La Verdadera Revolución Energética

Somos testigos de un crecimiento inusitado de la participación de las energías renovables en la matriz energética global.

Pero por qué el ciudadano común no percibe los beneficios y se siente en cierta manera ajeno a este proceso ?

El principal motivo es que esa participación se construye sobre un paradigma de matriz energética ya obsoleto.

Los 3 pilares de la matriz energética del futuro son:

1) Eficiencia energética

En este elemento la variable de mayor peso es el consumidor.

La transformación está relacionada con un profundo cambio en los hábitos de consumo de energía. Hecho que es muy difícil que ocurra en aquellos países con un alto componente de subsidio en sus tarifas energéticas.

El otro aspecto importante y sobre el que los estados sí pueden actuar de manera directa es el estímulo para la adquisición de dispositivos más eficientes.

La eficiencia energética genera una menor demanda y por lo tanto una disminución de la inversión en generación.

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2) Energías renovables

En los países importadores de energía (la mayoría en Latam) el desarrollo de las renovables es un instrumento para mejorar la balanza de pagos.

En cualquier país del mundo, un medio para impulsar y hacer más competitiva la economía.

La inversión en un sistema solar es muy elevada en los países que no fabrican equipamiento respecto de los que sí lo hacen.

Vamos a ilustrarlo con un ejemplo concreto: en el mayor productor de módulos solares (China) el valor FOB del W ronda los U$D 0,50. Ese módulo solar puesto puertas afuera de la aduana del país de destino, por ejemplo Argentina, cuesta U$D 1,20 (+ 140%). Si a esto le sumamos el margen comercial de las empresas que los comercializan y el de las empresas que los instalan, el consumidor final termina pagando U$D 2,50 / W (+ 400%).

Las empresas adjudicatarias de las licitaciones públicas de energía renovable en los países en los que no se fabrica equipamiento no pagan aranceles de importación de equipos y están exentos de la mayoría de los impuestos.

Es una utopía a corto y mediano plazo la idea de fabricación local de equipos si el país no tiene capacidad de convertir el silicio en silicio de calidad solar o la tecnología para fabricar tubos de vacío evacuados. Sobre todo si consideramos la agresiva disminución en el precio de los equipos de energía solar de los últimos 5 años.

Resultado de imagen de energías renovables

3) Generación distribuida

Los sistemas de generación distribuida superan a los de generación centralizada en cuestiones de seguridad nacional (atentados, conflictos bélicos, etc.) y continuidad del suministro (catástrofes naturales y cortes por picos estacionales).

La generación distribuida es también una forma de redistribución de la riqueza, brindando la oportunidad al consumidor de generar la energía que consume y la posibilidad de obtener un ingreso por el excedente.

Las nuevas inversiones en infraestructura energética deberían dirigirse hacia los sistemas de interconexión e integración de las renovables e ir abandonando el paradigma de una matriz energética ya obsoleta (distribución desde plantas centralizadas de generación).

Los esfuerzos para desarrollar grandes centrales eólicas y solares de generación deberían redirigirse al desarrollo de sistemas de generación distribuida.

Las grandes centrales deben ser solo un complemento, localizarse solamente en ubicaciones donde el potencial del recurso renovable sea muy grande y aprovechar principalmente la superficie de terrazas y techos en lugar de situarse en suelos que podrían tener otros usos.

Sobran los dedos de nuestras manos y pies para contar las empresas EPC de proyectos de cierta envergadura del sector renovable a nivel mundial.

Estas empresas son itinerantes. Aterrizan en los países con gran potencial dónde se levanta la veda.

En Europa los principales países del itinerario fueron España, Francia, Italia y ahora Reino Unido.

En Latinoamérica fueron por Chile, Brasil, México y ahora Argentina.

El mito de que este tipo de proyectos genera gran cantidad de puestos de trabajo estables es falso. El trabajo es intensivo solamente en el momento de la construcción. Luego la operación y mantenimiento de estas plantas es relativamente sencillo y se realiza de manera remota con muy poco personal sobre el terreno.

No estamos en contra del desarrollo de centrales de generación renovable, lo que manifestamos es que el paradigma de matriz energética es el que ya está obsoleto.

El recurso renovable genera energía en el lugar dónde está disponible. Si lo aprovechamos allí, evitamos todos los gastos y eliminamos todas las pérdidas de energía inherentes a la distribución de esa energía.

La generación de trabajos estables y el desarrollo de un sector económico renovable sostenible van de la mano de la generación distribuida y del desarrollo de la figura del prosumidor (residencial, industrial y servicios).

La energía solar es la renovable ideal para la generación distribuida porque es la que tiene el mayor nivel de integración al entorno urbano.

Resultado de imagen de generación distribuida

Los países que adopten las siguientes medidas para conseguir la matriz energética del futuro, harán su economía más competitiva:

• Estimular la adquisición de dispositivos eficientes (financiación especial, exenciones impositivas) o gravar con impuestos la adquisición de dispositivos que no lo son

• Eliminar aranceles a la importación de insumos para equipamiento renovable que no puedan fabricar en el corto y mediano plazo y enfocar el esfuerzo industrial en el montaje del insumo importado complementado con insumos de materia prima local

• Dar prioridad a la generación distribuida y a la creación de prosumidores por sobre el desarrollo de grandes centrales de generación

• Invertir en infraestructura energética de interconexión e integración de las renovables y abandonar paulatinamente la matriz energética obsoleta (grandes centrales de generación – distribución).

Es un proceso largo pero, como todo gran viaje, empieza dando un paso.

Los municipios (en energía solar térmica) y las provincias (en energía solar fotovoltaica) tienen potestad para impulsar el desarrollo de la generación solar distribuida.

Existen ejemplos sobre los que se puede trabajar para adaptarlos a cada realidad local e introducir mejoras para evitar los errores cometidos.

En energía solar térmica distribuida, un ejemplo puede ser el CTE (Código Técnico de la Edificación) español. Una mejora a introducir a este referente podría ser la obligatoriedad de un mantenimiento periódico para verificar el buen funcionamiento de la instalación y corroborar que se alcanza la fracción solar exigida.

En energía solar fotovoltaica distribuida, un ejemplo puede ser el régimen net-metering de algunos estados norteamericanos (p.e.: California). En este caso se podría imitar la implementación de las herramientas financieras complementarias (financiación especial, leasing) que han impulsado su gran desarrollo.

Se deben crear las condiciones (estabilidad política y económica) para que los hechos deseados ocurran.

Sancionando leyes no se puede modificar la realidad.

Por ejemplo, si una provincia latinoamericana cuenta desde 2013 con normativa para impulsar la generación distribuida y en 3 años se han conectado 10 sistemas, significa que algo estamos haciendo mal.

Como en todos los aspectos de la vida de cualquier individuo o sociedad, para conseguir logros deben plantearse objetivos (ambiciosos pero a la vez realizables), establecerse plazos y realizar mediciones periódicas para introducir mejoras y corregir errores.

Esto resulta muy difícil si no se adoptan políticas energéticas de largo plazo que sobrevivan al gobierno de turno.

Por ahora, el corto plazo manda.

Es más fácil sentarse a negociar con unos pocos y cortar cintas para la foto, que trabajar en serio y a largo plazo por el interés general.

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Energía Solar Térmica

Las instalaciones de energía solar térmica para aplicaciones domésticas estarán cada vez más presentes en el paisaje construido y serán promovidas por normativas como ordenanzas solares o las futuras normativas en técnica de edificación.

El sistema más básico es el equipo compacto denominado termosifón, que incorpora todos los subsistemas y en el que el fluido circula de manera natural (diferencia de densidades).

Resultado de imagen de termosifón solar

Los sistemas de energía solar térmica utilizan los rayos solares para obtener agua o aire caliente.

Unas placas especiales, denominadas colectores o captadores, concentran y acumulan el calor del Sol y lo transmiten al fluido que queremos calentar.

Este fluido puede ser el agua potable de la casa o el sistema hidráulico de calefacción o refrigeración de la vivienda.

Generalmente un sistema de energía solar térmica está constituido por varios subsistemas, que a su vez pueden considerarse como sistemas interdependientes conectados entre sí.

Sin embargo, hay ocasiones en que un mismo elemento físicamente independiente realiza varias funciones dentro del sistema solar.

Estos distintos subsistemas son:

a) Sistema de captación: compuesto por los colectores solares. Son los encargados de recibir la radiación solar y transmitirla al fluido que circula por su interior.

Imagen relacionada

b) Sistema de acumulación: compuesto por uno o más depósitos para acumular el agua caliente generada hasta el momento de su utilización.

Resultado de imagen de tanque solar térmico

c) Sistema hidráulico: compuesto por las bombas y tuberías por donde circula el fluido de trabajo. Un circuito primario transporta la energía captada hacia el acumulador. La circulación del fluido por las tuberías se realiza por acción de una bomba de circulación o por circulación natural.

Resultado de imagen de circuito solar térmicod) Sistema de intercambio: existe en caso de que el fluido que circula por los colectores solares no sea el mismo que el que utiliza el usuario; por ejemplo cuando existe riesgo de heladas o el fluido del usuario puede dañar la instalación solar. El intercambiador puede formar parte del mismo acumulador o estar situado en el exterior.

Resultado de imagen de intercambiador solar

e) Sistema de control: en los sistemas de circulación forzada con bombas se encargará de ponerlas en marcha y pararlas. El accionamiento de los diferentes componentes de la instalación (válvulas motorizadas, bombas, etc.) se realiza a través de mecanismos de regulación.

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f) Sistema de energía auxiliar: generalmente la viabilidad económica de la instalación solar exige que no se pueda satisfacer la demanda energética con aporte solar en todo momento. La energía producida por la instalación depende de las condiciones climatológicas y es por eso que se dispone de un sistema de producción de energía auxiliar. Estos equipos de apoyo complementan al sistema solar con la finalidad de garantizar en todo momento la continuidad del servicio de agua caliente.

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Las instalaciones solares térmicas tienen una gran similitud con las instalaciones térmicas convencionales.

De hecho, comparten todos sus componentes (tuberías, mecanismos de protección, tanques de acumulación, intercambiadores, grupos de bombeo, aislamiento) excepto uno: los colectores solares.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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Solar Layout (Fotovoltaica)

Solar Layout es la App para posicionamiento de colectores y módulos solares in situ.

Se trata de la App solar más intuitiva del mercado.

Para utilizarla sobre el terreno no es necesario contar con conexión a Internet porque funciona a partir de la latitud del lugar, obtenida a través de GPS.

Hoy veremos la parte correspondiente a energía solar fotovoltaica.

Para comenzar pulsamos el comando de la derecha representado en la figura de la pantalla inicial por la vivienda con el módulo solar y el cable con el enchufe.

fig-1

Si no está activado el GPS de nuestro Smartphone, la App nos pedirá que lo activemos para localizar nuestra ubicación.

Inmediatamente aparecerá la imagen de un planeta tierra intermitente con la leyenda “Localizando”.

Cuando el GPS de nuestro dispositivo haya localizado nuestra ubicación aparecerá la siguiente pantalla para que la confirmemos.

fig-2

Al confirmar nuestra ubicación se desplegará el Menú Uso Equipo Solar.

En el mismo encontramos 4 aplicaciones:

1- Uso invierno: representada por la imagen de la nieve
2- Uso todo el año: representado por las imágenes flor, sol, hoja y nieve
3- Uso primavera / verano: representada por las imágenes flor y sol
4- Conexión a red: representada por la imagen del enchufe.

fig-3

Al seleccionar alguna de las 3 aplicaciones, se desplegará el Menú Opciones.

En el mismo encontramos 3 variables:

1- Inclinación: representada por la figura del colector y un ángulo
2- Orientación: representada por la figura del colector y los puntos cardinales
3- Separación: representada por la figura de 3 filas de colectores.

fig-4

Pulsando la opción Inclinación, obtenemos el valor recomendado de inclinación para la ubicación y aplicación solar seleccionada, acompañado de unos Tips respecto de las pérdidas a considerar.

fig-5

Pulsando la opción Orientación, obtenemos la descripción del procedimiento para fijar la orientación de los módulos y el acceso a la descarga de App brújula recomendada en caso de que aún no contemos con ella.

fig-6

Pulsando la opción Separación, se despliega el Menú Tipo de Superficie para que seleccionemos la opción correspondiente (Horizontal / No horizontal). Si la superficie en la que se situarán los módulos es horizontal, debemos introducir el dato Altura del colector en cm.

fig-7

Si la superficie en la que se situarán los módulos es no horizontal, además del dato Altura del Colector en cm, debemos ingresar el dato Ángulo Inclinación Cubierta.

Lo ingresaremos con valor positivo si coincide con el sentido de la inclinación de los módulos y con valor negativo si no coincide.

fig-8

De esta manera obtenemos la distancia de Separación entre filas de módulos expresada en metros.

fig-9

Pulsando el botón i se despliegan Tips relacionados con sombreado y localizaciones singulares (zonas de nieve, desérticas y lluviosas).

Descarga Solar Layout y posiciona módulos solares fotovoltaicos sobre el terreno de la manera más intuitiva con Sopelia.

El Salvador Solar

En la región central de El Salvador la irradiación solar es alta (5.3 kWh/m2/día), en comparación con la de otras localizaciones como Alemania o Tokio (3.3 kWh/m2/día).

El mapa de irradiación solar en El Salvador fue creado bajo el proyecto SWERA, el cual muestra el potencial de irradiación solar en promedio diario de un año.

Resultado de imagen de energía solar el salvador

En los últimos años el país empezó a trabajar en la diversificación de su matriz energética introduciendo la participación de fuentes renovables.

Según cifras del Consejo Nacional de Energía al cierre de 2015 el país tenía una capacidad instalada de 1,659.6 MW. De ellos, cerca del 46% es generación térmica (combustible fósil), 28.5 % es hidroeléctrica, 12.3 % es geotérmica y 13.6 % se genera a partir de biomasa.

En marzo de 2015, de la alianza entre una empresa taiwanesa y un grupo petrolero local, surgió una empresa salvadoreña que puso en marcha una planta de producción de paneles solares y luces LED.

La planta se encuentra ubicada en San Juan Opico y se convierte en la primera maquila de dispositivos de alta tecnología en El Salvador.

En octubre de 2015 la Asamblea Legislativa aprobó reformas a la Ley de Incentivos Fiscales para fomentar el uso de energías renovables, reducir la emisión de gases de efecto invernadero y mejorar la balanza de pagos nacional a través de la reducción de las importaciones de combustibles fósiles.

La reforma afecta a 4 artículos de la Ley y se concreta en:

– Inclusión de las fuentes renovables marinas y de biogás, añadiéndolas a las ya especificadas en el artículo 1 (hidráulica, geotérmica, eólica, solar, biomasa)

– Eliminación de la limitación a 20 MW para ser sujeto beneficiario de la exención en el pago de derechos arancelarios durante 10 años

– Exención del impuesto sobre la renta durante 5 años para instalaciones superiores a 10 MW, manteniendo el plazo de 10 años para instalaciones iguales o menores a 10 MW.

Además, se amplían los plazos para que la SIGET resuelva sobre la certificación de proyectos y del Ministerio de Hacienda para emitir acuerdo de beneficios fiscales a 45 días hábiles.

También se incluyen como susceptibles de ser beneficiarios los proyectos de ampliación de centrales de generación de energías renovables ya existentes.

En febrero de 2016 la Distribuidora de Electricidad DELSUR y los entes reguladores dieron a conocer un nuevo proceso de licitación para la generación de 150 MW de fuentes eólica y solar fotovoltaica por 20 años a partir del 2019.

Este proceso se inicia con la fase de consulta participativa para que todos puedan acceder a las bases de licitación y hacer los comentarios que consideren necesarios.

El documento resultante deberá ser aprobado por SIGET y luego se pondrá a disposición de los potenciales oferentes.

Se estima que este nuevo proceso de licitación para proyectos de energía renovable generará una inversión de alrededor de U$D 300 millones en los próximos 2 años y podrá abastecer la demanda de unos 250,000 hogares.

Este es el segundo proceso de licitación que se realiza para la instalación de proyectos con estas tecnologías y la comercialización de la energía generada en el mercado mayorista.

Resultado de imagen de energía solar el salvador

El primer proceso culminó exitosamente con la adjudicación de 94 MW de tecnología fotovoltaica que iniciará el suministro en 2017.

El proceso será coordinado por DELSUR, con el apoyo del resto de distribuidoras de electricidad del país, entidades gubernamentales y privadas, entre otros.

Se ha considerado también el desarrollo de sistemas de energía solar térmica de alta temperatura.

Estudios indican que el potencial de este tipo de energía es alto en El Salvador y, aunque el costo de inversión inicial sigue siendo elevado, hay planes de desarrollo futuro para la energía solar térmica concentrada.

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La Energía del Sol

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud.

Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1.000 W/m² en la superficie terrestre.

A esta potencia se la conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas.

La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias.

La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres.

La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La radiación de albedo es la reflejada por los cuerpos situados alrededor de la superficie sobre la que nos interesa evaluar la radiación.

La cantidad de energía debida a la radiación directa que una superficie expuesta a los rayos solares puede interceptar dependerá del ángulo formado por los rayos y la superficie en cuestión.

Si la superficie es perpendicular a los rayos, este valor es máximo, disminuyendo a medida que lo hace dicho ángulo.

La intensidad sobre la superficie varía en la misma proporción en que lo hace la energía.

Este efecto de la inclinación es la causa por la que los rayos solares calientan mucho más al mediodía que en las primeras horas de la mañana o últimas de la tarde.

También es la causa de que en las regiones de latitudes altas (cercanas a los polos) se reciba mucha menos energía que en las más cercanas al ecuador.

Las coordenadas solares que se utilizan para determinar la posición del Sol referida al plano horizontal son dos:

Altura solar (h) que es el ángulo que forman los rayos solares sobre la superficie horizontal. El ángulo cenital es el ángulo que forma el rayo con la vertical, o sea, el complemento de la altura.

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Altura solar (perspectiva hemisferio norte)

Azimut (A) que es el ángulo de giro del Sol medido sobre el plano horizontal mediante la proyección del rayo sobre dicho plano y tomando como origen el Norte si estamos en el hemisferio Sur.

Por convenio, el azimut se considera negativo cuando el Sol está hacia el Este (por la mañana) y positivo cuando se sitúa hacia el Oeste (después del mediodía).

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Azimut

El número de horas de sol teóricas es el lapso de tiempo transcurrido entre el amanecer y el ocaso.

En estos 2 momentos la altura del Sol vale cero.

El número de horas de Sol depende del punto geográfico considerado y de la época del año.

Durante el verano, el Sol realiza una trayectoria muy amplia y elevada sobre la bóveda celeste y está mucho tiempo sobre el horizonte. Lo contrario sucede en invierno.

Resultado de imagen de trayectoria del sol y estaciones

Trayectoria del sol en las distintas estaciones (perspectiva hemisferio sur)

Al mediodía solar (instante en que el azimut vale cero), la elevación del Sol es máxima y la longitud de las sombras mínimas.

La sombra sobre el suelo de una varilla vertical coincidirá con la dirección del meridiano (dirección Sur-Norte), la que debe determinarse con exactitud para, por ejemplo, orientar correctamente los colectores o módulos de una instalación solar.

El factor más importante que influye en la cantidad de energía solar incidente en una localización o zona determinada es la proporción de días nublados que se dan al año.

Este es un extracto del libro “Introducción a la Energía Solar” de venta exclusiva en Amazon.

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