Central fotovoltaica - Photovoltaic power station
Una estación de energía fotovoltaica , también conocida como parque solar , granja solar o planta de energía solar, es un sistema fotovoltaico (sistema PV) a gran escala diseñado para el suministro de energía comercial a la red eléctrica . Se diferencian de la mayoría de las aplicaciones de energía solar descentralizadas y montadas en edificios porque suministran energía a nivel de servicio público , en lugar de a un usuario o usuarios locales. La expresión genérica solar a escala de servicios públicos se utiliza a veces para describir este tipo de proyecto.
La fuente de energía solar es a través de módulos fotovoltaicos que convierten la luz directamente en electricidad. Sin embargo, esto difiere y no debe confundirse con la energía solar concentrada , la otra tecnología de generación solar a gran escala, que utiliza calor para impulsar una variedad de sistemas de generadores convencionales. Ambos enfoques tienen sus propias ventajas y desventajas, pero hasta la fecha, por diversas razones, la tecnología fotovoltaica ha tenido un uso mucho más amplio en el campo. A partir de 2019, los sistemas concentradores representaron aproximadamente el 3% de la capacidad de energía solar a escala de servicios públicos.
En algunos países, la capacidad nominal de una central fotovoltaica se calcula en megavatios-pico (MW p ), que se refiere a la salida de potencia CC máxima teórica de la matriz solar . En otros países, el fabricante da la superficie y la eficiencia. Sin embargo, Canadá, Japón, España y Estados Unidos a menudo especifican el uso de la potencia nominal más baja convertida en MW AC , una medida directamente comparable a otras formas de generación de energía. Una tercera y menos común clasificación son los megavoltios-amperios (MVA). La mayoría de los parques solares se desarrollan a una escala de al menos 1 MW p . A partir de 2018, las centrales fotovoltaicas en funcionamiento más grandes del mundo superan 1 gigavatio . A finales de 2019, alrededor de 9.000 plantas con una capacidad combinada de más de 220 GW de CA eran granjas solares de más de 4 MW de CA (escala de servicios públicos).
La mayoría de las centrales fotovoltaicas a gran escala existentes pertenecen y son operadas por productores de energía independientes , pero la participación de proyectos de propiedad comunitaria y de servicios públicos está aumentando. Hasta la fecha, casi todos han sido apoyados, al menos en parte, por incentivos regulatorios como tarifas de alimentación o créditos fiscales , pero como los costos nivelados han caído significativamente en la última década y se ha alcanzado la paridad de red en un número creciente de mercados, Puede que no pase mucho tiempo antes de que dejen de existir los incentivos externos.
Historia
El primer parque solar de 1 MW p fue construido por Arco Solar en Lugo cerca de Hesperia, California a finales de 1982, seguido en 1984 por una instalación de 5,2 MW p en Carrizo Plain . Ambos han sido desmantelados desde entonces, aunque Carrizo Plain es el sitio de varias plantas grandes que ahora se están construyendo o planificando. La siguiente etapa siguió a las revisiones de 2004 de las tarifas de alimentación en Alemania, cuando se construyó un volumen sustancial de parques solares.
Desde entonces, se han instalado varios cientos de instalaciones de más de 1 MW p en Alemania, de las cuales más de 50 son de más de 10 MW p . Con la introducción de tarifas de alimentación en 2008, España se convirtió brevemente en el mercado más grande, con unos 60 parques solares de más de 10 MW, pero estos incentivos se han retirado desde entonces. Estados Unidos, China, India, Francia, Canadá, Australia e Italia, entre otros, también se han convertido en mercados importantes como se muestra en la lista de centrales fotovoltaicas .
Los sitios más grandes en construcción tienen capacidades de cientos de MW p y algunos más de 1 GW p .
Emplazamiento y uso del suelo
El área de tierra requerida para una potencia de salida deseada varía según la ubicación y la eficiencia de los módulos solares, la pendiente del sitio y el tipo de montaje utilizado. Los paneles solares de inclinación fija que utilizan módulos típicos de alrededor del 15% de eficiencia en sitios horizontales, necesitan alrededor de 1 hectárea / MW en los trópicos y esta cifra se eleva a más de 2 hectáreas en el norte de Europa.
Debido a la sombra más larga que proyecta la matriz cuando se inclina en un ángulo más pronunciado, esta área suele ser aproximadamente un 10% más alta para una matriz de inclinación ajustable o un rastreador de un solo eje, y un 20% más alta para un rastreador de 2 ejes, aunque estas cifras variarán dependiendo de la latitud y la topografía.
Se considera que las mejores ubicaciones para los parques solares en términos de uso de la tierra son los sitios de campo marrón, o donde no hay otro uso valioso de la tierra. Incluso en áreas cultivadas, una proporción significativa del sitio de una granja solar también se puede dedicar a otros usos productivos, como el cultivo de cultivos o la biodiversidad. El cambio de la insolación solar afecta la temperatura local. Un estudio afirma un aumento de temperatura debido al efecto isla de calor , y otro estudio afirma que los alrededores se vuelven más fríos.
Agrivoltaicos
Agrivoltaics está co-desarrollando la misma área de tierra tanto para energía solar fotovoltaica como para agricultura convencional . Un estudio reciente encontró que el valor de la electricidad generada por energía solar junto con la producción de cultivos tolerantes a la sombra creó un aumento de más del 30% en el valor económico de las granjas que implementan sistemas agrivoltaicos en lugar de la agricultura convencional.
Co-ubicación
En algunos casos, varias estaciones de energía solar diferentes, con propietarios y contratistas separados, se desarrollan en sitios adyacentes. Esto puede ofrecer la ventaja de que los proyectos compartan el costo y los riesgos de la infraestructura del proyecto, como las conexiones a la red y la aprobación de la planificación. Los parques solares también se pueden ubicar junto con los parques eólicos.
A veces, el título 'parque solar' se usa para describir un conjunto de estaciones de energía solar individuales, que comparten sitios o infraestructura, y 'clúster' se usa cuando varias plantas están ubicadas cerca sin recursos compartidos. Algunos ejemplos de parques solares son el Charanka Solar Park , donde hay 17 proyectos de generación diferentes; Neuhardenberg, con once plantas, y el parque solar Golmud con una capacidad total reportada de más de 500MW. Un ejemplo extremo es llamar a todas las granjas solares en el estado de Gujarat de la India un solo parque solar, el Parque Solar de Gujarat .
Tecnología
La mayoría de los parques solares son sistemas fotovoltaicos montados en el suelo , también conocidos como plantas de energía solar de campo libre. Pueden ser de inclinación fija o utilizar un seguidor solar de un solo eje o de dos ejes . Si bien el seguimiento mejora el rendimiento general, también aumenta el costo de instalación y mantenimiento del sistema. Un inversor solar convierte la potencia de salida de la matriz de CC a CA , y la conexión a la red pública se realiza a través de un transformador elevador trifásico de alto voltaje de típicamente 10 kV y superior.
Arreglos de paneles solares
Los paneles solares son los subsistemas que convierten la luz entrante en energía eléctrica. Comprenden una multitud de módulos solares , montados en estructuras de soporte e interconectados para entregar una salida de energía a los subsistemas electrónicos de acondicionamiento de energía.
Una minoría de parques solares a escala de servicios públicos están configurados en edificios y, por lo tanto, utilizan paneles solares montados en edificios . La mayoría son sistemas de campo libre que utilizan estructuras montadas en el suelo, generalmente de uno de los siguientes tipos:
Matrices fijas
Muchos proyectos utilizan estructuras de montaje donde los módulos solares se montan con una inclinación fija calculada para proporcionar el perfil de producción anual óptimo. Los módulos están normalmente orientados hacia el Ecuador, en un ángulo de inclinación ligeramente menor que la latitud del sitio. En algunos casos, dependiendo de los regímenes locales climáticos, topográficos o de fijación de precios de la electricidad, se pueden utilizar diferentes ángulos de inclinación, o las matrices pueden desviarse del eje normal este-oeste para favorecer la salida matutina o vespertina.
Una variante de este diseño es el uso de matrices, cuyo ángulo de inclinación se puede ajustar dos o cuatro veces al año para optimizar la producción estacional. También requieren más área de tierra para reducir la sombra interna en el ángulo de inclinación más pronunciado en invierno. Debido a que el aumento de la producción es típicamente solo un pequeño porcentaje, rara vez justifica el aumento del costo y la complejidad de este diseño.
Seguidores de doble eje
Para maximizar la intensidad de la radiación directa entrante, los paneles solares deben orientarse de manera normal a los rayos del sol. Para lograr esto, las matrices se pueden diseñar utilizando rastreadores de dos ejes , capaces de rastrear el sol en su órbita diaria a través del cielo y a medida que cambia su elevación a lo largo del año.
Estas matrices deben espaciarse para reducir el inter-sombreado a medida que el sol se mueve y las orientaciones de la matriz cambian, por lo que necesitan más área de tierra. También requieren mecanismos más complejos para mantener la superficie de la matriz en el ángulo requerido. El aumento de la producción puede ser del orden del 30% en lugares con altos niveles de radiación directa , pero el aumento es menor en climas templados o con radiación difusa más significativa , debido a condiciones nubladas. Por esta razón, los seguidores de doble eje se utilizan con mayor frecuencia en las regiones subtropicales y se implementaron por primera vez a escala de servicios públicos en la planta de Lugo.
Seguidores de un eje
Un tercer enfoque logra algunos de los beneficios de producción del seguimiento, con una penalización menor en términos de área de tierra, capital y costo operativo. Esto implica rastrear el sol en una dimensión, en su viaje diario a través del cielo, pero sin ajustar las estaciones. El ángulo del eje es normalmente horizontal, aunque algunos, como el parque solar en la Base de la Fuerza Aérea Nellis, que tiene una inclinación de 20 °, inclinan el eje hacia el ecuador en una orientación norte-sur, de hecho un híbrido entre seguimiento y fijo. inclinación.
Los sistemas de seguimiento de un solo eje se alinean a lo largo de ejes aproximadamente de norte a sur. Algunos usan enlaces entre filas para que el mismo actuador pueda ajustar el ángulo de varias filas a la vez.
Conversión de energía
Los paneles solares producen electricidad de corriente continua (CC), por lo que los parques solares necesitan equipos de conversión para convertirla en corriente alterna (CA), que es la forma que transmite la red eléctrica. Esta conversión se realiza mediante inversores . Para maximizar su eficiencia, las plantas de energía solar también incorporan seguidores del punto de máxima potencia (seguimiento MPP) , ya sea dentro de los inversores o como unidades separadas. Estos dispositivos mantienen cada cadena de paneles solares cerca de su punto de máxima potencia .
Hay dos alternativas principales para configurar este equipo de conversión; inversores centralizados y de cadena, aunque en algunos casos se utilizan inversores individuales o microinversores . Los inversores individuales permiten optimizar la salida de cada panel, y los inversores múltiples aumentan la confiabilidad al limitar la pérdida de salida cuando falla un inversor.
Inversores centralizados
Estas unidades tienen una capacidad relativamente alta, típicamente del orden de 1 MW hasta 7 MW para las unidades más nuevas (2020), por lo que condicionan la producción de un bloque sustancial de paneles solares, hasta quizás 2 hectáreas (4,9 acres) de superficie. Los parques solares que utilizan inversores centralizados a menudo se configuran en bloques rectangulares discretos, con el inversor relacionado en una esquina o en el centro del bloque.
Inversores de cadena
Los inversores de cadena tienen una capacidad sustancialmente menor que los inversores centrales, del orden de 10 kW hasta 250 KW para los modelos más nuevos (2020), y condicionan la salida de una sola cadena de matriz. Normalmente, se trata de un conjunto o parte de una fila de paneles solares dentro de la planta en general. Los inversores de cadena pueden mejorar la eficiencia de los parques solares, donde diferentes partes de la matriz experimentan diferentes niveles de insolación, por ejemplo, cuando están dispuestas en diferentes orientaciones o empaquetadas para minimizar el área del sitio.
Transformadores
Los convertidores del sistema suelen proporcionar la potencia de salida a voltajes del orden de 480 V de CA de hasta 800 V AC . Las redes eléctricas operan a voltajes mucho más altos del orden de decenas o cientos de miles de voltios, por lo que se incorporan transformadores para entregar la salida requerida a la red. Debido al largo tiempo de espera, Long Island Solar Farm decidió mantener un transformador de repuesto en el sitio, ya que la falla del transformador habría mantenido a la granja solar fuera de línea durante un largo período. Los transformadores suelen tener una vida útil de 25 a 75 años y normalmente no requieren reemplazo durante la vida útil de una central fotovoltaica.
Rendimiento de sistema
El rendimiento de un parque solar es función de las condiciones climáticas, los equipos utilizados y la configuración del sistema. La entrada de energía primaria es la irradiancia de luz global en el plano de los paneles solares, y esto a su vez es una combinación de radiación directa y difusa. En algunas regiones, la suciedad , es decir, la acumulación de polvo o material orgánico en los paneles solares que sirven para bloquear la luz incidente, es un factor de pérdida importante.
Un determinante clave del rendimiento del sistema es la eficiencia de conversión de los módulos solares, que dependerá en particular del tipo de célula solar utilizada.
Habrá pérdidas entre la salida de CC de los módulos solares y la energía de CA entregada a la red, debido a una amplia gama de factores como pérdidas por absorción de luz, desajuste, caída de voltaje del cable, eficiencias de conversión y otras pérdidas parásitas. Se ha desarrollado un parámetro llamado "índice de rendimiento" para evaluar el valor total de estas pérdidas. La relación de rendimiento da una medida de la potencia de CA de salida entregada como una proporción de la potencia de CC total que los módulos solares deberían poder entregar en las condiciones climáticas ambientales. En los parques solares modernos, la relación de rendimiento debería ser normalmente superior al 80%.
Degradación del sistema
La producción de los primeros sistemas fotovoltaicos disminuyó hasta un 10% / año, pero a partir de 2010 la tasa de degradación media era de 0,5% / año, y los módulos fabricados después del 2000 tenían una tasa de degradación significativamente menor, por lo que un sistema perdería solo el 12% de su capacidad. rendimiento de la producción en 25 años. Un sistema que utilice módulos que se degraden 4% / año perderá el 64% de su producción durante el mismo período. Muchos fabricantes de paneles ofrecen una garantía de rendimiento, normalmente el 90% en diez años y el 80% en 25 años. La salida de todos los paneles generalmente está garantizada en más o menos 3% durante el primer año de operación.
El negocio del desarrollo de parques solares
Las plantas de energía solar se desarrollan para suministrar electricidad comercial a la red como alternativa a otras centrales de generación de energía renovable, fósil o nuclear.
El propietario de la planta es un generador de electricidad. La mayoría de las plantas de energía solar hoy en día son propiedad de productores de energía independientes (IPP), aunque algunas están en manos de empresas de servicios públicos de propiedad de inversores o de la comunidad .
Algunos de estos productores de energía desarrollan su propia cartera de plantas de energía, pero la mayoría de los parques solares son inicialmente diseñados y construidos por desarrolladores de proyectos especializados. Por lo general, el desarrollador planificará el proyecto, obtendrá los consentimientos de planificación y conexión y organizará el financiamiento del capital requerido. El trabajo de construcción real normalmente se contrata a uno o más contratistas de EPC (ingeniería, adquisiciones y construcción).
Los principales hitos en el desarrollo de una nueva planta de energía fotovoltaica son el consentimiento de planificación, la aprobación de la conexión a la red, el cierre financiero, la construcción, la conexión y la puesta en servicio. En cada etapa del proceso, el desarrollador podrá actualizar las estimaciones del rendimiento y los costos anticipados de la planta y los rendimientos financieros que debería poder ofrecer.
Aprobación de planificación
Las centrales fotovoltaicas ocupan al menos una hectárea por cada megavatio de potencia nominal, por lo que requieren una superficie considerable; que está sujeto a la aprobación de la planificación. Las posibilidades de obtener el consentimiento, y el tiempo, el costo y las condiciones relacionados, varían de una jurisdicción a otra y de un lugar a otro. Muchas aprobaciones de planificación también aplicarán condiciones sobre el tratamiento del sitio después de que la estación haya sido clausurada en el futuro. Por lo general, se lleva a cabo una evaluación profesional de la salud, la seguridad y el medio ambiente durante el diseño de una central fotovoltaica para garantizar que la instalación esté diseñada y planificada de acuerdo con todas las regulaciones de HSE .
Conexión a la red
La disponibilidad, ubicación y capacidad de la conexión a la red es una consideración importante en la planificación de un nuevo parque solar y puede contribuir significativamente al costo.
La mayoría de las estaciones están ubicadas a pocos kilómetros de un punto de conexión a la red adecuado. Esta red debe ser capaz de absorber la potencia del parque solar cuando esté funcionando a su máxima capacidad. El desarrollador del proyecto normalmente tendrá que absorber el costo de proporcionar líneas eléctricas hasta este punto y realizar la conexión; además, a menudo, de los costos asociados con la actualización de la red, para que pueda adaptarse a la producción de la planta.
Operación y mantenimiento
Una vez que se ha puesto en marcha el parque solar, el propietario suele celebrar un contrato con una contraparte adecuada para realizar la operación y el mantenimiento (O&M). En muchos casos, esto puede ser cumplido por el contratista de EPC original.
Los confiables sistemas de estado sólido de las plantas solares requieren un mantenimiento mínimo, en comparación con la maquinaria rotativa, por ejemplo. Un aspecto importante del contrato de O&M será el monitoreo continuo del desempeño de la planta y todos sus subsistemas primarios, que normalmente se realiza de forma remota. Esto permite comparar el rendimiento con el rendimiento previsto en las condiciones climáticas realmente experimentadas. También proporciona datos que permiten programar tanto la rectificación como el mantenimiento preventivo. Un pequeño número de grandes parques solares utilizan un inversor o maximizador independiente para cada panel solar, que proporciona datos de rendimiento individuales que se pueden monitorear. Para otras granjas solares, la termografía es una herramienta que se utiliza para identificar paneles que no funcionan para su reemplazo.
La entrega de energía
Los ingresos de un parque solar se derivan de las ventas de electricidad a la red, por lo que su producción se mide en tiempo real con lecturas de su producción de energía proporcionadas, generalmente cada media hora, para el equilibrio y la liquidación dentro del mercado de la electricidad.
Los ingresos se ven afectados por la confiabilidad de los equipos dentro de la planta y también por la disponibilidad de la red a la que se exporta. Algunos contratos de conexión permiten al operador del sistema de transmisión restringir la producción de un parque solar, por ejemplo, en momentos de baja demanda o alta disponibilidad de otros generadores. Algunos países establecen disposiciones legales para el acceso prioritario a la red para los generadores renovables, como la Directiva europea sobre energías renovables .
Economía y Finanzas
En los últimos años, la tecnología fotovoltaica ha mejorado su eficiencia de generación de electricidad , ha reducido el costo de instalación por vatio , así como su tiempo de recuperación de energía (EPBT). Había alcanzado la paridad de red en al menos 19 mercados diferentes en 2014 y, posteriormente, en la mayor parte del mundo para convertirse en una fuente viable de energía convencional.
A medida que los costos de la energía solar alcanzaron la paridad de la red, los sistemas fotovoltaicos pudieron ofrecer energía de manera competitiva en el mercado energético. Los subsidios e incentivos, que eran necesarios para estimular el mercado inicial, como se detalla a continuación, fueron reemplazados progresivamente por subastas y licitaciones competitivas y condujeron a nuevas reducciones de precios.
Costos de energía competitivos de la energía solar a escala de servicios públicos
La mejora de la competitividad de la energía solar a gran escala se hizo más visible a medida que los países y las empresas de energía introdujeron subastas para nueva capacidad de generación. Algunas subastas están reservadas para proyectos solares, mientras que otras están abiertas a una gama más amplia de fuentes.
Los precios revelados por estas subastas y licitaciones han dado lugar a precios altamente competitivos en muchas regiones. Entre los precios cotizados se encuentran:
| Fecha | País | Agencia | El precio más bajo | Equivalente a ¢ USD / kWh | Referencia |
|---|---|---|---|---|---|
| Oct. De 2017 | Arabia Saudita | Oficina de Desarrollo de Proyectos de Energías Renovables | US $ 17,9 / MWh | ¢ 1,79 / kWh | |
| Noviembre de 2017 | México | CENACIO | US $ 17,7 / MWh | ¢ 1,77 / kWh | |
| Mar. De 2019 | India | Corporación de Energía Solar de la India | 2,44 INR / kWh | ¢ 3,5 / kWh | |
| Julio de 2019 | Brasil | Agencia Nacional de Energía Eléctrica | 67,48 BRL / MWh | ¢ 1.752 / kWh | |
| Julio de 2020 | Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos | Corporación de Energía de Abu Dhabi | AED fils 4.97 / kWh | ¢ 1,35 / kWh | |
| Ago. De 2020 | Portugal | Dirección General de Energía y Geología | 0,01114 € / kWh | ¢ 1.327 / kWh | |
| Nov. De 2020 | Japón | METI | 10,00 JPY / kWh | ¢ 9.5 / kWh | |
| Dic 2020 | India | Gujarat Urja Vikas Nigam | 1,99 INR / kWh | ¢ 2.69 / kWh |
Paridad de la red
Las estaciones de generación solar se han vuelto progresivamente más baratas en los últimos años y se espera que esta tendencia continúe. Mientras tanto, la generación de electricidad tradicional se está volviendo cada vez más cara. Estas tendencias llevaron a un punto de cruce cuando el costo nivelado de la energía de los parques solares, históricamente más caro, igualó o superó el costo de la generación de electricidad tradicional. Este punto depende de las ubicaciones y otros factores, y se denomina comúnmente paridad de cuadrícula.
Para las centrales eléctricas solares comerciales, donde la electricidad se vende a la red de transmisión de electricidad, el costo nivelado de la energía solar deberá coincidir con el precio mayorista de la electricidad. Este punto a veces se denomina 'paridad de red mayorista' o 'paridad de barras colectoras'.
Algunos sistemas fotovoltaicos, como las instalaciones en tejados, pueden suministrar energía directamente a un usuario de electricidad. En estos casos, la instalación puede ser competitiva cuando el coste de producción coincide con el precio al que el usuario paga por su consumo eléctrico. Esta situación a veces se denomina 'paridad de red minorista', 'paridad de socket' o 'paridad de red dinámica'. La investigación realizada por ONU-Energía en 2012 sugiere que áreas de países soleados con altos precios de la electricidad, como Italia, España y Australia, y áreas que utilizan generadores diésel, han alcanzado la paridad de red minorista.
Los precios de los sistemas fotovoltaicos instalados muestran variaciones regionales, más que las células y paneles solares, que tienden a ser productos globales. En 2013, los precios de los sistemas a gran escala en mercados altamente penetrados como China y Alemania fueron más bajos ($ 1,40 / W) que en los Estados Unidos ($ 3,30 / W). La IEA explica estas discrepancias debido a diferencias en los "costos blandos", que incluyen adquisición de clientes, permisos, inspección e interconexión, mano de obra de instalación y costos de financiamiento. Las variaciones regionales se redujeron o cambiaron a medida que los mercados crecieron y el precio del sistema de EE. UU. Disminuyó a $ 1.25 / W para 2016.
Mecanismos de incentivos
En los años previos a que se alcanzara la paridad de la red en muchas partes del mundo, las estaciones de generación solar necesitaban algún tipo de incentivo financiero para competir por el suministro de electricidad. Muchas legislaturas de todo el mundo han introducido incentivos de este tipo para apoyar el despliegue de centrales solares.
Tarifas de alimentación
Las tarifas de alimentación son precios designados que deben pagar las empresas de servicios públicos por cada kilovatio hora de electricidad renovable producida por generadores calificados y alimentada a la red. Estas tarifas normalmente representan una prima sobre los precios de la electricidad al por mayor y ofrecen un flujo de ingresos garantizado para ayudar al productor de energía a financiar el proyecto.
Estándares de cartera renovable y obligaciones de proveedores
Estos estándares son obligaciones de las empresas de servicios públicos de obtener una parte de su electricidad de generadores renovables. En la mayoría de los casos, no prescriben qué tecnología se debe utilizar y la empresa de servicios públicos es libre de seleccionar las fuentes renovables más apropiadas.
Hay algunas excepciones en las que a las tecnologías solares se les asigna una proporción del RPS en lo que a veces se denomina "reserva solar".
Garantías de préstamos y otros incentivos de capital
Algunos países y estados adoptan incentivos financieros menos específicos, disponibles para una amplia gama de inversiones en infraestructura, como el esquema de garantía de préstamos del Departamento de Energía de EE. UU., Que estimuló una serie de inversiones en la planta de energía solar en 2010 y 2011.
Créditos fiscales y otros incentivos fiscales
Otra forma de incentivo indirecto que se ha utilizado para estimular la inversión en plantas de energía solar fueron los créditos fiscales disponibles para los inversores. En algunos casos los créditos estaban vinculados a la energía producida por las instalaciones, como los Créditos Tributarios a la Producción. En otros casos los créditos estaban relacionados con la inversión de capital como los Créditos Tributarios por Inversión
Programas internacionales, nacionales y regionales
Además de los incentivos comerciales del libre mercado, algunos países y regiones tienen programas específicos para apoyar el despliegue de instalaciones de energía solar.
La Unión Europea 's Directiva sobre energías renovables establece objetivos para aumentar los niveles de despliegue de las energías renovables en todos los estados miembros. A cada uno se le ha pedido que desarrolle un Plan de Acción Nacional de Energía Renovable que muestre cómo se cumplirían estos objetivos, y muchos de ellos tienen medidas de apoyo específicas para el despliegue de energía solar. La directiva también permite a los estados desarrollar proyectos fuera de sus fronteras nacionales, y esto puede conducir a programas bilaterales como el proyecto Helios.
El Mecanismo de Desarrollo Limpio de la CMNUCC es un programa internacional bajo el cual se pueden apoyar las estaciones de generación solar en ciertos países calificados.
Además, muchos otros países tienen programas específicos de desarrollo de energía solar. Algunos ejemplos son la India 's JNNSM , el programa insignia en Australia , y proyectos similares en África del Sur y de Israel .
Rendimiento financiero
El rendimiento financiero de la planta de energía solar es una función de sus ingresos y sus costos.
La potencia eléctrica de un parque solar estará relacionada con la radiación solar, la capacidad de la planta y su ratio de rendimiento. Los ingresos derivados de esta producción eléctrica provendrán principalmente de la venta de la electricidad y de cualquier pago de incentivos, como los de las tarifas de alimentación u otros mecanismos de apoyo.
Los precios de la electricidad pueden variar en diferentes momentos del día, dando un precio más alto en momentos de alta demanda. Esto puede influir en el diseño de la planta para aumentar su producción en esos momentos.
Los costos dominantes de las plantas de energía solar son el costo de capital y, por lo tanto, cualquier financiamiento y depreciación asociados. Aunque los costos operativos suelen ser relativamente bajos, especialmente porque no se requiere combustible, la mayoría de los operadores querrán asegurarse de que haya una cobertura adecuada de operación y mantenimiento disponible para maximizar la disponibilidad de la planta y, por lo tanto, optimizar la relación entre ingresos y costos.
Geografía
Los primeros lugares en alcanzar la paridad de la red fueron aquellos con altos precios tradicionales de la electricidad y altos niveles de radiación solar. Actualmente, se está instalando más capacidad en la azotea que en el segmento de escala de servicios públicos. Sin embargo, se espera que la distribución mundial de los parques solares cambie a medida que las diferentes regiones logren la paridad de red. Esta transición también incluye un cambio desde la azotea hacia las plantas a escala de servicios públicos, ya que el enfoque del nuevo despliegue fotovoltaico ha cambiado de Europa a los mercados Sunbelt, donde se favorecen los sistemas fotovoltaicos montados en el suelo.
Debido al contexto económico, los sistemas a gran escala se distribuyen actualmente donde los regímenes de apoyo han sido los más consistentes o los más ventajosos. Wiki-Solar evaluó la capacidad total de las plantas fotovoltaicas en todo el mundo de más de 4 MW de CA como c. 220 GW en c. 9.000 instalaciones a finales de 2019 y representa alrededor del 35 por ciento de la capacidad fotovoltaica global estimada de 633 GW , frente al 25 por ciento en 2014. Los países que tenían la mayor capacidad, en orden descendente, fueron China , Estados Unidos , India , Estados Unidos Reino , Alemania , España , Japón y Francia . Las actividades en los mercados clave se revisan individualmente a continuación.
porcelana
Se informó a principios de 2013 que China había superado a Alemania como la nación con la mayor capacidad solar a escala de servicios públicos. Gran parte de esto ha sido apoyado por el Mecanismo de Desarrollo Limpio . La distribución de las centrales eléctricas en todo el país es bastante amplia, con la mayor concentración en el desierto de Gobi y conectada a la red eléctrica del noroeste de China.
Alemania
La primera planta de varios megavatios en Europa fue el proyecto de propiedad comunitaria de 4,2 MW en Hemau, encargado en 2003. Pero fueron las revisiones de las tarifas de alimentación alemanas en 2004, las que dieron el impulso más fuerte al establecimiento de empresas de servicios públicos. plantas de energía solar. El primero en completarse bajo este programa fue el parque solar Leipziger Land desarrollado por Geosol. Se construyeron varias docenas de plantas entre 2004 y 2011, varias de las cuales eran en ese momento las más grandes del mundo . El EEG , la ley que establece las tarifas de alimentación de Alemania, proporciona la base legislativa no solo para los niveles de compensación, sino también para otros factores regulatorios, como el acceso prioritario a la red. La ley fue enmendada en 2010 para restringir el uso de tierras agrícolas, desde entonces la mayoría de los parques solares se han construido en las llamadas "tierras de desarrollo", como los antiguos emplazamientos militares. En parte por esta razón, la distribución geográfica de las plantas de energía fotovoltaica en Alemania está sesgada hacia la antigua Alemania del Este. En febrero de 2012, Alemania tenía 1,1 millones de plantas de energía fotovoltaica (la mayoría están montadas en el techo de pequeños kW).
India
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India se ha convertido en las naciones líderes para la instalación de capacidad solar a escala de servicios públicos. El Parque Solar Charanka en Gujarat se inauguró oficialmente en abril de 2012 y era en ese momento el grupo más grande de plantas de energía solar del mundo.
Geográficamente, los estados con la mayor capacidad instalada son Telangana , Rajasthan y Andhra Pradesh con más de 2 GW de capacidad instalada de energía solar cada uno. Rajasthan y Gujarat comparten el desierto de Thar , junto con Pakistán. En mayo de 2018, el Parque Solar Pavagada entró en funcionamiento y tenía una capacidad de producción de 2GW. A febrero de 2020, es el Parque Solar más grande del mundo. En septiembre de 2018, Acme Solar anunció que había encargado la planta de energía solar más barata de la India, el parque de energía solar Rajasthan Bhadla de 200 MW .
Italia
Italia tiene un gran número de plantas de energía fotovoltaica, la mayor de las cuales es el proyecto Montalto di Castro de 84 MW .
Jordán
A fines de 2017, se informó que se habían completado más de 732 MW de proyectos de energía solar, lo que contribuyó al 7% de la electricidad de Jordania. Después de haber establecido inicialmente el porcentaje de energía renovable que Jordania pretendía generar para 2020 en un 10%, el gobierno anunció en 2018 que buscaba superar esa cifra y apuntar al 20%.
España
La mayor parte del despliegue de centrales solares en España hasta la fecha se produjo durante el auge del mercado de 2007-2008. Las estaciones están bien distribuidas por todo el país, con cierta concentración en Extremadura , Castilla-La Mancha y Murcia .
Reino Unido
La introducción de tarifas de alimentación en el Reino Unido en 2010 estimuló la primera ola de proyectos a gran escala, con c. Se completaron 20 plantas antes de que se redujeran las tarifas el 1 de agosto de 2011 a raíz de la "Revisión por vía rápida". Una segunda ola de instalaciones se llevó a cabo bajo la Obligación de Renovables del Reino Unido , con el número total de plantas conectadas a fines de marzo de 2013 que llegó a 86. Se informa que esto convirtió al Reino Unido en el mejor mercado de Europa en el primer trimestre de 2013.
Los proyectos del Reino Unido se concentraron originalmente en el suroeste, pero más recientemente se han extendido por el sur de Inglaterra y en East Anglia y Midlands. El primer parque solar de Gales entró en funcionamiento en 2011 en Rhosygilwen , al norte de Pembrokeshire . En junio de 2014 había 18 proyectos que generaban más de 5 MW y 34 en planificación o construcción en Gales.
Estados Unidos
El despliegue estadounidense de centrales fotovoltaicas se concentra principalmente en los estados del suroeste. Los Estándares de Cartera de Renovables en California y los estados circundantes brindan un incentivo particular.
Parques solares destacados
Los siguientes parques solares eran, en el momento de su puesta en funcionamiento, los más grandes del mundo o de su continente, o son notables por las razones expuestas:
| Nombre | País | Potencia nominal ( MW ) |
Oficial | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Lugo, condado de San Bernardino, California | Estados Unidos | 1 MW | Diciembre de 1982 | Primera planta de MW |
| Carrisa Plain | Estados Unidos | 5,6 MW | Diciembre de 1985 | El más grande del mundo en ese momento |
| Hemau | Alemania | 4.0 MW | Abr. De 2003 | La instalación comunitaria más grande de Europa en ese momento |
| Tierra de Leipziger | Alemania | 4,2 MW | Agosto de 2004 | El más grande de Europa en ese momento; primero en FIT |
| Pocking | Alemania | 10 MW | Abr. De 2006 | Brevemente el más grande del mundo |
| Base de la Fuerza Aérea Nellis, Nevada | Estados Unidos | 14 MW | Dic 2007 | El más grande de Estados Unidos en ese momento |
| Olmedilla | España | 60 MW | Julio de 2008 | El más grande del mundo y de Europa en ese momento. |
| Sinan | Corea | 24 MW | Agosto de 2008 | El más grande de Asia en ese momento |
| Waldpolenz, Sajonia | Alemania | 40 MW | Diciembre de 2008 | La planta de película fina más grande del mundo. Ampliado a 52 MW en 2011 |
| DeSoto, Florida | Estados Unidos | 25 MW | Octubre de 2009 | El más grande de Estados Unidos en ese momento |
| La Roseraye | Reunión | 11 MW | Abr. De 2010 | Primera planta de África de más de 10 MW |
| Sarnia, Ontario | Canadá | 97 MW P | Septiembre de 2010 | El más grande del mundo en ese momento. Corresponde a 80 MW AC . |
| Golmud, Qinghai , | porcelana | 200 MW | Octubre de 2011 | El más grande del mundo en ese momento |
| Torre Finow | Alemania | 85 MW | Dic. De 2011 | La extensión lo lleva a la más grande de Europa |
| Lopburi | Tailandia | 73 MW | Dic. De 2011 | El más grande de Asia (fuera de China) en ese momento |
| Perovo, Crimea | Ucrania | 100 MW | Dic. De 2011 | Se convierte en el más grande de Europa |
| Charanka, Gujarat | India | 221 MW | Abr. De 2012 | El parque solar más grande de Asia |
| Agua Caliente, Arizona | Estados Unidos | 290 MW AC | Julio de 2012 | La planta solar más grande del mundo en ese momento |
| Neuhardenberg, Brandeburgo | Alemania | 145 MW | Septiembre de 2012 | Se convierte en el clúster solar más grande de Europa |
| Río Greenhough, Australia Occidental , | Australia | 10 MW | Octubre de 2012 | Primera planta de Australasia de 10 MW + |
| Majes y Repartición | Perú | 22 MW | Octubre de 2012 | Primeras plantas a escala de servicios públicos en América del Sur |
| Parque Solar Westmill , Oxfordshire | Reino Unido | 5 MW | Octubre de 2012 | Adquirida por Westmill Solar Co-operative para convertirse en la estación de energía solar de propiedad comunitaria más grande del mundo |
| San Miguel Power, Colorado | Estados Unidos | 1,1 MW | Dic. De 2012 | La planta comunitaria más grande de EE. UU. |
| Sheikh Zayed, Nouakchott | Mauritania | 15 MW | Abr. De 2013 | La planta de energía solar más grande de África |
| Topaz , Condado de Riverside, California | Estados Unidos | 550 MW AC | Noviembre de 2013 | El parque solar más grande del mundo en ese momento |
| Amanacer, Copiapó , Atacama | Chile | 93,7 MW | Ene. De 2014 | El más grande de América del Sur en ese momento |
| Jasper, Postmasburg , Cabo Norte | Sudáfrica | 88 MW | Noviembre de 2014 | Planta más grande de África |
| Proyecto de energía fotovoltaica / hidroeléctrica de Longyangxia, Gonghe , Qinghai | porcelana | 850 MW P | Dic. De 2014 | La fase II de 530 MW añadidos a la fase I de 320 MW (2013) la convierte en la estación de energía solar más grande del mundo. |
| Nyngan, Nueva Gales del Sur | Australia | 102 MW | Junio de 2015 | Se convierte en la planta más grande de Australasia y Oceanía. |
| Solar Star , Condado de Los Ángeles, California | Estados Unidos | 579 MW AC | Junio de 2015 | Se convierte en el proyecto de instalación de granjas solares más grande del mundo (Longyanxia se ha construido en dos fases) |
| Cestas, Aquitania | Francia | 300 MW | Dic 2015 | La planta fotovoltaica más grande de Europa |
| Finis Terrae, María Elena, Tocopilla | Chile | 138 MW AC | Mayo de 2016 | Se convierte en la planta más grande de Sudamérica |
| Monte Plata Solar, Monte Plata | República Dominicana | 30 MW | Marzo de 2016 | La planta fotovoltaica más grande del Caribe. |
| Ituverava, Ituverava , São Paulo | Brasil | 210 MW | Septiembre de 2017 | La planta fotovoltaica más grande de América del Sur |
| Bungala , Port Augusta , SA | Australia | 220 MW AC | Noviembre de 2018 | Se convierte en la planta de energía solar más grande de Australasia |
| Noor Abu Dabi, Sweihan , Abu Dabi | Emiratos Árabes Unidos | 1,177 MW P | Junio de 2019 | La planta de energía solar individual más grande (a diferencia del grupo de proyectos de ubicación conjunta) en Asia y el mundo. |
| Planta solar Cauchari , Cauchari | Argentina | 300 MW | Oct. De 2019 | Se convierte en la planta de energía solar más grande de Sudamérica |
| Parque Solar Benban , Benban, Asuán | Egipto | 1.500 MW | Oct. De 2019 | El grupo de 32 proyectos coubicados se convierte en el más grande de África. |
| Parque Solar Bhadla , Bhadlachuhron Ki, Rajastán | India | 2.245 MW | Mar. De 2020 | Se informa que el grupo de 31 plantas solares coubicadas es el parque solar más grande del mundo. |
| Planta solar Núñez de Balboa , Usagre , Badajoz | España | 500 MW AC | Mar. De 2020 | Supera la planta de energía fotovoltaica de Mula (450 MW de CA instalados tres meses antes) para convertirse en la planta de energía solar más grande de Europa. |
Las plantas de energía solar en desarrollo no se incluyen aquí, pero pueden estar en esta lista .
Ver también
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Referencias
enlaces externos
- Mapeo interactivo de proyectos mundiales de más de 10MW
- Asociación de la industria de energía solar - Grandes proyectos solares en los EE. UU.
- Las 10 principales estaciones de energía solar fotovoltaica del mundo (2014)
- Lista de las 1000 plantas de energía fotovoltaica más grandes (a partir de 2011)