Luis M. Gonzalez C.
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Panamá
luis.gonzalez34@utp.ac.pa
George Andrew P.
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Panamá
george.andrew@utp.ac.pa
Resumen: La creciente demanda de la energía eléctrica nos ha obligado a optar por otras forma producir energía. La producción de energía eléctrica a partir de los rayos del sol es prácticamente ilimitada y a la vez familiarizable con el medio ambiente ya que no se necesita afectar algún otro medio para sacar provecho de esta nueva forma de producción de electricidad. Presentaremos a continuación los avances que ha tenido Panamá con respecto a la energía fotovoltaica y algunos grandes proyectos.
objetivo:
Presentar :Los conceptos básico de Energía fotovoltaica.
Como se genera la electricidad a partir de los rayos del sol.
Nuevos proyectos de energía fotovoltaica en Panamá.
DESARROLLO
¿QUE ES ENERGÍA FOTOVOLTAICA?
La energía solar fotovoltaica es
una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a
partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula
fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un
sustrato denominada célula solar de película fina.
¿CÓMO SE GENERA LA ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA?
Se genera electricidad por medio de
unas placas. Estas placas están formadas por módulos y éstos a su vez por
células fotovoltaicas. Sus células están formadas por una o varias láminas
de material semiconductor y recubiertas de un vidrio transparente que deja
pasar la radiación solar y minimiza las pérdidas de calor.
Las células solares fotovoltaicas
convencionales se fabrican de silicio. Las fabricadas con este material
son bastante eficientes, con unos rendimientos medios de 14-17%, aunque también
más caras de producir por la alta dependencia en la disponibilidad del silicio.
Se han empezado a utilizar otros materiales más baratos, denominándose estas
células "de segunda generación", aunque sus rendimientos son menores
(10-12%).FIGURA 1- PLACA DE PANEL FOTOVOLTAICO
¿DE QUÉ MANERA CONVERTIMOS LA ENERGÍA SOLAR EN ENERGÍA ÚTIL
PARA SU USO COTIDIANO?
Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas,
aunque no son las únicas, primero para calentar cosas como comida o agua,
conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad,
conocida como energía solar fotovoltaica.
El dispositivo que se encarga de esta transformación se denomina inversor. El inversor transforma la corriente continua en corriente alterna con las mismas características que la de la Red eléctrica a la que va a verterse, controlando la uniformidad y calidad de la señal.
Esta corriente alterna generada finalmente pasa por un contador (que la cuantifica) y de allí es inyectada a la Red general.
Un panel fotovoltaico consiste en
una asociación de células, encapsulada en dos capas de EVA (etileno-vinilo-acetato),
entre una lámina frontal de vidrio y una capa posterior de un polímero termoplástico (normalmente
tedlar). Este conjunto es enmarcado en una estructura de aluminio con el
objetivo de aumentar la resistencia mecánica del conjunto y facilitar el
anclaje del módulo a las estructuras de soporte.
Las células más comúnmente
empleadas en los paneles fotovoltaicos son de silicio, y se puede dividir en
tres subcategorías:
·
Las células de silicio monocristalino están constituidas por un
único cristal de silicio, normalmente manufacturado mediante el proceso Czochralski. Este tipo de células presenta un color azul
oscuro uniforme.
·
Las células de silicio policristalino (también llamado
multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo
que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células
monocristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso.
·
Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio
cristalino pero también menos costoso. Este tipo de células es, por ejemplo, el
que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.
El parámetro estandarizado para
clasificar la potencia de un panel fotovoltaico se denomina potencia pico, y se corresponde con la
potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones
estandarizadas, que son:
·
Radiación
de 1000 W/m²
·
Temperatura
de célula de 25 °C (no temperatura ambiente).
FIGURA 2- PANELES SOLARES
¿Cómo puede utilizarse
la energía solar fotovoltaica?
La tecnología solar fotovoltaica puede ser empleada mediante:
• una instalación aislada, sin acceso a la
red eléctrica. Esta es muy útil en poblaciones donde es difícil realizar este
tipo de conexiones. La electricidad generada se destina al autoconsumo.
En este caso será necesario instalar baterías al sistema para poder acumular esta energía generada y así poder consumirla durante la noche.
En este caso será necesario instalar baterías al sistema para poder acumular esta energía generada y así poder consumirla durante la noche.
• una instalación conectada a la red. En este
caso la corriente eléctrica generada por una instalación fotovoltaica puede ser
vertida a la red eléctrica como si fuera una central de producción de energía eléctrica.
El productor sigue comprando la energía eléctrica consumida y por separado
venderá lo producido.
Este tipo de instalaciones disponen de contadores para medir la energía producida y enviada a la red.
Este tipo de instalaciones disponen de contadores para medir la energía producida y enviada a la red.
Aplicaciones de la energía solar fotovoltaicas
La producción industrial a gran
escala de paneles fotovoltaicos despegó en la década de 1980, y entre sus múltiples
usos se pueden destacar:
Telecomunicaciones y
señalización
FIGURAN 3- RADIO BASE FUNCIONANDO
CON ENERGÍA SOLAR.
La energía solar
fotovoltaica es ideal para aplicaciones de telecomunicaciones, entre las que se
encuentran por ejemplo las centrales locales de telefonía, antenas de radio y televisión,
estaciones repetidoras de microondas y otros tipos de enlaces de
comunicación electrónicos. Esto es debido a que, en la mayoría de las
aplicaciones de telecomunicaciones, se utilizan baterías de almacenamiento y la
instalación eléctrica se realiza normalmente en corriente continua (DC).
Las células
fotovoltaicas también se utilizan para alimentar sistemas de comunicaciones de
emergencia, por ejemplo en los postes de SOS (Teléfonos de emergencia) en
carreteras, señalización ferroviaria, balizamiento para protección aeronáutica,
estaciones meteorológicas o sistemas de vigilancia de datos ambientales y de
calidad del agua.
Dispositivos aislados
La reducción en el
consumo energético de los circuitos integrados, hizo posible a finales de la década
de 1970 el uso de células solares como fuente de electricidad en calculadoras,
tales como la Royal Solar 1, Sharp EL-8026 o
Teal Photon.
También otros
dispositivos fijos que utilizan la energía fotovoltaica han visto aumentar su
uso en las últimas décadas, en lugares donde el coste de conexión a la red
eléctrica o el uso de pilas desechables son prohibitivamente caro.
FIGURA 4 - CALCULADORA CON PEQUEÑO PANEL INTEGRADO.
Electrificación rural
En entornos
aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es
difícil, las placas fotovoltaicas se emplean como alternativa económicamente viable
desde hace décadas. Para comprender la importancia de esta posibilidad,
conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población
mundial todavía no tiene acceso a la energía eléctrica.
En los países en
desarrollo, muchos pueblos se encuentran situados en áreas remotas, a
varios kilómetros de la red eléctrica más próxima. Debido a ello, se está
incorporando la energía fotovoltaica de forma creciente para proporcionar
suministro eléctrico a viviendas o instalaciones médicas en áreas rurales.
Sistemas de bombeo FIGURA 6 - BOMBEO DE AGUA
También se emplea
la fotovoltaica para alimentar instalaciones de bombeo para sistemas de riego,
agua potable en áreas rurales y abrevaderos para el ganado, o para sistemas de desalinización
de agua.
Los sistemas de
bombeo fotovoltaico (al igual que los alimentados mediante energía eólica) son
muy útiles allí donde no es posible acceder a la red general de electricidad o
bien supone un precio prohibitivo. Su coste es generalmente más económico
debido a sus menores costes de operación y mantenimiento, y presentan un menor
impacto ambiental que los sistemas de bombeo alimentados mediante motores de combustión
interna que tienen además una menor fiabilidad.
Sistemas híbridos
solar-diésel
Debido al descenso
de costes de la energía solar fotovoltaica, se está extendiendo asimismo el uso
de sistemas híbridos solar-diésel, que combinan esta energía con generadores diésel
para producir electricidad de forma
continua y estable. Este tipo de instalaciones están
equipadas normalmente con equipos auxiliares, tales como baterías y sistemas
especiales de control para lograr en todo momento la estabilidad del suministro
eléctrico del sistema.
FIGURA 7 - AUTOS HÍBRIDOS DIÉSEL-ENERGÍA ELÉCTRICA
Transporte y
navegación marítima
Aunque la
fotovoltaica todavía no se utiliza de forma generalizada para proporcionar
tracción en el transporte, se está utilizando cada vez en mayor medida para proporcionar
energía auxiliar en barcos y automóviles. Algunos vehículos están equipados con
aire acondicionado mediante paneles fotovoltaicos para limitar la temperatura
interior en los días calurosos, mientras que otros prototipos híbridos los
utilizan para recargar sus baterías sin necesidad de conectarse a la red
eléctrica.
Fotovoltaica
integrada en edificios FIGURA 8- GENERADOR.
Muchas
instalaciones fotovoltaicas se encuentran a menudo situadas en los edificios:
normalmente se sitúan sobre un tejado ya existente, o bien se integran en
elementos de la propia estructura del edificio, como tragaluces, claraboyas o
fachadas.
Fotovoltaica de
conexión a red
Una de las
principales aplicaciones de la energía solar fotovoltaica más desarrollada en
los últimos años, consiste en las centrales conectadas a red para suministro eléctrico,
así como los sistemas de autoconsumo fotovoltaico, de potencia generalmente
menor, pero igualmente conectados a la red eléctrica.
FIGURA 9 - ESTACIÓN DE TREN CON TECHO DE PANELES SOLARES
DISPONIBILIDAD
En Panamá existen unos 650 MW, equivalente asignados en 32 licencias de energía solar, algunas están en trámites y de aquí a diciembre estarán entrando al sistema, informó Barría.
Hay empresas panameñas, extranjeras y una combinación de ellas.
Que adicional a los 66 MW de energía que se están contratando, pueden entrar unos 40 MW más este año porque las generadoras pueden hacer contratos privados y con otros consumidores, además de ir al mercado ocasional. Este último, que tiene sus riesgos y sus beneficios, en donde, por ejemplo, el precio de la energía está en 26 centavos, agregó el gerente general de Etesa.
Referencias
[3] noticias de Panamá energía solar http://energias4e.com/noticias.php?Cat=15&Pais=13
Noticias de energía fotovoltaicas en Panamá
En
el año 2014 se realizan las primeras licitaciones de las empresas que deciden
participar en los proyectos de suministro de electricidad fotovoltaica.
Un total de 31 empresas participaron, el martes 25 de noviembre de 2014, de la primera licitación para la contratación
de energía solar en Panamá.
‘Con esta licitación de 66 MW se está incentivando la inversión privada en energía renovable que resultarán en unos 120 millones de dólares’, informó Iván Barría, gerente general de la Empresa de Transmisión Eléctrica (Etesa).
‘Con esta licitación de 66 MW se está incentivando la inversión privada en energía renovable que resultarán en unos 120 millones de dólares’, informó Iván Barría, gerente general de la Empresa de Transmisión Eléctrica (Etesa).
En Panamá existen unos 650 MW, equivalente asignados en 32 licencias de energía solar, algunas están en trámites y de aquí a diciembre estarán entrando al sistema, informó Barría.
Hay empresas panameñas, extranjeras y una combinación de ellas.
Que adicional a los 66 MW de energía que se están contratando, pueden entrar unos 40 MW más este año porque las generadoras pueden hacer contratos privados y con otros consumidores, además de ir al mercado ocasional. Este último, que tiene sus riesgos y sus beneficios, en donde, por ejemplo, el precio de la energía está en 26 centavos, agregó el gerente general de Etesa.
Tres nuevos proyectos solares con licencia definitiva en Panamá.
El regulador ASEP concedió luz verde a 40 MW de Green Energy Consulting.
166 MW solares ya cuentan con licencia definitiva.
La Autoridad de Servicios Públicos
panameña (ASEP) ha otorgado licencia definitiva a tres nuevos proyectos
fotovoltaicos en la provincia de Coclé. Los 40 megavatios recientemente
autorizados elevan ya a 10 el número de proyectos que disponen de permiso definitivo
para su construcción y a 166 megavatios la potencia fotovoltaica que podría ser
instalada a medio plazo en Panamá.
Los tres nuevos proyectos definitivamente autorizados están promovidos por la empresa Green Energy Consulting a través de diferentes sociedades creadas específicamente para cada uno de los proyectos. La central Agua Dulce Solar tiene autorizada una potencia de 19,98 megavatios, mientras que los proyectos Bosques Solares de Coclé y Bosques Solares de Penenomé dispondrán de una potencia de 9,9 megavatios. Las tres centrales cuentan desde junio del presente año con la aprobación de la eléctrica estatal Etesa para la interconexión a red.
Ernesto Pérez Moles, presidente de Green Energy Consulting, empresa que también está desarrollando proyectos solares en Guatemala y Colombia, indica que el inicio de obras de la está previsto para el segundo trimestre de 2015 y que las centrales estarán operativas antes de concluir ese año. Según sus estimaciones, la energía producida por las tres centrales ahora definitivamente acreditadas por ASEP sería suficiente para satisfacer la demanda energética de 22.200 viviendas y evitar la emisión de 26.656 toneladas de CO2. La empresa está a la espera de obtener también la licencia definitiva para otros cinco proyectos fotovoltaicos en Coclé que disfrutan ya de permiso provisional.
Panamá cuenta en la actualidad con casi 700 megavatios fotovoltaicos que disponen de licencia definitiva o provisional para su construcción. Todos ellos son susceptibles de participar en la próxima licitación de energía solar de Etesa fijada para el 25 de noviembre. En ella, la eléctrica estatal tiene previsto adjudicar una potencia en torno a los 60 megavatios para lo que ha fijado un precio de salida de 0,14 dólares por kilovatio hora.
Los tres nuevos proyectos definitivamente autorizados están promovidos por la empresa Green Energy Consulting a través de diferentes sociedades creadas específicamente para cada uno de los proyectos. La central Agua Dulce Solar tiene autorizada una potencia de 19,98 megavatios, mientras que los proyectos Bosques Solares de Coclé y Bosques Solares de Penenomé dispondrán de una potencia de 9,9 megavatios. Las tres centrales cuentan desde junio del presente año con la aprobación de la eléctrica estatal Etesa para la interconexión a red.
Ernesto Pérez Moles, presidente de Green Energy Consulting, empresa que también está desarrollando proyectos solares en Guatemala y Colombia, indica que el inicio de obras de la está previsto para el segundo trimestre de 2015 y que las centrales estarán operativas antes de concluir ese año. Según sus estimaciones, la energía producida por las tres centrales ahora definitivamente acreditadas por ASEP sería suficiente para satisfacer la demanda energética de 22.200 viviendas y evitar la emisión de 26.656 toneladas de CO2. La empresa está a la espera de obtener también la licencia definitiva para otros cinco proyectos fotovoltaicos en Coclé que disfrutan ya de permiso provisional.
Panamá cuenta en la actualidad con casi 700 megavatios fotovoltaicos que disponen de licencia definitiva o provisional para su construcción. Todos ellos son susceptibles de participar en la próxima licitación de energía solar de Etesa fijada para el 25 de noviembre. En ella, la eléctrica estatal tiene previsto adjudicar una potencia en torno a los 60 megavatios para lo que ha fijado un precio de salida de 0,14 dólares por kilovatio hora.
Referencias
[1] wikipedia energía solar https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaica#Aplicaciones_de_la_energ.C3.ADa_solar_fotovoltaica
[3] noticias de Panamá energía solar http://energias4e.com/noticias.php?Cat=15&Pais=13
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