GUÍA COMPLETA DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA. Adaptdo al CTE- 2ª Edición

José María Fernández Salgado

2007                       Páginas: 326          250 Ilustraciones

Código: 3184

1. INTRODUCCIÓN. Antecedentes.- Una justificación al estudio de la energía solar fotovoltaica.- Fuentes de energía no renovable.- Fuentes de Energía Fósil.- Energía Geotérmica.- Energía Nuclear.- Fuentes de energía renovable.- Energía Solar. Energía Eólica.- Energía de la Biomasa.- Diferencia de Temperatura Oceánica (OTEC).- Energía de las Olas.- Energía Hidráulica.- Energía de las Mareas.- Conclusiones sobre el aprovechamiento de las fuentes de energía.- Conceptos básicos de la energía solar fotovoltaica.- El aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica.- El Código Técnico de la Edificación. 436/2004.- Conceptos básicos de la energía solar fotovoltaica. El aprovechamiento de le energía solar fotovoltaica.

2. LA SITUACIÓN DEL SECTOR FOTOVOLTAICO. El mercado fotovoltaico en la Unión Europea.- El mercado fotovoltaico en España.-El sistema de retribución para las centrales fotovoltaicas conectadas a red. El RD 436/2004. Condiciones generales de la venta a red. Conceptos básicos a tener en cuenta sobre la legislación solar eléctrica y la venta a red. Modificaciones introducidas por el Real Decreto 661/2007 sobre el Real Decreto 436/2004. Tarifas para la energía solar fotovoltaica en 2008. Las barreras de entrada para la energía solas fotovoltaica en España. - Barreras económicas.- Barreras tecnológicas.- Barreras normativas.- Barreras sociales.- El futuro del sector fotovoltaico. Las perspectivas económicas del negocio. Socialización de la tecnología. Nuevo marco regulatorio. Conclusiones.

3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE ENERGÍA SOLAR. La naturaleza de la energía solar.- La medición de la energía del sol: la constante solar.- La radiación normal extraterrestre.- Distribución espectral de la radiación solar.- Variación del flujo de energía con la distancia.- La radiación solar terrestre.- Base de datos de irradiación de los principales municipios en España.

4. EL EFECTO FOTOELÉCTRICO. Generalidades.- Interpretación cuántica del efecto fotoeléctrico.- Historia del efecto fotovoltaico.- Los semiconductores.- Las aplicaciones del efecto fotovoltaico.

5. TIPOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. Generalidades.- Sistemas aislados.- Sistemas fotovoltaicos conectados a la red.

6. LOS COMPONENTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS. La célula solar.- La configuración de la célula solar.- El silicio.- Otros materiales empleados en las células solares.- Características típicas de las células solares.- El panel fotovoltaico.- Composición y geometría del panel.- Características eléctricas.- El generador fotovoltaico.- Las estructuras soporte.- Tipos.- Requisitos.- Los cables de conexión.- El inversor.- Necesidad del inversor.- Tipos de inversores.- Requisitos para el inversor en el sistema fotovoltaico.- La Batería Solar.- La batería de Pb-ácido.- La batería de Ni-Cd.- El regulador de carga.- Función.- Regulación de la intensidad de carga de las baterías: igualación, carga profunda, flotación.- Tipos de regulador de carga.- Características esenciales de los reguladores de carga.

7. SISTEMAS AISLADOS. Generalidades.- Características técnicas de los sistemas aislados.- El regulador de carga.- El inversor.- Las cargas de consumo.- El cableado.- Protecciones y puesta a tierra.- Configuraciones típicas para las instalaciones aisladas.- Tipo de configuración en función de los elementos.- Clasificación de las instalaciones por su aplicación.- Diseño.- Orientación, inclinación y sombras.- Dimensionado del sistema.- Procedimiento de diseño.- Caso particular de bombeo de agua.- Sistema de monitorización.- Ejemplo de cálculo.- Recepción y pruebas.- El Mantenimiento de la Instalación Las condiciones de

8. INSTALACIONES CONECTADAS A RED. Características.- El generador fotovoltaico.-Orientación, inclinación y sombras.- Generalidades.- La influencia de la orientación e inclinación.- La influencia de las sombras.- La distancia entre módulos.- Características del inversor conectado a red.- El cableado.- La conexión a red.- Condiciones generales.- Condiciones específicas de interconexión.- El sistema de medición.- Los centros de transformación.- Protecciones.- Puesta a tierra.- Diseño del sistema de monitorización.- Medida de la potencia instalada.- Definición.- Procedimiento de medida.- Ejemplo.- Cálculo de la producción anual esperada.- Pruebas y recepción de la instalación.- Mantenimiento.- Generalidades.- Mantenimiento preventivo.- Mantenimiento correctivo.- Garantía.- Ámbito general de la garantía.- Plazos de garantía.- Condiciones económicas.- Anulación de la garantía.- Lugar y Plazo de la prestación.

9. LA PRODUCCIÓN DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO Y EL PR (PERFORMANCE RATIO) DE LA INSTALACIÓN. LAS PÉRDIDAS EN UN SISTEMA FOTOVOLTAICO. Pérdidas por temperatura.-Pérdidas por no cumplimiento de la potencia nominal.- Pérdidas por conexionado.- Pérdidas por sombreado del generador.- Pérdidas por polvo y suciedad.- Pérdidas angulares.- Pérdidas espectrales.- Pérdidas por el rendimiento del inversor.- Pérdidas por rendimiento de seguimiento del punto de máxima potencia del generador.- Pérdidas por caídas óhmicas en el cableado.- Pérdidas por explotación y mantenimiento.-El cálculo de la producción en el sistema fotovoltaico .-Potencia producida por el generador fotovoltaico ideal.- Estimación de las pérdidas en el sistema fotovoltaico.- Estimación de la producción en el sistema fotovoltaico.- Pérdidas globales Horas.- Equivalentes de Sol y Performance Ratio Horas equivalentes de Sol.- La productividad de referencia.- El Performance.- Ratio (PR).- Modelización del generador fotovoltaico.- Comparativa entre las pérdidas en sistemas fotovoltaicos fijos y con seguimiento.- Conclusiones en cuanto a la estimación de energía generada.

10. SISTEMAS DE SEGUIMIENTO SOLAR. Motivación.- El seguimiento solar.- El cálculo matemático del seguimiento solar.- Generalidades.- Seguimiento en dos ejes.-Seguimiento en eje polar (eje Norte- Sur inclinado a la latitud del lugar).- Seguimiento en un eje Norte- Sur horizontal.- Seguimiento en un eje Este-Oeste.- Ganancias por seguimiento solar.

11. LA INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA Y LA HE-5 DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. La Integración Arquitectónica.- Generalidades.- Propiedades de los cerramientos fotovoltaicos.- Posibilidades de integración.- Integración en cubiertas.- Ámbito de aplicación de la HE-5 del CTE.- Caracterización y cuantificación de las exigencias de la HE-5.- Zonas climáticas.- Potencia eléctrica mínima.- Procedimiento de verificación del cumplimiento de la HE-5.

12. EJEMPLO DE UNA INSTALACIÓN CON CONEXIÓN A RED SOBRE TEJADO. Introducción.- Generalidades.- Objetivo del proyecto.-Alcance del proyecto.- Diseño de la cubierta solar fotovoltaica.- Componentes del sistema solar fotovoltaico.- Paneles Solares.- Inversores.- Estructura Soporte.-Dimensionado del campo fotovoltaico.- Generalidades.- Alternativas de diseño.- Orientación e Inclinación.- Cálculo de sombras y distancia entre paneles.- Número total de paneles.- Cálculo del conexionado a la red eléctrica.- Dimensionado de los Inversores.- Características de la Interconexión.- Cálculo de la energía generada por la instalación.

13. EJEMPLO DE INSTALACIÓN DE 100 kW EN HUERTO SOLAR. Condiciones del Proyecto.- Producción.- Estudio económico.

14. INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA TERMOELÉCTRICA. 15.1. Antecedentes. 15.2. El desarrollo legislativo. 15.3. Introducción a la tecnología. 15.3.1. Clasificación de los sistemas solares. 15.3.2. Experiencias en centrales eléctricas termosolares y tipos de concentración solar. 15.3.3. Concentradores cilindro-parabólicos. 15.3.4. Sistemas de receptor central con campo de helióstatos. 15.3.5. Sistemas disco-stirling. 15.4. Comparativa de las diferentes tecnologías.

15. ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA: DESCRIPCIÓN DE LOS SUBSISTEMAS. 16.1. Generalidades. 16.2. Subsistema de concentración de energía solar. 16.2.1. Óptica parabólica y esférica. 16.2.2. Diagramas de rayos bidimensionales. 16.2.3. Colectores de línea focal. 16.2.4. Discos de punto focal. 16.2.5. Reflexión de energía al receptor. 16.2.6. Reflexión de rayos paralelos. 16.2.7. Reflexión de rayos no paralelos. 16.2.8. La contribución de los errores. 16.3. Subsistema de transformación de radiación solar en energía térmica. 16.4. Subsistema de almacenamiento de energía térmica. 16.5. Subsistema de conversión de energía térmica en eléctrica. 16.6. Subsistema de control. 16.7. Subsistema de adquisición de datos.

16. ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA: ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES. 17.1. Generalidades. 17.2. Emisiones del ciclo de vida. Disco parabólico. Colector solar. Torre de energía. 17.3. Ahorro global de emisiones de dióxido de carbono. 17.4. Cargas ambientales de la tecnología solar termoeléctrica. Impactos durante la construcción. Impacto visual. Ruido. Uso del suelo e impactos en los ecosistemas. Recursos de agua. Riesgos laborales. Otros impactos. 17.5. Resumen de impactos medioambientales potenciales.

17. ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA: PERSPECTIVAS. 18.1. Antecedentes. 18.2. Estado del arte a nivel mundial. 18.2.1. Colectores cilindro-parabólicos. 18.2.2. Sistemas de receptor central. 18.2.3.Sistemas de discos parabólicos. 18.4. Combustibles solares y solarización de procesos industriales. 18.5. Sistemas de Hornos Solares.

ANEXO Nº 1 - GLOSARIO DE TÉRMINOS.

 ANEXO Nº 2-. PROCEDIMIENTO PARA LA TRAMITACIÓN DE UNA PLANTA FOTOVOLTAICA CONECTADA A RED. A.-Antecedentes y objetos.- B.- Características de las instalaciones que se pueden acoger a este procedimiento.- C.- Procedimiento técnico-administrativo.- C1.- Redacción de un documento básico.- C2.- Solicitud a la empresa distribuidora. C3.- Redacción del documento técnico definitivo e inclusión en el régimen especial. C4.- Realización del montaje de la instalación e inclusión en el registro administrativo de instalaciones de producción en régimen especial. D.- Ingresos por venta de energía vertida a la red. E.- Procedimiento de inclusión en régimen especial. F.- Documento técnico sobre características técnicas de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red. F1.- Características generales de diseño. F2.- Protecciones. F3.- Comentarios generales. F4.- Proyecto técnico. G.- Aspectos fiscales y laborales. H.- Normativa que regula este procedimiento. I.- Instaladores autorizados para realizar las instalaciones. J.- Modelo para inscripción definitiva en la Comunidad de Madrid.

ANEXO Nº 3 - TABLAS DE REFERENCIA PARA EL CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR SOMBRAS.

ANEXO Nº 4 - ENERGÍA SOLAR INCIDENTE SOBRE SUPERFICIE HORIZONTAL.

ANEXO Nº 5 - TEMPERATURA AMBIENTE MEDIA EN LAS HORAS DE SOL (º C)