Próximos desafíos de la industria fotovoltaica

Opinión de los expertos sobre las principales cuestiones para el futuro de la industria fotovoltaica

¿A qué retos se enfrenta actualmente la industria fotovoltaica?

La industria fotovoltaica es una de las industrias de más rápido cambio en el mundo. Hay varios desafíos que la industria fotovoltaica tendría que enfrentar en el futuro más cercano. Entre ellos, hay tres grandes desafíos que deben ser abordados en los próximos 5 años:

Almacenamiento

  1. Soluciones de almacenamiento más baratas. Independientemente del segmento (escala de utilidad o segmento comercial e industrial) el principal desafío de la industria fotovoltaica que se enfrentará en los próximos años es el desarrollo de soluciones de almacenamiento más baratas. En términos de coste de generación o LCOE la industria solar ya es para las grandes centrales eléctricas más barata que la mayoría de las fuentes de energía de convección. Sin embargo, la gestión de la generación solar con una previsibilidad bastante baja de su producción hace que las plantas solares sean complicadas de operar, especialmente cuando el consumo del usuario es de noche. Lograr un menor LCOE de la energía solar combinado con el almacenamiento es el paso previo para que la energía solar sea la principal fuente de electricidad en el mundo. Algunos informes de prestigiosas instituciones prevén que la energía solar cubrirá el 50% de la mezcla solar en todo el mundo. El almacenamiento también será clave en los países insulares que actualmente se alimentan de grupos electrógenos diésel. ¿Qué tecnología será la elegida? Habrá escasez de materia prima cuando el consumo de baterías se dispare junto con el crecimiento del coche eléctrico. Esto es algo que hay que tener en cuenta en los próximos años.

Red electrica

  1. Desarrollo de la red. El desarrollo deficiente de la red, especialmente en los países en desarrollo, es el segundo reto que tendrá que superar la energía solar fotovoltaica. Cuando se habla de sistemas electrificados centralizados en los que la energía se produce masivamente en plantas a escala de servicios públicos, la red es un elemento crucial para garantizar la sostenibilidad y el suministro de los consumidores. Con un rápido despliegue de la industria solar, algunas partes de la red no pueden dar cabida a tal cantidad de energía, ya que las renovaciones y actualizaciones de la red no pueden mantener el ritmo de desarrollo de la industria de las energías renovables. En algunos países en los que la red está bien establecida los puntos de conexión empiezan a ser un recurso escaso con altos costos. Este es el caso de España.

Si nos fijamos en los países en desarrollo la situación es aún más complicada. Con las economías de los países que crecen fuertemente donde el suministro de energía es necesario para mantener el crecimiento de las redes eléctricas son el cuello de botella. Si existen, están poco desarrolladas, son antiguas y en algunos casos poco fiables. Esto es particularmente difícil cuando se conectan plantas solares de gran potencia que proporcionan picos de energía a la red con frecuencia. La cobertura de la red eléctrica en esos países es un gran desafío cuando se analizan los sistemas centralizados de energía. La demanda está creciendo y la energía es necesaria, pero si no puede distribuirse adecuadamente algunos países están cubriendo la brecha con grupos electrógenos diesel aislados que son más contaminantes y costosos pero mucho más rápidos de instalar.

Algunos países están dirigiendo sus esfuerzos a diferentes sistemas más orientados a la generación distribuida a través de sistemas solares fuera de la red y/o micro redes. Los principales retos que se plantean en este sentido son la financiación de estos proyectos. Si estamos hablando de desarrollar una microred alguien debe invertir, cobrar y facturar para que sea rentable a largo plazo. Por otro lado, si un hogar en países en desarrollo desea instalar un sistema solar fuera de la red, por lo general necesita ser financiado ya que el costo inicial es alto. Por lo tanto, es necesario poner en marcha microcréditos o planes de subvenciones.

solar eólica

  1. Gestión de la multigeneración. Mientras que la energía solar en las pequeñas industrias y los hogares se está haciendo más popular y las soluciones de almacenamiento de energía son cada vez más atractivas y baratas, seguiremos siendo testigos en algunos países de la transformación del sistema energético. Parece que estamos pasando, cuando es posible, de un sistema de energía centralizado a uno distribuido en el que la energía se genera principalmente donde se consume. Por lo tanto, la red de energía se está volviendo menos importante en el sistema general. Aunque, como se mencionó anteriormente, las baterías y la solución de almacenamiento todavía tienen que desempeñar su papel, podemos ver un escenario en el que habrá miles de pequeños productores y consumidores interconectados entre sí. Los pequeños productores, como los hogares, pueden necesitar un suministro de energía adicional en algunos casos pueden tener un excedente de energía que se inyectará en la red. Todo este nuevo paradigma traerá consigo una alta complejidad en el sistema eléctrico con multitud de interacciones entre generadores y consumidores que en la mayoría de los casos podrían ser los mismos; en algunos casos, generación con derecho a ser pagada con la energía producida y en otros con la obligación de pagar por la energía comprada. Todo este nuevo ecosistema tendrá que ser gestionado en consecuencia potencialidad con el uso de grandes métodos de datos e Inteligencia Artificial. Varios interesados participarán, tales como las empresas de servicios públicos, los operadores de la red, los gobiernos nacionales, los ciudadanos, las empresas privadas con el tremendo aumento de la dificultad.

¿Tiene COVID-19 algún impacto en la industria en lo que respecta a un enfoque impulsado por la innovación?

No se prevé ningún impacto en la industria respecto a un enfoque impulsado por la innovación. Aunque la situación de Covid está teniendo un gran impacto en la gente y las economías de una cantidad significativa de países, parece que es una ruptura en la industria fotovoltaica. Se espera que la innovación se recupere pronto y, aunque algunos proyectos quedaron en suspenso debido a la situación de Covid, se espera que se reanuden en los próximos meses. Incluso diría que para algunas empresas Covid les ha dado la oportunidad de frenar y re-evaluar su estrategia o sus operaciones para los próximos años.

 

¿Qué temas serán de mayor interés para la industria en los próximos años?

Las innovaciones en varias partes de la cadena de valor se están viendo desde el diseño de la planta hasta la O&M y la gestión de activos.

Al mirar la cara del diseño estamos viendo a las empresas de ingeniería diseñando parques solares hasta el más mínimo detalle mejorando y optimizando la configuración de la planta con el fin de reducir el balance del sistema, mejorando los rendimientos con software de simulación e incluso diseñando plantas en los blogs de Multi MegaWatt como una construcción de Lego con soluciones plug & play. Todas estas optimizaciones en la fase de diseño pretenden disminuir el CAPEX tanto como sea posible, a la vez que aumentan la eficiencia y la producción de energía a lo largo de la vida útil de las plantas solares.

Cuando se observan los diferentes componentes es interesante ver cómo han evolucionado los paneles solares en los últimos años. Los paneles solares de productos básicos se han convertido en paneles solares más sofisticados con paneles de producción en masa de una eficiencia del 22%. Tecnologías como las células PERC, las células de corte medio y las cintas más pequeñas y múltiples si las células solares han mejorado significativamente la fiabilidad a largo plazo de los paneles, al tiempo que disminuyen sus precios. Los módulos bifaciales también se están volviendo relevantes en la escala de utilidad donde, dependiendo de las condiciones de Albedo, se puede generar un 20% extra de generación en comparación con la serie monofacial. Todas estas innovaciones tecnológicas tienen que ir acompañadas de una tremenda reducción del precio del Wp. Con el fin de obtener economías de escala los fabricantes de paneles están aumentando su capacidad de producción y aumentando la potencia de cada panel para mantener el precio por vatio pico bajo alcanzando paneles de 500Wp con tamaños más grandes.

Al analizar la situación de los inversores estamos viendo una interesante batalla entre los inversores de string y los inversores centrales en el segmento de escala de utilidad. Los inversores de string se están haciendo populares, especialmente impulsados por Huawei, el líder del mercado. El bajo costo de los inversores de cadenas, la facilidad de instalación, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento son las principales ventajas de este tipo de inversores. Últimamente los avances tecnológicos de los inversores de cadenas permiten al operador del sitio realizar, entre otras cosas, curvas I-V a nivel de cadenas. Además, estamos viendo cada vez más servicios de nube incrustados en los inversores. Particularmente en el segmento residencial y comercial estamos viendo pequeños inversores con sistemas de monitoreo integrados y servicios de O&M a través de plataformas móviles y de nube. Al mismo tiempo, los proveedores de SCADA están viendo su negocio por la integración vertical de los fabricantes de inversores que van desde la producción de los inversores, a los proveedores de SCADA y los operadores de O&M.

En el lado de la operación y mantenimiento O&M y gestión de activos estamos siendo testigos también de cambios innovadores impulsados por los bajos márgenes y el valor percibido de esta parte de la cadena de valor. El mantenimiento predictivo, las acciones proactivas para mejorar los rendimientos y las relaciones públicas de las plantas operativas o la automatización de las acciones de mantenimiento, particularmente donde el costo de la mano de obra es alto, son algunas de las innovaciones más recientes en esta área.

¿Cómo evalúan las empresas de la industria fotovoltaica los avances tecnológicos del mercado fotovoltaico en los últimos años?

Aunque la industria solar es una especie de mercado de productos básicos y no tiene tanta complejidad como la industria de la energía eólica, hay un continuo desarrollo tecnológico. La industria ha sido floreciente desde 2008 y un número importante de actores y empresas han entrado en el sector, lo que ha dado lugar a una dura competencia. En los últimos años hemos visto grandes empresas que han abandonado la industria solar y otras que han entrado en ella con grandes esperanzas.

La mayor parte de la innovación, especialmente en los fabricantes de componentes, se ha centrado en la mejora de los costes, impulsada principalmente por la optimización de los procesos de fabricación y el aumento de la eficiencia en su cadena de valor y para sus productos. Las economías de escala son cruciales para ser competitivos en nuestro mercado y la continua inversión en CAPEX le proporciona opciones para estar en el mercado pero no siempre con éxito.

En nuestra opinión, el desarrollo tecnológico del pasado en lo que respecta a la fabricación de componentes se ha centrado principalmente en la reducción de costes y el aumento de la eficiencia.

En términos de desarrollo, construcción e ingeniería las innovaciones de la industria han pasado por un tremendo cambio en los últimos 5 años. Simulaciones y predicciones precisas y detalladas de los rendimientos son parte del negocio habitual, mientras que sofisticados modelos de predicción ayudan a los desarrolladores a determinar la evolución del precio del pool de electricidad. Como se ha mencionado, en un entorno competitivo todo el mundo afila sus lápices para encontrar las mejores soluciones posibles. En términos de construcción, podríamos ver que construir un proyecto de 20 MW llevaría 3 o menos meses. Ahora se construye una planta solar de 100MW en el mismo tiempo con la ayuda de una mejor organización, una estrategia precisa y ajustada de la cadena de suministro y mejores técnicas de construcción aplicadas en la industria solar.

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