POTENCIAL SOLAR DE LA CIUDAD PARA EL EMPLEO DE LA ENERGIA FOTOVOLTAICA EN LAS RESIDENCIAS DE AREQUIPA 2018

  1. Universidad Católica de Santa María
  2. Escuela de Ingeniería Mecánica, Mecánica-Eléctrica y Mecatrónica

 

RESÚMEN: El presente trabajo pretende explicar la riqueza natural del potencial solar de la ciudad de Arequipa (radiación promedio mensual, variabilidad), como fuente energética en el uso sustentable para las viviendas, el uso alternativo de energía es una tendencia cada vez más predominante, especialmente para eliminar la sobreexplotación de recursos naturales como carbón, y el petróleo. Arequipa por su posición geográfica  tiene un gran potencial solar durante todo el año con un rendimiento promedio anual de radiación  de entre 4.5 y 7.5  kW h/m2 de energía incidente diaria; pero con mayor incidencia entre los meses de noviembre a febrero, lo que avizora un panorama de ventaja comparativa, y como consecuencia es propicia aprovechar la implementación de tecnología limpia de generación de energía eléctrica a través de la energía fotovoltaica, la misma que es una fuente permanente y sostenible en el tiempo. En la actualidad las familias arequipeñas vienen consumiendo energía convencional derivada de la hidroeléctrica y los hidrocarburos, pero debe ser política aprovechable y ventaja competitiva aprovechar el potencial en el ámbito de las energías renovables, que se promueva el uso de la energía fotovoltaica aprovechando sus características, lo que traerá incidencias económicas como es el costo precio de consumo por familia que según EGASA su precio de venta promedio es S/ 0.5131 por kW.h. Sin embargo el precio promedio de venta de energía renovable S/ 0.1932 por kW.h, encontrando diferencia significativa, en el caso de energía fotovoltaica su precio oscila entre S/ 0.32 y S/ 0.85 por kW.h con tendencia a disminuir, lo que se convierte una gran alternativa. Para el uso de una vivienda de una familia promedio de 5 personas se requiere implementación para energía fotovoltaica de seis módulos de 250 Wp solares con un costo promedio actual del Kit completo de S/ 12,500 con una vida útil entre los 20 y 30 años con un rendimiento de 7 kW.h al día en invierno y 10 kW en verano, lo que resulta altamente rentable con un recupero al año 7 para la familia promedio.

 

Palabras Claves: Energía solar Fotovoltaica, Brillo Solar, Energía convencional, Energía Renovable.

 

ASTRACT: The present work tries to explain the natural wealth of the solar potential of the city of Arequipa (average monthly radiation, variability), as an energy source in the sustainable use for the houses, the alternative use of energy is an increasingly predominant tendency, especially for eliminate overexploitation of natural resources such as coal, and oil. Arequipa due to its geographical position has great solar potential throughout the year with an average annual radiation yield of between 4.5 and 7.5 kW h / m2 of daily incident energy; but with greater incidence between the months of November to February, What envisages a panorama of comparative advantage, and as a consequence it is propitious to take advantage of the implementation of clean technology of generation of electrical energy through photovoltaic energy, the same that is a source permanent and sustainable over time. At present the Arequipa families are consuming conventional energy derived from hydroelectric and hydrocarbons, but it should be profitable policy and competitive advantage to take advantage of the potential in the field of renewable energies, to promote the use of photovoltaic energy taking advantage of its characteristics, what will bring economic incidences such as the cost of consumption price per family according to EGASA, its average sale price is S/ 0.5131 per kW.h. However, the average sale price of renewable energy S/ 0.1932 per kW.h, finding significant difference, in the case of photovoltaic energy its price ranges between S/ 0.32 and S/ 0.85 per kW.h with a tendency to decrease, which becomes a great alternative. For the use of a house of an average family of 5 people it is required to implement photovoltaic energy of six modules of 250 Wp solar with a current average cost of the complete kit of S/ 12,500 with a useful life between 20 and 30 years with a performance of 7 kW.h per day in winter and 10 kW in summer, which is highly profitable with a recovery at year 7 for the average family.

 

Keywords: Photovoltaic solar energy, solar brightness, Conventional energy, Renewable energy.

 

INTRODUCCIÓN

Desde tiempos remotos el hombre ha  utilizado la energía  para suplir parte de sus necesidades , en una primera instancia  la energía  la proporcionó la naturaleza en forma de biomasa, posterior a ello con el Inicio de la revolución industrial en el Siglo XVIII se dio la utilización de las máquinas y mecanismos  y con ello el manejo de energías fósiles, el uso del carbón.

Uno de los problemas que está alterando el estado de la ecología es la contaminación del medio ambiente generada por el uso de energía convencional, en vista de esta problemática, surge una alternativa de solución que hoy en día resulta útil no solo a nivel doméstico sino también para la industria, es el caso del uso de las energías renovables limpias y prácticamente ilimitadas. Lo característico de esta tipología de energía es que las repercusiones o consecuencias que originan al medio ambiente son menores en comparación con la energía generada convencionalmente.

Dentro de las energías limpias destacamos la energía proveniente del sol o también denominada energía solar o energía solar fotovoltaica. El Sol es la estrella de nuestro sistema planetario, la cual irradia energía al espacio y una parte muy minúscula llega a nuestro planeta tierra, sin embargo, su magnitud representa diez mil veces nuestro consumo.

La electricidad en la vida de los hogares se constituye una necesidad de sobrevivencia para el desarrollo económico y social de las personas, en el caso de Arequipa en la actualidad se viene aprovechando la presencia de la cuenca hidrográfica del rio chili; condición que se ha aprovechado para la generación de energía convencional, a través de seis plantas denominadas Charcani; siendo en la actualidad generadora de mayor impacto del medio ambiente.

El objetivo del presente estudio es considerar el estado actual de la producción, consumo  de la energía convencional y las diferencia de producción y consumo de energía solar fotovoltaica; para ello se realizó una  revisión de fuentes de investigación relacionadas al tema  como journals,  tesis y libros , así mismo fue realizado un análisis técnico y estadístico por medio del cual se verificó las condiciones  climáticas y demográficas del lugar , y de esta manera  se constató la necesidad en cuanto al acceso al uso de la  energía y la ventaja que presenta  para cumplir este propósito. La investigación a su vez permitió realizar los cálculos para lograr la implementación de un sistema solar fotovoltaico piloto para una vivienda de un promedio poblacional de cinco personas.

 

DISCUSIÓN

1. Generalidades de la investigación

La potencialidad de la riqueza natural de Arequipa se evidencia por su radiación solar, donde la producción de energía solar alcanza un promedio de 7.5 kW.h/m2 en los meses comprendidos entre noviembre y febrero, siendo esa considerada alta, y un promedio de 4.5 kW.h/m2 entre los meses de marzo a octubre, la siguiente figura muestra el mapa de energía solar incidente diaria en Arequipa:

Fig. 1. Energía Solar Incidente Diaria Promedio Anual

Fuente: Atlas de la Energía Solar en el Perú (2003).

Autor: Senamhi

 

La Región Arequipa en la actualidad cuenta con dos centrales solares ubicadas en Majes y el Distrito de la Joya, a continuación, se presenta el mapa de capacidad de generación de electricidad existente por fuentes, así tenemos:

 

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Publicación Actual
Volumen 10 - Número 2 (2024)