LA MÁXIMA RENTABILIDAD DE INSTALAR ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN LA AGROINDUSTRIA DE PERÚ

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Las estructuras de suministro de energía industrial se encuentran en pleno proceso de cambio en todo el mundo. 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?

Investigación del Dr.-Ing. Máster Gerardo Arancibia Moreno de Elemental Energy, Article: A Cost-Effective Methodology for Sizing Solar PV Systems for Existing Irrigation Facilities in LaTam

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, en el sentido de que para el 2030 el 15% de la matriz energética se basaría en energía renovable.

Sin embargo, a inicios del 2019, el Ministerio de Energía y Minas informa 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 eliminará de una de las barreras existentes en el sector, modificando la normativa en materia de energía renovable. 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 eléctricas de los consumos eléctricos futuros, como una forma de almacenamiento energético.

Imagen 1. Planta fotovoltaica en autoconsumo sobre techo de Packing frutícola
Fuente: Elemental Energy

FOTOVOLTAICA Y COMPETITIVIDAD AGROINDUSTRIAL

Actualmente y a pesar de normativas restrictivas o la falta de estas, 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.

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 EEUU).

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

Imagen 2. Mapa de radiación solar Mundial
Fuente: http://helioscsp.com/wp-content/uploads/2019/01/solar-irradiance-world.png

De todas las energías renovables presentes en Perú, la solar fotovoltaica es la que tiene mayor presencia, fiabilidad y factibilidad en todas las aplicaciones industriales, sobre todo la fotovoltaica sobre cubierta. El país es una de las potencias que más ventaja competitiva podría obtener de esta energía limpia de bajo costo y fácil acceso, gracias a sus elevados niveles de radiación solar.

El retorno de la inversión para una planta fotovoltaica Industrial para producción propia es de 1 a 4 años. (Laboratorio Nacional de Energía Renovable de E.E.U.U. e Instituto Fraunhofer Alemania)

El costo de la energía eléctrica generada por una planta fotovoltaica destinada al autoconsumo es actualmente de un 50 a 75 por ciento más económico de la ofrecida por la red eléctrica local.

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 o sea que la producción eléctrica se ajuste lo más posible a la demanda, en tiempo y potencia requerida.

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 producto consume la energía y si estos sistemas están conectados a la red eléctrica local o aislados de esta.

La fotovoltaica ofrece soluciones de sistema integrales para multitud de aplicaciones híbridas con redes diésel y red eléctrica convencional para un autoconsumo óptimo en aplicaciones industriales como packing de procesamiento, cámaras frigoríficas, sistemas de riego y bombeo de alta potencia, etc. La integración arquitectónica de estas plantas es óptima en infraestructuras existentes para cualquier aplicación comercial e industrial: sobre tejados, en campo abierto, en estacionamientos, etc.

Imagen 3. Planta fotovoltaica en autoconsumo sobre suelo sistema de riego
Fuente: Elemental Energy

Sistemas conectados a la red u on-grid

Existen 3 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.

En el Net Metering, la energía consumida de la red eléctrica cuando la planta fotovoltaica no está generando (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 2,5-3 años
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 (unidad de energía) al mismo precio que el de venta.

En el modelo de comercio 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 optara por inyectar 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 de 3-4 años

Los sistemas fotovoltaicos de Inyección cero se desarrollan cuando no existe 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 un 30-40% de la demanda energética diaria de la empresa o lo que es igual al 60 al 80% de la demanda energética que se produce entre la 9 y las 15 horas del día solar.

El Retorno de la inversión fotovoltaica en este modelo es de 1,5-3 años

Imagen 4. Curva de demanda de energía y generación fotovoltaica en inyección cero
Fuente: Elemental Energy

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 en 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, cámaras de frío, etc.

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

Aplicaciones híbridas Fotovoltaica/Diésel

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 y 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 de 1-2 años

Imagen 5. Planta fotovoltaica aislada de red Packing frutícola con apoyo diésel 
Fuente: Elemental Energy

¿DURANTE CUÁNTO TIEMPO SERÁ COMPETITIVA MI PLANTA FOTOVOLTAICA?

Vida útil de 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 por ciento 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 y que permitir el fácil acceso de personal, especialmente sobre techumbre, en las labores de limpieza de los módulos fotovoltaicos.

Imagen 6. Instalación planta fotovoltaica sobre techo Packing frutícola
Fuente: Elemental Energy

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

Si le intereso este articulo y quiere evaluar con nosotros los beneficios de la energía fotovoltaica en su negocio llámenos al +56 997 982 212 | 964 804 654 o escríbanos a info@elementalenery.cl