Manfred HornUniversidad Nacional de Ingeniería, Lima, Peru mhorn@uni.edu.pe; http://fc.uni.edu.pe/mhorn

Situación actual y perspectivas del uso de las energías renovables en el Perú

XX Simposio Peruano de Energía SolarTacna, 11 – 15.11.2013

Foto: Solarpack Tacna

Electrificación del Perú

Porcentaje de población con electricidad

Capacidad instalada (2012): 7,62 GW proyectada (2016): 10,5 GW52 % fósil (mayormente gas natural), 48% renovable (mayormente hidro;0.6% biomasa; 0.4% solar)5-7 % crecimiento/año

PIB y producción eléctrica / año

600 MW planta térmica (gas natural)

Fuente: COES, MINEM, BBVA

Plantas solares FV conectadas a la red en el Perú

2006 2007 2008 2009 2010 2011 20120

20000

40000

60000

80000

100000

Importación de paneles FV en el Perú, kWp / año

4 plantas FV de 20 MWp cada una,conectada a la red desde fines 2012; concesiones por 20 años, ~ 74 / 95 M$ cada una, ~22 cts$/kWh, ~ 100 ha cada una; 2 con paneles móviles de Si cristal (Solarpack/Yingli)2 con paneles de α-Si, película delgada, orientación fija (T-Solar)16 MWp comisionado (2014)

2006 2007 2008 2009 2010 2011 20120

2

4

6

8

10

12

14Costo de paneles FV, $ FOB / Wp

Inauguración, La Joya,, Presidente Humala

Plantas eólicas conectadas a red en el Perú

Capacidad instalada (2012): 0.7 MWEn construcción (2013): 114 MW *Comisionado (2013): 32 MW **

* 2 parques eólicos in Talara y Cupisnique en construcción: 63 turbinas de 1.8 MW, 270 MUS$, 8.7 cts$/kWh (Contour Global, Vestas)

** 1parque eólico en Marcona 32 MW (8x3.15 MW+3x2.3 MW, 2014

450 kW turbina, Marconaoperando desde > 20 años

Electrificación rural

Electrificación nacional y rural (%)

5 millones de Peruanos, viviendo en áreas rurales,

todavía no tienen electricidad.

Para muchos, sistemas FV domiciliarios (SFD) son la solución más barata y más

sostenible

Fuente: DGER

Sistemas Fotovoltaicos Domiciliarios, SFD, muy usados para la electrificación rural

• SFD / SHS tradicional (“Solar home system”):• un panel FV de 50 – 100 Wp; produce 5 – 10 kWh / mes, similar a lo usado ̴�

en casas rurales conectadas a la red eléctrica• una batería de 12 V, 100 -150 Ah de Pb acido ( tipo “solar”)• un regulador de carga• cargas típicas : varias luminarias LFC o LED de 5 – 20 W, 12 V DC, TV b/n, radio, etc.

Proyecto piloto: Electrificación FV de Taquile, Lago Titicaca (proyecto CER –UNI, 420 SFD, 1996)

Aplicaciones productivas: Ecoturismo

SHS installed till 2011

Fuente: I. Salazar, in GIZ journal AMARAY, Nr.2, Nov. 2012

Sistemas solares domiciliarias en el Perú

SFD instaladas hasta 2011: ~ 20 0002012-2013: ~ 7 0002014 - 2016 ≤ 500 000

El costo de la electricidad de un SFD (50 – 320 Wp) que debe pagar el usuario en areas rurales está regulado por OSINERGMIN y ~ 80 % de este costo es subvencionado (usuarios urbanos de electricidad pagan un impuesto para la electrificación rural)

Primera Subasta RER para Suministro de Energía a Áreas No Conectadas a Red (Instalaciones

RER Autónomas)

Proceso de concurso público convocado y conducido por OSINERGMIN con la finalidad de adjudicar por un plazo de 15 años, la prestación del servicio de electricidad con Recursos Energéticos Renovables hasta 500,000 usuarios ubicados en las zonas rurales y aisladas del Perú (hasta 2016)

SFD: 12 V DC; ≥ 85 Wp; ≥ 90 Ah, 3 LED 7 W

Sugerencias y consultas a las bases: 24.01.14Adjudicación de la Buena Pro: 15.05.14

Opinión crítica sobre el proyecto de 500 000 SFD

• No hay transferencia tecnológica a instituciones nacionales, ni programas que involucren universidades peruanas, ni programas de capacitación de los usuarios.

• No fue considerado la experiencia nacional de más de 35 años en desarrollo tecnológico fotovoltaico.

• No se cuenta con visiones de desarrollo sostenible integrales que en conjunto sostengan los proyectos eléctricos.

• Sólo se instalará SFV rígidos, sin opción de potencias diferenciadas o micro redes.

• La experiencia (nuestra y de otros países) demuestra, que estos componentes son esenciales si se busca una sostenibilidad a largo plazo.

Con el apoyo de GIZ, el CER-UNI evaluó en 2011 en el laboratorio once diferentes lámparas LED. Con las lámparas mejores, GIZ realizó una evaluación de campo durante 8meses, seguido por unja nueva evaluación en el laboratorio. Los principales resultados están presentados en las siguientes vista.

Luz para los más pobres, con pico-FV

Casas rurales conectadas a la red electrica consumen en el Perú en promedio 12 kWh/mes, mayormente para iluminación, usandos focos incandescentes. La misma energía luminosa se puede obtener con un sistema moderno pico FV (2 W LEDs, 5 Wp FV)

¿ Qué es un “Sistema pico fotovoltaico”?

• Sistema Pico FV (moderno):• un panel FV de 3 – 10 Wp; 0,3 - 1 kWh/mes• Cargas: una (s) lámpara(s) LED, radio, celular, etc.• una batería Li-ion (eventualmente Ni MH),

generalmente incorporada en la luminaria• un regulador de carga, generalmente incorporado

en la luminaria• costo $ 50 - 200

Lámparas (luz eléctrica)La intensidad de la luz visible se mide en Lumen (lm):1 W de radiación electromagnética de 555 nm (mayor sensibilidad del ojo humano) equivale a un flujo luminoso de 683 lm.

Tipo de lámpara Eficacia (lm / W)

Incandescente (50 W) 11

LFC 50

LED (luz blanca) 5 - 150

Lámpara ideal (luz blanca)

250

Lámpara ideal (555 nm, verde)

683

LED: “Díodo emisor de luz”

Espectro de LED blanco

Luz monocromático

Baterías (acumuladores de energía eléctrica)

Tipo de batería

Vida (ciclos) Eficiencia energética (%)

Costo ($/Wh) Densidad de carga (Wh / kg)

Plomo ácido 300 (@ 30% DOD) 80 0,1 35

NiMH 500 60 - 80 0,25 70

Li Ion 500 - 2000 85 - 95 0,3 100 - 250

(gasolina) 12 000

Diferentes tipos de baterías de Li Ion:Voltaje 3,3 – 3,7 V

grafito/ electrolito de sal de Li en solvente organico / Li FePO ó LiMn0, LiCoO

Con focos incandescentes (11 lm/W) y 10 kWh/mes de electricidad, se obtiene una energía luminosa de 110 klmh/mes.

Usando buenos LEDs (110 lm/W), se obtiene la misma energía luminosa con 1 kWh/mes de electricidad, lo que puede producir un panel FV de 5 – 10 Wp .

Por lo tanto, un sistema Pico FV puede producir prácticamente los mismos beneficios que tienen la gente en áreas rurales conectados a la red, pero a un costo mucho menor.

Estado de arte actual de “Pico FV”

Con una batería de Li-ion de 16 Wh y 2 W de LEDs, se puede obtener:

• Flujo luminoso de 200 lm durante 8 h• Eficacía global > 110 lm/W• Iluminación de 40 – 60 lux sobre una mesa de 1 m2 • 16 Wh de batería pueden cargarse con un panel FV de 3 Wp durante

un día con una radiación solar de 6 kWh/m2 día

• Existe un amplio espectro comercial de sistemas pico FV• La tecnología de lámparas Pico FV está progresando rápidamente,

usando baterías de Li – ion y LEDs con una vida muy larga y una eficacia > 110 lm/W.

Sistemas Pico FV son una solución para una electrificación rural básica, pero se requiere un control de calidad

Evaluación económica (después de 8 meses de uso)

• Con un sistema pico FV, la gente ahorró, en promedio S/. 9 -12 /mes, debido al menor consumo de velas y diesel para lámparas, hasta 30% del dinero usado para energía.

Antes de SPFV Después de SPFV

Pico FV: Conclusiones

La energía moderna para iluminación y comunicación puede producir un impacto

importante en lo social, económico y ambiental, sin pretender de sustituir de

programas futuros de electrificación que ofrezcan mayores posibilidades.

Sistemas Pico FV Systems (SPFV) representan hoy una tecnología capaz

de resolver necesidades básicas de iluminación y comunicación con un

impacto rápido en familias rurales lejos de la red electrica.

Con un presupuesto mínimo y tecnologías simples y versatiles se puede ayudar a mejorar la salud, la economía y bienestar general de

casi 3 millones de Peruanos, sin la necesidad de esperar para una electrificación más potente en un futuro no definido.

Energía solar para el desarrollo de regiones Andinas remotasAplicaciones térmicas: Calentadores solares de agua para uso productivo y doméstico, invernaderos, secadores y cocinas solaresCalefacción de casas “Casas solares”

Investigación con nuevas tecnologías y nuevos materiales para el aislamiento térmico, “paredes radiantes” en Raymina, Ayacucho

Fuente: R. Espinoza, CER-UNI

Barreras• Hay pocos expertos (técnicos, ingenieros, administradores) en energía

solar en el Perú (programa SEPES de la UNI, desde 1980 y Maestría en EryEE)

• Falta de conocimientos técnicos por parte de responsables en gobiernos municipales , regionales y ministerios (riesgo de estafas)

• Poco control de calidad (Lab. Solar – UNI)

Muchas gracias!