datos 2008 IEA‐PVPS www.iea‐pvps.org
Distribución futura de los mercados FV
241 GW 1,272 GW
Fuente:EPIA-Greenpeace
Expansión del mercado FV y niveles de competitividad
Fuente: Technology Roadmap, Solar photovoltaic energy, International Energy Agency, 2010.
Expansión del mercado FV y niveles de competitividad
Fuente: Technology Roadmap, Solar photovoltaic energy, International Energy Agency, 2010.
¿Hacia dónde va la tecnología FV
Silicio
Compuestos Químicos
Nuevos Materiales
Obleas
P delgadas
II VI
III V
Híbridos
MaterialesOrgánicos
Tintas Fotosensible
Mono Cristal
Poli Cristal
Si amorfo
Tandem a-Si/ mSiP delgada tandem
CIS/SIGS
CdTe
GaInP2/GaAS
InGaP/InGaAs/Ge
Electrólito líquido
Electrólito gelificadoElectrólito sólido
Polímero-Polímero
Polímero-FuleranoPolímero-Inorgánico
Mad
urez
Tec
noló
gica
Penetración de las tecnologías en el mercado
Participación actual del mercado
Capacidad de producción estimada para 2010
Penetración histórica y proyectada de la producción FVen MW
14004112008957714657294582366529312344187515001150744TOTAL
10.818.76.64.52.390.29Celdas Orgánicas
977457.354935.4528.8222.3917.2213.2510.197.843.922.26Película delgada inorgánica en rollo plástico
1088363.954937.8429.1122.3917.2213.2510.197.843.922.26Celdas Flexibles
5476410030462242163111698225643732331326638Película delgada en vidrio
842070175847487340603384282023501958163213601080703Silicio
13896111178893711556924553364229142331186514921146741Celdas Rígidas
2015201420132012201120102009200820072006200520042003Tipo de Tecnología
Las eficiencias van en aumento………
1274Celdas orgánicas de heterunión DSSC
1496Celdas Orgánicas en Tandem
302419CIGS
181510Silicio Amorfo
Películas delgadas en sustratos flexibles
302419CIGS
241813Silicio Amorfo
Películas delgadas en Vidrio
262524Celdas de Silicio Rígidas
201520102005Tecnología
Eficiencias de las Celdas (%)
The Best One -of -a -Kind Laboratory Cell Efficiencies for Thin Films
(Standard Conditions)
Effic
iency
(%)
CuInSe 2
CdTeAmorphous silicon (stabilized)
Univ. of MaineBoeing
Boeing
Boeing
Boeing
ARCO
AMETEK
NREL
BoeingEuroCIS
Univ. of So. Florida
Univ. of So. FL
BP Solar
Kodak
KodakMonosolar
Matsushita
12
8
4
0200019951990198519801975
United Solar
16
20
NREL
2005
RCA
ECD
NREL
Photon Energy
026587181
The Best One -of -a -Kind Laboratory Cell Efficiencies for Thin Films
(Standard Conditions)
Effic
iency
(%)
CuInSe 2
CdTeAmorphous silicon (stabilized)
Univ. of MaineBoeing
Boeing
Boeing
Boeing
ARCO
AMETEK
NREL
BoeingEuroCIS
Univ. of So. Florida
Univ. of So. FL
BP Solar
Kodak
KodakMonosolar
Matsushita
12
8
4
0200019951990198519801975
United Solar
16
20
NREL
2005
RCA
ECD
NREL
Photon Energy
026587181
The Best One -of -a -Kind Laboratory Cell Efficiencies for Thin Films
(Standard Conditions)
Effic
iency
(%)
CuInSe 2
CdTeAmorphous silicon (stabilized)
Univ. of MaineBoeing
Boeing
Boeing
Boeing
ARCO
AMETEK
NREL
BoeingEuroCIS
Univ. of So. Florida
Univ. of So. FL
BP Solar
Kodak
KodakMonosolar
Matsushita
12
8
4
0200019951990198519801975
United Solar
16
20
NREL
2005
RCA
ECD
NREL
Photon Energy
026587181
The Best One -of -a -Kind Laboratory Cell Efficiencies for Thin Films
(Standard Conditions)
Effic
iency
(%)
CuInSe 2
CdTeAmorphous silicon (stabilized)
Univ. of MaineBoeing
Boeing
Boeing
Boeing
ARCO
AMETEK
NREL
BoeingEuroCIS
Univ. of So. Florida
Univ. of So. FL
BP Solar
Kodak
KodakMonosolar
Matsushita
12
8
4
0200019951990198519801975
United Solar
16
20
NREL
2005
RCA
ECD
NREL
Photon Energy
026587181
El uso de materiales disminuye……….
La rentabilidad energética ha mejorado….
La competitividad económica sigue mejorando….
Fuente: EPIA-Greenpezce
Tendencias y proyecciones
La competitividad económica sigue mejorando….
15
20
25
30
35
40
45US centavos por kWh
Índice de precios Solarbuzz de la electricidad solar FVhttp://www.solarbuzz.com/solarprices.htm
Residencial
Comercial
Industrial
Costos reales
La dimensión económica de la generación FV
Fuente:EPIA-Greenpeace
La dimensión económica de la generación FV
Fuente:EPIA-Greenpeace
Potencial de creación de empleos
Fuente:EPIA-Greenpeace
Adaptado de: PV Market in Japan 2004/2005, Nov. 2005, RTS Corporation
Es necesario establecer la cadena de valor
Ensamble módulos FV
Constructor de vivienda
Inversores (producto
doméstico)
Balance de
sistema
Ventas de Subsidiaria
Ventas Directas de Fábrica
Franquicias
Comercializadora de materiales eléctricos
- Constructor- Desarrollador de vivienda- Fabricante de materiales de construcción
- Constructor de techos- Constructor de edificios- Contratista eléctrico- Detallista de equipo eléctrico
Distribuidor local, detallista o constructor
(Con
trat
ista
Con
stru
ctor
(Con
trat
ista
Elé
ctric
o)
Desarrollador de vivienda
Remodelador de vivienda
Constructor afiliado
Desarrollador de vivienda
Usu
ario
Fin
al (V
ivie
nda
nuev
a/ha
bita
da)Celdas
FV
Distribuidores Nacionales Distribuidores Locales
Manufacturas varias
Sistema FV
domiciliario
La Nueva Vivienda Como Área de OportunidadVIVIENDA NUEVA
Año República Mexicana
Baja California
Baja California
Sur
Chihuahua
Nuevo León Sinaloa Sonora Tamaulipas Yucatán
2006 654,863 31,740 5,193 27,371 29,394 16,047 17,917 25,354 11,558 2007 659,127 32,342 5,289 27,687 29,479 16,105 18,044 25,537 11,700 2008 662,163 32,900 5,370 28,016 29,528 16,124 18,193 25,696 11,838 2009 664,385 33,460 5,458 28,289 29,578 16,118 18,305 25,851 11,922 2010 665,800 33,985 5,527 28,541 29,626 16,111 18,436 26,035 11,981 2011 667,757 34,568 5,604 28,843 29,712 16,122 18,578 26,225 12,068 2012 668,804 35,089 5,686 29,097 29,793 16,115 18,722 26,402 12,138 2013 667,527 35,518 5,734 29,284 29,839 16,072 18,835 26,477 12,165 2014 665,008 35,890 5,794 29,411 29,850 15,985 18,918 26,557 12,158 2015 660,668 36,223 5,821 29,440 29,831 15,875 18,972 26,611 12,130
TOTAL 6,636,102 341,715 55,476 285,979 296,630 160,674 184,920 260,745 119,658
Potencial total estimado: 2,500 MW
Evolución de los sistemas FV en México
Instalaciones fuera de redSituación actual
Cerca de 20 MW fotovoltaicosCerca de 20 MW fotovoltaicos::•• MMáás de s de 2,500 localidades con 2,500 localidades con
servicio eléctrico básicoservicio eléctrico básico•• Cerca de 100,000 sistemas Cerca de 100,000 sistemas
domiciliarios instaladosdomiciliarios instalados•• Alrededor de 3,500 clínicas Alrededor de 3,500 clínicas
rurales, escuelas y edificios rurales, escuelas y edificios comunalescomunales
•• Más de 13,000 teléfonos Más de 13,000 teléfonos fotovoltaicosfotovoltaicos
•• 12 mini12 mini--redes con redes con sistemas hsistemas hííbridos solbridos sol--vientoviento
•• Cientos de bombas de agua Cientos de bombas de agua •• TelecomunicacionesTelecomunicaciones
•• EcoEco--turismoturismo
0
200
400
600
800
1000
1200
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
kWp
Capacidad acumulada estimada puesta en operación de sistemas FV conectados a red en México
Instalaciones de prueba
Sistemas interconectados con la red
En operación220 casas, 1kW c/uPrimer vecindario FV en MéxicoMexicali2006-a la fechaGob.BC-CFE-IIE
En operación1Primer contrato comercial con medición neta
Tijuana2008Usuario domiciliario
En operación30Prueba piloto autogeneración comercial
Ciudad de México
2005-a la fechaIIE-LFC-IP
En operación6.5Prueba piloto usuario DACLa Paz, BCS2006-a la fechaIIE-CFE-IP
En operación1Prueba de concepto autogeneración institucional
Nuevo León2002- a la fechaIIE-IP
Desmantelado1.5Prueba de concepto autogeneración
Hermosillo2001- 2006IIE-CFE
Desmantelado1.5 – 2 kW cada uno
4 sistemas: evaluar beneficios a red y a usuarios; probar tecnologías
Mexicali2000- 2006IIE-CFE
Desmantelado1.5Prueba de concepto autogeneración
Mexicali1999-2000IIE-CFE
Desmantelado1.7Investigación del sistemaCuernavaca1997-1999 IIE
Situación Actual
Potencia Pico (kW)
ObjetivoLocalidadAño
Sistemas interconectados con la red
SFVI recientemente instalados en México
2008
Wal-Mart, Aguascalientes, 174 kWp. 1,056 paneles solares ocupan el techo de Bodega Aurrerá, Aguascalientes. Se evita la emisión de 140 toneladas anuales de CO2 al ambiente. Se genera 20% de la energía que la tienda requiere en un año.
Wal-Mart, Aguascalientes, 174 kWp
UPEMOR 20096.5 kWp
UAM-Iztapalapa 200960 kWp
SFVI recientemente instalados en México
Parque Benito Juárez, Puebla 2009 - 20 kWp
SFVI recientemente instalados en México
SFVI recientemente instalados en México
2009
• SAM’s Club, La Paz, BCS, 200 kWp.• Chrysler, Valle de Derramadero, Coahuila, 411.84 kWp . La energía generada abastece las diferentes líneas de producción que componen la planta automotriz. La instalación está compuesta por 1875 módulos formando el logotipo de Chrysler. Se cuenta con un conjunto de baterías para abastecer por la noche a 150 luminarias LED de última generación, que iluminarán las zonas exteriores de la fábrica.
2010
Parque Solar Fotovoltaico "Bicentenario", 1 MWp, Aguascalientes.
Algunos ejemplos de otros países
Foto Vista Parcial Planta FV Moura, Portugal 63 MW
¿Qué falta por hacer?
Crear la infraestructura operativa para el soporte de las actividades de implantación comercial de los sistemas FV
Definir estrategias y crear mecanismos para el financiamiento y apoyo de los sistemas FV interconectados
Mejorar y fortalecer las cadenas de valor para que los beneficios de la implantación masiva se queden en México
Gracias.........www.iie.org.mx
Instituto de Investigaciones Eléctricas