ARQUITEK
EDICIÓN N°20 |
2021
Julio - Diciembre
2021
Edición online
ISSN-2617-0892
DOI: https://doi.org/10.47796/ra.2021i20
Aplanando la curva del consumo eléctrico con
fotovoltaicos y hábitos ahorradores en un departamento en Lima (2017-2020)[1]
Flattening the curve of electric consumption with
photovoltaics and saving habits in an apartment in Lima (2017-2020)
DOI: https://doi.org/10.47796/ra.2021i20.551
Presentado
: 22.08.21
Aceptado : 29.09.21
RICHARD HENRY VALDIVIA-SISNIEGAS[2]
Investigador independiente
https://orcid.org/0000-0003-0783-6831
RESUMEN
Con el confinamiento por el Covid-19, el consumo eléctrico aumentó para
numerosas familias en Perú, así como las tarifas eléctricas. El objetivo de
esta experiencia fue demostrar la posibilidad de instalaciones fotovoltaicas,
incluso en condiciones no ideales, además de estudiar el consumo eléctrico
integrando gradualmente aparatos eficientes y hábitos de ahorro. Se muestra el
monitoreo de 4 años (2017-2020) de un departamento en Lima, con diversos
sistemas fotovoltaicos de aporte parcial instalados en la fachada mediante un
soporte patentado, para luego registrar y comparar la evolución de los consumos
mensuales y anuales utilizando los recibos de electricidad. Finalmente, se
calcularon ahorros de emisiones y retornos económicos. Los resultados indican
ahorros considerables incluso durante la “nueva normalidad”, por lo que son
oportunos para la adaptación y mitigación al cambio climático, teniendo como
eje central el cambio de hábitos de consumo de electricidad combinados con
energía solar fotovoltaica.
PALABRAS CLAVE: adaptación
y mitigación, eficiencia energética, energía fotovoltaica, consumo eléctrico,
Covid-19.
ABSTRACT
With the lockdown imposed
by Covid-19 pandemic, electricity consumption has increased for many families
in Peru, as well electricity tariffs. The objective of this experience was to
demonstrate the possibility of photovoltaic installations in apartments even
under non-ideal conditions, in addition, to study the electricity consumption
integrating gradually efficient appliances and saving habits. The article
explains the monitoring of 4 years (2017-2020) in an apartment in Lima, with
various photovoltaic systems for partial contribution incorporated in the
façade by mean of a patented hanger, to register and compare the evolution of
monthly and annual consumption using electricity billing receipts. Finally, the
savings in emissions and economic returns have been calculated. The results
show a considerable level of savings in electricity and even more during the
“new normal”, being an opportunity for the adaptation and mitigation to climate
change, and considering the change of habits in electricity consumption
combined with photovoltaic energy as central axis.
KEYWORDS: Adaptation and mitigation, energy efficiency, photovoltaic energy,
electricity consumption, Covid-19
INTRODUCCIÓN
Lima experimentó un fuerte desarrollo inmobiliario del
2005 al 2015 —el cual continúa, pero en menor intensidad—, y los departamentos
son ahora una cantidad importante de viviendas. En 2015, se publicó la Ley de
Generación Distribuida[3],
que debió publicar su reglamento seis meses después. Sin embargo, recién en
2018 se prepublicó un proyecto de reglamento[4],
de modo que su aprobación quedó pendiente de manera indefinida. Existen todavía
entrampamientos legales, económicos y técnicos para la generación distribuida (Ramos, 2020), (Matos Ortega y Vargas
Guevara, 2019), (Sciutto, 2019), sin netmetering[5] o netbillling[6] y sus beneficios. Por ello, aún no existe un clima
favorable para instalaciones solares domiciliarias, a lo cual se suma la
creencia de que en Lima lo solar no funciona, desconociendo el potencial de la
radiación solar y sus oportunidades.
De otro lado, en el modelo eléctrico peruano basado en
un mercado mayorista de electricidad (Okumura, 2015), los costos de las tarifas
dependen de la coyuntura y del comportamiento en el mercado de los diversos
actores en la cadena de generación, transmisión y distribución. La regulación
laxa ha llevado, según expertos, a crear distorsiones en el sistema de precios
(Gutiérrez, 2019), elevando el costo de las tarifas para consumidores regulados
(tarifas domiciliarias) y reduciendo las tarifas de consumidores libres
(grandes mineras e industrias). Asimismo, las tarifas de electricidad se
incrementan de manera imperceptible en el tiempo, lo cual es necesario visibilizar
para deducir posibles ahorros en mediano y largo plazo. Actualmente, la tarifa
residencial de Lima es la segunda más cara en Sudamérica (Coronado, 2020), y la
pandemia del COVID-19, que desde marzo de 2020 ha confinado a las personas en
casa, ha demandado un incremento en el consumo de electricidad residencial de
hasta el 50% más de lo habitual en algunas viviendas, y hasta un 10% en las
tarifas para los usuarios regulados (La República, 2021).
La Agencia Internacional de la Energía (EIA) propone
como un indicador clave el consumo de energía por vivienda para el sector
residencial (EIA, 2016, p. 47). El consumo de electricidad en viviendas es
variable en el tiempo y depende de muchos factores (personas, clima, hábitos,
instalaciones, etc.) En 2017 a nivel de cifras nacionales, el Organismo
Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (Osinergmin) remarcó la
imperiosa necesidad de inculcar la cultura de ahorro en la ciudadanía peruana.
Según este informe, la intensa campaña de ahorro de energía en el sector
residencial en el periodo 1995-2001 logró reducir el consumo eléctrico
residencial en más del 10%. Sin embargo, este se incrementó luego de 2005 hasta
2010, y a pesar de las campañas de ahorro en el 2008 y 2009 no se apreció una
reducción, y permanece en un rango promedio de 122kWh/mes. El aumento coincide
con el crecimiento económico y el boom inmobiliario experimentado en Perú
(Ministerio de Energía y Minas [MEM], 2017). Aún se carece de investigaciones
específicas o estudios de caso más detallados por vivienda.
Por otro lado, en Perú el uso de paneles fotovoltaicos
es aún escaso y poco monitoreado. Un estudio en Lima sobre generación
distribuida (Palacios et. al, 2020) indica que, si existiera retribuciones como
el netmettering, el retorno para
estos sistemas sería de 6.9 años, mientras que con el sistema netbilling sería de 10.6 años, con áreas
fotovoltaicas considerables: 9.74m2 y 51.95m2, situadas
en techos, una condición no usual en departamentos.
Asimismo, la EIA define a la medición como el método
más exacto para complementar las encuestas residenciales existentes y
enriquecer a los modelos con datos sobre el comportamiento y consumo energético
de los ocupantes. Sin embargo, su limitación radica en el costo de equipos de medición.
Para superar esta limitación, se puede monitorear desde el medidor existente
que es constantemente revisado por la compañía eléctrica. Se debe considerar el
‘período del monitoreo familiar’ ya que, los períodos de seguimiento pueden
variar ampliamente, desde un medio día hasta seis años de control continuo. En
consecuencia, la duración de un monitoreo también puede oscilar entre unos
pocos meses hasta algunos años (EIA, 2016, p. 66).
Esta investigación trata del monitoreo del consumo
eléctrico mensual/anual de un departamento, visualizando el desempeño
histórico, fundamentalmente después de la instalación fotovoltaica y las
medidas de ahorro energético (2017-2020). El objetivo fue monitorear el consumo
de electricidad de un departamento en condiciones poco ideales para lo
fotovoltaico, considerándolo como apoyo parcial, tanto en el balcón como en
lugares próximos a las ventanas, en combinación con equipos y hábitos de
consumo ahorradores que aprovechen condiciones naturales manteniendo
condiciones confortables de vida. Se utilizó dicha información para efectuar
balances de emisiones y ahorros que permitan evidenciar los aportes de esta
interacción (reducción de emisiones) y ahorros económicos (recuperación de la
inversión).
MATERIALES Y
MÉTODOS
El Consumo en Departamentos en Lima
Según el primer Reporte Nacional de Indicadores
Urbanos (Periferia y World Wild Fundation, 2018) el promedio nacional de alto
consumo de energía eléctrica en una vivienda a 2018 era de 228.11 kWh/mes
(Lima), mientras que el promedio nacional de bajo consumo residencial es 44.37
kW/mes. Además, el consumo promedio en viviendas de Lima sería de 110.kWh/mes,
consumo muy próximo a ser beneficiario del subsidio FOSE[7].
De otro lado, un sondeo a viviendas de los estudiantes de diversas
universidades durante los años 2011-2014 (Valdivia-Sisniegas, 2015) en 183
departamentos informa que el consumo máximo en departamentos puede llegar a ser
de 485 kWh/mes, mientras que el promedio fue 229.98 kWh/mes y el consumo más
bajo fue 52.67 kWh/mes.
En el departamento estudiado, el consumo de los 3
ocupantes registra un consumo variable de acuerdo al grado de ocupación y
hábitos de consumo hasta el 2016, mientras que el promedio de los dos años
anteriores a la instalación (2015-2016) fue de 208.60kWH/mes, consumo cercano
al promedio alto de consumo en viviendas a nivel nacional.
Condiciones de Radiación en Lima
Lima se encuentra a 12.04º latitud sur y 77.02º
longitud oeste. Cerca de la línea ecuatorial, la mayor parte de la radiación se
recibe desde la parte superior de la bóveda celeste (cenit). El comportamiento
de la radiación es variable en el año: mayor a finales de primavera y durante
el verano e inicios del otoño, mientras que se reduce prácticamente a la mitad
durante finales de otoño, todo el invierno e inicios de primavera, como se
aprecia en los cálculos elaborados a partir de tablas de información solar
disponibles (Censolar, 1993). La irradiación sobre superficies dependerá de la
inclinación, orientación y posición de la superficie (Figura 1). A nivel
específico, los cálculos (Figura 2) revelan que la mejor condición de
irradiación está en las azoteas o techos (100%), y es la superficie
semihorizontal orientada al norte la más recomendada (99.21% de irradiación
anual). En el peor caso, la superficie semihorizontal orientada hacia el sur
tampoco significa una pérdida considerable (98.04% del total anual).
En multifamiliares existentes, resulta difícil usar
las azoteas porque no todos los propietarios cuentan con derechos (propiedad de
los aires o techos sin uso exigido por las reglamentaciones convencionales),
así como la ubicación de instalaciones (ductos, cuartos de máquinas, tanques
elevados, etc.) que generan sombras.
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Figura 1 Radiación Solar Anual en
Lima de acuerdo a la Orientación y Posición de Superficies W/m2 |
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Nota: Se ha
considerado 1m2 de superficie horizontal (H), inclinada a cielo
abierto y orientada hacia 8 direcciones (I-…), e inclinada hacia cielo
abierto adosada a pared orientada hacia 8 direcciones (P-…). La línea roja
indica la opción disponible y utilizada para la instalación en el
departamento (inclinada a cielo abierto y orientada al oeste: P-O).
Elaboración propia en base a H-World Database. |
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Figura 2 Porcentaje Anual de
Radiación Incidente en 1m2 Horizontal y Bandejas Inclinadas con
Diversas Orientaciones en Lima |
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De esta
manera, pensando solo en obtener una máxima ganancia solar en las azoteas y
techos, lo cual haría imposible, en teoría, un escenario de conversión a favor
de una adaptación y mitigación al cambio climático.
No
obstante, la irradiación en superficies no ubicadas en azoteas, sino en
bandejas semihorizontales en las fachadas, tendría una pérdida no mayor al 25%
(bandeja semihorizontal situada hacia el sur con un 76.53% de irradiación
anual) en el peor de los casos. Se considera que la mayor captación de
radiación sería siempre de la parte superior (bandeja horizontal inclinada)
pero con una obstrucción vertical en la parte posterior (pared) que sería la
fachada del edificio (Figura 3).
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Figura 3 Porcentaje Anual de
Radiación Incidente en 1m2 de Bandejas Semihorizontales Instaladas
en Fachadas en Lima |
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El
departamento se ubica en el piso 11 de un edificio de 18 pisos, orientado hacia
el oeste, por lo que no dispone de acceso a una azotea ni una orientación ideal
—con una bandeja horizontal podría capturar solo el 80.27% de la radiación
total anual en el mejor de los casos. El lugar con mayor disponibilidad para
este tipo de departamentos es el balcón, ya que ofrece las condiciones óptimas
para exposición a la radiación (Valdivia-Sisniegas, 2017), aunque como veremos,
para el uso de sistemas pequeños se pueden instalar en ventanas.
METODOLOGÍA
Se trata
de una investigación aplicada enfocada en el consumo y rendimientos, con
carácter exploratorio de temas poco estudiados a nivel local como los sistemas
fotovoltaicos y consumos de electricidad en departamentos. Se recopiló datos
cuantitativos de manera cuasi experimental al no tener un control total de las
variables. Estos datos se analizaron de manera longitudinal durante el periodo
de tiempo mencionado. De acuerdo a la Figura 4, basados en el medidor
eléctrico, se recopilaron los recibos de electricidad para generar un historial
de los consumos (kW/h/mes) y costos de la electricidad (S/) desde 2017 hasta
2020. Asimismo, se pudo comparar con el historial previo de consumo del
departamento, del cual se dispone información desde 2008. Se implementó un
metro cuadrado de panel fotovoltaico de tipo mixto (microinversor + acumulación
+ 3 lámparas solares) teniendo en cuenta la disponibilidad de espacio y el
aprovechamiento de las instalaciones eléctricas existentes. Por decisión propia
del usuario, se fueron implementando mejoras de la eficiencia energética tanto
en el cambio de ciertos artefactos, así como en el cambio de los hábitos de
consumo. Se monitoreó los consumos a partir de la instalación y las mejoras de
eficiencia energética implementadas. Se visualizaron los desempeños del consumo
eléctrico y los costos en el tiempo mediante gráficos. Luego, se calcularon los
ahorros energéticos y se tradujo en emisiones reducidas, así como los ahorros
económicos, tomando en cuenta los incrementos en las tarifas eléctricas en los
años de monitoreo y usando esta tendencia para una proyección anual de ahorros
en años posteriores.
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Figura 4 Esquema Metodológico |
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DESARROLLO
Criterios de
Diseño de la Instalación Mixta
Para la
instalación de 1m2 de panel, se consideró suspender los paneles
desde el techo del balcón, con el fin de no afectar la visual del balcón y
mantenerse dentro de la propiedad horizontal del departamento, así como para
servir de protección solar en días muy soleados. Las dimensiones del balcón
(largo, ancho y alto) fueron determinantes para la selección de paneles. De
acuerdo al modelamiento, una parte de la instalación tendría obstrucción solar
parcial (Figura 5).
Se
diseñó y patentó un sistema de montaje individual por panel. El dispositivo,
denominado “soporte para paneles fotovoltaicos en balcones” (Perú Patent No.
002030-2018/DIN, 2018), permite el mantenimiento de limpieza y fue pensado para
lugares como Lima, ya que las condiciones de humedad, lloviznas de invierno y
la contaminación crean suciedad en superficies semihorizontales, reduciendo
considerablemente la eficiencia de los paneles.
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Figura 5 Modelo Tridimensional de los
Paneles Suspendidos sobre el Balcón Seleccionado |
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El
mecanismo flexible del soporte permite la limpieza de los paneles desde el
interior del balcón en condiciones seguras (Figura 5). Con este método de
suspensión se pueden instalar en balcones de 2.80m hasta 240Wp. Este sistema ha
llevado en el 2020 a una segunda patente con mejoras técnicas (Perú Patent No.
Exp: 001910-2020/DIN, 2020), y logró instalar hasta 320Wp en un balcón de
características similares.
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Figura 6 Paneles Fotovoltaicos en el
Balcón Utilizando el Modelo de Utilidad: Soporte Colgante para Paneles
Fotovoltaicos en Balcones (Perú Patent No. 002030-2018/DIN, 2018) |
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Fuente: Fotografía de Valdivia, R. (2018) |
El
sistema permite efectuar la limpieza desde el interior del balcón evitando
riesgos de caídas a mucha altura. Debido a la ubicación de los paneles y la
forma del edificio, uno de los paneles recibe sombra parcial en algunos meses
(abril-agosto). Otras consideraciones como confort e integración arquitectónica
han sido también consideradas para el entubado y cableado necesario (ver Figura
6).
La
selección de los paneles en el balcón dependió del largo disponible, el cual
fue 2.80m de largo. Se eligieron 3 paneles de 65Wp para lograr una superficie
neta de celdas de casi 1m2, similar a lo sugerido en estudios sobre
construcción sostenible en el Perú (Miranda et. al, 2015) con las
características según la Tabla 1.
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Tabla 1 Características Físicas de
la Instalación |
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Potencia: |
3
paneles 65Wp c/u |
Área total paneles: |
1.30m2 |
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Tipo: |
Monocristalino |
Área neta de celdas: |
1.08m2 |
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Área panel: |
0.434
m2 c/u |
Área departamento |
81.80m2 |
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Fuente: Tomada de Valdivia, R. (2016) |
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Las
instalaciones están conformadas por:
1) Dos paneles a los extremos
del balcón destinados a inyección a la red de la vivienda (micro-inversor)
logrando 130Wp. Esta carga no es considerable por lo que representa una
inyección pequeña solo para consumo interno sin proporcionar a la red exterior.
2) Un panel central para un
sistema de acumulación de 65Wp (controlador, batería e inversor), el cual
abastecería solo una zona interna conformada por un televisor de 26”,
decodificador, y 10 dicroicos de bajo consumo led de uso esporádico.
3) Finalmente, dos lámparas
solares independientes para luz de velador en las ventanas de dos dormitorios
(Figura 7), para ser usadas a partir de las 6 p.m., reduciendo el uso de las
luminarias conectadas a la red. Este procedimiento fue más aprovechado desde
2019 y obligatorio desde 2020.
El
objetivo fundamental de estas instalaciones no es generar toda la electricidad
de la vivienda sino una reducción del consumo eléctrico.
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Figura 7 Ubicación de Panel en
Ventana para Lámpara Solar Interior |
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Fuente: Tomada de Valdivia, R. (2019) |
Monitoreo de
Consumo, Ahorro de Emisiones y Ahorros Económicos
Para el
monitoreo, evolución de consumos y costos, se recolectaron los recibos
mensuales de electricidad del departamento desde 2008. El promedio de consumo y
costo de los dos años antes de la instalación (2015-2016) fue de 208.60kW/h y
S/. 122.21 al mes, y constituyen una línea de base comparativa. El principal
periodo para los cálculos es el tiempo posterior a la instalación (2017-2020).
Para el
balance de emisiones ahorradas por ahorros de electricidad, se recurrió a dos
fuentes nacionales: Informe de Identificación
de gases de efecto Invernadero, realizado por el Proyecto IKI-PNUMA (MINAM
y PUCP, 2017), así como la Guía para
elaborar Medidas de Mitigación para Municipalidades Peruanas (Foro Ciudades
para la Vida, 2020). Para la matriz energética eléctrica, se ha considerado al
año 2018, en que la generación de energía hidráulica y energía térmica (gas
natural) generada en la región centro fueron de 69% y 31%, respectivamente
(MEM, 2019).
Para
determinar valores confiables de costos y retornos, se ha considerado el
incremento del costo de la electricidad tomando como referencia los informes
técnicos anuales del Instituto Nacional de Estadística (INEI) desde el 2012.
Como se sabe, el costo de electricidad varía en el tiempo y depende de muchos
factores. Un promedio del porcentaje de incremento se ha establecido para los
años luego de la instalación, 2017 en adelante.
RESULTADOS
Se
demuestra que —incluso con un panorama adverso— con hábitos de ahorro es
posible la introducción de energía fotovoltaica de escala pequeña y de aporte
parcial con retribuciones ambientales y económicas considerables y mejoradas
respecto a instalaciones grandes. A nivel de emisiones, se demuestra un aporte
significativo, y a nivel económico, se ha reducido el tiempo de recuperación de
la inversión.
Comparación de
Consumos Eléctricos Anuales
En base al promedio de dos años previos a la
instalación (2015-2016), el consumo al inicio del año era cercano a 150kW/mes,
mientras que para el invierno se incrementó hasta 300kW/mes, prácticamente el
doble. Los tres primeros años de instalación fotovoltaica (2017, 2018 y 2019)
evidencian una disminución notable del consumo respecto al promedio
establecido. A lo largo de los años de instalación, el consumo se redujo
logrando aplanar la curva.
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Figura 8 Comparación del Consumo
Promedio Previo (2015-2016) y Luego de la Instalación (2017-2020) |
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Nota: Elaboración con base en recibos eléctricos 2015-2020
del departamento |
El 2020
fue singular por la pandemia del COVID-19. Se incrementó la permanencia en el
hogar, pero también permitió un control constante del consumo. Como
consecuencia, se evidenció un récord de bajo consumo, menor al límite FOSE de
100kW/mes (Figura 8). La causa de este desempeño se atribuye a la experiencia
ganada durante años previos en el ahorro, la acumulación para uso nocturno a
partir de las 18.00 h y el control constante, lo cual posibilitó una reducción
considerable del consumo eléctrico a nivel anual (Figura 9):
·
El 2017, se utilizó el sistema sin mucho rigor,
confiando en lo generado por el sistema de inyección, usando poco el sistema de
acumulación. El mayor consumo se dio en invierno por el uso de la terma y un
radiador en un dormitorio. La reducción de consumo fue de 30.28% con respecto
al promedio previo 2015-2016.
·
El 2018, se cambiaron las luminarias
ahorradoras a luminarias tipo led. Se reemplazó la terma eléctrica por otra con
indicador de temperatura, lo cual permitió un mejor control del consumo, y el
logro de una reducción ligera del consumo a 35.30% respecto al promedio
2015-2016.
·
En 2019, se impusieron mayores hábitos
ahorradores: se evitó la iluminación durante la noche (sobre todo de los
ambientes no utilizados), se utilizaron lámparas solares y el sistema
acumulador a partir de las 18.00 h en el que la zona a ser alimentada por el
sistema es usada de manera constante. Durante el verano, la batería tenía una
autonomía de hasta 4 horas, pero durante el invierno se usó dejando un día para
2 horas de autonomía. La reducción de consumo fue 46.34% del promedio
2015-2016.
·
Para 2020, los residentes mantuvieron
actividades similares hasta el inicio del confinamiento (marzo), luego del cual
permanecieron con actividades de teletrabajo y telestudio usando computadoras
(2 laptops) así como televisión, DVD, y radio durante momentos libres; además
de instalaciones de uso constante pero de bajo consumo (celulares, router,
decodificador de TV, teléfono inalámbrico) e instalaciones de funcionamiento
eventual básico para el hogar (terma, refrigeradora, lavadora, y horno microondas).
Se conservaron los hábitos ahorradores del 2019. De esta manera, el consumo de
2020 establece una reducción significativa de 60.20% respecto al promedio
2015-2016; logro considerable en condiciones no ideales de radiación,
orientación, ubicación y normatividad para el uso fotovoltaico. Con las
condiciones de “nueva normalidad” el departamento ha logrado un promedio de
consumo eléctrico de 79.8 kW/h al mes al finalizar el 2020. Esto ha ayudado al
logro del subsidio FOSE todos los meses, al evitar un consumo mensual mayor a
100 kWh/mes mejorando el retorno económico.
En el
período total de instalación fotovoltaica (2017-2020), se ahorró 4 347.40 kW
según el promedio establecido previo a la instalación.
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Figura 9 Evolución de Consumos
Anuales de Electricidad 2008-2020 |
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Nota: Elaboración
con base en recibos eléctricos 2008-2020 del departamento |
DISCUSIÓN
Comparación y Estimaciones de CO2
Para el
cálculo de emisiones evitadas, se usó una lógica de conversión proporcional.
Según la Guía para elaborar Medidas de Mitigación para Municipalidades Peruanas
(Foro Ciudades para la Vida, 2020) al generar 1 kW de electricidad por
hidroeléctricas se emiten 6.8 kgCO2eq y al generar 1 kW de electricidad por
centrales térmicas a gas se emiten 415 kgCO2eq. Tomando en cuenta su
participación proporcional en la matriz de 2018, se han emitido por cada kW de
electricidad 133.34 kgCO2eq.
De esta
manera, se habrían ahorrado 579.69 tnCO2eq (Figura 10) durante el periodo
2017-2020. Esta estimación de emisiones evitadas establece una referencia de
análisis ambiental en departamentos que evidencian la reducción de sus consumos
eléctricos, de modo que se pudo aplicar programas de declaración de emisiones
como NABERS (National Australian Building Environment Rating, 2020), trabajando
con la facturación de energía y reportándose el consumo de viviendas y oficinas
entre otros.
Comparación de
Costos y Retornos
De
acuerdo a un análisis longitudinal (INEI, 2012-2019), el promedio de incremento
anual entre 2017 y 2020 fue de 4.23%, y permite estimar los ahorros en el caso
de haber seguido consumiendo como en los 2 años previos a la instalación (2015
y 2016). Según este procedimiento, el ahorro acumulado es de S/. 2,726.31
(Figura 11).
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Figura 10 Evolución de Emisiones
Evitadas en kgCO2eq (2016-2020) |
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Nota: Elaboración con base en recibos eléctricos 2008-2020
del departamento y datos de la Guía
para elaborar Medidas de Mitigación para Municipalidades Peruanas (Foro
Ciudades para la Vida, 2020) |
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Figura 11 Comparación de Costos Anuales
del Consumo de Electricidad del Departamento y Ahorros Generados por el
Sistema Fotovoltaico |
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Nota: Elaboración en
base a recibos eléctricos 2008-2020 del departamento y porcentaje de
variación anual de electricidad según INEI 2012 a 2020. |
Es imposible
determinar la evolución a futuro del incremento de la electricidad, pero se
estima que continuará a un ritmo similar. Por ello, el retorno se deduce en
función de los años transcurridos para estimar ahorros reales y los ahorros
futuros pueden ser establecidos de acuerdo a la tendencia y posibles
escenarios.
·
El costo de electricidad en 2017 fue de 74.70%
del promedio de los 3 años previos a la instalación, logrando ahorros notables
(25.30%).
·
El costo de electricidad en 2018 solo fue de
75.14% del promedio de los años previos a la instalación, obteniendo un ahorro
similar respecto al promedio 2015-2016 (24.86%).
·
El costo de electricidad del 2019 llegó a
reducirse al 63.89% de los años previos a la instalación obteniendo un ahorro
muy significativo (36.11%).
·
El costo del año 2020 es el 44.71% del promedio
de los años previos a la instalación (2015-2016), marcando un ahorro muy
considerable (55.51%).
Como
muestra la Tabla 2, si el costo de la instalación mixta fue de S/5,250 (finales
de 2016), en un ‘modo de aprendizaje’ se compara el escenario de costo
eléctrico anual en aumento de 4.23% así como el consumo convencional previo a
la instalación, seguidamente con el escenario de ahorros registrados con la
instalación y hábitos aprendidos de 2017 a 2020 (amarillo) y proyectados a 2023
(naranja). Luego, se puede deducir un retorno en 6.2 años considerando los
ahorros acumulados proyectados (verde). Sin embargo, en un ‘modo mejorado’
comparando un escenario convencional (aumento de la tarifa anual y consumo
despreocupado) pero con una instalación y hábitos ahorradores, considerando la
experiencia ganada al 2020 (color amarillo), y si se mantuvieran las
condiciones con los ahorros posibles a futuro (naranja), con el acumulado
obtenido (verde), el retorno podría llegar a ser en 4.5 años (Tabla 2).
En un
supuesto caso de retribuciones con la Ley de Generación Distribuida, el
mecanismo Net Metering tendría las
tasas de retorno más elevadas, y dependiendo de la potencia en kWp y la zona de
instalación en el país, puede recuperar su inversión entre 6 y 7 años en
promedio. Mientras que para el caso del Net
Billing, dependiendo de la potencia en kWp y la zona de instalación en el
país, puede recuperar su inversión entre 8 y 11 años.
Cabe
señalar, que, si el usuario efectúa una inversión sin obtener alguna
compensación por la energía que inyecta (excedentes) a la red eléctrica sólo
podría tener una tasa de descuento de su inversión que oscila entre 1 y 3%
recuperando su inversión aproximadamente en 21 años, lo cual no representa
incentivo alguno para el cliente regulado, siendo ello la situación actual de
la generación distribuida en el Perú (Palacios et. al, 2020, pp. 65-66)
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Tabla 2 Retornos Anuales Registrados
(Amarillo), Acumulados Posibles (verde) y Proyectados (Naranja) en S/. |
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Modo Aprendizaje |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|||
|
Costo eléctrico anual en S/ |
1516.35 |
1567.90 |
1621.21 |
1676.33 |
1733.33 |
1792.26 |
1853.20 |
|
||
|
Ahorros
Registrados en S/ |
433.02 |
491.32 |
723.56 |
1078.413 |
1124.02 |
1171.57 |
1221.13 |
|
||
|
Retornos acumulados |
2726.31 |
3850.33 |
5266.13 |
6243.03 |
||||||
|
Tiempo
de retorno |
6.2 años |
|
||||||||
|
Modo Mejorado |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
2024 |
2025 |
2026 |
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|||
|
Costo eléctrico anual en S/ |
1730.81 |
1804.02 |
1880.33 |
1959.87 |
2042.77 |
2129.18 |
2219.24 |
|
||
|
Ahorros
posibles |
1078.413 |
1124.02 |
1171.57 |
1221.13 |
1272.78 |
1326.62 |
2382.74 |
|
||
|
Posibles
retornos acumulados S/ |
5231.52 |
Retribuciones
futuras → |
|
|||||||
|
Tiempo
de retorno |
4.5 años |
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
En un
supuesto caso de retribuciones con la Ley de Generación Distribuida, el
mecanismo Net Metering tendría las
tasas de retorno más elevadas, y dependiendo de la potencia en kWp y la zona de
instalación en el país, puede recuperar su inversión entre 6 y 7 años en
promedio. Mientras que para el caso del Net
Billing, dependiendo de la potencia en kWp y la zona de instalación en el
país, puede recuperar su inversión entre 8 y 11 años.
Cabe señalar, que, si el usuario efectúa una inversión sin obtener
alguna compensación por la energía que inyecta (excedentes) a la red eléctrica
sólo podría tener una tasa de descuento de su inversión que oscila entre 1 y 3%
recuperando su inversión aproximadamente en 21 años, lo cual no representa
incentivo alguno para el cliente regulado, siendo ello la situación actual de
la generación distribuida en el Perú (Palacios
et. al, 2020, pp. 65-66)
CONCLUSIONES
·
Los ahorros en el consumo (energía y costos) de
instalaciones mixtas son posibles, pero deben estar acompañados de hábitos
ahorradores (control) para ser efectivos. Ello teniendo en cuenta el contexto
desfavorable: radiación (variable en Lima), sitio (sin acceso a techo),
orientación (diferente a la recomendada), dimensión (solo 1m2 de
área fotovoltaica), ausencia de incentivos (sin netmettering o netbilling
como mecanismo de retribución), un mercado cautivo a nivel de electricidad
(tarifas reguladas y en incremento) así como mantenimiento (limpieza en altura,
etc.).
·
La “nueva normalidad” del confinamiento por la
pandemia (trabajo y estudio en casa) favorece el uso de sistemas fotovoltaicos
para viviendas de departamentos, incluso de aquellas sin acceso a techo. Sin
embargo, los hábitos de ahorro desarrollados a partir de la instalación solar,
así como los hábitos y el uso de equipos eficientes deben ser materia de
estudios a profundidad en adelante.
·
Con sistemas mixtos de producción fotovoltaica
de dimensiones pequeñas e intermedias, se puede recuperar la inversión más
rápido (6.2 años con lo experimentado y 4.5 años en caso de una conducta
encaminada al ahorro desde el inicio). Mientras que con la generación distribuida:
netmettering o netbilling (con 6.9 a 10.6 años, respectivamente) aún inaplicada en
el Perú y añoradas durante más de una década, se requerirá de un mayor tiempo
para el retorno. Los sistemas mixtos de baja producción eléctrica y
complementarios al sistema convencional permitirían apostar hacia una
microgeneración individual inducida por las circunstancias desfavorables del
mercado eléctrico peruano.
·
En el caso de Lima, para los sistemas de
acumulación fotovoltaica, no se requiere energizar toda la vivienda, sino solo
parte de ella o los consumos más viables y adaptables (por ej. iluminación y
electrodomésticos de bajo consumo, pero constantes), aprovechando las
oportunidades disponibles de radiación de la vivienda.
·
El objetivo de instalaciones solares
residenciales con las condiciones actuales debería centrarse en llegar a los
subsidios del FOSE y reducir el consumo en hora punta. El reto es lograr
consumos menores a 100 kWh/mes o incluso menores a 30 kWh/mes logrando el
subsidio FOSE del 7.5 kWh/mes o del 15 kWh/mes, respectivamente.
·
El uso de paneles solares en balcones significa
un territorio a explorar para adaptar instalaciones de apoyo parcial. La
diversidad de balcones, sus orientaciones y dimensiones son variables para
mayores estudios a futuro en relación a la oferta de paneles y el potencial de
captación energética. Innovaciones —como la patente 002030-2018/DIN “Soporte
colgante para paneles fotovoltaicos en balcones” y otras patentes en curso,
como la solicitud de patente 001910-2020/DIN “Soporte colgante para paneles
fotovoltaicos con movimiento pendular y giro en su eje vertical”— pueden ser
tomadas en cuenta para diseños de departamentos, ayudando a la adaptación de
estos espacios, lo cual constituye una herramienta de gran utilidad para
programas de descarbonización, mitigación y adaptación; también dichos diseños
podrían ser incluidos en programas de viviendas sostenibles para recibir
subsidios.
·
El monitoreo de las facturaciones mensuales y
balances de tipo anual posibilita determinar ahorros energéticos, económicos y
de emisiones que avalan este tipo de instalación para ser incluida en programas de vivienda con la
finalidad de optar a financiamientos de reducción real de emisiones para
adaptación y mitigación (por ej. SREP [Programa de aumento del Aprovechamiento
de Fuentes Renovables] en países de bajos ingresos, etc.), o en programas de construcción sostenible
(por ej. bono verde MiVivienda), o procesos normativos (por ej. Código Técnico
de Construcción Sostenible) e incluso en sistemas de registro
nacional/municipal en localidades que deseen monitorear y reducir emisiones
(por ej. NABERS). De esta manera, se favorece el incremento de los beneficios
económicos y oportunidades para propietarios o usuarios de energía solar,
considerándolos más como “prosumidores”[8] que simples “consumidores”.
REFERENCIAS
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