Análisis medioambiental del ciclo de vida de instalaciones fotovoltaicas. Impacto de su tecnología y sistema de seguimiento

Abstract

En este estudio se presentaun modelo que hace viable la comparación de sistemas fotovoltaicos, de distintas generaciones y con diferentes montajes.Los sistemas que se tendrán en cuenta serán los basados en silicio, las tecnologías de capa delgada, los paneles orgánicos y los dispositivos de alta concentración fotovoltaica. Además se extraerán datos de distintas ubicaciones y se evaluarán los resultados obtenidos en producción por unidad de superficie (m2), así como por unidad de potencia(kWp), también se muestra el desempeño en varios índices medio ambientales que se usarán para conocer el impacto en cada una de las situaciones propuestas. Estos índices medio ambientales serán "Energy payback time(EPBT), Energy return factor(ERF), Potential for CO2 mitigation(PCM), Greenhouse-gaspayback time (GPBT) y Tasa de CO2".Se estudiarán 6 ubicaciones distintas , concretamente, España, China, Alemania, Italia, Francia y Países nórdicos, con radiaciones anuales entre 1,168kWhy 2,094kWh, por lo que tendremos la posibilidad de conocer cómo se comportan los distintos sistemas en un amplio rango de radiación. El procedimiento de trabajo consistirá en evaluar el análisis de ciclo de vida de cada uno de los sistemas, tener en cuenta las demandas y entregas de energía a lo largo de la vida de las instalaciones. Para ello se tiene en cuenta la energía necesaria para la fabricación de los propios módulos, así como su instalacióny transporte, además de loscomponentes de balance del sistema (BOS), posteriormente obtenemos cifras de energía producida y emisiones evitadas y finalmente recogemos los valores de energía necesaria para el desmantelamiento y reciclaje de las instalaciones. Finalmente, y tras obtener resultados específicos en cada una de las ubicaciones, para todos los sistemas y montajes, se muestra una serie de resultados promedio que tienen en cuenta a todos los anteriores y serán analizados más profundamente. Los datos específicos de cada ubicación se muestran para facilitar cualquier extracción de información por parte del lector de este trabajo, sin desarrollar un análisis específico por la gran cantidad de casos posibles.

This study presents a model that makes the comparison between different photovoltaic systems, from different generations and assemblies. The systems that will be taken into account will be those based on Silicon, thin film technologies, organic panels and high concentration photovoltaic systems. In addition, data will be extracted from different locations and the results obtained in production per unit of surface (m2), as well as per unit of power (kWp), will also be shown. Performance in various environmental indices that will be used to know the impact on each of the proposed situations will be in the same way analised. These environmental indices will be Energy payback time (EPBT), Energy return factor(ERF), Potential for CO2 mitigation (PCM), Greenhouse-gas payback time (GPBT) andCO2rate.We have studied 6 different locations, Spain, China, Germany, Italy, France and the Nordic countries, with annual radiations between 1,168kWh and 2,094kWh, so we are going to be able to get to know how the different systems behave in a wide range of radiation.The work procedure will consist on evaluating the life cycle analysis of each of the systems, taking into consideration the demands and deliveries of energy throughout the life of the PV systems. In order to achieve this, we bear in mind the energy required for the manufacturing of the modules themselves, as well as their installation and transportation, added to the balance components of the system (BOS), later we obtain figures of produced energy and emissions avoided and finally we collect the values of energy needed for the dismantling and recycling of the facilities.Finally and after obtaining specific results in each of the locations, for all the systems and assemblies, the average results which take into account all the previous ones will be evidenced and analyzed more deeply. The specific data of each location is shown to facilitate any information extraction by the reader of this work, without developing a specific analysis due to the large number of possible cases.