Proyecto

INTRODUCCIÓN

CPV Cells Concentrate the light

  • La HCPV suministra tres veces más energía por unidad de superficie que la PV basada en el silicio

Concentrar los rayos del sol sobre un trozo de papel con una lupa puede parecer un juego de niños, pero eso se basa en el mismo principio que la tecnología de alta concentración fotovoltaica (HCPV), que tiene el potencial de llegar a producir electricidad solar al menor precio y con el menor impacto medioambiental.

Para conseguirlo, la eficiencia estancada de la PV a base de silicio debe aumentar y sus costes asociados mejorados aún más. La iniciativa REPHLECT (Recovering Europe’s PHotovoltaic LEadership through high Concentration Technology), propuesta y liderada por BSQ Solar, hace frente a esos dos factores gracias a une combinación innovadora de tecnología avanzada de alta concentración PV (HCPV) y un modelo comercial cercano al mercado final.

NGCPV www.ngcpv.org

La HCPV, debido al uso de células fotovoltaicas de muy alta eficiencia utilizadas en satélites espaciales, es actualmente la tecnología solar con el mayor potencial de reducción de costes (85% en los 5 últimos años). Además, la HCPV de REPHLECT se apoya en los excelentes resultados obtenidos en el proyecto Euro-Japonés NGCPV (Nueva Generación CPV), de FP7-NEDO, en el cual la eficiencia de las células de concentración, de los módulos y del sistema han sido mejorados. BSQ Solar, uno de los socios de NGCPV, dará un paso adelante concibiendo un módulo que alcanzara una concentración de 1000X a partir del 820X desarrollado por NGCPV, y al mismo tiempo incluirá características innovadoras.

Con el fin de reducir los costes asociados, REPHLECT cuenta con componentes del sistema que permiten una fabricación local con alta tolerancia y migrará las líneas de ensamblaje hacia centros de producción satélites (SPC) ubicados en áreas de alta radiación solar para la producción de módulos HCPV cerca de los mercados naturales. Los elementos más sensibles a la IP y los más exigentes en cuanto a CAPEX, los receptores HCPV, se producirán en la fábrica de BSQ en España y suministrados a la red de SPCs.

  • REPHLECT pretende reproducir el paradigma del ordenador clónico

En otras palabras, REPHLECT pretende reproducir el paradigma del ordenador clónico que introdujo la mercantilización final de la industria del material informático y et y desafiar el modelo actual de la industria fotovoltaica basada en el uso masivo de materiales semiconductores y las enormes economías de escala centralizadas controladas por el Estado.

H2020

El proyecto será dirigido internamente y la línea de montaje satélite se instalará en la Universidad de Al Akhawayn, el centro de investigación más experimentado de Marruecos en el área de los sistemas y de las tecnologías de la electricidad solar, localizado en las soleadas montañas del Atlas.

La iniciativa REPHLECT ha sido incorporada en una propuesta de proyecto, preparada por BSQ, que ha sido una de las 37 ganadoras sobre más de 600 propuestas presentadas a la convocatoria “SME Instrument” financiada por el programa marco H2020 de la Comisión Europea.

TECNOLOGÍA

  • Tecnología REPHLECT: más de 15 años de track record funcional y pruebas intensivas

Las bases de la tecnología REPHLECT descansan en el sistema HCPV 820X de BSQ Solar, que ha evolucionado hasta ser totalmente ensamblado en España, basado principalmente en componentes fabricados en la UE. Este producto ha sido probado cuidadosamente en más de 1,5MW de sistemas de demonstración e instalaciones CPV instaladas en el mundo entero, con uno de los récords más altos de fiabilidad y rendimiento en el mercado HCPV.

Track record of HCPV 820X system

A partir de ese sistema 820X, BSQ Solar pretende pasar a la tecnología 1000X, en el marco del proyecto REPHLECT y llevando a cabo un nuevo modelo de negocio basado en las SPC. Este tecnología 1000X está basada en los excelentes resultados obtenidos en el proyecto FP7 “NGCPV: Una nueva generación de células fotovoltaicas, de módulos y de sistemas de concentración”, que nos ha permitido, entre otras cosas, registrar records mundiales ampliamente extendidos en materia de conversión fotovoltaica: 43,5% durante su segundo año y 44,4% alcanzado al final del proyecto.

  • La HCPV utiliza células PV con un rendimiento de 45% y que debería alcanzar 50% antes de 2020

Este nuevo sistema 1000X ha sido cuidadosamente probado desde hace dos años ya, tanto a nivel de componentes como a nivel de sistema, gracias a sistemas de demonstración instalados en varios de los países colaboradores del proyecto NGCPV como Francia, Italia, España y Japón. Integra las funcionalidades siguientes que mejoran considerablemente su rendimiento:

  • Consecución de una eficiencia de 35% para el módulo y 27.8% de rendimiento global del sistema.
  • Record mundial de CAP (Concentration Acceptance Angle Product) de 0.37, como resultado de un gran ángulo de aceptación de 1.1˚ con un factor de concentración de 1000X.
  • Muy grande uniformidad de la radiación en la célula.
  • Mejora del coeficiente de rendimiento (KWh/kWp) del sistema, gracias a la integración de recubrimientos para radiación térmica recientemente desarrollados para mejorar el rendimiento térmico así como lentes basadas en silicona con recubrimiento anti suciedad.

La combinación de estas mejoras y de la tecnología de seguimiento solar HCPV de BSQ Solar que ha sido ampliamente probada, hace del producto REPHLECT, uno de los sistemas HCPV más eficientes y fiables actualmente en el mercado.

NGCPV Euro-Japonais Consortium devant un de ses prototypes

Consorcio Euro-Japonés NGCPV delante de uno de sus prototipos

 

MODELO DE NEGOCIO

El camino seguido por la República Popular de China hacia módulos fotovoltaicos baratos ha sido acertado hasta ahora. Reducciones importantes de los costes han sido alcanzadas por los fabricantes chinos durante la última década. Esto, en gran medida, gracias a inversiones masivas financiadas por el estado para escalar la capacidad de producción, ideadas para atender a mercados subsidiados insostenibles en todo el mundo, lo que con frecuencia resulta en exceso de oferta y dumping.

Percentage of total production PV

A pesar de esto, la electricidad solar fotovoltaica sólo representa menos del 1% del suministro de electricidad global y una penetración máxima del 5% en los próximos 10 años está prevista por las agencias prospectivas (Bloomberg New Energy Outlook, 2015).

Creemos firmemente que una combinación innovadora de tecnología avanzada de alta concentración fotovoltaica (HCPV) y un modelo de negocio cercano al mercado final, tiene el potencial de convertirse en un cambiador de paradigmas con la promesa de lograr la máxima penetración de la electricidad solar a gran escala.

Learning curve of solar electricity technologies at a system level (Haysom, et al., Progress in Photovoltaics, Nov. 2014)

Curva de aprendizaje de las tecnologías de electricidad solar a nivel de sistema (Haysom, et al., Progress in Photovoltaics, Nov. 2014)

 

  • La tecnología REPHLECT puede proporcionar el contenido local más alto de todas las tecnologías de energía solar

Con su probada tasa de aprendizaje de 18% a nivel de sistema frente al 12% de la fotovoltaica basada en silicio y 11% de la CSP (Concentrated Solar Thermal Power), la HCPV es actualmente la tecnología solar con el mayor potencial de reducción de costes. Además, su eficiencia de conversión aumenta un 1% cada año y se espera que las células alcancen el 50% antes de 2020. Esto, junto con su mejor coeficiente de temperatura y su seguimiento de doble eje, proporciona hasta tres veces más energía por unidad de superficie que el silicio en las regiones con alta radiación solar del mundo.

  • 4X menos CAPEX para una fábrica de módulos que en el caso de la fotovoltaica basada en el silicio

Por otra parte, la tecnología de BSQ Solar ha sido especialmente diseñada para procesos de ensamblaje de alta tolerancia, tanto a nivel del módulo como del seguidor solar. Esto, unido a un uso mucho menor de las células solares semiconductoras en HCPV, permite transferir hasta el 80% del coste de su producción cerca de los mercados finales, y abre el camino a una alternativa atractiva y verdaderamente global a la situación actual de la industria FV centrada en China y presentando ventajas adicionales en términos de logística involucrada, creación de empleo local y construcción y mantenimiento de plantas.

Concepto “BSQ Inside”

Para hacer realidad esa visión, BSQ Solar desarrolla una línea modular de ensamblaje de módulos de bajo coste así como la metodología para implementación optima de la fabricación y la cadena de suministro local, tanto a nivel del módulo como al nivel del seguidor solar. Por otra parte, la parte más exigente en cuanto a CAPEX, basada en los receptores HCPV compuestos por células multi-unión de alta eficiencia, su encapsulación y su etapa de acoplamiento óptico, será producida por BSQ Solar y suministrada a la red de SPCs.

En definitiva, el modelo de negocio de REPHLECT pretende reproducir el paradigma del ordenador clónico que introdujo la mercantilización absoluta de la industria del material informático, explotando la tecnología de generación eléctrica solar que ofrece la curva de aprendizaje más rápida y la solución mejor adaptada a las regiones de alta radiación solar.

OBJETIVOS

REPHLECT tiene por lo tanto las siguientes metas:

  • Proporcionar a la generación eléctrica solar la tecnología más avanzada y con el mayor potencial de reducción de costes disponible en el mercado hoy en día y ayudarla a propagarse para conseguir una producción en escala que, a su vez, puede dar lugar a una reducción adicional de sus costes.
  • La entrada en el mercado y el escalamiento de la producción se llevaran a cabo a través de un nuevo paradigma de fabricación propuesto que puede allanar el camino para que la UE recupere el liderazgo de la industria fotovoltaica.

Para alcanzar las metas mencionadas anteriormente, los objetivos a corto plazo son:

  • Desarrollar una línea de fabricación de receptores HCPV (RML: Receiver Manufacturing Line) y una línea de ensamblado de módulos HCPV (MAL: Module Assembly Line)
  • Demostrar la migración de la MAL hacia un primer piloto de centro de producción satélite (SPC).
  • Validación del sistema de producción basado en los SPCs a través de la construcción y la evaluación del rendimiento de una planta de generación piloto HCPV (PPP: Pilot Power Plant) en el país del primer SPC piloto.
  • Obtención de certificados de calidad para el nuevo módulo HCPV 1000X y su sistema de seguimiento solar.
  • Obtención de certificados de calidad referente a la RML y la MAL, así como sus procedimientos.
  • Obtención de un Product Technical Due Diligence (PTDD) entregado por un asesor técnico de inversores líder.
  • Desarrollar una estrategia comercial para alcanzar los mercados Tier 1-2 con un análisis profundo y continuo de las necesidades, de los requerimientos y de los reglamentos del mercado.
  • Difundir los resultados y las técnicas del proyecto lo más ampliamente posible dentro de varias comunidades de actores para facilitar acciones de replicación de mercado altamente eficientes.
  • Implementar las directrices pertinentes que se proporcionarán a los potenciales socios comerciales y tomadores de decisiones políticas para la introducción y aplicación de REPHLECT.
  • Proporcionar formación a los usuarios finales profesionales en el modelo de fabricación REPHLECT.