Curso de Elaboración de Proyectos de Instalaciones de Energía Solar Fotovoltaica

Durante los últimos veinte años se ha producido un desarrollo muy importante de las tecnologías de producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovables, tal y como se especifica en el Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción eléctrica a partir de fuentes de energías renovables, cogeneración y residuos. De hecho, "la generación de energía eléctrica procedente de fuentes de energía renovables y el aumento de la eficiencia energética", según se explica en dicha normativa, constituían ya a principios del siglo XXI "un pilar fundamental para la consecución de los objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero así como de otros objetivos comunitarios e internacionales, revistiendo, a la par, una considerable importancia para el debido fomento de la seguridad del abastecimiento energético, del desarrollo tecnológico y de la innovación".

La creciente apuesta en España por el uso de renovables fue posible en parte, debido a la "existencia de sucesivos marcos normativos que establecían incentivos económicos a la producción eléctrica con estas tecnologías", tal y como se recoge en el Real Decreto 413/2014, en el que se hace una clasificación de instalaciones de producción de energía eléctrica que incluye:

• Productores que utilicen la cogeneración u otras formas de proeducción de electricidad a partir de energías residuales
• Instalaciones que incluyan una central de cogeneración
• Otras instalaciones que utilicen como energía primaria residuos con valorización energética

El interés estatal e internacional por reducir la dependencia de energías no renovables y en especial de los hidrocarburos (sujetos siempre a fluctuaciones en el precio del petróleo, materia prima de la que la Unión Europea es importadora nata) contribuyó a que, progresivamente, se fueran extendiendo por todas las comunidades autónomas instalaciones que aprovechaban la energía solar, tanto en aplicaciones domésticas para aprovechamiento particular como para la generación directa de electricidad mediante módulos fotovoltaicos en huertos solares, que gozaban de ventajas tarifarias muy importantes. No en vano, la UE había declarado el aumento sustancial del uso de energía proveniente de esas fuentes como un objetivo prioritario.

En la apuesta por las renovables, fueron muchos los países europeos que constataron las ventajas de la instalación de fotovoltaicos para la generación de energía que no contamina, es inagotable y se encuentra allí donde se consume. Así, aunque en España, su aprovechamiento se inició en el sur (el primer huerto solar de producción fotovoltaica se instaló en la localidad manchega de Olmedilla de Alarcón, Cuenca), poco a poco se fue extendiendo a otros puntos de la geografía española, en los que, si bien el número de horas potenciales de sol era inferior, era también factible rentabilizar este tipo de instalaciones, debido a las mejoras en las mismas. Una de ellas, la posibilidad de utilizar fosfuro de indio-galio-aluminio (AlGalnP), un material semiconductor que ofrece múltiples posibilidades y que, según publicaron en 2016 en la revista científica Applied Physics Letters investigadores de las universidades de Yale (EEUU) y Rey Juan Carlos (Madrid), logra multiplicar por dos la eficiencia de la conversión de la luz solar en electricidad.

Escasez de profesionales

Sin embargo, un apreciable porcentaje de las instalaciones, alguna incluso de reciente creación, no está correctamente diseñado, no funciona o tienen un rendimiento muy bajo, debido, en buena medida, a la escasez de profesionales suficientemente preparados en este campo. De hecho, a menudo, técnicos procedentes de otras ramas son los encargados del diseño e instalación de sistemas de energía solar, a pesar de que estas técnicas requieren de especialistas bien preparados, no porque presenten una gran complejidad, sino por la escasez de experiencias anteriores en las cuales apoyarse.

En este curso de Elaboración de Proyectos de Instalaciones de Energía Solar Fotovoltaica, se parte de niveles básicos para que el alumno pueda ir adquiriendo progresivamente sólidos conocimientos de base que le permitan, como profesional, actuar con seguridad y conocimiento de causa. De esta forma, llegará a dominar el área de la materia en cuestión.

Se trata de un curso técnico y fundamentalmente práctico a partir del cual el alumno conocerá la legislación aplicable y aprenderá a:

• Diseñar instalaciones de energía solar fotovoltaica aisladas o conectadas a Red.
• Realizar los cálculos necesarios de rentabilidad que le permitan explicar al cliente la conveniencia de realizar la instalación.
• Disponer de herramientas personales de búsqueda para encontrar empleo en empresas punteras del sector, localizar posibles suministradores de equipos y dispositivos fotovoltaicos, y ofrecer sus propios servicios de montaje y mantenimiento de instalaciones solares fotovoltaicas.
• Estar permanentemente informado de las novedades del sector, incluso en lo tocante a programas informáticos líderes en el mercado en materia de diseño y simulación de instalaciones fotovoltaicas, recurriendo a fuentes bibliográficas de máxima credibilidad.

Al finalizar este curso, el alumno:

• Podrá diseñar y dimensionar una instalación de energía solar fotovoltaica, tanto aislada como conectada a la red.
• Dispondrá de las herramientas adecuadas para estar al tanto de las novedades del sector y para explicar a sus clientes las ventajas económicas del uso de energías limpias.
• Conocerá el marco legislativo aplicable.
• Sabrá cómo estar al tanto de las novedades del sector.

Para un óptimo aprovechamiento del contenido de este curso, es preciso que el alumno parta de unos conocimientos previos en ingeniería técnica o superior.

1. MODULO - Geometría y Radiación Solar
   1. Geometría y Radiación Solar
2. MODULO - Fundamentos de la energía solar fotovoltaica
   1. Introducción a la energía solar
      1. Producción energética y agotamiento de recursos
      2. Problemática medioambiental: cambio climático
      3. Futuro de la producción de energía
      4. Potencial energético de las fuentes renovables
      5. Tipos de aprovechamiento de la energía solar
      6. Caracterización de la radiación solar
   2. Célula y panel fotovoltaico
      1. Efecto fotovoltaico
      2. Caracterización de la célula fotovoltaica: tipos de células
      3. Módulo fotovoltaico: tipos de tecnologías disponibles
      4. Características técnicas del panel fotovoltaico
   3. Componentes de instalaciones aisladas
      1. Inversor de aislada
      2. Microinversor de aislada
      3. Batería de acumulación eléctrica
      4. Regulador de carga
      5. Equipos auxiliares de suministro eléctrico
   4. Componentes de instalaciones conectadas
      1. Inversor de conexión a red
      2. Punto de enganche a red
      3. Requisitos para la solicitud de capacidad de acceso
      4. Contador de energía intercambiada
      5. Transformador de tensión
      6. Celdas de aislamiento
      7. Caseta para centros de transformación
   5. Componentes comunes de Instalaciones aisladas y conectadas
      1. Perfilería de sujeción y dispositivos de anclaje
      2. Tipos de montaje
      3. Cableado, conducciones y conexiones
      4. Bandeja portacables
      5. Caja de conexión al generador
      6. Protecciones eléctricas
      7. Controlador dinámico de potencia
      8. Tipos de instalaciones de autoconsumo según legislación
      9. Real Decreto 244/2019 de autoconsumo fotovoltaico (balance neto)
   6. Riego y bombeo fotovoltaico
      1. Introducción
      2. Clasificación de los sistemas de riego y bombeo fotovoltaico
      3. Tipos de bombas
      4. Requisitos técnicos de sistemas fotovoltaicos
      5. Monitorización remota de instalaciones de riego y bombeo
      6. Hibridación de potencia y dispositivos adicionales
   7. Recarga fotovoltaica de automóviles eléctricos
      1. Energía solar fotovoltaica. Estado actual del mercado
      2. Estado actual de la tecnología de automóviles eléctricos
      3. Tipos de vehículos eléctricos
      4. Ventajas e inconvenientes de los automóviles eléctricos
      5. Partes constitutivas del vehículo eléctrico
      6. Proceso de recarga del vehículo eléctrico
      7. Conectores de carga eléctrica
      8. Marquesinas solares fotovoltaicas
   8. Seguidores solares
      1. Fundamentos de seguimiento solar. Ventajas e inconvenientes
      2. Tipos de seguimiento solar
      3. Algoritmos de seguimiento solar
      4. Componentes tipo de un seguidor solar
   9. Gestión remota de instalaciones
      1. Introducción
      2. Análisis funcional por zonas
      3. Soluciones SCADA de gestión remota
      4. Análisis descriptivo de dispositivos específicos de medida
      5. Sistemas antirrobo
      6. Pólizas de seguros
   10. Futuras líneas de investigación y desarrollo
       1. Introducción
       2. Empleo de nuevos materiales y componentes
       3. Integración arquitectónica en nuevos formatos de edificación
       4. Usos adicionales para la energía solar fotovoltaica
       5. Nuevos desarrollos tecnológicos
   11. Bibliografía, sitios web y revistas técnicas
       1. Referencias bibliográficas complementarias
       2. Sitios web de interés
       3. Redes sociales relacionadas
       4. Revistas técnicas del sector
3. MODULO - Cálculo, diseño y simulación de instalaciones solares fotovoltaicas
   1. Dimensionamiento de instalaciones aisladas
      1. Consideraciones preliminares
      2. Hoja de necesidades energéticas
      3. Algoritmo de dimensionamiento de viviendas aisladas
      4. Algoritmo de dimensionamiento de instalaciones de iluminación
      5. Algoritmo de dimensionamiento de instalaciones de bombeo
      6. Aplicaciones informáticas de dimensionamiento
      7. Dimensionamiento fotovoltaico según CTE HE5
   2. Dimensionamiento de instalaciones conectadas
      1. Hipótesis de partida
      2. Dimensionamiento de inversores y campo fotovoltaico
      3. Producción energética, ingresos económicos y ahorro de emisiones
      4. Aplicaciones informáticas de dimensionamiento
   3. Dimensionamiento de protecciones eléctricas
      1. Introducción
      2. Dimensionamiento del cableado
      3. Selección de fusible
      4. Elección del magnetotérmico
      5. Decisión sobre instalación de varistor
   4. Programación de proyectos
      1. Introducción
      2. Estructura de descomposición del proyecto
      3. Técnicas de programación de proyectos: tipología
      4. Holguras y camino crítico: reglas fundamentales
      5. Tipos de restricciones
      6. Ejecución práctica del modelo
      7. Diagrama de Gantt
      8. Aplicaciones informáticas de programación de proyectos
   5. Análisis de viabilidad económico-financiera
      1. Introducción
      2. Presupuesto por partidas
      3. Ingresos, costes, inmovilizado e inversiones
      4. Flujo de caja operativo
      5. Resultados económicos: PRC, VAN y TIR