Ventajas y Desventajas del Uso de la Energía Solar Fotovoltaica
Los sistemas fotovoltaicos han demostrado su capacidad para proveer energía eléctrica a sitios aislados de la red convencional.
Sin embargo, la tecnología fotovoltaica no es siempre la solución más adecuada a todos los problemas de electrificación rural de nuestros países.
Dependiendo del caso en particular, la extensión de la red convencional, el empleo de aerogeneradores o el uso de pequeñas centrales hidroeléctricas, pueden ser alternativas válidas.
Como regla general, antes de comprar cualquier equipo se debe evaluar detenidamente si éste es la mejor opción o no a un caso particular. Incluso, aún cuando ya se haya decido utilizar la opción fotovoltaica, el tipo de sistemas que se instalará (CD, CA o Centralizado) es una decisión muy importante que se debe tomar a partir de las necesidades energéticas actuales y futuras y de la disponibilidad económica.
A continuación se mencionarán las ventajas y desventajas que los sistemas fotovoltaicos presentan.
Ventajas:
Sin embargo, la tecnología fotovoltaica no es siempre la solución más adecuada a todos los problemas de electrificación rural de nuestros países.
Dependiendo del caso en particular, la extensión de la red convencional, el empleo de aerogeneradores o el uso de pequeñas centrales hidroeléctricas, pueden ser alternativas válidas.
Como regla general, antes de comprar cualquier equipo se debe evaluar detenidamente si éste es la mejor opción o no a un caso particular. Incluso, aún cuando ya se haya decido utilizar la opción fotovoltaica, el tipo de sistemas que se instalará (CD, CA o Centralizado) es una decisión muy importante que se debe tomar a partir de las necesidades energéticas actuales y futuras y de la disponibilidad económica.
A continuación se mencionarán las ventajas y desventajas que los sistemas fotovoltaicos presentan.
Ventajas:
- El área dispone de abundante radiación solar.
- La tecnología fotovoltaica permite soluciones modulares y autónomas.
- La operación de los sistemas fotovoltaicos es amigable con el medio ambiente.
- Los sistemas tienen una vida útil larga (más de 20 años).
- El mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos es sencillo y tiene costos muy bajos.
- Los sistemas fotovoltaicos han experimentado una reducción de precios que los hace más accesibles para las poblaciones rurales y se espera que sigan bajando.
- La tecnología de equipos y sistemas fotovoltaicos ha alcanzado un grado de madurez que posibilita su utilización para resolver confiablemente los problemas energéticos de nuestros países.
- La instalación de los sistemas fotovoltaicos individuales es simple, rápida y sólo requiere de herramientas y equipos de medición básicos.
- La inversión inicial es alta con respecto de la capacidad de pago de una gran mayoría de las familias rurales.
- La cantidad de energía producida es limitada y alcanza solamente para las necesidades básicas de electricidad.
- La disponibilidad de energía es variable y depende de las condiciones atmosféricas.
Aspectos Ambientales de un Sistema Solar Fotovoltaico
En muchos casos, se tiene que decidir entre una planta eléctrica diesel o un sistema fotovoltaico para electrificar una vivienda rural. Si se comparan ambas alternativas, es posible obtener un panorama ilustrativo de los efectos positivos y negativos de cada una de ellas, tanto del punto de vista económico, como del punto de vista ambiental.
El costo inicial de una planta eléctrica de combustible es menor que el de un sistema fotovoltaico de la misma capacidad.
El tiempo de instalación de una planta eléctrica de combustible es menor que el de un sistema fotovoltaico, aunque para las dos alternativas el tiempo es corto y las dificultades de transporte son básicamente las mismas. Además, a nivel local generalmente existen varios distribuidores de plantas eléctricas de combustible.
El abastecimiento periódico de combustible para una planta eléctrica ubicada en un lugar remoto es un problema grande. Las dificultades para transportar el combustible son permanentes. El almacenamiento de combustible, cuando existe, se hace en condiciones peligrosas para la seguridad de las personas y bienes materiales. Los sistemas fotovoltaicos, en cambio, no requieren de ningún suministro de combustible. Los costos, riesgos y peligros relacionados con el uso de combustibles fósiles desaparecen cuando se utiliza energías renovables.
Las plantas eléctricas producen ruido cuando operan. Inicialmente esta contaminación sonora suele ser tolerada por el entusiasmo de disponer de energía eléctrica; sin embargo, pronto ésta se hace intolerable, especialmente para las personas de la tercera edad, enfermos y maestros de escuela. Los sistemas fotovoltaicos no producen ningún sonido molesto cuando operan debido a que no poseen partes y movimientos mecánicos por lo que no ocasionan ningún tipo de contaminación sonora.
Las plantas eléctricas producen humo cuando operan. Si la planta no ha recibido el mantenimiento adecuado, la cantidad de humo producido es considerable y dañina para las personas próximas a ésta.
Los sistemas fotovoltaicos no producen humo; sin embargo, durante el proceso de carga las baterías liberan al ambiente hidrógeno en cantidades moderadas. La producción de hidrógeno no es un problema si las baterías se encuentran en una habitación ventilada; en caso contrario, se puede producir una explosión debido a la concentración alta de este gas.
El derrame de la solución de ácido sulfúrico de las baterías representa un peligro para la piel de las personas y para el suelo. En la mayoría de los casos, esta contaminación se produce cuando se abandona irresponsablemente a la intemperie baterías que han cumplido su vida útil. Esta práctica es bastante frecuente en el área rural debido a la falta de programas de educación ambiental y a la falta de recursos para el retiro ecológicamente controlado de las baterías inservibles.
Se puede decir que los sistemas fotovoltaicos poseen impactos ambientales menores que las plantas eléctricas a base de combustibles fósiles. Ellos son una solución amigable con la naturaleza. Sin embargo, el mal uso y manejo de esta tecnología sí puede tener efectos dañinos al medio ambiente. Se sugieren algunas recomendaciones que se deben atender para evitar esto:
El costo inicial de una planta eléctrica de combustible es menor que el de un sistema fotovoltaico de la misma capacidad.
El tiempo de instalación de una planta eléctrica de combustible es menor que el de un sistema fotovoltaico, aunque para las dos alternativas el tiempo es corto y las dificultades de transporte son básicamente las mismas. Además, a nivel local generalmente existen varios distribuidores de plantas eléctricas de combustible.
El abastecimiento periódico de combustible para una planta eléctrica ubicada en un lugar remoto es un problema grande. Las dificultades para transportar el combustible son permanentes. El almacenamiento de combustible, cuando existe, se hace en condiciones peligrosas para la seguridad de las personas y bienes materiales. Los sistemas fotovoltaicos, en cambio, no requieren de ningún suministro de combustible. Los costos, riesgos y peligros relacionados con el uso de combustibles fósiles desaparecen cuando se utiliza energías renovables.
Las plantas eléctricas producen ruido cuando operan. Inicialmente esta contaminación sonora suele ser tolerada por el entusiasmo de disponer de energía eléctrica; sin embargo, pronto ésta se hace intolerable, especialmente para las personas de la tercera edad, enfermos y maestros de escuela. Los sistemas fotovoltaicos no producen ningún sonido molesto cuando operan debido a que no poseen partes y movimientos mecánicos por lo que no ocasionan ningún tipo de contaminación sonora.
Las plantas eléctricas producen humo cuando operan. Si la planta no ha recibido el mantenimiento adecuado, la cantidad de humo producido es considerable y dañina para las personas próximas a ésta.
Los sistemas fotovoltaicos no producen humo; sin embargo, durante el proceso de carga las baterías liberan al ambiente hidrógeno en cantidades moderadas. La producción de hidrógeno no es un problema si las baterías se encuentran en una habitación ventilada; en caso contrario, se puede producir una explosión debido a la concentración alta de este gas.
El derrame de la solución de ácido sulfúrico de las baterías representa un peligro para la piel de las personas y para el suelo. En la mayoría de los casos, esta contaminación se produce cuando se abandona irresponsablemente a la intemperie baterías que han cumplido su vida útil. Esta práctica es bastante frecuente en el área rural debido a la falta de programas de educación ambiental y a la falta de recursos para el retiro ecológicamente controlado de las baterías inservibles.
Se puede decir que los sistemas fotovoltaicos poseen impactos ambientales menores que las plantas eléctricas a base de combustibles fósiles. Ellos son una solución amigable con la naturaleza. Sin embargo, el mal uso y manejo de esta tecnología sí puede tener efectos dañinos al medio ambiente. Se sugieren algunas recomendaciones que se deben atender para evitar esto:
- Los sistemas fotovoltaicos deben ser instalados correctamente para evitar su fallo prematuro, de lo contrario ocasionará el abandono de los equipos y su posible deterioro. No tiene sentido invertir en equipo de alta tecnología si éste no será utilizado durante muchos años.
- Debe existir un programa eficaz de retiro y reciclaje de baterías: las baterías fotovoltaicas abandonadas a la intemperie después de cumplir su vida útil ocasionarán contaminación, por lo que es necesario elaborar un programa para el desecho de las baterías.
- Las baterías deben estar instaladas en una habitación especialmente destinada a este propósito: sistemas fotovoltaicos con baterías instaladas en habitaciones utilizadas por personas podrían ocasionar riesgos a la salud y a la seguridad de las personas si no están instaladas en forma segura.
Financiamiento de un Sistema Solar Fotovoltaico
En comparación con otras fuentes de generación eléctrica, como por ejemplo una planta de diesel, el costo inicial de un sistema fotovoltaico es relativamente alto pero el costo de operación y mantenimiento es muy bajo.
Esto hace frecuentemente que un sistema fotovoltaico sea la opción más barata aunque el costo inicial constituya una barrera para que muchos usuarios potenciales, sobre todo en zonas rurales, no los puedan adquirir.
Por esta razón se buscan mecanismos de financiamiento que permitan una mayor aplicación de estos sistemas, i.e.:
Crédito del suplidor
Algunos suplidores de equipos fotovoltaicos brindan crédito a sus clientes para la compra de un sistema.
En este esquema, generalmente el cliente paga un 30% al contado, con el fin de cobrar el costo de instalación de forma inmediata, y el resto en 4 ó 5 pagos periódicos, en plazos no mayores a un año.
Este crédito requiere que el suplidor cuente con varios años de experiencia para conocer el mercado, así como un flujo considerable de ventas para tener suficiente capital de trabajo.
Alquiler de equipo
Otro esquema para superar la barrera del alto costo inicial es que el usuario pague una cuota mensual por el consumo de electricidad a la empresa que instala el sistema y en cuyo caso el usuario no es el dueño del equipo sino la empresa que brinda el servicio. Esto significa que en vez de suministrar equipo, se suministra el servicio de energía eléctrica.
La decisión de desarrollar un negocio para suministrar servicios en vez de equipo, depende principalmente de las características del mercado, como por ejemplo preferencias de los clientes, capacidad de pago y capacidad de operar o administrar los equipos. También depende de factores como el marco legal del país y los intereses del desarrollador.
Hay que considerar que la venta del servicio eléctrico implica un mayor nivel de involucramiento, interrelación y seguimiento con los clientes; una mayor capacidad técnica y gerencial y compromiso financiero de parte de la empresa promotora. Por otro lado un mayor número de viviendas y comunidades pueden estar interesadas en un sistema de energía renovable como éstos.
El esquema es muy aplicable para aquellas zonas que en unos años contarán con conexión a la red eléctrica. Esta modalidad requiere de la posibilidad de capital inicial porque hay que comprar los equipos y las ganancias no son inmediatas, pero el riesgo de no pago es menor que en el esquema de crédito, ya que un alquiler no pagado puede compensarse mediante la transferencia del equipo a otro cliente.
Esto hace frecuentemente que un sistema fotovoltaico sea la opción más barata aunque el costo inicial constituya una barrera para que muchos usuarios potenciales, sobre todo en zonas rurales, no los puedan adquirir.
Por esta razón se buscan mecanismos de financiamiento que permitan una mayor aplicación de estos sistemas, i.e.:
Crédito del suplidor
Algunos suplidores de equipos fotovoltaicos brindan crédito a sus clientes para la compra de un sistema.
En este esquema, generalmente el cliente paga un 30% al contado, con el fin de cobrar el costo de instalación de forma inmediata, y el resto en 4 ó 5 pagos periódicos, en plazos no mayores a un año.
Este crédito requiere que el suplidor cuente con varios años de experiencia para conocer el mercado, así como un flujo considerable de ventas para tener suficiente capital de trabajo.
Alquiler de equipo
Otro esquema para superar la barrera del alto costo inicial es que el usuario pague una cuota mensual por el consumo de electricidad a la empresa que instala el sistema y en cuyo caso el usuario no es el dueño del equipo sino la empresa que brinda el servicio. Esto significa que en vez de suministrar equipo, se suministra el servicio de energía eléctrica.
La decisión de desarrollar un negocio para suministrar servicios en vez de equipo, depende principalmente de las características del mercado, como por ejemplo preferencias de los clientes, capacidad de pago y capacidad de operar o administrar los equipos. También depende de factores como el marco legal del país y los intereses del desarrollador.
Hay que considerar que la venta del servicio eléctrico implica un mayor nivel de involucramiento, interrelación y seguimiento con los clientes; una mayor capacidad técnica y gerencial y compromiso financiero de parte de la empresa promotora. Por otro lado un mayor número de viviendas y comunidades pueden estar interesadas en un sistema de energía renovable como éstos.
El esquema es muy aplicable para aquellas zonas que en unos años contarán con conexión a la red eléctrica. Esta modalidad requiere de la posibilidad de capital inicial porque hay que comprar los equipos y las ganancias no son inmediatas, pero el riesgo de no pago es menor que en el esquema de crédito, ya que un alquiler no pagado puede compensarse mediante la transferencia del equipo a otro cliente.
Costos de Construcción de un Sistema Solar Fotovoltaico
La inversión necesaria para adquirir un sistema fotovoltaico depende de varios factores, por ejemplo: los precios internacionales del mercado fotovoltaico, la disponibilidad local de distribuidores e instaladores de equipos fotovoltaicos, la ubicación y demanda energética de los usuarios.
Las características particulares de todos los equipos necesarios para satisfacer la demanda energética (en calidad, cantidad y capacidad), la distancia y la facilidad de acceso entre el lugar de venta de los equipos y el lugar donde se instalará el sistema (en cantidad de kilómetros por recorrer en vehículo todo terreno, en vehículo normal, en bestia o caminando), y los márgenes de ganancia de vendedores e instaladores de equipos (generalmente entre el 10- 30%), son factores que determinan en gran medida la cantidad de dinero que el usuario final invertirá para electrificar su vivienda.
El costo inicial total de un sistema fotovoltaico individual típico para aplicaciones domésticas se estima entre US$ 800 y US$ 1.000, el cual incluye los equipos, el transporte y la instalación.
De esta cantidad, los montos de mayor relevancia son un 30% correspondiente al módulo fotovoltaico, y un 15 % a la batería, al inversor, al transporte y a la mano de obra respectivamente. Sin embargo, la experiencia dice que para viviendas rurales muy alejadas y con vías de acceso deficientes, el costo de transporte suele ascender del 15 al 30% del costo inicial.
Los costos totales de un sistema fotovoltaico pueden clasificarse en las siguientes categorías:
Los costos de mantenimiento y operación son aquellos en los que se debe incurrir durante toda la vida útil de los equipos para conservar en buenas condiciones el sistema fotovoltaico. Normalmente, el mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos no es más que la limpieza adecuada de los equipos, especialmente de los paneles fotovoltaicos, y el reemplazo oportuno del agua de las baterías; por lo tanto, los costos de mantenimiento son muy bajos y representan un 3-5 % del costo total del sistema a lo largo de toda su vida útil.
Los costos de reemplazo son aquellos en los que se debe incurrir cuando las baterías llegan al fin de su vida útil. Generalmente, esto sucede después de 3 - 5 años de uso, pero depende en buena medida del mantenimiento y de los ciclos de carga/descarga a los que fue sometida la batería. Estos costos representan 20 - 27 % de los costos totales del sistema a lo largo de toda su vida útil.
Estos costos totales se muestran en la siguiente imagen:
A continuación se presenta información técnica relativa a los sistemas fotovoltaicos más utilizados.
Las características particulares de todos los equipos necesarios para satisfacer la demanda energética (en calidad, cantidad y capacidad), la distancia y la facilidad de acceso entre el lugar de venta de los equipos y el lugar donde se instalará el sistema (en cantidad de kilómetros por recorrer en vehículo todo terreno, en vehículo normal, en bestia o caminando), y los márgenes de ganancia de vendedores e instaladores de equipos (generalmente entre el 10- 30%), son factores que determinan en gran medida la cantidad de dinero que el usuario final invertirá para electrificar su vivienda.
El costo inicial total de un sistema fotovoltaico individual típico para aplicaciones domésticas se estima entre US$ 800 y US$ 1.000, el cual incluye los equipos, el transporte y la instalación.
De esta cantidad, los montos de mayor relevancia son un 30% correspondiente al módulo fotovoltaico, y un 15 % a la batería, al inversor, al transporte y a la mano de obra respectivamente. Sin embargo, la experiencia dice que para viviendas rurales muy alejadas y con vías de acceso deficientes, el costo de transporte suele ascender del 15 al 30% del costo inicial.
Los costos totales de un sistema fotovoltaico pueden clasificarse en las siguientes categorías:
- Costos de inversión
- Costos de mantenimiento
- Costos de reemplazo
Los costos de mantenimiento y operación son aquellos en los que se debe incurrir durante toda la vida útil de los equipos para conservar en buenas condiciones el sistema fotovoltaico. Normalmente, el mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos no es más que la limpieza adecuada de los equipos, especialmente de los paneles fotovoltaicos, y el reemplazo oportuno del agua de las baterías; por lo tanto, los costos de mantenimiento son muy bajos y representan un 3-5 % del costo total del sistema a lo largo de toda su vida útil.
Los costos de reemplazo son aquellos en los que se debe incurrir cuando las baterías llegan al fin de su vida útil. Generalmente, esto sucede después de 3 - 5 años de uso, pero depende en buena medida del mantenimiento y de los ciclos de carga/descarga a los que fue sometida la batería. Estos costos representan 20 - 27 % de los costos totales del sistema a lo largo de toda su vida útil.
Estos costos totales se muestran en la siguiente imagen:
A continuación se presenta información técnica relativa a los sistemas fotovoltaicos más utilizados.
Google Invierte en Energía Solar Residencial con GE Google Electric
El martes 27 de Septiembre del 2011, el gigante de los buscadores, Google, anunció que estará invirtiendo 75 millones de dólares en un fondo común con Clean Power Finance Inc. para dar asistencia en la instalación de paneles solares para más de 3 mil hogares, y de esa manera promover el uso de las tecnologías de aprovechamiento de energías renovables. La empresa Clean Power Finance Inc. permite a los instaladores de sistemas de energía solar asociarse con inversores como Google de manera que se provean sistemas de electricidad solar a propietarios de casas sin requerir mucho gasto adicional.Rick Needham, el director de la oficina de Green Business Operations de Google, mencionó la reciente inversión en el blog de Google:
“Los instaladores de energía solar firman con Clean Power Finance para obtener acceso a soluciones de ventas accesibles, incluyendo el financiamiento al consumidor, como Google… El instalador construye el sistema, el inversor (en este caso Google) lo hace suyo, y los propietarios de casas pagan una mensualidad por el sistema, en un precio que usualmente es menor que pagar energía desde la red tradicional.”
Este fondo en energía solar es la segunda inversión más grande que Google ha hecho en energía solar residencial. En Junio, el gigante de las búsquedas de internet, invirtió 280 millones de dólares con la empresa SolarCity Corp. Este nuevo fondo con Clean Power Finance permitirá a los instaladores locales y pequeños de sistemas fotovoltaicos ofrecer financiamiento a los propietarios de casas que en otro caso no podrían acceder a un sistema de energía solar que cuesta 30 mil dólares.
A inicios de mes, Google ha publicado en 2010 que sus datacenters utilizaron 2,26 millones de megavatios hora de electricidad, lo cual es suficiente para darle energía a una ciudad de 100 a 200 mil habitantes. La siguiente publicación de Google sobre su consumo de energía, el gigante tecnológico ha enfatizado que mantiene un uso de carbono neutral desde 2007.
Google ha invertido 850 millones de dólares en tecnologías de energías renovables,y ha financiado varios proyectos que se enfocan en remover gases peligrosos para el ambiente. A pesar que no es posible utilizar energía renovable para los datacenters de Google, el reciente movimiento para invertir en tecnología solar refleja el compromiso que tiene una de las empresas tecnológicas mas grandes del mundo para lograr un planeta cada vez más verde.
Blog de Google
Sistemas Centralizados Conectados a la Red – Energía Solar Fotovoltaica
Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red son una alternativa prometedora en el futuro de las energías renovables.
En estos sistemas, la energía obtenida no se almacena sino que se provee directamente a la red eléctrica comercial. Esto implica por una parte que el banco de baterías ya no es necesario y, por otra, que se necesita de un equipo especial para adaptar la energía producida por los paneles a la energía de la red.
Este tipo de sistemas provee energía eléctrica a núcleos urbanos que ya cuentan con una red de distribución de energía. Las aplicaciones inmediatas son la venta de energía eléctrica o la reducción de la facturación mensual. Esta es una posibilidad muy interesante para inversiones privadas en el sector de energía limpia.
El uso de esta tecnología es reciente, pero existen experiencias interesantes en España y Alemania que permiten suponer un desarrollo rápido de estos sistemas.
Parece ser que la tecnología ha alcanzado un nivel de madurez aceptable; sin embargo, aún falta mucho por hacer en cuanto a la legislación que permita la venta de energía fotovoltaica de pequeños usuarios privados a empresas distribuidoras de energía convencional.
En estos sistemas, la energía obtenida no se almacena sino que se provee directamente a la red eléctrica comercial. Esto implica por una parte que el banco de baterías ya no es necesario y, por otra, que se necesita de un equipo especial para adaptar la energía producida por los paneles a la energía de la red.
Este tipo de sistemas provee energía eléctrica a núcleos urbanos que ya cuentan con una red de distribución de energía. Las aplicaciones inmediatas son la venta de energía eléctrica o la reducción de la facturación mensual. Esta es una posibilidad muy interesante para inversiones privadas en el sector de energía limpia.
El uso de esta tecnología es reciente, pero existen experiencias interesantes en España y Alemania que permiten suponer un desarrollo rápido de estos sistemas.
Parece ser que la tecnología ha alcanzado un nivel de madurez aceptable; sin embargo, aún falta mucho por hacer en cuanto a la legislación que permita la venta de energía fotovoltaica de pequeños usuarios privados a empresas distribuidoras de energía convencional.
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