Klaus Kuhnke Fachhochschule Osnabrück Universidad de Ciencias Aplicadas Alemania

Sistema Fotovoltaico en la Escuela Alemana de San Salvador Evaluación de los datos energéticos de 2006

Javier Martínez Mas Universidad de Ciencias Aplicadas, Osnabrück, Alemania, Universidad Politécnica de Valencia, España 2007

Universidad de Ciencias Aplicadas de Osnabrück, Alemania 9 000 alumnos 4 facultades: Ingeniería, economía, ci. sociales, agri-/horticultura, música 2 sistemas solares conectados a la red (+ uno proyectado)

Klaus Kuhnke Catedrático Jefe del Laboratorio Física y Energía Solar

La Planta Solar del Colegio Aleman San Salvador - Puesta en marcha en 2005 (Colegio Aleman, Camara SV-Alemana, Phönix, Gobierno Alemán, UCA)

- La más grande planta FV en Latinoamérica - La primera planta FV conectada a la red en Centroamérica - Potencia: 20 kWp (kilowatios pico) - Area: 166 m² - Electricidad producida en los 5 primeros meses 2005: 27 000 kWh / a son 13 % mejor que calculado - Es ¼ de la demanda de la escuela - o suficiente para 20 casas familiares

La Planta FV de la Escuela Alemana:

Estructuras

- producidas en El Salvador - integradas con la arquitectura

La Planta Solar de la Escuela Alemana:

Conexión a la red

La Planta Solar de la Escuela Alemana:

Hemos aprendido que ...

1. estructuras integradas, fabricadas aquí 2. funcionaba muy bien en 2005 3. faltaba un marco legal y económico 4. se necesita una evaluación de la planta como modelo para el futuro: -

inversiones económicas inversiones en el medio ambiente desarrollo del sector eléctrico del país desarrollo del mercado FV.

Evaluación de 2006

Escuela Alemana de San Salvador: Esquema del sistema solar y adquisición de los datos

¿Qué esperamos?

Radiación en Santa Tecla (UCA)

Radiación media - Producción esperada 3000 2750 2500

Horas * 50 kW h

2250 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 Ene

Feb

Mar

Abr Radiación

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Producción esperada

Radiación media vs. Producción esperada (Simulación Phönix)

Dic

¿Cuanta Energía hemos obtenido? Radiación media - Producción total 2006 3000 2750 2500

Horas * 50 kW h

2250 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Radiación

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Producción total 2006

Producción total vs. radiación media

kWh / d

Producción media 2006 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Enero

Febrero

Marzo

Abril KW1

Mayo KW2

Junio KW3

KW4

Julio KW5

Agosto Septiembre Octubre NoviembreDiciembre KW6

Producción real de los inversores individuales

KW7

KW8

Los inversores con su producción en detail Producción media diaria WR1 2006 4,2 3,9

2,7 2,4 2,1 1,8 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

kW h / d

Producción media diaria WR2 2006 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

kW h / d kW h / d

Producción media diaria WR4 2006 Producción media diaria WR3 2006

kW h / d

kW h / d

3,6 3,3 3

10,6 14 13 10 9,4 128,8 118,2 107,6 7 96,4 85,6 7 5 16 64,4 15 3,8 53,2 14 13 42,6 12 3 2 1,4 11 2 100,8 1 0 9 0 8

7 6 5 4 3 2 1 0

Producción media diaria WR6 2006

Ene Ene

Feb Feb

Mar Mar

Abr Abr

May May

Jun Jun

Jul

Jul

Ago Ago

Sep Sep

Oct Oct

Nov Nov

Dic Dic

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

kW h / d

Producción media diaria WR5 2006 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

kW h / d

Producción media diaria WR7 2006 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Producción media diaria WR8 2006 13 12 11 10

kW h / d

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Averías

Enero 2006 2 0 1 8 1 6 1 4 1 2 1 0 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

WR 1

12 WR 2

1 3

1 4

1 5

WR 3

1 6

WR 4

1 7

18

WR 5

19

WR6

20

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22

23

24

25

26

2 7

2 8

2 9

3 0

31

26

27

28

WR 8

WR7

Averías en Enero 2006 (energía en kWh/d)

Febrero 2006 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

WR1 WR2 WR3 WR4 WR5 WR6 WR7 WR8

Averías en Febrero 2006 (energía en kWh/d)

22

23

24

25

Septiembre 2006 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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30

WR1 WR2 WR3 WR4 WR5 WR6 WR7 WR8

Averías en Septiembre 2006 (energía en kWh/d)

Octubre 2006 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23

24 25 26 27 28 29 30 31

WR1 WR2 WR3 WR4 WR5 WR6 WR7 WR8

Averías en Octubre 2006 (energía en kWh/d)

Comparativa con el año 2005 Comparacion Anual 3000 2500

kWh

2000 1500 1000 500 0 Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Dia kWh generados en 2006

kWh generados en 2005

Comparación de los años 2005 y 2006

Comparación general 3000 2750 2500

kWh HSP * 50

2250 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 Ene 2005

Feb

Mar

Abr 2006

May

Jun

Jul

Producción esperada

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Radiación

Comparación entre la producción 2005, 2006, la producción esperada y la radiación.

Conclusión - Por inicio, en 2005, el sistema funcionaba muy bien, mejor que previsto (min. 2500 kWh/mes) - En 2006 había muchas averías de inversores -  Función restringuida - Función en 2007: mejor.

Comentarios (lecciones aprendidas):

Aspectos técnicos: - Origen de las averías: falla de un relé (SB 2500). origen de esta falla: fluctuaciones frecuentes en la red interna de la Escuela (bomba). - Consecuencia: Se necesita primero una analisis (y mejoramiento) de la red interna (bomba, fluctuaciónes ...) - Había 2 redes AC en el mismo edificio - Se realizó modificación: 1 red interna en lugar de 2. Ahorran 7 kW de potencia y 300 $/mes. - La energía solar implica el ahorro de energía . XXX Nuevo consumo adicional en la Escuela  (ventiladores, aire acondicionado, computadoras, freidora de papas eléctrica ...) - Tecnicamente más fácil: vender toda la energía solar directamente en la red (se necesita contrato) - (Se necesita una protección de los cables de comunicación para alta tensión (daño a los inversores)) - Falta una medición de radiación confiable (sin sombra).

Aspectos económicos:

- Se necesita un contrato de venta y compra de la energia solar por la red - Se necesita un marco regulatorio económico/legal - Al menos: Medición de saldo a la entrada/salida - Mejor: Venta por precio garantizado (por una ley).  2 precios: de venta y de compra.

Aspectos de Investigación - Se necesita más investigación - Un sistema bien concebido - Transferencia internacional de conocimiento - Para aprender y conocer el sistema - Con todas posibilidades de medida y adquisición de datos - Observación / medida precisa y continua - Empresa y universidad juntos - Con resultados a publicar.

El papel de Alemania - una oferta de apoyo –

En Alemania tenemos - mucha experiencia con sistemas FV conectados a la red - empresas fuertes en energía solar FV, interesadas, con experiencia al extranjero - universidades con esperiencia en energía FV - la cooperación UCA-Fachhochschule OS.

Aspectos legales: - Anteproyecto de ley solo conoce exenciones de impuestos. - Camino largo para empresarios para ahorrar estos impuestos; gente privada: imposible - Mejor: Ley de energías renovables con precios garantizados que obliga la empresa distribuidora a comprar la energía con prioridad de despacho para las EE.RR. que integra la cogeneración (electricidad/calor).

Sistema FV conectado a la red: - 2 contadores: Compra y venta - 2 precios: Compra (del mercado) y venta (garantizado)