Renewable Energy Solutions for Off-grid Applications - Providing electric power and heat for regions without grid power or connected to a weak grid
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Energy Renewable Energy Solutions for Off-grid Applications Providing electric power and heat for regions without grid power or connected to a weak grid www.renewables-made-in-germany.com
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Fax: +49 (0) 30 - 726 165-699
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Am Waldstrauch 1, 34266 Niestetal, Germany
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Date: 04 / 2010
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Table of Contents
I Renewable Energy Solutions for Off-grid Applications
The Opportunities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
The Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Ancillary Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Suitable Appliances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Additional Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
German Flagship Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
II Companies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1
Donauer Solartechnik Vertriebs GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
FLABEG Holding GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Energiebau Solarstromsysteme GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
HaWi Energietechnik AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Intersolar Europe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Johannes Hübner Giessen GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
LIPP GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Phocos AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Renewables Academy AG (RENAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Phaesun GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
SMA Solar Technology AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
SolarWorld AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Steca Elektronik GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Valentin EnergieSoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Wasserkraft Volk AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
III Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
IV Illustration Credits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
g The Opportunities
f Opportunités
e Oportunidades
g The demand for energy is f La demande en énergie e La demanda de energía está
increasing worldwide and is also augmente dans le monde entier, y aumentando a nivel mundial y
growing in areas where there are compris dans les régions dépourvues también está creciendo en áreas en
either no national electric grids or de réseaux électriques nationaux ou las que no existe una red eléctrica
where grids are instable and weak. raccordées à des réseaux instables nacional o en las que las redes son
About 1.6 billion people are cur- et insuffisants. Actuellement, il y a inestables o débiles. Alrededor de
rently without any electricity supply, 1,6 millions de personnes qui ne 1.600 millones de personas viven sin
and countless small towns, villages disposent pas d’énergie électrique, suministro eléctrico, y numerosas
and institutions are dependent on et les petites villes, les villages et les pequeñas poblaciones, ciudades e
expensive and import-dependent institutions alimentés par des géné- instituciones dependen de genera-
diesel generators. In many coun- rateurs diesel coûteux et dépendant dores diesel muy caros y sujetos a la
2 tries, faced with rapidly growing des importations ne se comptent importación. En muchos países,
urban and rural populations, the plus. Dans de nombreux pays, face à enfrentados a rápidos crecimientos
grid is not sufficient and diesel des populations urbaines et rurales de población en ciudades y áreas
the opportunities
back-up systems proliferate. en croissance rapide, le réseau ne rurales, la red eléctrica no suele
Insufficient or erratic electric suffit pas et les systèmes d’appoint abastecer a todos y proliferan los
power supply is a constraint to diesel prolifèrent. Un approvision- sistemas de seguridad que funcio-
economic development. In areas nement en énergie électrique in- nan con diesel. Un suministro de
without electricity, economic deve- suffisant ou irrégulier pèse sur le electricidad insuficiente o erróneo
lopment is not possible. This is développement économique. Dans representa un obstáculo para el
occurring against a background of les régions sans électricité, le déve- desarrollo económico. En lugares
increasing electricity demand, loppement économique n’est pas sin un suministro de electricidad,
long-term diminishing supplies of possible. Tout cela se produit sur no es posible el desarrollo económi-
fossil fuel and volatile prices, stressed fond de demande d’électricité crois- co. Y al mismo tiempo, la demanda
sources of biogenic fuels such as sante, de réduction à long terme des de electricidad crece, el suministro
wood in many areas, and the need approvisionnements de combusti- de combustibles fósiles a largo
to reduce fossil fuel use due to the bles fossiles, de prix volatils, d’ex- plazo es cada vez más reducido, los
effects of CO2 emissions on the ploitation des sources de combusti- precios son cada vez más volátiles,
global climate. bles fossiles (bois, par exemple, dans se reducen las fuentes de combusti-
de nombreuses régions) et de néces- bles biogénicos, como es el caso de
German technology providers offer sité de réduire l’utilisation des com- la madera, en muchas zonas, y surge
a range of solutions that address bustibles fossiles en raison des effets la necesidad de reducir el uso de
these challenges and can deliver des émissions de dioxyde de car- combustibles fósiles debido a los
both tailor-made and off-the-shelf bone (CO2) sur le climat mondial. efectos que producen las emisiones
energy supply systems that function de CO2 en el medio ambiente.
independently from a national grid. Les fournisseurs de technologies
Besides their well-proven, practical allemands proposent une gamme Los proveedores alemanes de tec-
and efficient technologies, German de solutions prenant en compte ces nología ofrecen una serie de solu-
suppliers also offer full customer exigences et sont en mesure de ciones dispuestas a enfrentarse a
service and support well beyond fournir des systèmes d’approvision- estos retos y son capaces de sumi-
the installation of the specific plant. nement en énergie standards ou sur nistrar tanto sistemas de suministro
“renewables – Made in Germany” mesure, qui fonctionnent indépen- de energía hechos a medida como
are clean, can help to replace damment d’un réseau national. sistemas basados en componentes
imported fossil fuels and as such Outre leurs technologies pratiques OTS que funcionan independiente-
reduce costs related to energy pro- et efficaces, qui ont fait leurs preuves, mente de una red de distribución
duction. They enable the use of ils proposent une offre complète de nacional. Además de su tecnología
domestic energy sources that are services et d’assistance après l’ins- eficiente, práctica y muy experi-
free, sustainable tallation d’une centrale. Les énergies mentada, los proveedores alema-
renouvelables dont il est question nes ofrecen también soporte y
3
g The alpine A. Sonio – Zoldo hut in the Italian region of Veneto is supplied completely with renewable energies. Two inverters (each 4.5 kW),
the opportunities
a battery unit (42 kWh), a PV system (2.2 kWp) and a vegetable oil CHP plant are providing a secure power supply.
f L’habitation alpine A. Sonio-Zoldo située dans la région de la Vénétie est alimentée uniquement à partir d’énergies renouvelles. Deux
onduleurs (de 4,5 kW chacun), une unité de batterie (42 kWp) et une centrale de cogénération d’huile végétale fournissent une alimentation
électrique stable.
e La alpino A. Sonio – choza Zoldo en la región italiana de Veneto se suministra completamente con energías renovables. Dos inversores
(cada uno 4,5 kW), una unidad de la batería (42 kWh), un sistema fotovoltaico (2,2 kWp) y una planta de cogeneración de aceite vegetal
proporcionan un suministro de energía constante.
and plentifully available. Solar, dans l’initiative «renewables – servicio completo al cliente hasta
wind, hydropower and bio-energy Made in Germany» sont propres et incluso después de la instalación de
technologies offer a range of solu- peuvent se substituer aux combus- la planta determinada. «renewables
tions, providing electric power and tibles fossiles importés. À ce titre, – Made in Germany» son energías
heat where none existed before. In elles permettent de réduire les coûts limpias y pueden contribuir a re-
some situations, solar, wind and associés à la production d’énergie. emplazar la utilización de combus-
hydropower are the only realistic Elles permettent d’utiliser des sour- tibles fósiles importados y, de esa
solutions. The demand for off-grid ces d’énergie domestiques gratuites, manera, reducir los costes relacio-
electricity and energy production durables et totalement disponibles. nados con la producción de energía.
has never been higher, the oppor Les technologies de l’énergie Permiten el uso de fuentes de ener-
tunities never greater. solaire, l’énergie éolienne, l’énergie gía domésticas que son libres, soste-
hydroélectrique et de la bioénergie nibles y que están disponibles en
Off-grid energy provision, be it permettent d’approvisionner en gran abundancia. Las tecnologías
electrical power or thermal (heat), énergie électrique et en chauffage en energía solar, eólica, hidráulica y
refers to the provision of energy des zones qui n’en bénéficiaient pas en bioenergía ofrecen una serie de
independent from the main auparavant. Dans certaines situa- soluciones, y suministran electrici-
electrical grid. This can be done: tions, l’énergie solaire, l’énergie éo- dad y calor en lugares en los que no
u where there is no grid, as in the lienne et l’énergie hydroélectrique existían. En algunas situaciones, la
case of rural electrification; constituent les seules solutions réa- energías solar, eólica e hidráulica
u where there is a grid but it is listes. La demande en électricité hors son las únicas soluciones reales. La
not always operational, and there réseau et la production d’énergie demanda de electricidad sin cone-
are frequent power outages which n’ont jamais été aussi importantes, xión a red y de producción de ener-
interfere with economic and other les opportunités jamais aussi gía nunca ha sido tan elevada, y las
activity; nombreuses. oportunidades nunca han sido
mejores.
g This 30 kWp hybrid backup system in
Ntarama, Ruanda, supplies solar
power to a vocational training center
for solar technology.
f Ce système de secours hybride de
30 kWp situé à Ntarama, au Rwanda,
approvisionne en électricité un centre
de formation professionnelle
spécialisé dans la technologie solaire.
e Este Sistema híbrido de seguridad de
30 kWp en N’tarama, Ruanda,
4 suministra energía solar para un
centro de formación profesional para
tecnología solar.
the opportunities
u where there is already a local L’approvisionnement autarcique en El abastecimiento con energía autó-
“mini-grid” for example in a small énergie, qu’il s’agisse d’énergie noma, sin conexión a red, ya se trate
town or on an island supplying elec- électrique ou d’énergie thermique de energía eléctrica o térmica
tricity from maintenance-intensive (chauffage), désigne l’approvision- (calor), se refiere a la provisión de
diesel generators reliant on import- nement en énergie indépendam- energía independiente de la red de
ed fuel. ment du réseau électrique principal. distribución eléctrica principal.
Cet approvisionnement est possible Está pensada para:
The main renewable technologies dans les cas suivants: u lugares donde no existe
that can be used off-grid are mature u lorsqu’il n’existe pas de réseau, ninguna red, como en el caso de la
and well tested. Solar, wind, hydro comme dans le cas de l’électrifi- electrificación rural;
and bio-energy can be economically cation rurale; u lugares donde hay una red
cost-effective in many situations, for u lorsqu’il existe un réseau, mais pero que no está siempre operativa,
individual businesses, institutions qu’il n’est pas toujours opérationnel y hay fallos frecuentes de alimenta-
and households, and on the larger et qu’il y a des coupures de courant ción que interfieren en las activida-
macro-economic level. Well fréquentes interférant avec les des económicas u otras;
designed, installed and managed activités économiques et les autres u lugares donde existe ya una
systems can provide reliable electric activités; «minired» local, por ejemplo en una
power and heat, reducing depend- u lorsqu’il existe déjà un «mini- pequeña población o en una isla en
ency on imported fossil fuels and in réseau» local, par exemple, dans las que se suministra electricidad
many cases on long and insecure une petite ville ou sur une île, pour mediante generadores diesel que
supply lines. They are environmen- assurer l’approvisionnement en dependen a su vez de la importación
tally friendly, and every country has électricité à partir de générateurs del combustible y que requieren un
renewable resources that can be diesel impliquant de nombreuses mantenimiento más intensivo.
harvested – solar, wind, water opérations de maintenance qui
courses and biomass. Renewable dépendent de combustibles La principal tecnología en energías
energy systems can enable long- importés. renovables que se puede utilizar en
term energy planning. System sistemas sin conexión a la red está
operating costs are predictable, Les principales technologies des madura y experimentada. La energía
unlike fossil-fuel prices, and some énergies renouvelables utilisables solar, la eólica, la hidráulica y la bio-
systems can be integrated into the hors réseau sont mûres et ont fait energía pueden ser muy económicas
electrical grid if and when it is later l’objet de nombreux tests. D’un en diversas situaciones para em-
extended. point de vue économique, l’énergie presas individuales, instituciones u
solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hogares, así como a nivel macro-
hydroélectrique et la bioénergie económico. Los sistemas bien
5
g Off-grid renewable energy systems can be used for a wide range of applications, including (1) street lighting,
the opportunities
(2) telecom / mobile networks and back-up systems where the grid is weak (3), to mention a few.
f Il est possible d’utiliser des systèmes à base d’énergies renouvelables pour une grande variété d’applications, par exemple,
(1) l’éclairage des rues et les systèmes d’appoint, (2) les réseaux de télécommunications / téléphonie mobile,
là où le réseau est insuffisant (3).
e Los sistemas de energías renovables sin conexión a red se pueden utilizar para una amplia serie de aplicaciones, entre las que se
incluyen (1) redes móviles, (2) redes de telecomunicaciones y sistemas de seguridad en los que la red es débil (3), por mencionar unos
pocos.
Solar, wind, hydro and bio-energy, peuvent être rentables dans de diseñados, bien instalados y bien
alone or in combination, in so- nombreuses situations, pour les gestionados pueden proporcionar
called hybrid systems, can provide entreprises, les institutions et les electricidad y calor fiables redu-
off-grid electricity for: foyers, et sur une échelle macro ciendo así la dependencia en los
u growing telecom and mobile économique importante. Des combustibles fósiles y, en muchos
communication networks systèmes conçus, installés et gérés casos, en líneas de suministro largas
u clean eco-power for tourist de manière appropriée peuvent e inseguras. Son ecológicas, y cada
industries garantir la fiabilité de l’énergie país posee fuentes renovables por
u solar-powered home systems électrique et du chauffage, explotar – la energía solar, la eólica,
for rural electrification réduisant ainsi la dépendance aux la hidráulica y la biomasa. Los siste-
u back-up systems in urban and combustibles fossiles importés et mas en energías renovables per-
semi-urban areas where grid supply très souvent aux conduites miten una planificación de la energía
is intermittent d’alimentation longues et peu a largo plazo. Los costes de opera-
u social institutions such as sûres. Ils sont écologiques et tous les ción de estos sistemas son predeci-
hospitals, schools, clinics, veterinary pays disposent de ressources bles, al contrario que los precios
services renouvelables, qui peuvent être para combustibles fósiles, y algunos
u mini-grids for villages, small exploitées: soleil, vent, eau et sistemas pueden ser integrados en
towns, military bases, nature biomasse. Les systèmes à base la red eléctrica en el caso de que se
reserves d’énergies renouvelables permet- amplíen éstas más adelante.
u mini-grids which can later be tent de planifier l’énergie à long
integrated into national grids terme. Leurs coûts d’exploitation
u water pumping sont prévisibles, contrairement aux
u street lighting and highway prix des combustibles fossiles, et
sign lighting certains systèmes peuvent ensuite
u portable applications. être intégrés au réseau électrique
lorsqu’il est étendu (le cas échéant).
g This solar module field supplies
power to a water pump for a school
near Kigali, Rwanda.
f Champ de panneaux photovoltaïques
servant à alimenter une pompe à eau
dans une école, à proximité de Kigali,
au Rwanda.
e Campo de módulos solares para
abastecer una bomba de agua de una
escuela cerca de Kigali, Rwanda.
6
the opportunities
Renewable energy can also provide L’énergie solaire, l’énergie éoli- La energía solar, eólica, hidráulica
heat. Solar thermal systems can pro- enne, l’énergie hydroélectrique et y la bioenergía, solas o en combina-
vide hot water for households, hotels la bioénergie, seules ou combinées ción, en los llamados sistemas híbri-
or hospitals, and even provide space pour former des systèmes hybrides, dos, pueden suministrar electrici-
heating in some circumstances. peuvent fournir de l’électricité hors dad autónoma, sin conexión a red,
Process heat can also be generated réseau pour: para:
for industrial applications. Biogas u les réseaux de télécommunica- u redes de telecomunicación o
can be used for cooking while also, tions et de téléphonie mobile; comunicaciones móviles en
on a larger scale, for the generation u l’éco-énergie propre pour les desarrollo
of electricity. industries du tourisme; u energía ecológica limpia para
u les systèmes solaires domes- la industria turística
tiques pour l’électrification rurale; u sistemas de energía solar de
u les systèmes d’appoint dans les hogares para la electrificación en
zones urbaines et semi-urbaines, où zonas rurales
l’approvisionnement du réseau est u sistemas de seguridad en áreas
intermittent; urbanas y semiurbanas en las que el
u les institutions sociales, comme suministro eléctrico es intermitente
les hôpitaux, les écoles, les cliniques, u instituciones sociales como
les services vétérinaires; hospitales, escuelas, clínicas,
u les mini-réseaux pour les servicios veterinarios
villages, les petites villes, les bases u miniredes para ciudades,
militaires, les réserves naturelles; pequeñas poblaciones, bases
u les mini-réseaux qui peuvent militares, reservas naturales
être intégrés aux réseaux nationaux u miniredes que pueden ser
par la suite; integradas más adelante en redes
u le pompage de l’eau; eléctricas nacionales
u l’éclairage des rues et de la u bombas hidráulicas
signalisation autoroutière;
u les applications portables.
7
the opportunities
g Solar home systems can supply electricity for a variety of applications. This DC energy-saving solar fridge & freezer in a hospital in
Nigeria runs on a 70 W photovoltaic module and is used to refrigerate medicine.
f Les systèmes solaires domestiques peuvent fournir de l‘électricité pour diverses applications. Dans un hôpital au Nigeria, ce
réfrigérateur & congélateur solaire à économie d‘énergie fonctionne sur un panneau photovoltaïque de 70 W et est utilisé pour
réfrigérer des médicaments.
e Los sistemas solares para hogares pueden suministrar electricidad a una gran variedad de aplicaciones. El frigorífico-congelador DC
solar de bajo consumo en un hospital en Nigeria funciona con 70 W de módulos fotovoltaicos y se utiliza para refrigerar las medicinas.
L’énergie renouvelable peut égale- u la iluminación en las calles y la
ment être utilisée pour le chauffage. señalización en las autopistas
Les systèmes solaires thermiques u aplicaciones portátiles.
peuvent approvisionner les foyers,
les hôtels ou les hôpitaux en eau Las energías renovables también
chaude, et en chauffage dans cer- suministran calor. Los sistemas de
taines circonstances. Ils peuvent energía solar térmica pueden
également générer de la chaleur suministrar agua caliente a hoga-
industrielle pour les applications res, hoteles u hospitales, y suminis-
industrielles. Le biogaz peut être trar incluso en algunos casos
utilisé pour cuisiner, mais aussi, à calefacción y también se pueden
une plus grande échelle, pour generar procesos de calor para
générer de l’électricité. aplicaciones industriales. El biogas
puede ser utilizado para cocinar así
como, a gran escala, para la gene-
ración de electricidad.
g The Technologies
f Technologies
e Tecnologías
g Appropriate technology f La sélection des technologies e La selección de tecnologías
selection, as well as understanding appropriées, ainsi que l’appréhen- apropiadas, así como la compren-
its potential and limits, is essential sion de leur potentiel et de leurs sión de su potencial y los límites, es
for project success. The selection limites, sont essentielles pour la esencial para el éxito del proyecto.
process involves a rigorous assess- réussite des projets. Il est important, El proceso de selección consiste en
ment of what the current energy au cours du processus de sélection, una evaluación rigurosa de cuál es
demand is and how it might in- d’évaluer rigoureusement la la demanda de energía actual y cómo
crease; assessing how this can be demande énergétique actuelle et podría aumentar, la evaluación de
efficiently and cost-effectively pro- son éventuelle croissance, mais aussi cómo se puede hacer eficiente y
vided; what the available local de faire une estimation de l’effi- efectiva, cuáles son los recursos
energy resources are, and finally cience et la rentabilité, de la dispo- energéticos locales y, finalmente, la
8 installation and commissioning. nibilité des ressources énergétiques instalación y puesta en marcha. Los
Systems need to be managed, from locales et d’étudier en dernier lieu sistemas deben ser manejados, tanto
both a technical and financial point l’installation et la mise en service. desde un punto de vista técnico
the technologies
of view, and experienced suppliers La gestion de ces systèmes doit être como financiero. La experiencia de
and business partners are essential assurée d’un point de vue technico- los proveedores y socios de nego-
to this process. financier et la participation de cios es esencial para este proceso.
fournisseurs et de partenaires
The range of renewable energy off- commerciaux expérimentés est Existe una enorme cantidad de
grid and grid back-up system con- essentielle à ce processus. conceptos diferentes para los sis-
cepts is extensive, the technologies temas en energías renovables autó-
extremely flexible, suitable for a Il existe un grand nombre de con- nomos y para los de seguridad, las
wide range of applications, and cepts de système d’appoint autar- tecnologías son extremadamente
there is a cost-effective solution for ciques et de systèmes d’appoint flexibles, aptas para un extenso
most requirements, particularly in raccordés à un réseau à base d’éner- número de aplicaciones, y existe
the low to medium power range. gies renouvelables. Les technologies una solución económica para la
What is defined as low or medium sont extrêmement flexibles et adap- mayoría de necesidades, particular-
power range differs however on the tées à un grand nombre d’applica- mente para los sistemas con un mar-
particular type of technology, the tions, et il existe une solution ren- gen bajo y medio de potencia. Sin
grid-extension costs (which can table répondant à la plupart des embargo, es difícil marcar una cifra
vary considerably from country to exigences, en particulier dans la máxima de potencia energética, ya
country), prices and reliability of gamme de puissances basses à que varía dependiendo de la tecno-
local conventional fuel supplies as moyennes. La gamme de puissance logía, de los costes de extensión de
well as the extent of local renewable sélectionnée (basse puissance ou las redes (lo que puede variar mucho
resources, such as solar radiation puissance moyenne) dépend ce- de un país a otro), de los precios y de
levels or local average wind speeds. pendant du type de technologie la fiabilidad del suministro local de
The smallest systems start at a few utilisée, des coûts d’extension du combustibles convencionales, del
watts and the largest can be several réseau (qui peuvent varier considé- alcance de los recursos locales en
megawatts (in large hybrid systems). rablement d’un pays à l’autre), des energías renovables, así como de
Off-grid systems are generally not a prix et de la fiabilité de l’approvi- los niveles de radiación solar o de
replacement for a properly func- sionnement en combustibles clas- las velocidades locales medias del
tioning grid, but in remote regions siques locaux, mais aussi de l’éten- viento. Los sistemas más pequeños
they can quickly become the most due des ressources renouvelables funcionan con potencias de pocos
cost-effective option. Renewable locales, comme les niveaux de vatios y los más grandes con poten-
energy can, of course, also be used rayonnement solaire ou la vitesse cias de varios megavatios (en gran-
to feed in power to national grids. moyenne du vent au niveau local. des sistemas híbridos). En el caso de
Les petits systèmes offrent une los sistemas autónomos, no se trata
capacité de quelques watts, tandis generalmente de sustituir una red
que les grands systèmes peuvent que funciona en condiciones, sino9
the technologies
g In this medium-sized solar home system the ground-mounted PV modules generate electricity which is stored in batteries. The inverter
changes the DC electricity from the batteries into the AC electricity used by common appliances. 1) PV module array, 2) Charge controller,
3) Batteries, 4) Inverter, 5) Lights and appliances.
f Dans ce système solaire domestique de taille intermédiaire, les panneaux photovoltaïques montés au sol génèrent de l’électricité, qui est
stockée dans des batteries. L’onduleur convertit l’électricité CC stockée dans les batteries en électricité CA utilisée par les applications
courantes. 1) Champ de panneaux photovoltaïques, 2) Contrôleur de charge, 3) Batteries, 4) Onduleur, 5) Éclairage et applications.
e En este sistema de tamaño mediano de energía solar de un hogar, los módulos fotovoltaicos instalados sobre el suelo generan electricidad que
se almacena en baterías. El inversor transforma la CC de las baterías en CA que será utilizada en dispositivos comunes. 1) Colector fotovoltaico,
2) Controlador de carga, 3) Baterías, 4) Inversor, 5) Luces y dispositivos.
atteindre plusieurs mégawatts que en regiones remotas pueden
(grands systèmes hybrides). En llegar a ser la opción más económica.
général, les systèmes autarciques Las energías renovables también
ne se substituent pas à un réseau pueden utilizarse para alimentar
qui fonctionne correctement, mais redes nacionales.
dans les régions éloignées, ils peu-
vent rapidement s’imposer comme
l’option la plus rentable. Les
énergies renouvelables peuvent,
bien entendu, être également
utilisées pour alimenter les réseaux
nationaux.Photovoltaics Le photovoltaïque Fotovoltaica
Photovoltaic (PV) technology La technologie photovoltaïque (PV) Con la tecnología fotovoltaica (FV) se
generates electricity directly from génère de l’électricité directement genera electricidad directamente
sunlight. In most off-grid systems à partir de la lumière solaire. Dans de la luz del sol. En muchos siste-
the electricity is stored in batteries la plupart des systèmes hors réseau, mas autónomos, sin conexión a red,
and used when required – solar l’électricité est stockée dans des bat- la electricidad se almacena en bate-
water pumping is an exception, teries et utilisée selon les besoins. Le rías y sólo se utiliza cuando se nece-
water is pumped when the sun pompage solaire de l’eau constitue sita; las bombas hidráulicas solares
shines and is stored in a tank. How- une exception: l’eau est pompée son una excepción, el agua se bom-
ever in larger systems, where con- lorsque le soleil brille et est stockée bea cuando brilla el sol y se alma
ventional generators provide the dans un réservoir. Toutefois, dans cena en un tanque. Sin embargo, en
10 base load, batteries can be dispensed les grands systèmes, dans lesquels los grandes sistemas donde los
with. PV modules have been manu- ce sont des générateurs classiques generadores convencionales sumi-
factured in Germany since the early qui fournissent la charge de base, il nistran la carga base, se puede pre-
the technologies
1990s, and the German PV industry est possible de se passer de batteries. scindir de las baterías. Los módulos
has a track record second to none. Les panneaux photovoltaïques sont fotovoltaicos se fabrican en Alema-
Most are still silicon based but in- fabriqués en Allemagne depuis le nia desde principios de 1990, y la
creasingly other materials are being début des années 1990. Le secteur industria fotovoltaica alemana
used. Prices have been consistently de l’énergie photovoltaïque alle- tiene un historial inigualable.
falling as production increases. The mand est réputé pour son excel- Muchos están hechos de silicona
performance of modules will typi- lence. Les panneaux photovol- pero cada vez se emplean más otros
cally be guaranteed for 25 years, taïques sont toujours à base de materiales. Mientras la producción
and their operating life should be silicone, mais sont, de plus en plus ha ido en aumento, los precios no
longer. This makes it important to souvent, produits à partir d’autres han dejado de bajar. Los módulos
select them with considerable care, matériaux. Les prix chutent à me- tienen normalmente una garantía
to ensure optimum performance, sure que la production augmente. de 25 años aunque su vida útil es
durability, system suitability and Les panneaux sont généralement probablemente más larga. Esto hace
expected return on investment. garantis pendant 25 ans, mais leur necesario seleccionarlos con todo el
Systems come in a range of sizes, durée d’utilisation est plus longue. cuidado para garantizar un rendi-
from small portable solar lanterns Il est, de ce fait, important de les miento óptimo, durabilidad, ade-
through to solar home systems and sélectionner avec un soin particulier cuación a los sistemas y una remu-
larger systems to provide power for pour assurer des performances, une neración de las inversiones. Los
businesses, hospitals and other durabilité, une adaptabilité du sistemas se presentan en una amplia
institutions. Larger mini-grids are système et un rendement attendu gama de tamaños, desde las peque-
capable of powering several optimaux. Les systèmes sont dis- ñas linternas solares portátiles y los
buildings, a village or even a small ponibles en différentes tailles, des sistemas solares de hogares hasta
town. PV can be used effectively in petites lanternes solaires portables grandes sistemas que suministran
nearly all parts of the globe and jusqu’aux systèmes solaires domes- energía a negocios, hospitales y
very often is the most cost effective tiques et aux grands systèmes ser- otras instituciones. Grandes mini-
way of generating electricity as vant à approvisionner en électricité redes son capaces de alimentar
most of the world’s population lives les entreprises, les hôpitaux et les varios edificios, una población o
in latitudes where the solar radiation autres institutions. Des «mini-ré- incluso una pequeña ciudad. La
is high throughout the year. In seaux» de plus grande envergure energía fotovoltaica puede ser
smaller systems (< 100 Wp approx.) peuvent alimenter plusieurs bâti- utilizada eficazmente en casi cual-
DC rather than AC power is provided. ments, un village voire une petite quier parte del mundo y, muy a
ville. L’énergie photovoltaïque peut menudo, es la manera más econó-
être utilisée efficacement dans mica de generar electricidad ya que
pratiquement toutes les régions du la mayor parte de la población
monde. Très souvent, elle est la mundial vive en latitudes en las queg PV mini-grids can provide power to
several buildings. Other power
sources, such as a wind or diesel
generator, can be integrated.
f Les mini-réseaux photovoltaïques
peuvent alimenter plusieurs
bâtiments. D’autres sources d’énergie,
comme le vent ou un générateur
diesel, peuvent être intégrées.
e Las miniredes fotovoltaicas pueden
suministrar energía a varios edificios.
Se pueden integrar otras fuentes 11
energéticas, como la energía eólica o
los generadores diesel.
the technologies
Wind energy méthode la plus rentable pour la radiación solar es elevada durante
Small to medium-sized wind tur- générer de l’électricité puisque la todo el año. En sistemas menos po-
bines (up to rotor diameters of 20 m plupart des populations vivent à tentes (< 100 Wp aprox.) se suminis-
approx., 100 kW rated power) can des latitudes auxquelles le rayonne- tra más CC que CA.
be used in a variety of off-grid situa- ment solaire est important toute
tions. System concepts are similar to l’année. Dans les petits systèmes Energía eólica
those for solar electric systems and (< 100 Wp approx.), c’est plutôt de Las turbinas eólicas de tamaño
cover the same range of applications l’énergie CC et non CA qui est pequeño a mediano (hasta diáme-
– though mini-grids with wind tur- fournie. tros del rotor de 20 m aprox., 100 kW
bines tend to be larger, and erection de potencia nominal) se pueden
and transport facilities need to be L’énergie éolienne utilizar en gran variedad de situa-
taken into account. Most machines Il est possible d’employer des ciones en las que no existe una
are horizontal axis – these are gene- éoliennes petites ou moyennes conexión a la red. Los conceptos de
rally lower cost – but vertical axis (diamètres de rotor d’approx. 20 m, este sistema son similares a los de
machines which are not as suscepti- puissance nominale de 100 kW) los sistemas eléctricos solares y
ble to turbulence are also available. dans différentes situations hors cubren el mismo número de aplica-
The output of wind turbines is réseau. Les concepts des systèmes ciones, aunque las miniredes con
directly related to the wind regime sont similaires à ceux des systèmes turbinas tienden a ser más grandes,
at a site, making the technology very électriques solaires et couvrent la y también hay que tener en cuenta
site specific. Ideally the wind should même gamme d’applications, mais los servicios de instalación y de
be monitored over the period of a les mini-réseaux électriques sur la transporte. Muchas turbinas eólicas
year using specialised wind moni- base d’éoliennes tendent à être plus son de eje horizontal – éstas son
toring equipment. Precise knowl- grands et il est nécessaire de prendre generalmente más económicas –
edge of the annual wind speed en compte les équipements pour les pero también están disponibles las
pattern at the site is required, and transporter et les mettre en place. La turbinas eólicas de eje vertical que
this can be matched to the power majorité des machines possède un no son tan susceptibles a las turbu-
curve of the wind turbine allowing axe horizontal (elles sont générale- lencias. El rendimiento de las tur-
the expected energy yield to be ment moins chères), mais il existe binas eólicas está directamente
calculated for different times of the également des machines à axe relacionado con el régimen del
year. On that basis a decision can vertical, qui ne sont pas soumises viento de un lugar, con lo cual la
be made on economic viability. aux turbulences. Le rendement des tecnología es muy específica en cada
Wind turbines with larger rotor éoliennes est lié directement à la lugar. Lo ideal sería observar el12
g This wind turbine in Yzeron/Rhone Alpes, France, has a rotor diameter of 7.13 metres and a rated power of 10 kW, which is achieved at
the technologies
a nominal wind speed of 11.0 metres per second (24.6 mph or 21.4 knots).
f Cette éolienne se trouvant à Yzeron, dans la région Rhône-Alpes, est équipée d’un rotor de 7,13 mètres de diamètre et génère une
puissance nominale de 10 kW, atteinte à partir d’une vitesse nominale de vent s’élevant à 11 mètres par seconde (24,6 mph
ou 21,4 nœuds).
e Esta turbina eólica en Yrezon/Rhone Alpes, Francia, tiene un diámetro de rotor de 7,13 metros y una tasa de potencia de 10 kW,
alcanzando una velocidad nominal de viento de 11,0 metros por segundo (24,6 mph o 21,4 nudos)
diameters, of the type found in vitesse du vent à l’endroit en ques- viento durante un año haciendo
wind farms, can be used in larger tion. Ainsi, cette technologie est uso de un equipo de control espe-
hybrid mini-grids. très spécifique au lieu. Idéalement, cializado. Se requieren conocimien-
le vent doit être surveillé pendant tos precisos sobre el modelo de velo-
Solar thermal une période d’un an avec un dis- cidad anual del viento de ese lugar,
Solar thermal technology harvests positif de surveillance spécialement y éstos se pueden comparar con la
the heat of the sun to supply heat adapté aux éoliennes. Il est néces- curva de potencia de una turbina
energy. It can provide hot water for saire de connaître avec précision la eólica para poder calcular así la
hotels, hospitals and households as vitesse du vent annuelle à l’endroit producción energética estimada
well as process heat for industry. en question. Elle peut être compa- para las diferentes épocas del año.
Solar collectors gather heat and rée à la courbe d’énergie de l’éo- Sobre esta base, se puede tomar una
store it, usually in insulated water lienne, ce qui permet de calculer le decisión respecto a la viabilidad eco-
tanks, for later use, though some rendement énergétique attendu nómica. Las turbinas eólicas con
systems will use the heat directly. A aux différentes périodes de l’année. mayores diámetros del rotor, de las
range of collectors is available; flat Sur cette base, une décision peut que encontramos en las granjas
plate, evacuated tubes and some- être prise quant à la viabilité éco- eólicas, se pueden utilizar en
times parabolic mirrors. Hot clean nomique. Les éoliennes ayant des grandes miniredes híbridas.
water is required in hotels and diamètres de rotor plus importants,
hospitals and a properly designed comme celles qui se trouvent dans Solar térmica
solar water heating system can les parcs éoliens, peuvent être utili- La tecnología solar térmica con-
provide up to 60 – 80 % of the re- sées dans des mini-réseaux hybrides vierte el calor del sol en energía
spective heat demand, depending de plus grande envergure. térmica. Suministra agua caliente
on the location. Other fuels, such as para hoteles, hospitales y hogares, y
diesel, wood and even electricity, procesa calor para uso industrial.
are substituted by the system, which Los colectores solares captan el
can lead to considerable savings calor y lo almacenan, normalmente
en tanques de agua bien aislados,
para usarlo más adelante aunque1
5
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the technologies
2 3 4
g Water is heated in the solar collectors on the roof and stored in a tank. 1) Solar collectors, 2) Storage tank, 3) Back-up heat source, 4) Controller,
5) Hot water supply.
f L’eau est chauffée dans des capteurs solaires sur le toit et stockée dans un réservoir. 1) Capteurs solaires, 2) Réservoir de stockage, 3) Source de
chaleur d’appoint, 4) Contrôleur, 5) Approvisionnement en eau chaude.
e El agua se calienta mediante los colectores solares instalados en el tejado y se almacena en un tanque. 1) Colectores solares, 2) Tanque de
almacenamiento, 3) Caldera de calefacción, 4) Controlador, 5) Abastecimiento de agua caliente.
and improved performance. Solar Le solaire thermique algunos sistemas usan el calor
cookers are also available and so La technologie solaire thermique directamente. Existe una amplia
is solar thermal based cooling, recueille la chaleur du soleil pour gama de colectores; colectores
though the cost of the latter is still fournir de l’énergie thermique. Elle solares planos, tubos absorbedores
comparatively high. peut approvisionner en eau chaude de vacío e incluso espejos parabóli-
les hôtels, les hôpitaux et les foyers, cos. El agua caliente limpia se nece-
et alimenter les industries en cha- sita en hoteles y hospitales, y un
leur industrielle. Les capteurs so- sistema solar para el calentamiento
laires recueillent la chaleur et la de agua bien diseñado puede cubrir
stockent, généralement dans des hasta entre un 60 % y un 80 % de la
réservoirs d’eau isolés, pour une demanda respectiva de calor, depen-
utilisation ultérieure, mais certains diendo del lugar. En estos sistemas,
systèmes utilisent directement cette otros combustibles como el diesel,
chaleur. Il existe toute une gamme la madera o incluso la electricidad,
de capteurs (miroirs plans, capteurs son sustituidos, lo que puede llevar
à tube sous vide et capteurs à miroirs a un ahorro considerable y a un ma-
cylindro-paraboliques). Les hôtels yor rendimiento. Los hornos solares
et les hôpitaux doivent disposer también están disponibles, así comog Heat produced by solar thermal systems is usually stored as hot water in insulated
storage tanks. These tanks store solar-heated water for showers and the kitchen in a
school in Costa Rica.
f La chaleur générée par les systèmes solaires thermiques est généralement stockée
sous forme d’eau chaude dans des réservoirs de stockage isolés. Ces réservoirs
stockent l‘eau chauffée par énergie solaire pour les douches et la cuisine dans une
école du Costa Rica.
e El calor producido por sistemas solares térmicos es almacenado normalmente como
agua caliente en tanques de almacenamiento bien aislados. Estos tanques almacenan
el agua calentada mediante el sol para utilizarla en las duchas y en la cocina de una
escuela en Costa Rica.
14
Concentrating
the technologies
d’eau chaude propre, et un système la refrigeración basada en energía
Solar Power solaire de chauffage de l’eau bien solar térmica, aunque en compara-
Concentrating Solar Power (CSP) is conçu peut fournir de 60 % à 80 % de ción, el coste de esta última sigue
a thermal technology which utilises la chaleur demandée, selon l’endroit. siendo muy elevado.
parabolic dishes, mirrors and track- Ce système se substitue à d’autres
ing devices to produce high tem- combustibles, comme le diesel, le La energía solar
peratures to generate electric power, bois et même l’électricité, entraînant de concentración
usually via steam. At commercial des économies considérables et de La energía solar de concentración
scale (50 MW or even more), para- meilleures performances. Des cui- (CSP) es una tecnología térmica que
bolic trough collectors have been sinières solaires sont également utiliza reflectores parabólicos, espe-
used for decades for solar elec- disponibles, ainsi que les systèmes jos y mecanismos de seguimiento
tricity generation. This technology de refroidissement solaires ther- para producir altas temperaturas y
harnesses the sun’s thermal energy miques, même si le coût de ces generar así electricidad, normal-
to produce electric power by con- derniers est toujours élevé en mente mediante vapor. A escala
centrating the direct beam sunlight comparaison. comercial (50 MW o incluso más),
into a focal area of parabolic trough los colectores parabólicos se han
mirrors. Parabolic shaped mirrors L’énergie solaire empleado durante décadas para la
– shaped in either two or three à concentration generación de energía solar eléc-
dimensions – are used. Other tech- La concentration de l’énergie so- trica. Esta tecnología capta la ener-
nologies like parabolic dishes are laire est une technologie thermique, gía térmica del sol para producir
now becoming available. Stirling qui utilise des capteurs cylindro- electricidad, concentrando los rayos
engines (25 kW or even less) are paraboliques, des miroirs et des équi- directos del sol en el plano focal de
used to generate electrical power pements de suivi pour produire des los espejos parabólicos. Se utilizan
and can also be used in mini-grids. températures élevées afin de géné- espejos parabólicos que pueden
rer de l’énergie électrique, géné- presentar dos o tres dimensiones
Bio-energy ralement par le biais de vapeur. À diferentes. Otra tecnología empieza
Bio-energy is derived from animal l’échelle commerciale (50 MW ou a estar disponible, como en el caso de
wastes or plants which, as a result of plus), des capteurs cylindro-parabo- los colectores parabólicos. Los
photosynthesis, effectively harness liques servent depuis des décennies motores Stirling (25 kW o incluso
and store solar energy. Wood, orga- à générer de l’électricité solaire. menos) se utilizan para generar
nic waste, manure and other sub- Cette technologie exploite l’énergie electricidad y también se pueden
stances of vegetable and animal thermique du soleil pour produire emplear en miniredes.
origin can be used to produce solid, de l’énergie électrique, en concen-
liquid and gaseous fuels for heat trant la lumière solaire directe surg Besides being the most commonly
used renewable energy, the use of
solid biomass to generate energy has a
long, global tradition.
f La biomasse solide restant toujours la
forme de technologie énergétique
renouvelable la plus répandue, son
utilisation énergétique jouit de la plus
longue tradition dans le monde entier.
e El aprovechamiento energético de
biomasa sólida se ha extendido al
máximo entre todas las tecnologías de 15
energías renovables y tiene una larga
tradición a nivel mundial.
the technologies
and power generation. Besides une zone focalisée des capteurs Bioenergía
being the most commonly used cylindro-paraboliques par le biais La bioenergía procede de desechos
renewable energy, the use of solid de miroirs. Il s’agit de miroirs de animales y plantas que, como
biomass to generate energy has a cylindro-paraboliques (deux ou resultado de la fotosíntesis, captan
long, global tradition. Solid bio- trois dimensions). Il existe désor- y almacenan la energía solar de
mass includes all kinds of dry or mais d’autres techniques comme manera efectiva. La madera, los
dried plant material such as timber, les installations dites Dish-Stirling residuos orgánicos, el estiércol y
wood pellets, wood bricks, wood (paraboloïdes). Les moteurs Stirling otras sustancias de origen vegetal o
chips, stalk material (straw and straw (25 kW ou moins) sont utilisés pour animal se pueden utilizar para pro-
pellets), cocoa-bean shells, cherry générer de l’énergie électrique et ducir combustibles sólidos, líquidos
stones, rice husks, etc. The energy peuvent également être employés y gaseosos, que serán utilizados para
released during the combustion of dans des mini-réseaux. la generación de calor y energía.
solid biomass in modern heating Aparte de ser la energía renovable
systems is utilised very efficiently. La bioénergie que, por regla general, más se uti-
Solid biomass can also be used to La bioénergie est dérivée des déchets liza, el uso de biomasa sólida para
generate electricity in com- animaux et des plantes, par photo- generar energía tiene una tradición
bined heat and power plants (CHP). synthèse. Elle exploite l’énergie larga y global. La biomasa sólida in-
solaire et la stocke avec efficacité. cluye todo tipo de material vegetal
Le bois, les déchets organiques, le seco o secado, como madera, pellets
fumier et d’autres substances d’ori- de madera, briquetas de madera,
gine végétale et animale peuvent virutas de madera, material proce-
être utilisés pour produire des com- dente de los tallos (paja y pellets de
bustibles solides, liquides et gazeux paja), cáscaras de granos de cacao,
afin de générer de la chaleur et de huesos de cereza, cáscaras de granos
l’énergie. L’utilisation de la biomasse de arroz, etc. La energía que se
solide pour générer de l’énergie est desprende durante la combustión
l’énergie renouvelable la plus cou- de biomasa sólida en los modernos
ramment utilisée et jouit de la plus sistemas de calefacción se utiliza de
longue tradition dans le monde. La manera muy eficiente. La biomasa
biomasse solide inclut tous les types sólida también se usa para generar
de matière végétale sèche ou electricidad en las plantas deVous pouvez aussi lire
