“Electrificación rural sostenible mediante energía solar fotovoltaica. El mercado fotovoltaico mundial y su evolución Sistema híbrido Solar/Diesel en Titumate ” Marcelo Alvarez

Julio 2010, Sabaneta, Colombia VI Simposio Internacional Energía y frontera tecnológica en el sector rural

Contenido • Introducción y situación actual – Sostenibilidad: linda palabra, pero que significa? – Electrificación Vs. Desarrollo rural sostenible • Mercado fotovoltaico internacional: – Tamaño – Clasificación – Tendencias • Sistema Híbrido Solar/Diesel en Titumate – Concepto – Descripción

• Otras proyectos de Aldar en la región

Asimetría Global

Local Administration Employment creation Regulatory frame. Avoiding non instituonal frameworks

ECONOMIC DIMENSION

Employment Creation/ ESCOs  Plan of Rural Business “Fee-for-maintenance/ service”. Financing Initial Investment  Intelligent subsidies

POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMESIONS SOCIAL DIMENSION

 Local Participation from the beginning of the process.  “Capacity building” Other services SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT

TECHNOLOGICAL DIMENSION

Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

DIMENSION TECNOLOGICA

PV module High efficiency lighting Radio/cassette player Controller Television Other loads (cellular telephone, etc.) Storage battery

Mercado PV Alemán

Mercado PV Mundial: Que pasó?

Mercado PV Coreano

Segments and Channels Residential Retrofit

Commercial & Public

New Production Homes

Power Plants

18

200+ MW SunPower Tracking Power Plants

Isla Mayor Spain, 8.4 MW SunPower T0 Tracker

Muehlhausen, Bavaria, Germany, 6 MW SunPower T0 Tracker

Trujillo, Extremadura, Spain-Elecnor 23 MW SunPower T0 Tracker

Jumilla, Murcia, Spain-Elecnor 23 MW SunPower T0 Tracker

Serpa, Portugal 11 MW SunPower T0 Tracker

Lebrija, Spain, 3.84 MW SunPower T0 Tracker

19

Expectativas superadas

Value Chain Cost Distribution

Polysilicon

Ingot

Wafer

Solar Cell

Solar Panel System $/W

2006 US Solar System Cost Allocation by Category

50% 20%

30%

22

PV Cell evolution (case: Qcells size)

Participación relativa del precio del silicio en cada componente del módulo fotovoltaico

Solar PV Is Cost Competitive LCOE by Resource $/MWh: 2009 - 2012 Renewables $86 - 194

Solar PV Solar Thermal

$106 - 204

$56 - 113

Wind

Conventional

Gas Peaking Gas Combined Cycle

$74-102

0

0

$226- 344

50

75

Prices include federal incentives Source: Lazard Capital Markets 1/9/2009

100

150

200

250

300

350

400

Levelized Cost ($/MWh)

28

Installed Cost Reduction Roadmap: 50% by 2012 Target Reduction: 2006 Downstream $/Watt

60%

Cell/Panel

25%

Silicon 10%

Efficiency 10% 2012 15%

Residential Example

29

Market trend by technology

Local Administration Employment Creation Regulatory Frame Avoiding non instituonalPOLITICAL and

frameworks

INSTITUTIONAL DIMENSION

ECONOMIC DIMENSION

SOCIAL DIMENSION

Local participation from the beginning of the process. “Capacity building” Other Services

SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT

TECHNOLOGICAL DIMENSION

Employment Creation/ ESCOs Plan of rural business “Fee-for-maintenance/ service”. Financing. Initial Investment Intelligent subsidies

Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I y Attachment II

ECONOMIC DIMENSION

Mexico, Productive Uses. Systems of water pumping Fideicomiso de riesgo compartido (FIRCO) [Trust of Joint Venture]

Local Administration Employment creation Regulatory Frame Avoiding non

instituonal frameworks

POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS

ECONOMIC DIMENSION

Employment creation/ ESCOs Plan of rural business “Fee-for-maintenance/ service”. Financing Initial investment Intelligent Subsidies

SOCIAL DIMENSION

Local Participation from the beginning of the process. “Capacity building” Other services SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT

TECHNOLOGICAL DIMENSION

Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

FIRCO: Productivity Indicators • • • • • •

Parameter Milk Production (litres/cow/day) Lactation Duration (days) Profits of weight in bullocks (grams/day) Adults’ Mortality (%) Weaning (%)

Previous 6 260 230 3 60

Current 7 280 250 2 65

POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS

Without the creation of local employment it is impossible to achieve the development in dispersed rural communities

Employment creation projected on markets of photovoltaic solar energy

Local Administration Employment creation Regulatory frame. Avoiding non

instituonal frameworks

POLITICAL and INSTITUTIONAL DIMENSIONS

ECONOMIC DIMENSION

Local participation from the beginning of the process. “Capacity building” Other services

SOCIAL DIMENSION

TECHNOLOGICAL DIMENSION

Employment creation/ ESCOs Plan of rural business “Fee-for-maintenance/ service”. Financing. Initial investment Intelligent subsidies

Which is the most appropriated technology for each case? Why? Scale: Attachment I and Attachment II

SUSTAINABLE RURAL DEVELOPMENT

SOCIAL DIMENSION

Environmental Issues • In addition to the economic development of the currently protected areas attached to these programmes, we must also highlight the environmental issues related to these technologies and, among them, the option of mitigation of CO2. Some significant numbers emerging from projects already implemented in the area are:

Each Kwh is considered to reduce in average: – 0.6 Kg for systems connected to the network – 1 Kg when it replaces an autonomous Diesel – 10 Kg when it replaces Kerosene (number of GEF for PERMER).

PROYECTO PILOTO IPSE (Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas no Interconectadas) SISTEMA HIBRIDO SOLAR/DIESEL TITUMATE (UNGUIA – CHOCÓ)

JUSTIFICACION -Comunidades Aisladas sin oportunidad de Interconexión.

-Comunidades actualmente abastecidas con Plantas Diesel (atienden mayoritariamente las poblaciones no interconectadas en Colombia) -Baja Calidad de Servicio, afectada fundamentalmente por Discontinuidad de Servicio. -Alta dependencia del suministro de combustible, afectado por diversos motivos (presupuesto, accesibilidad, orden publico, etc.) -Ineficiencia Energética (alto consumo, perdidas elevadas, plantas diesel funcionando fuera del rango de máximo rendimiento, etc.)

UBICACIÓN GEOGRAFICA - TITUMATE

ALCANCE DEL PROYECTO Aprovechar el equipamiento actual del parque generador en Titumate para ofrecer un suministro de energía constante durante las 24 horas del día. Se realizaron y se están realizando las siguientes tareas: -Diseño del sistema de respaldo de energía con la implementación de un sistema de inversor bidireccional asociado a bancos de baterías. -Diseño del generador fotovoltaico inyectando energía a la red pública. -Diseñar el cuarto de potencia para albergar baterías y equipos. -Adecuar y modernizar la red de distribución de energía. -Racionalización del consumo, mediante educación de la población local. -Automatizar el funcionamiento del sistema. -Permitir la gestión local y remota a través de conexión satelital. -Gestionar y administrar el sistema mientras se realiza la transferencia tecnológica.

SISTEMA DE GENERACION ACTUAL Grupo Electrógeno (Diesel - Existente) Suministro Energético: 4 horas al día (18:00 a 22:00 horas) Potencia Real Suministrada: 60 a 75 kW (de acuerdo a información suministrada por el proveedor del generador. Viviendas: 114

CARACTERISTICAS DEL PROYECTO Esquema Actual. Suministro durante 4 horas al día.

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ACTUAL Esquema General de la Red (MT y BT) Longitud Circuito 3 (BT): 235 m (aprox)

Longitud Red MT: 470 m (aprox)

Longitud Circuito 2 (BT): 1140 m (aprox) Longitud Circuito 1 (BT): 584 m (aprox)

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Trafo 50 KVA

Trafo 25 KVA

MultiCluster Box

Trafo 25 KVA

100% 70%

Posibilidad de desarrollo

Sistema trifásico

... Sunny Island 5048

...para sistemas de hasta 100 kW

GRUPO ELECTROGENO 127 KVA Trifásico 127/208 Vac

RED MT (500 m)

TRANSFORMADOR ELEVADOR 150 KVA Trifásico 13.2 KV

TRANSFORMADOR

TRANSFORMADOR

TRANSFORMADOR

25 KVA Monofásico 120 Vac

50 KVA Monofásico 120 Vac

25 KVA Monofásico 120 Vac

(600 m)

USUARIOS

(1250 m)

USUARIOS

(240 m)

USUARIOS

GRUPO ELECTROGENO 127 KVA Trifásico 127/208 Vac

BANCO DE BATERÍAS OPzS – 20000Ah C-120 48Vdc

RED MEDIA TENSIÓN Trifásico 13.2 kV TRANSFORMADOR ELEVADOR 150 KVA Trifásico 13.2 KV

RED BAJA TENSIÓN Monofásica 120Vac

INVERSOR BIDIRECCIONAL SUNNY ISLAND 60 kW Trifásico 127/208 Vac

INVERSOR INYECCION A RED SUNNY MINI CENTRAL 15 kW Trifásico 127/208 Vac

DATOS DE DISEÑO Consumo Estimado: 240 kWh – día Funcionamiento Generador Diesel: 4 horas al día Insolación: 3 HSP (promedio)

ESPECIFICACIONES MÍNIMAS DE EQUIPOS Inversor Bi-direccional: Mínimo 60 kW (trifásico 127/208 Vac – 60 Hz) - Cuatro (4) grupos trifásicos (12 Inversores Sunny Island SI5048) Banco de Baterías: Mínimo 20000Ah@120h – 48Vdc - Cuatro (4) bancos de baterías – OPzS 5000Ah/48Vdc (cada uno asociado a un grupo trifásico de Inversores Bidireccionales).

Generador Fotovoltaico: Mínimo 15 kWp - 99 módulos fotovoltaicos de 155Wp (15345 Wp) Inversor de Conexión a Red: Mínimo 15 kW - Tres (3) Inversores Sunny Mini Central – SMC 5000

-Suministro Energético Discontinuo

-Suministro Energético Estable, eficiente y confiable.

-Imposibilidad de mantener la cadena de frío.

-Posibilidad de desarrollo de emprendimientos productivos por la capacidad de mantener cadenas de frío y procesos productivos.

-Consumo sin racionalizar

-Racionalización del consumo (iluminación eficiente y de bajo consumo, sistemas prepago)

-Alta frecuencia y costos de mantenimiento del grupo electrógeno -Dificultad de desarrollo de emprendimientos productivos.

-Alargamiento de la vida útil del grupo electrógeno, mantenimientos menos frecuentes. -Posibilidad de ampliar la capacidad de generación prácticamente ilimitado.

Aplicaciones en áreas alejadas de la red La técnica de sistema modular permite la creación de sistemas de abastecimiento ampliables.

SI 5048 – Datos técnicos Salida Potencia nominal:

5 kW

Potencia:

6,5 kW30min / 8,4 kW1min

Grid Connection:

120 V/ 60 Hz

Bateria Voltaje de bateria:

48 V

Capacidad:

100-10.000Ah

Max. :

> 95 %

Proteccion tipo:

IP40

Caja:

Aluminium

Características • Flexible – Mono- y trifásico – Interactivo con el generador o la red pública – Suministro de energia hasta 100 kW =

=

...

• Uso simple

Características

– Punto único de operación • Master: Monitoreo y configuración de los parámetros • Programación automático de los Slaves

– SD/MMC Memory Card integrado • Monitoreo de eventos y errores • Software-Update • Para el monitoreo y el servicio

– Guia de configuración rápida • 6 pasos para el arranque

Características • Para condiciones ambientales duras – Opticool – Rango de temperatura (-25 to +50°C) – Alta potencia de trabajo con altas temperaturas (4 kW a 45°C)

Sistema de Control • Control del Generador – Enciende y apaga diferentes tipos de generadores – Generador de apoyo para casos de alta demanda – Apagado de generador en caso de baja demanda – Generador protector contra funcionamientos máximos, mínimos y estabilizaciones. • Manejo de carga – Encendido del Generador relacionado con el Consumo de energía – Activación y Desactivación de sistemas Sunny Islands paralelos en relación con el consumo de energía Sunny Island 5048

Sunny Boy

Windy Boy

120V/60Hz

UBICACIÓN GEOGRAFICA - TITUMATE

Otras obras del grupo en la región

Rural Lighting (Uspallata - Mendoza , Argentina)

Potencia: 64 Wp

Rep. Cº CHURBATAL (Jujuy , Argentina) Sistemas Energéticos S.A. [Corporation of Energetic Systems]

Potencia: 3.080 Wp

Satellite Telemetry in Gas Pipelines

Beacon lighting Tower 500KV (Santo Tomé - Santa Fe , Argentina) Transener S.A.

Potencia: 384 Wp

Rural Schools • • •

• • •

Name: PERMER (Argentina) More than 1500 Solar Systems for schools, gendarmerie posts and private homes. Custom: Provincial and National Governments Budget: USD 4 millions Funds: WB y GEF Date: April 2003/7

Rural Schools (II) • Name: EADE – Programme of Rural Electrification in Educational Centres. Antioquia, Colombia. • 92 systems of energy. 58880 Wp (640Wp per Centre). • 92 shelters of batteries of 330Ah/24V • Customer: Empresa Antioqueña de Energía [Energetic Company of Antioqueña] • Budget: USD 1400 k • Funds: Government of Antioquia • Date: February-October 2006 • Contractor: TENESOL

Rural Tele centres • Name: Telecentros Compartel (COLOMBIA) • 54 hybrid Solar Systems/ Diesel, Total 160 Kwp • 108 Benches of Batteries of 740Ah/48V • Customer: Gilat • Budget: USD 1,8M • Funds: Private • Date: April 2005 • Contractor: TENESOL

Rural Health Centres • Name: Mayapo (Colombia) • Health Centre, 520Wp • One (1) battery bank of 500Ah/24V and one (1) bench of batteries of 200Ah/12V • Customer: Chevron Texaco • Budget: USD 10 k • Funds: ChevronTexaco • Date: November 2005 • Contractor: TENESOL

BRAZIL • Name: PRODEEM V • 1900 Rural Schools, Total 1,4MW • Customer: MME • Budget: USD18 M • Funds: Federal Government • Date: October 2003 • 1900 schools with refrigeration, lighting and satellite communication • Contractor: BP Solar Brazil

COLOMBIA • Name: Acueducto Puerto Murillo (Puerto Berrío – Ant) [Aqueduct of Murillo Port (Berrio Port – Ant)] • 1 system of direct solar pumping. 2970 Wp (Production 35 m3/day). • Customer: Aguas del Puerto [Port Waters] • Budget: USD 46 k • Funds: Government of Antioquia • Date: April 2007 • Contractor: TENESOL

ARGENTINA Primeros sistemas conectados a la red sin sistema de acumulación en la región. Un nicho que comienza a crecer Unilever, Corrientes, Argentina

• First industrial PV system grid tie in Argentina. 2009

La lucha contra las barreras debe llevarse:

“Con el optimismo de la voluntad y el pesimismo de la inteligencia” (Antonio Gramsci)

La lucha contra las barreras "No hay cosa más difícil de tratar ni más dudosa de conseguir, ni más peligrosa de conducir, que hacerse promotor de la implantación de nuevas instituciones. La causa de tamaña dificultad reside en que el promotor tiene por enemigos a todos aquellos que sacaban provecho del viejo orden y encuentra unos defensores tímidos en todos los que se verían beneficiados por el nuevo. …..." Fragmento de: “El Príncipe” (Maquiavelo)

Debo citar y agradecer a varias fuentes de información de donde he extraído algunos de los datos presentados aquí (IEA, WB, PNUD, EPIA, Photon, GVEP, SMA, Sunpower, Qcells, Schott solar, entre otros)

Usted puede encontrar mucha más información sobre nuestra empresa, sus proyectos y sus productos en nuestro sitio en Internet (www.aldar.com.ar) O si lo prefiere, contactarme en forma directa: [email protected] Tel/ fax (54 11) 4816 1776

Muchas Gracias !!!