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Artículo Científico / Scientific Paper |
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pISSN: 1390-650X / eISSN: 1390-860X |
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Jorge Patricio Muñoz-Vizhñay1,*, Marco Vinicio Rojas-Moncayo1, Carlos Raúl Barreto-Calle1 |
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Resumen
La reducción de los costos de la infraestructura solar es una de las principales razones de su crecimiento mundial. En Ecuador se requiere realizar reajustes al marco jurídico que incentive la instalación de pequeños emprendimientos solares fotovoltaicos (de clientes del servicio eléctrico) conectados a las redes de distribución de baja tensión para consumo propio, y los excedentes sean inyectados a la red. Se plantean tres modelos de negocios para la microgeneración distribuida fotovoltaica, mismos que consideran dos sistemas de medición aplicables: el primero denominado netmetering donde se determina el valor neto de la energía (diferencia entre la inyectada a la red y la consumida), y el segundo conocido como «Feed-in Tariff » – FIT donde se determina la energía inyectada a la red a un precio especial como incentivo. El costo de la energía producida por un sistema fotovoltaico en el Ecuador es de USD/kWh 0,1342 con la tasa de descuento del 7 %, el CF (factor de capacidad) = 15 %, mientras que con la tasa de descuento del 10 %, CF = 20 % el costo de la energía alcanza a USD/kWh 0,1229, valores que no contemplan el banco de baterías ni de los terrenos, estos valores son cada vez más competitivos en relación con las fuentes renovables no convencionales.
Palabras clave: solar, fotovoltaico, medición, microgeneración, red, armónico. |
Abstract
Reducing solar infrastructure costs is one of the main reasons for its global growth. In Ecuador adjustments to the legal framework have to be made to encourage the installation of small photovoltaic solar structures for electricity customers connected to low voltage distribution networks for their personal consumption, and any surplus energy be injected into the grid. Three business models pertaining to the distributed microgeneration of PV have been considered, which consider two applicable measurement systems: the first one is called "net metering" where the net value of the energy (the difference between the one injected into the network and the one consumed) is determined, and the second known as "Feed-in Tariff" - FIT is where the energy injected into the grid is set at a special incentive price. The cost of energy produced by a photovoltaic system in Ecuador is USD / kWh 0.1342 with a discount rate 7%, CF (capacity factor) at 15%, while a discount rate 10%, CF at 20% the cost reduces to USD / kWh 0.1229. These values however, do not take into account the bank of batteries or the land, these values are increasingly more competitive in relation to non-conventional renewable sources.
Keywords: solar, photovoltaic, measurement, microgeneration, net, harmonic. |
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1,* Facultad de Energía, las Industrias y los
Recursos Naturales no Renovables, Universidad Nacional de Loja, Ecuador. Autor
para correspondencia
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El
uso intensivo de fuentes de energía de origen fósil ha provocado impactos
ambientales significativos en términos globales especialmente mediante las
emisiones de |
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2.4. Redes inteligentes para el control de la generación distribuida.
La clave fundamental de un smart grid (redes inteligentes) es la integración de todos los elementos que forman parte de la red eléctrica. El concepto se refiere a la incorporación de tecnologías para sensar, monitorear, analizar la información de sus elementos y transmitirla en tiempo real para el mejor desempeño de las redes eléctricas, controlando los flujos de potencia entre los que se encuentra la generación distribuida, detectando fallas para provocar la reconexión automática sin afectar el desempeño. Esto permite que las áreas de coordinación de protecciones, control, instrumentación, medida, calidad y administración de energía, etc., sean concatenadas en un solo sistema de gestión con el objetivo primordial de lograr el uso eficiente y racional de la energía [9]. La implementación de sistemas smart grid en Ecuador está alineado con la ejecución de proyectos de microgeneración distribuida.
2.5. Aspectos técnicos para la interconexión con la red eléctrica
En las Figuras 1 y 2, se presentan formas de conexión entre el domicilio con generación fotovoltaica y la red eléctrica, estas tienen correspondencia con el modelo 2 descrito anteriormente. La Figura 3 corresponde al modelo 3.
Figura 1. Punto de conexión recomendado cuando no hay incentivos a la generación fotovoltaica distribuida [9].
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En la Figura 1, la energía fotovoltaica se entrega a la carga y el excedente se inyecta a la red eléctrica (sistema de distribución). El medidor 1 registra la energía inyectada a la red. La ventaja es que el medidor 2 gira en un sentido cuando el cliente consume energía y en sentido inverso cuando se inyecta a la red (el medidor determina el valor neto de energía), este sistema de medición es conocido como netmetering [9]. En sistemas radiales de distribución con generación distribuida, el flujo de potencia puede ser en sentido de subestación – carga, así como también en el sentido de carga – subestación, por tanto, la caída de tensión también puede ser en los dos sentidos. En función de la cantidad de generación fotovoltaica, para este último caso, podrían presentarse situaciones en los que se superen en algunos nodos los límites superiores de tensión. En el caso de haber algún tipo de remuneración a los excedentes de la energía fotovoltaica, puede ponerse en marcha la conexión señalada en la Figura 2, previo a la regulación del precio de estos excedentes de energía (el medidor 1 registrará el excedente de energía inyectada a la red y el medidor 2 la energía consumida por el cliente pudiendo implementarse un solo medidor smart meter). Este sistema de excedentes de energía es conocido como «Feed-in Tariff » – FIT [9].
Figura 2. Punto de conexión recomendado cuando el excedente de la generación fotovoltaica distribuida tiene cierto incentivo [9].
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generada e inyectada en las redes de distribución por parte de los clientes del servicio eléctrico [11]. El Gobierno federal norteamericano desde el 2006 prevé un descuento de los impuestos federales del 30 % del costo de adquisición de los sistemas solares fotovoltaicos para clientes del tipo residencial y comercial. Además del incentivo federal, algunos estados ofrecen descuentos en otros impuestos [11]. Por ejemplo, Florida propuso un precio premio a la energía a lo largo de 20 años con reducción gradual de la tarifa del 5 % anual; Washington ofreció un incentivo a este tipo de energías para consumidores residenciales, comerciales e instituciones públicas, este incentivo consistió en un valor fijo (no ligado al kWh producido) por un periodo de 5 años [16]. No obstante, el sistema de compensación de energía (net metering) es también uno de los incentivos regulatorios usados para la energía solar fotovoltaica en los Estados Unidos. El modelo implanta el concepto que la energía activa producida con mini o microgeneración distribuida compensa el consumo de energía activa demandada de la red eléctrica por el cliente, es decir, que este paga a la empresa eléctrica distribuidora el valor neto que resulta entre la diferencia de la energía consumida y la energía generada [12]. El incremento per cápita de energía eléctrica en las áreas metropolitanas de las grandes ciudades contrasta con la dificultad cada vez mayor de construir en esas zonas líneas y redes de transmisión y distribución que en algunos casos deben ser soterradas, por esta razón la generación distribuida tendrá en el futuro un papel preponderante para regular la matriz energética de aquellas zonas. En el caso de Brasil, mediante la expedición de un decreto en el 2004, por primera vez se crea la figura del generador distribuido, delineando el mercado a ser atendido. Ese mercado es constituido básicamente por las empresas eléctricas de distribución, mismas que pueden adquirir hasta el 10 % de su demanda a los generadores distribuidos [8]. De esta manera, se abre un importante nicho de mercado para generación distribuida fotovoltaica especialmente cuando en clientes comerciales e industriales coincide la máxima generación con el pico de sus demandas. Luego del desastre nuclear de Fukushima en Japón y la deshabilitación de reactores nucleares, este país estableció políticas de incentivos a la generación distribuida con energías renovables no convencionales especialmente la solar fotovoltaica, para lo cual a partir del 2012 puso en vigencia el modelo Feed-in Tariff (TIF). La normativa contempla precios para la energía entre 39,6 hasta 47,5 cUSD/kWh en función de la capacidad de generación [9–16]. Alemania es otro de los países que ha aplicado la generación distribuida aplicando el modelo Feed-in Tariff (TIF) para capacidades menores a 30 kW, siendo obligación de las empresas distribuidoras otorgar el
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acceso y el pago de la energía inyectada a la red con precios de 24 cUSD/kWh, además de un conjunto de subsidios estatales para la instalación [9–16]. En Inglaterra, al igual que en Japón y Alemania, los precios de la energía de la generación distribuida, mediante el modelo Feed-in Tariff (TIF), son mayores que los de la energía demandada para incentivar a los hogares a instalar paneles fotovoltaicos en sus casas. Los precios de la energía contemplan valores entre 19,8 a 24,3 cUSD/kWh para rangos de capacidades de hasta 50 kW [9–16]. En España fue implantado el sistema Feed-in Tariff (TIF) otorgando un precio premio calculado sobre la base de la tarifa de mercado, líneas de financiamiento, proveer condiciones especiales de inversión e incentivos fiscales [16]. La aplicación de precios preferenciales en estos países para generación distribuida ha sido adecuada, aumentando considerablemente la generación mediante energías renovables no convencionales, especialmente la solar fotovoltaica. En Ecuador, la Ley Orgánica de Servicio Público de Energía Eléctrica no contempla la exoneración de aranceles, impuestos y más gravámenes que afecten la importación de materiales y equipos no producidos en el país, para la instalación de sistemas destinados a la utilización de energías renovables no convencionales como la energía solar. |
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