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Julio 2019 | Energía

En 2019

¿Es competitivo instalar energía solar fotovoltaica para la agroindustria en Perú?

Las estructuras de suministro de energía industrial se encuentran en pleno proceso de cambio en todo el planeta. Tras la fase de experimentación de las energías renovables, ahora nos enfrentamos a la digitalización del sector energético. De aquí a un tiempo, el suministro de energía será descentralizado y renovable y estará completamente digitalizado y conectado en red. Las energías renovables desempeñarán un papel importante como las fuentes de energía más económicas y sostenibles. Pero. ¿está el sector agroindustrial peruano preparado para aprovechar las ventajas de este nuevo escenario energético?

Dr. Gerardo Arancibia Moreno. Encargado de transferencia tecnológica para América Latina del Proyecto MASLOWATEN (Unión Europea). Elemental Energy.

Planta fotovoltaica aislada de red con apoyo dieselPacking frutícola

REGLAS CLARAS PARA LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA

Los últimos meses del 2018 fueron algo alentadores para el sector de la energía fotovoltaica y el autoconsumo industrial en Perú. Tras las declaraciones del Ministro de Energía y Minas (MEM), Francisco Ísmodes, se desprende que para el año 2030 el 15% de la matriz energética se basaría en energía renovable.

Sin embrago, a inicios del 2019, el Ministerio de Energía y Minas informaba su decisión de no modificar el Reglamento de la Generación de Electricidad con Energías Renovables, lo que le impide adaptarse a los recientes avances que está experimentando el sector y el interés por fomentar la energía fotovoltaica u otras fuentes energéticas limpias en los consumos habituales de empresas y viviendas particulares.

Se esperaba que el Gobierno del Perú promoviera la integración de la energía solar fotovoltaica distribuida para uso domiciliario e industrial, en combinación con la red eléctrica local, modificando la normativa en materia de energía renovable. Así entonces, para las instalaciones de potencia de hasta 200 kW se proyectaba la introducción de esquema de ‘net-billing’, que permitiría la venta de los excedentes de energía no autoconsumida a la red, la cual sería pagada a través de un sistema de descuentos en las cuentas eléctricasde los consumos eléctricos futuros.

Curva de demanda de energía y generación fotovoltaica en inyección cero

El modelo de comercialización energía del ‘net-billing’ beneficia a la energía solar fotovoltaica y al resto de renovables, ya que la electricidad producida por la planta fotovoltaica que no sea consumida instantáneamente por el proceso productivo, puede ser almacenada a bajo costo en la red y utilizada a futuro. Pero esto no limita la utilización y la rentabilidad de la solar fotovoltaica en la Agroindustria de Perú.

ENERGÍA FOTOVOLTAICA Y COMPETITIVIDAD AGROINDUSTRIAL

Actualmente las plantas fotovoltaicas comerciales ofrecen a muchas empresas una flexibilidad total y la máxima eficiencia a la hora de generar, consumir y almacenar energía eléctrica a muy bajo costo, sin importar las normativas o la falta de estas.

Los últimos análisis económicos realizados por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (EE UU) y el Instituto Fraunhofer (Alemania) demuestran que el retorno de la inversión para una planta fotovoltaica mayor a 50 [kW] está entre 4 y 5 años, con un costo de la energía eléctrica generada [kWh] de un 50 a 75% más económico que la ofrecida por la red eléctrica local, con opción de reducir a cero los cobros por potencia y peajes, mediante la aplicación de sistemas fotovoltaicos 100% autónomos, aplicados al riego, cámaras de frío y otras líneas productivas.

En muchos países industrializados, la aplicación de las energías renovables juega un papel fundamental para mejorar la competitividad de las empresas y combatir el cambio climático. (España, Alemania, China, Japón o EE UU).

La integración de la energía solar fotovoltaica en el sector industrial de América Latina, en países como Perú, Colombia, Chile e incluso naciones de Centroamérica, apuestan por el uso del sol para un uso industrial productivo, dado que es altamente rentable, debido al excelente recurso solar existente en la región.

Mapa de radiación mundial. Fuente: http://helioscsp.com/wp-content/uploads/2019/01/solar-irradiance-world.png

De todas las fuentes de energías renovables presentes en Perú, la radiación solar, es la que tiene mayor potencial, fiabilidad y factibilidad para ser transformada individualmente en electricidad de uso industrial, y ser aplicada en procesos productivos de alta potencia y gran consumo energético como sistemas de riego, cámaras de frio, packing de procesos, etc.

En muchas zonas del Perú, el potencial de su recurso solar es de un 30% más alto que en el resto de América Latina y de los principales países industrializados, líderes mundiales en el uso de la energía fotovoltaica, lo que convierte a esta fuente energética sostenible y de bajo costo, en una de sus principales ventajas competitivas.

Debido a esta importante ventaja competitiva y a los avances logrados por el proyecto europeo MASLOWATEN (Market uptake of an innovative irrigation Solution based on LOW WATer-ENergy consumption) hay grandes empresas agrícolas peruanas interesadas en implementar sistemas de riego solar de alta potencia, 100% autónomos, sin conexión a la red que ahorra hasta un 40% del agua aplicada al riego y reducen a cero de los cobros energía, potencia y peajes eléctricos. A nivel nacional, el costo de la potencia y los peajes eléctricos representan un 35-40 por ciento del costo total de estar conectado a la red eléctrica local. La misma innovación se puede extender a cámaras de frio y sistemas de climatización.

MODELOS ÓPTIMOS DE INTEGRACIÓN FOTOVOLTAICA EN AUTOCONSUMO

El principal objetivo de una planta fotovoltaica diseñada para autoconsumo energético es satisfacer la demanda eléctrica diaria o anual de una empresa o proceso productivo, de forma total o parcial, sin generar excedentes energéticos, es decir, que la producción eléctrica se ajuste lo más posible a la demanda, en tiempo y potencia requerida.

Planta fotovoltaica en autoconsumo sobre techo de packing frutícola.

Los modelos de integración fotovoltaica en los diferentes sectores productivos dependerán de la normativa eléctrica vigente en cada país, la forma en que la empresa o procesos productivos consumen la energía y, si estos sistemas están conectados a la red eléctrica local o aislados de esta.
En cada caso, se deben diseñar soluciones específicas de sistema integrales híbridos, con redes diésel o red eléctrica convencional, con tecnologías fotovoltaicas, que garanticen un funcionamiento predecible, y de proveedores que aseguren la fiabilidad de sus productos durante, al menos, 25 años para garantizar la máxima rentabilidad y ahorro energético.

La instalación de las plantas fotovoltaicas es sencilla y no se requiere de una gran infraestructura.

La integración arquitectónica de estas es óptima en fábricas, galpones o huertos agrícolas, ya que se puede instalar sobre techos, tejados, en campo abierto, en estacionamientos, etc., visualizando que estos garanticen siempre el fácil acceso de personal para realizar las labores de limpieza y mantención periódica a los módulos fotovoltaicos.

SISTEMAS CONECTADOS A LA RED U ON-GRID

Existen tres formas de comercio con la electricidad proveniente de fuentes renovables cuando el sistema fotovoltaico está conectado a red: Net Metering, Net Billing e Inyección Cero.

La planta fotovoltaica funciona respaldada con la red local. Cuando la demanda energética crece puntualmente, o un cúmulo de nubes reduce la radiación local y por lo tanto la producción eléctrica del sistema o la planta fotovoltaica deja de producir energía por la noche o por falla imprevista, la planta fotovoltaica toma la energía faltante de la red eléctrica local de forma automática, ofreciendo una flexibilidad total y la máxima eficiencia a la hora de generar y consumir energía eléctrica a muy bajo costo.

Net Metering: es la energía consumida de la red eléctrica cuando la planta fotovoltaica no está generando (en la noche) y la energía fotovoltaica inyectada a la red, como almacenamiento, tienen el mismo precio. El retorno de la inversión fotovoltaica en este modelo es de 2,5 a 3 años.

Instalación planta fotovoltaica sobre techo Packing frutícola

El usuario sólo debe pagar la diferencia entre lo consumido y lo inyectado en la factura de cada mes, y en caso de existir un excedente de inyección a la red, la empresa eléctrica debe pagar al usuario cada kWh al mismo precio que el de venta.

Net Billing: existe una diferencia entre el precio de la energía consumida de la red eléctrica cuando la planta fotovoltaica no está generando (noche) y la energía fotovoltaica inyectada a la red como excedente. Según la valoración del precio de la energía excedente, se optará por inyectarla a red o almacenarla de forma flexible en bancos de baterías o sistemas de almacenamiento calor/frío, calentamiento de agua/aire para otros procesos o bombeo. El retorno de la inversión fotovoltaica en este modelo es entre 3 y 4 años

Inyección Cero: Los sistemas fotovoltaicos de inyección cero se desarrollan cuando no existe una normativa que integre la energía fotovoltaica a la red eléctrica local o no existen incentivos para inyectar excedentes a la red. Se diseñan para satisfacer normalmente entre un 30 y 40% de la demanda energética diaria de la empresa o, lo que es igual al 60 u 80% de la demanda energética que se produce en el día, que se puede calcular entre las 9 y 15 horas. El retorno de la inversión fotovoltaica en este modelo es entre 1.5 y 3 años

SISTEMAS AISLADOS DE RED U OFF-GRID

Son sistemas autónomos de alta potencia que no disponen de conexión eléctrica con la distribuidora eléctrica local. Son altamente competitivos cuando reemplazan generación a base a petróleo. Estas plantas fotovoltaicas satisfacen hasta el 100% del consumo eléctrico de la empresa o de alguno de sus procesos productivos más demandantes, como bombeo de agua, riego, climatización y cámaras de frio.

Dr. Gerardo Arancibia Moreno, encargado de transferencia tecnológica para América Latina del proyecto MASLOWATEN (Unión Europea): Elemental Energy.

La energía se consume de manera directa en el proceso o puede almacenarse para garantizan su disponibilidad en caso de que se necesite. Así se asegura la estabilidad de la red y se reducen los costes operacionales.

Aplicaciones híbridas Fotovoltaica/Diesel: Las soluciones híbridas diésel y fotovoltaicas permiten ser independientes de los combustibles fósiles, reduciendo sus gastos operativos y del mantenimiento de motores. Con el modo sin diésel, los generadores diésel se desconectan totalmente, reduciendo al mínimo el consumo de combustible. El suministro de corriente se mantiene a la perfección, conservando una calidad eléctrica de la red igual o incluso más estables que la red eléctrica local.Esto resulta rentable, ya que se reducen drásticamente el consumo de petróleo, las horas de trabajo de los moto-generadores por la energía eléctrica de las instalaciones solares fotovoltaicas que se caracterizan por ser sistemas que requieren escaso mantenimiento, si están bien diseñadas. El retorno de la inversión fotovoltaica en sistemas aislados es entre 1 y 2 años

¿DURANTE CUÁNTO TIEMPO SERÁ COMPETITIVA UNA PLANTA FOTOVOLTAICA?

A la hora de diseñar y seleccionar los principales componentes del sistema fotovoltaico formado por módulos fotovoltaicos, inversores y estructuras de montaje, se recomienda optar exclusivamente por tecnologías que garanticen un funcionamiento de componentes bien probados y cuyo comportamiento resulte predecible, y de proveedores que aseguren la fiabilidad de sus productos durante, al menos, 25 años para garantizar el cumplimiento de los planes de negocio. Por esta razón no se contemplan el uso de baterías plomo/acido, ni módulos fotovoltaicos que no sean de silicio cristalino, ni híbridos fotovoltaico-eólicos.

Actualmente los principales fabricantes de módulos fotovoltaicos ofrecen una garantía de vida útil de 25 años, manteniendo una eficiencia del 87 al 97% de la inicial. Actualmente, hay plantas que continúan generando por más de 40 años de forma continua, limpia y gratis.
Los principales fabricantes de inversores ofrecen una garantía inicial del sus productos de 5 años con garantías extendidas de 15 a 25 años. Las estructuras y soportes de montaje de los módulos fotovoltaicos deben ser fabricadas en aluminio anodizado o acero galvanizado en caliente que garanticen una durabilidad anticorrosiva y estructuras libres de mantención por al menos 25 años.

Aplicando estos criterios en el diseño inicial de la planta fotovoltaica, en autoconsumo estaremos garantizando la máxima rentabilidad y vida útil de proyectos de energía solar fotovoltaica que impulsarán la competitividad, sostenibilidad, responsabilidad social y medioambiental en la industria agrícola de América Latina, enfocado en agro-empresas interesadas en innovar y aumentar su productividad de una forma más limpia, económica y sostenible.