I
TRABAJOFINALDEGRADO
GradoenIngenieríadelaEnergía
APLICACIÓNDELOSOBJETIVOSDEDESARROLLO
SOSTENIBLEENELDISEÑOYGESTIÓNDEPROYECTOS
ENERGÉTICOSENPAÍSESENVÍASDEDESARROLLO
MemoriayAnexos
Autora: MyriamBennisDirectora: MariaElenaMartinCañadasConvocatoria: 012021
Memoria
II
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
III
RESUMENEnelpresenteestudioseproponeunanálisisdelasdiferentesalternativasparaproporcionarunaenergía limpia,quecumplacon losrequisitosestablecidosatravésde losObjetivosdeDesarrolloSostenible,enumeradosporlaAsambleageneraldeNacionesUnidasen2015.Eltrabajovadestinadoalasfamiliasdeescasosrecursosquevivenenlaszonasruralesdelospaísesenvíasdedesarrollo.Deestemodo,setratadeevaluarlasdiferentesestrategiasdeexposicióndelasenergíasrenovablesaldesarrollosostenibledeesaszonas,quecombinaeldesarrolloeconómicoysocialconlaproteccióndelmedioambiente.Enestamemoriaseincluyeeldimensionadodeunainstalaciónfotovoltaica,concretamenteunsistemasolardoméstico,parauncasodeestudioseleccionadoenMarruecos.Partiendode datos anuales de irradiación y necesidades energéticas de la localización del caso deestudio, se han tomado las decisiones apropiadas en cada etapa del dimensionado paraalcanzarunproyectoviableyasequible.Paraello,elproyectoconllevaunaevaluacióndesufactibilidadeconómica,unestudiodesuimpactoambientalyalgunasrecomendacionesparasuperar problemas con los que se pueden enfrentar las poblaciones rurales pobres o paragarantizarplenamentesuseguridadenergética.
Memoria
IV
RESUMEnelpresentestudiesproposaunaanàlisidelesdiferentsalternativesperaproporcionarunaenergia neta, que compleixi amb els requisits establerts a través dels Objectius deDesenvolupament Sostenible, enumerats per l'Assemblea general de les NacionsUnides el2015.Eltreballvadestinatalesfamíliesd'escassosrecursosqueviuenaleszonesruralsdelspaïsosenviesdedesenvolupament.D'aquestamanera,estractad'avaluarlesdiferentsestratègiesd'exposiciódelesenergiesrenovablesaeldesenvolupamentsostenibled'aquesteszones,quecombinaeldesenvolupamenteconòmicisocialamblaprotecciódeelmediambient.Enaquestamemòrias'incloueldimensionatd'unainstal·laciófotovoltaica,concretamentunsistemasolardomèstic,perauncasd'estudiseleccionatalMarroc.Partintdedadesanualsd'irradiació i necessitats energètiques de la localització de el cas d'estudi, s'han pres lesdecisions apropiades en cada etapa de el dimensionat per arribar a un projecte viable iassequible.Peraaixò,elprojectecomportaunaavaluaciódelseufactibilitateconòmica,unestudi del seu impacteambiental i algunes recomanacionsper superarproblemesambelsquals es poden enfrontar les poblacions rurals pobres o per garantir plenament la sevaseguretatenergètica.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
V
ABSTRACTThisstudyproposesananalysisofthedifferentalternativestoprovidecleanenergy,whichmeetstherequirementsestablishedthroughtheSustainableDevelopmentGoals,listedbytheUnitedNationsGeneralAssemblyin2015.Thiswork is intended for low-income families living in rural areasof developing countries.Therefore,thematteristoevaluatethedifferentstrategiesforexposingrenewableenergiesto the sustainable development of these areas, which combines economic and socialdevelopmentwithenvironmentalprotection.Thisreportincludesthedimensioningofaphotovoltaicinstallation,specificallyasolarhomesystem,foraselectedcasestudyinMorocco.Basedontheannualirradiationdataandtheenergyneedsofthelocationofthecasestudy,theappropriatedecisionshavebeenmadeateachstageofthedimensioningtoreachaviableandaffordableproject.Todoso,theprojectinvolvesanevaluationofitseconomicfeasibility,astudyofitsenvironmentalimpactandsomerecommendations to overcome problems that poor rural populationsmay face or to fullyguaranteetheirenergysecurity.
Memoria
VI
AGRADECIMIENTOSEste Trabajo Final deGrado representa el final de una etapamuy importante enmi vida.Representaelcierredemásdecuatroañosdeestudios,loscuáleshanintervenidofuertementeen mi desarrollo intelectual y personal. Quiero agradecer a todos las personas que hancontribuidoenlacreacióndeestetrabajo.En primer lugar, agradezco a mis padres, por ser los primeros en creer en mí y en miscapacidades. A pesar de los miles de kilómetros que nos separan, me han apoyadoincondicionalmente a lo largo de todos estos años de carrera. Gracias Papa yMama porvuestrapreocupaciónyporvuestrasvisitasenlosmomentosmásdifíciles.Amihermanapequeña,portodosucariño.Amihermanagrande,porsudedicación,porsusconsejosyporsutiempo.A mi tutora, María Elena, por haber hecho posible el desarrollo de este trabajo, por sucompromiso,porsuapoyoyporsusconsejosdurantetodalarealización.Atodosmiscompañeros,amigosyprofesoresquemehanacompañado,tantoenmisalegríascomoenmispenasdurantetodosestosaños.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
VII
ÍNDICEDEFIGURAS
Figura1:NúmerodehogaressinaccesoenÁfricayAsiaPacífica(enmillones)....................7
Figura2:ElconsumototaldeenergíaporpersonaenAlemania...........................................8
Figura3:Elconsumototaldeenergíaporpersonaenelmundo...........................................8
Figura4:Unalinternasolar.................................................................................................9
Figura5:Sistemasolardoméstico.....................................................................................10
Figura6:Quioscodeenergíasolar.....................................................................................10
Figura7:Conceptodemicro-red.......................................................................................11
Figura8:Flujodepotenciatradicionalenunarednacional................................................11
Figura9:Los17objetivosdeDesarrolloSostenible............................................................17
Figura10:DiagramadebloquesdeunSHS........................................................................21
Figura11:Representacióncélula,móduloyconjunto(array),respectivamente..................22
Figura12:SímbolodeunacélulaPV,móduloPVogeneradorPV.......................................23
Figura13:CurvaIVconirradianciavariable.....................................................................24
Figura14:CurvaIVcontemperaturavariable....................................................................24
Figura15:Símbolodeunabateríaopila............................................................................25
Figura16:Tiposdebateríasrecargables............................................................................27
Figura17:Curvaderendimientotípicadelinversorenfuncióndelfactordepotencia(Cosfi).........................................................................................................................................31
Figura18:Esquemadebarrerasdelprogramadesistemasolardoméstico.........................34
Figura19:Esquemadecriterioseindicadoresdeéxito......................................................36
Figura20:Distribucióngeográficadelosproyectosinstaladosyenconstruccióndemasen42
Figura21:MapageneraldelaregiónalrededordeSmimou...............................................44
Figura22:MapageneralyespecíficodelaciudaddeSmimou............................................45
Figura23:DAUTnecesariosparaelfuncionamientodesistemasPVfrenteaHPSdisponibles48
Figura24:Inclinacióndelcolectorsolar.............................................................................49
Figura25:EsquemadeconectividaddemódulosPVrequeridosparalainstalación............54
Figura26:BloquebateríaAccuForce12V-200Ah,Sunlight..................................................55
Figura27:Esquemadeconectividaddelsubsistemadebateríasrequerido........................55
Figura28:EsquemasimpledelainstalacióndelSHS..........................................................61
Figura29:TasadecoberturadelasmetasdelosODSdelproyecto....................................67
Figura30:Hornosolarococinasolardecaja.....................................................................70
Figura31:Temperaturasdecocciónenunhornosolar......................................................71
Memoria
VIII
Figura32:ConjuntodeviviendasruralesdeundouarenlaregióndeHaha.......................79
Figura33:ConjuntodeviviendasruralesdeundouarenlaregióndeHaha.......................79
Figura34:Placaeléctricaportátil......................................................................................80
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
IX
ÍNDICEDETABLAS
Tabla1:Usodeenergíaeninstalacionesdesaludenáreasrurales.....................................12
Tabla2:MetasdelODS7..................................................................................................18
Tabla3:Metodologíaestablecidaparaevaluarlasostenibilidaddeunproyecto.................19
Tabla4:Característicascríticasdeunacélulaymódulosolar.............................................23
Tabla5:CaracterísticasrequeridasdelalmacenamientoSHS.............................................26
Tabla6:Electrolitosenbateríasdeplomo-ácido................................................................27
Tabla7:Electrodosenbateríasdeplomo-ácido.................................................................28
Tabla8:Característicascomparativasdelasbateríasdeion-litioyplomo-ácido.................29
Tabla9:MantenimientodeloscomponentesdeSHS.........................................................33
Tabla10:IndicadoresclavedepotenciainstaladaytasadeenergíaenMarruecos(2018)..41
Tabla11:Consumosenergéticosdeequiposparalainstalaciónconsiderada......................46
Tabla12:Pérdidasconsideradasenlainstalación..............................................................47
Tabla13:RadiaciónglobaldiariamesamesGd(kWh/m2día).............................................50
Tabla14:ValoresalaplicarelcocienteEtotal/Gd.................................................................50
Tabla 15: Valores de radiación solar disponible diariamente y mensualmente para unainclinación30°..................................................................................................................51
Tabla16:CaracterísticasdelmóduloTS150P.....................................................................52
Tabla17:CaracterísticasparcialesdelosmodelosdereguladoresRBL-30y40A................57
Tabla18:AlgunostiposdeinversoresdelamarcaVICTRONENERGY.................................57
Tabla19:Corrientesmáximasadmisiblessegúneltipodecablesegúnnormativa..............59
Tabla20:Dimensionadodelcableadonecesarioparalainstalación...................................60
Tabla21:Análisiseconómicodeloscomponentesfotovoltaicos........................................62
Tabla22:Análisiseconómicodelainstalacióneléctrica.....................................................62
Tabla23:Análisiseconómicototal....................................................................................63
Tabla24:Manodeobra....................................................................................................63
Tabla25:EvaluacióndelacontribucióndecadaODSalproyectoseleccionado..................65
Tabla26:Metasquecontribuyenalproyectoseleccionado...............................................66
Tabla27:Evaluacióndelosfactoresdeéxitoenelprograma.............................................68
Tabla28:ExigenciasdelacomunidaddeSmimou..............................................................71
Tabla29:Principalesventajasydesventajasdelhornosolar..............................................72
Tabla30:ODSquesecumplenintroduciendoelhornosolarenzonacondeforestación.....72
Tabla31:Datoscompletosdelconsumodiariodeelectricidadparaelhogar......................80
Memoria
X
NOMENCLATURAABREVIACIONES
ADEME Agencedel’EnvironnementetdelaMaitrisedel’Energie(Agenciadelmedioambienteydelagestióndeenergía)
AGM AbsorptionGlassMat(Absorbidoenunaesteradevidrio)
AM MasadeAire
AC CorrienteAlterna
BCC BatteryChargeController(Controladordecargadebatería)
C.D.T Caídadetensión
DC CorrienteContinua
ESCO EnergyServiceCompany(Empresadeserviciosenergéticos)
EVA EtilVinilAcetato
FFEM FondsFrançaispourl’EnvironnementMondial(Fondofrancésparaelmedioambientemundial)
HCEFLCD Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre laDésertification (Alta comisión para el agua y los bosques y la luchacontraladesertificación)
HPS HorasdePicoSolar
IRES Institut Royal des Etudes Stratégiques (Real Instituto de estudiosenergéticos)
MASEN Agencemarocaine pour l'énergie durable (Agenciamarroquí para laenergíasostenible)
MPPT MaximumPowerPointTracking(PuntodeMáximaPotencia)
IEA InternationalEnergyAgency(AgenciaInternacionaldeEnergía)
ITC Internet,Telecomunicaciones,Computadoras
ODS ObjetivosdelDesarrolloSostenible
OGS OffGridSystem(Sistemaaisladodelared)
ONEE OfficeNationaldel’Electricitéetdel’EauPotable(Oficinanacionaldeelectricidadydeaguapotable)
ONG Organizaciónnogubernamental
ONU OrganizacióndelasNacionesUnidas
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XI
PERG Programmed’ElectrificationRuraleGlobal(Programadeelectrificaciónruralglobal)
PNAP Plan National d’Actions Prioritaires (Plan nacional de accionesprioritarias)
PV Fotovoltaico
PVGIS PhotovoltaicGeographicalInformationSystem
PWM PulseWidthModulation(Modulaciónporanchodepulsos)
SHS SolarHomeSystem(Sistemasolardoméstico)
SIE Sociétéd’IngénierieÉnergétique(Empresadeingenieríaenergética)
SOC StateOfCharge(Estadodecarga)
STC StandardTestCondition(Condicionesdepruebaestándar)
TVA Taxevaleurajoutée(Impuestovalorañadido)
UV Ultravioleta
VRLA Valve Regulated Lead–Acid (Batería de ácido-plomo regulada porválvula)
XLPE Polietilenoreticulado
Memoria
XII
VARIABLES
Calm Capacidadtotaldealmacenamiento[Ah]
Closs Pérdidasdeconsumo[Ah/día]
Creq Consumorequerido[Ah/día]
C’req Consumototalrequerido[Ah/día]
Ctotal Consumototalneto[Ah/día]
DAUT Díasdeautonomía[días]
"#$% EnergíaproporcionadaporlosmódulosPV[Ah]
"&$&'( Consumodiariomediomensual[Wh/día]
Gd Radiaciónsolarglobal[kWh/m2]
H Irradiación[kWh/m2]
I Intensidadnominal[A]
)*+&,'%' Corrientedeentrada[A]
)- Corrientedeentradadelinversor[A]
). Corrientedesalidadelinversor[A]
).,01 CorrientemáximaadmisibledelcableadoentreelinversorylascargasAC[A]
).,21 CorrientemáximaadmisibledelcableadoentreelreguladorylascargasDC[A]
)#$%-,*4 Corrientemáximaadmisibledelcableadoentreelpanelyelregulador[A]
Impp Corrienteamáximapotencia[A]
)56. Corrientemáximadelregulador[A]
),*4 Corrientemínimadelregulador[A]
),*4-7'& Corrientemáximaadmisibledelcableadoentreelreguladorylabatería[A]
),*4-8+9 Corriente máxima admisible del cableado entre el regulador y elinversor[A]
):'(8%' Corrientedesalida[A]
Isc Corrientedecortocircuito[A]
K Constantedepérdidas
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
XIII
L Longitud[m]
MCO2e Emisionesasociadasalageneracióndelaelectricidaddisponibleenlaredeléctrica[kgCO2/kWh]
nbp Númerodebateríasenparalelo[baterías]
nbs Númerodebateríasenserie[baterías]
npp Númerodepanelesenparalelo[módulos]
nps Númerodepanelesenserie[módulos]
;01 PotenciacargaAC[W]
PD Profundidaddedescarga[%]
;21 PotenciacargaDC[W]
PD,MAX Profundidaddedescargamáxima[%]
;8+9 Potenciamínimadelinversor[W]
Pmpp Potenciapico[W]
S Sección[mm2]
U Caídadetensión[V]
<.,21 CaídadetensiónenelcableadoparaalimentarlascargasDC[V]
<#$%-,*4 Caídadetensiónenelcableadoentreelpanelyelregulador[V]
<,*4-7'& Caídadetensiónenelcableadoentreelreguladorylabatería[V]
<,*4-8+9 Caídadetensiónenelcableadoentreelreguladoryelinversor[V]
Vbat,nom Tensiónnominaldelabatería[V]
Vmpp Tensiónamáximapotencia[V]
Vnom Tensiónnominal[V]
VOC Tensiónencircuitoabierto[V]
∆V Caídadetensión[%]
= Ángulodeinclinación[°]
> Conductividad[m/(Ω.mm2)]
?8+9 Rendimientodelinversor[%]
?#$% RendimientodelpanelPV[%]
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
1
CONTENIDO
RESUMEN......................................................................................................IIIRESUM.........................................................................................................IVABSTRACT.....................................................................................................VAGRADECIMIENTOS......................................................................................VI
ÍNDICEDEFIGURAS.....................................................................................VIIÍNDICEDETABLAS.........................................................................................IXNOMENCLATURA...........................................................................................X1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................31.1 Motivación..........................................................................................................31.2 ObjetivosdelTFG................................................................................................4Objetivosgenerales...........................................................................................................4Objetivosespecíficos.........................................................................................................4
1.3 Alcance...............................................................................................................52. SISTEMASELÉCTRICOSAISLADOSDELAREDENPAÍSESENVÍASDEDESARROLLO..................................................................................................62.1 Sistemaenergéticomundial................................................................................62.1.1 Energíaconsumida................................................................................................7
2.2 Propuestasdeelectrificación...............................................................................92.2.1 Linternassolares:...................................................................................................92.2.2 Sistemassolaresdomésticos(SHS)........................................................................92.2.3 Quioscosdeenergía............................................................................................102.2.4 Micro-redes.........................................................................................................102.2.5 Electrificacióndelarednacional.........................................................................11
2.3 Necesidadesenergéticasenzonasrurales.........................................................122.3.1 Energíaparahogares...........................................................................................122.3.2 Energíaparaservicioscomunitarios....................................................................122.3.3 Energíaparausosproductivos............................................................................13
2.4 Consideracionesexternas..................................................................................133. DESARROLLOSOSTENIBLEENPROYECTOSENERGÉTICOS.......................163.1 ObjetivosdelDesarrolloSostenible...................................................................163.2 Aplicación.........................................................................................................183.2.1 Metodología........................................................................................................19
4. SISTEMASSOLARESDOMÉSTICOS(SHS).................................................214.1 Generacióndeenergía......................................................................................224.1.1 Consideracionesprácticas...................................................................................24
4.2 Almacenamientodeenergía..............................................................................254.2.1 BateríasdePlomo-Ácido.....................................................................................274.2.2 Bateríasdeion-litio.............................................................................................28
Memoria
2
4.3 Controladoresdecargadelasbaterías..............................................................294.4 ConvertidoresDC-DC.........................................................................................304.5 Inversores.........................................................................................................304.6 Componentesparaelequilibriodelsistema(BalanceofSystem).......................324.7 Mantenimientodelainstalación.......................................................................324.8 Criteriosdeéxitoysostenibilidad......................................................................334.9 Mecanismosdefinanciación..............................................................................374.9.1 Ventasenefectivo...............................................................................................374.9.2 Subvenciones.......................................................................................................384.9.3 Cobroporservicio...............................................................................................384.9.4 Ventasacrédito..................................................................................................39
5. CASODEESTUDIOENMARRUECOS........................................................415.1 Situaciónenergética..........................................................................................415.2 Estrategiasenergéticas......................................................................................425.3 Insuficienciasenlaszonasrurales.....................................................................435.4 DiseñodeunSHS..............................................................................................445.4.1 DescripcióndelmedioambientedelcasodeestudioenMarruecos..................445.4.2 Determinacióndelademandadeenergía..........................................................465.4.3 Evaluacióndelaspérdidasdelainstalación........................................................475.4.4 Eleccióndelainclinaciónóptimadelospanelesfotovoltaicos...........................495.4.5 Radiaciónsolartotaldiariarecibida....................................................................515.4.6 Seleccióndelmodelodepanelydeterminacióndelapotenciaproporcionada525.4.7 Númerototaldemódulosenparaleloyenserie................................................535.4.8 Dimensionadodelasbateríasdealmacenamiento............................................545.4.9 Dimensionadodelregulador(convertidorDC/DC).............................................565.4.10 Dimensionadodelinversor(convertidorDC/AC)............................................575.4.11 Dimensionadodelcableado............................................................................585.4.12 Protecciones....................................................................................................61
5.5 PresupuestodelSHS..........................................................................................615.6 MecanismodefinanciaciónparaelSHS.............................................................635.7 AplicacióndelosODSenelproyecto.................................................................645.8 Éxitodelprograma............................................................................................675.9 Impactoambiental............................................................................................685.10 Recomendaciones.............................................................................................695.10.1 Loshornossolares...........................................................................................70
6. CONCLUSIONES......................................................................................737. BIBLIOGRAFÍA........................................................................................74ANEXOS........................................................................................................79ANEXO1:Demandadelaviviendacasodeestudio.......................................................79ANEXO2:Radiaciónsolarrecibida...............................................................................81ANEXO3:FichatécnicapanelPV..................................................................................84ANEXO4:Fichatécnicabatería....................................................................................85ANEXO5:Fichatécnicaregulador.................................................................................87ANEXO6:Fichatécnicainversor...................................................................................90
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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1. INTRODUCCIÓN
1.1 MotivaciónElcalentamientoglobal,lapersistentevolatilidaddelospreciosdelpetróleoyelaumentodela demanda global son factores que exigen la aparición de nuevas estrategias energéticasfrentealasfuentesconvencionales.La electricidad es esencial para el desarrollo social, económico y medio ambiental en elmundo.Perohoyendía,haymuchospaísesdondeexisteunagrancantidaddepoblacionesquenotienenaccesoalaredeléctrica.Estarealidadafectaprincipalmentealaszonasruralesdelospaísesenvíasdedesarrollo,enlosquelasituacióneconómicanoessuficienteparasatisfacerlademandaenergéticadesushabitantes.A pesar de conseguir la electrificación en las zonas rurales aisladas, muchas poblacionesruralespobresdependenigualmentedeloscombustiblestradicionales,talescomolaleñaoelcarbónvegetal,parasatisfacersusnecesidadesdevidasinqueimpliqueuncosteelevadopara sus habitantes. Desafortunadamente, los impactos resultantes conducen a unadegradaciónambientalagranescala.MimayormotivaciónpararealizaresteTrabajoFinaldeGradoresultaenimplementartodosmisconocimientosadquiridosdurantelacarreraysobretodoprofundizarloscentrándomeenmipaís,Marruecos.Además,mepareceun retoenriquecedor combinar losobjetivosdeDesarrollo SostenibledictadosporlasNacionesUnidasen2015conlaimplementacióndeproyectosenergéticos.
Memoria
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1.2 ObjetivosdelTFGLosobjetivosdeestetrabajosonvarios.Destacanlosobjetivosgeneralesylosmásespecíficosquesecentranenelcasodeestudio.Objetivosgenerales
• Estudiarlostiposdesistemasenergéticosdesconectadosdelaredqueseinstalanenpaíses en vías de desarrollo, teniendo en cuenta diferentes aspectos, que no seantécnicosnieconómicos,parasuimplementaciónenestospaíses.
• Analizar los objetivosdeDesarrollo Sosteniblemarcadospor laONU, y determinar
cuálessondeaplicaciónalaimplantacióndesistemasenergéticos.Objetivosespecíficos
• Determinar cuál es la situación energética en Marruecos, su implicación en eldesarrollosostenibleysusinsuficiencias.
• Diseñarunsistemasolarenunaviviendaruralpobre,deacuerdoconsusnecesidades,teniendoencuentaloscriteriosdesostenibilidadparasuéxito.
• Estudioeconómicodelproyectopropuesto,yrecomendacionesestratégicasparasu
financiación.
• Evaluar otras alternativas de suministro de electricidad para combatir el problemaambientaldelazonacasodeestudio.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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1.3 AlcanceDentrodel alcancedeeste trabajo, se incluye la realizacióndeunanálisis de lasdistintasalternativasparalaelectrificacióndeunaviviendaenunazonarural,quepermitensatisfacerlasnecesidadesenergéticas,incluyendolasdecocciónycalefaccióndeloshabitantes.Serealizaráundiseñopreliminarde losdiferenteselementosquecomponenla instalaciónfotovoltaica(panelessolares,baterías,reguladoreinversor),despuésderealizarelestadodelartedelatecnología.Porotrolado,serealizarátambiénunestudiodeotrastecnologíasrecomendadas,quedandofueradelalcanceelcálculotécnicodelasinstalaciones.Finalmente se realizará una evaluación de losmodelos, relacionándolos con los objetivosdictadosporlaONUyunaestimacióneconómicadelainstalación.
Memoria
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2. SISTEMASELÉCTRICOSAISLADOSDELAREDENPAÍSESENVÍASDEDESARROLLO
Másdemilmillonesdepersonasnotienenaccesoalaelectricidad[2].Lasconsecuenciasdeestaformadepobrezaenergéticasonvarias.Elusodelámparasdequerosenopeligrosasycaras,elairecontaminadoquerespiranlosniños,lafaltadedispositivosmédicoselectrónicosydeluzenelmomentodelpartodelasmujeresembarazadas,lafaltadeaccesoalasnoticiasporradiootelevisión.Conello,lascomunidadesruralessevuelvenaúnmásaisladas.Laelectrificaciónfueradelaredserefierealsuministrodeelectricidadaunapoblaciónsinservicio,por cualquiermedioqueno seaunaconexiónauna redeléctrica centralizadayaexistente.Lascomunidadesruralestiendenaexhibirestascaracterísticascomunes:
• Poblacióndescentralizada.• Aislamientogeográfico.• Desatendidosentérminosdeatenciónmédica,educación,agualimpia,saneamiento,
etc.Elaccesoaunaenergíaasequibleysostenibleesunode losODS(ObjetivosdelDesarrolloSostenible) dictados por la ONU. Ahora, las grandes organizaciones filantrópicas y dedesarrolloestándandoprioridadalaccesoalaelectricidad.Losmejoressistemasaisladosdelaredparalascomunidadesrurales,bajociertascondiciones,son las linternas solares, los sistemas solares domésticos (SHS, Solar home System), y lasmicro-redes.
2.1 SistemaenergéticomundialEl sistema energético mundial está en constante evolución para satisfacer la crecientedemanda y responder a las limitaciones económicas, sociales y medioambientales. Sinembargo, la existencia del sistema energético mundial no satisface adecuadamente lasnecesidadesdetodalapoblación,niessosteniblea largoplazo.Elcuarentaporcientodelmundoviveenpobrezaenergética[1].Desde2010,muchospaíseshanadoptadoplanesdeelectrificaciónparaalcanzarelaccesouniversalpara2030,yestosincluyencadavezmásaspectosfueradelared.Sinembargo,enla mayoría de los países con los mayores déficits de acceso a la energía, la tasa de
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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electrificaciónnohaseguidoelritmodelcrecimientodelapoblación,aumentandoelnúmerodepersonasenestospaísessinaccesoalaelectricidad.Enpaísesconpoblacionesdesatendidasdemásde50millonesdepersonas,elaccesoa laelectricidadaumentóenmenosdeunpuntoporcentualcadaañoentre2010y2017.La granmayoría (más del 80%) de las personas sin acceso a la electricidad vive enÁfricasubsahariana(Figura1).Dentrodeestaregión,lospaísesconmayorpoblaciónsinaccesosonNigeria(89millones),laRepúblicaDemocráticadelCongo(68millones)yEtiopía(61millones).En el sur y sudeste de Asia, poblaciones considerables todavía carecen de acceso a laelectricidad,ymuchasenregionesremotasydedifícilaccesoutilizanproductosOGS(Off-gridSolar)comosuprincipalfuentedeelectricidad.
Figura1:NúmerodehogaressinaccesoenÁfricayAsiaPacífica(enmillones)
Fuente:Verbibliografía[1]
2.1.1 EnergíaconsumidaEl consumo de energía por persona ha ido creciendo durante las últimas décadas. Noobstante, la tendencia no es universal. Por ejemplo Alemania, país con una economíadesarrollada, ha alcanzado una estabilización e incluso una disminución del consumo porpersona(Figura2).Algunospaísesconsiguenhacercrecersuseconomíasutilizandomenosenergíadebidoalosaumentosenlaeficienciaasociadosconlaproducción,distribuciónyusofinaldeenergía.
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Noobstante,lapoblaciónmundialsiguecreciendo,loqueagravaelcrecimientodelconsumo.La población mundial creció un 1,5% por año desde 1980 hasta 2014, aumentando lapoblaciónenun66%,de4,4milmillonesa7,3milmillonesdehabitantes.Duranteestemismoperiodo, la energía total consumida cada año aumentó un 93%, de 282 quad (1 quad =293.0711.000kWh)a545quad.
Figura2:ElconsumototaldeenergíaporpersonaenAlemania
Fuente:Verbibliografía[2]
Figura3:Elconsumototaldeenergíaporpersonaenelmundo
Fuente:Verbibliografía[2]Actualmente,másdel80%de laenergíamundialessuministradaporcombustiblesfósiles,que sonagotables y cuyasemisionesdedióxidode carbonocontribuyenal calentamientoglobal.Losrecursosdecombustiblesfósilestiendenaconcentraseendeterminadasregiones.Porloquelosquenodisponendesuministrosnaturalesdebenimportarlaenergía,hechoque
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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enpaísesendesarrollopuedeplantearproblemasde suministro, al disponerdemonedasdébiles,créditodeficienteyfaltadeunainfraestructuraadecuada.Por otro lado, existe una gran desigualdad en cuanto al consumo energético. Este esconsiderablementemásgrandeenpaísesendesarrollo,particularmenteenlosqueelclimanecesitaelusodecalefacciónyaireacondicionado.
2.2 PropuestasdeelectrificaciónExistendostiposdesistemasparaelsuministrodeelectricidad:on-grid(conectadoalared)yoff-grid (aisladode la red). En las zonasurbanas, la conexión a la redeléctrica solamenterequiere establecer una conexión de baja tensión y ciertasmejoras en la infraestructura.Mientrasqueenlaszonasrurales,laconexiónusualmenteimplicalaconstruccióndenuevasinfraestructuras,líneaseléctricas,transformadoresysubestaciones.Elaccesoalaelectricidadfueradelaredsepuedeproporcionardevariasmaneras.
2.2.1 Linternassolares:Las linternas solares están diseñadas para proporcionar iluminación, y quizás, cargas dedispositivos.Dependendecélulasfotovoltaicasparagenerarelectricidadydisponendeunacapacidadpicodemenosde10W.Generalmentecontienenunabateríaintegradadeionlitioodeplomoácido.Laslinternasestándiseñadasparaserportátilesydebajocosto.Básicamentesuministranlomínimo,perosiguesiendoenergíaeléctricabastanteútilparaunacasaounapersonaenunlugarremoto.
Figura4:UnalinternasolarFuente:Verbibliografía[3]
2.2.2 Sistemassolaresdomésticos(SHS)Los sistemas solaresdomésticos se refierena losproductos conmódulos fotovoltaicosderangoentre10y350W.Incluyentambiénuncontroladordecargadelabateríayunabatería.Estos componentes están interconectados por el resto de los componentes del sistema
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(cables, interruptores,enchufesymaterialde instalación).Enalgunoscasos, se incluyeuninversorparapermitirelfuncionamientodeaparatosoequiposAC(corrientealterna).Nosondispositivosportátiles,seinstalandeformasemipermanente.
Figura5:Sistemasolardoméstico
Fuente:Verbibliografía[4]
2.2.3 QuioscosdeenergíaLosquioscosdeenergíasuministranunaccesocentralizadodeelectricidadaunacomunidad.Consisteenunaestructuraalimentadaconenergíafotovoltaicaquepermiteofrecerserviciosdeenergíaparabeneficiaralascomunidadesquenoestánconectadasalaredeléctrica.Enlosquioscos, losmiembrosde la comunidadpuedencargar susbaterías, ybeneficiarsedeserviciosparaelectrodomésticosdemayorpotencia,comolarefrigeración.Supotenciadesalidaesmayoraladelossistemasdomésticossolares.Elsistemaeléctricoestátípicamenteinstaladoenunacasitaquerequierepersonalparainteractuarconlosclientes.
Figura6:Quioscodeenergíasolar
Fuente:Verbibliografía[5]
2.2.4 Micro-redesLasmicro-redesgeneralmenteconsistenenunsistemaeléctricoautónomoquesuministraavarios clientes a travésde conexionespor cableado. Pueden ser alimentadaspor diversosrecursos,módulosfotovoltaicos,generadoresdecombustiblesfósilesyaerogeneradores.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Figura7:Conceptodemicro-red
Fuente:Verbibliografía[6]
2.2.5 ElectrificacióndelarednacionalAunqueestetrabajoseconcentraenlossistemasaisladosdelared,hablaremosbrevementedelaconfiguracióndelarednacional.AtravésdelaFigura8sepuedeobservarelflujodepotenciatradicionalenlarednacional.Lossistemasdeenergíaeléctricasedividenentressubsistemas:generación,transporteydistribución.La electricidades generadaporplantasdeenergía alimentadaspor fuentes comocarbón,nuclear,gasnatural,hidroeléctrica,eólicaysolar.Aveces, lasplantaspuedenexcederunacapacidadde100MW.Recientemente,lageneracióndistribuida,queconsisteenplantasdeenergíaapequeñaescala situadascercaodentrodeciudadesyalrededores (porejemploenergíasolarenlaazotea),sehavueltopopular.Parasuministrarenergíademaneraconfiableesnecesarioqueunpaístengasuficientecapacidaddegeneración.De locontario,severáobligadoaimportarenergía,aprecioselevados,paraevitarcualquiertipodecorte.
Figura8:Flujodepotenciatradicionalenunarednacional
Fuente:Verbibliografía[7]
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2.3 NecesidadesenergéticasenzonasruralesEs esencial comprender completamente las necesidades energéticas de las comunidadesaisladas.Estasnecesidadessedividenentrescategorías:
• Energíaparahogares• Energíaparaservicioscomunitarios• Energíaparausosproductivos
2.3.1 EnergíaparahogaresElconsumodomésticoconstituyelamayoríadelaenergíautilizadaenlaszonasrurales.Estaes esencialmente utilizada para la cocción, el calentamiento de agua, el calentamientogeneral,lailuminaciónylacargadedispositivoselectrónicos.Los hogares rurales tienden a depender de varias fuentes de combustible: leña, carbónvegetal,residuosdecultivo,queroseno,velas,bateríasy,enalgunoscasos,pequeñosgruposelectrógenosquefuncionancondiéselogasolinaysistemasconenergíasolar.
2.3.2 EnergíaparaservicioscomunitariosLos servicios comunitarios incluyen las escuelas, las instalaciones médicas, centroscomunitarios, entre otros. Los usos típicos de energía son la iluminación, ITC (internet,telecomunicaciones,computadoras),equiposanitarioyagualimpiaycaliente.
• Centros de salud: más de mil millones de personas no tienen acceso a serviciossanitariosadecuados,debidoalapobrezaenergética.Tipo Energía
(kWh/día)
Potenciapico
(kW)
Hospital(>120camas) 15–35 9Centrodesalud(60-120camas) 10–20 5Clínicadesalud(<60camas) 4–10 2.4Puestodesalud 0 0
Tabla1:UsodeenergíaeninstalacionesdesaludenáreasruralesFuente:Verbibliografía[8]
• Instalacioneseducativas:másde200millonesdeniñosasistenaunaescuelaqueno
tieneelectricidad.Porlotantosonescuelasincapacesdeproporcionartecnologíasdeestudio,talescomoproyectores,radios,ordenadores,impresoraseInternet.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Losrequisitosdeelectricidadvaríandependiendodelniveldeserviciosprestadosyeltamaño de la escuela. Esto puede variar desde menos de 1 kWh por día para lailuminaciónbásicadeescuelaspequeñashastamuchomásde10kWhpordíasiseutilizanotrastecnologíasdeenseñanzamejoradas.
2.3.3 EnergíaparausosproductivosLosusosproductivossonlosqueserelacionanconlaagriculturaenelcontextorural.Estosincluyenlapreparaciónycultivodelatierra,riegoporbombeo,recolección,fabricacióndeladrillosycarbón,ypequeñoselectrodomésticos.Losrequisitosdeelectricidadvarían,peroamenudosuperanlosdeloshogaresylasinstalacionesdeserviciossociales.
2.4 ConsideracionesexternasAlahoradeimplementarunsistemaeléctricoaisladodelaredenunpaísendesarrollo,esfundamentaltenerenmenteunaseriedeconsideracionesexternas,quenoseantécnicasnieconómicas.Enocasiones, la implementacióndeestosproyectospuedefracasaryaquesetratadecomunidadesdesatendidasyquesonvulnerablesdemuchasmaneras.• Unodelosproblemasconlosquesepudeenfrentarsonlosrobosdeelectricidad,esdecir,
loqueserefierealas“pérdidasnotécnicas”.Engeneralsonpérdidasdel1al2%delageneración,peroenlospaísesqueluchanporelaccesoalaelectricidadpuedesuperarel15%anual.Una formade robar la electricidades alterarodesviar elmedidor. Existendiferentesmanerasdedificultarlamanipulacióndeunmedidor:
o Colocarelmedidorenunlugardondeseadifíciloimposibleparaelclienteaccedero Instalarmedidoresresistentesalamanipulación
Porotrolado,sepuedesobornaralosempleadosparaquefacturenincorrectamentealcliente.Parasolucionarlo, losoperadoresdebencontarconcontrolesyprocedimientosparadetectarirregularidadesporpartedesusempleadosydesconectarlosclientesqueno pagan o presentan retrasos en los pagos. Otro método para desalentar los pagosatrasadosseríaestablecerlafacturaciónporusoconfuncióndedesconexiónremota.
• Amenudo,losfabricantesdeequiposeléctricosestándispuestosadonarsusproductosa
lasorganizacionessinfinesdelucro,permitiendocompensarmuchodineroencostosdelproyecto.Sinembargo,elusodeequiposdonadosimplicalabuenagestiónylogísticadeenvíoeimportaciónporpartedelaorganizaciónreceptora,loquepuederesultarcostoso
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y provocar incertidumbre al cronograma del proyecto. Por ejemplo, durante todo elproceso,siesteseatrasa,lasbateríasseauto-descargaránloquequizásprovoquedañospermanentes.Además,muchosfabricantesnoproporcionangarantíaspara losequiposdonados. Por lo tanto, si falla el quipo la organización está sola para encontrar unreemplazo.Por estas razones, algunas organizaciones se niegan a utilizar el equipo donadoconsiderándolomásproblemáticoqueútil.
• Algunos componentes pueden ser de calidad inferior o falsificados. En general son
componentes atractivos porque se ofrecen a precios con descuentos. Los de calidadinferior son aquellos que no cumplen con los estándares de calidad y rendimientoaplicablesestablecidosporlosfabricantesylasorganizacioneslocalesointernacionales.Losfalsificadossonaquellosqueparecenhabersidofabricadosporunfabricantedemarcareconocido pero son fabricados por otro, siendo de calidad inferior. En ocasiones, losproductosauténticosperousadosodañadospuedenvendersecomonuevos.Segúnunestudio,seestimóqueaproximadamenteel50%delosSHSylaslinternassolaresentodoelmundosonfalsificados[43].
Existenprecaucionesatomarparaevitaresosengaños:
o Usodedistribuidoresoficialesyreconocidos.o Lainspecciónvisualdetodosloscomponentesparadetectarsignosdefalsificación
ocalidaddeficiente.o Etiquetas y placas de identificación que especifiquen el fabricante, las
calificaciones,elmodeloyelnúmerodeserieentodosloscomponentes.o Asegurarsedequeloscontratosconlosproveedoresindiquenclaramentetodala
informaciónyqueincluyangarantías.o Retenerunapartedelpagohastaqueseverifiquelacalidaddelosmateriales.o Prueba del sistema para garantizar una instalación y un funcionamiento
adecuados.• Existen aplicaciones que requierenmayor confiabilidad, debido a que su pérdida de
energíapuederesultarenpérdidaseconómicasoinclusoenpeligrosparalacomunidad.Porejemplo,elcuidadodelasaludformapartedeestasaplicacionescríticas.Enelcasode las vacunas, existen refrigeradores que funcionan con energía solar que permitenalmacenaryregularlatemperaturadelasvacunaseninstalacionessanitariasfueradelared.Paramejorarsuconfiabilidad,nodebensuministrarotrascargas.
• Losfabricantes,instaladoreseingenierospuedendecidirseguironounestándar.Estees
elqueserefierealdocumentoqueespecificalosdetallestécnicosycaracterísticasdeunproducto, sistema o proceso. Se utiliza para asegurar una consistencia, seguridad,
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compatibilidad y calidad. Por ejemplo, existen estándares internacionales importantesrelacionadosconlossistemasdemicro-redes:
o Series IEC TS 62257: Recomendaciones para la energía renovable y los sistemas
híbridosparalaelectrificaciónrural.o IEEE1546.4:GuíaparaelDiseño, Funcionamientoy la IntegraciónparaunSistema
DistribuidoenIslaconSistemadeEnergíaEléctrica.o IEEE1526eIEEE1013:Métodoparadimensionarsistemasfotovoltaicosautónomos.
Lasnormasactualmentedisponiblesrequierenactualizaciónonormasadicionalesparalospaísesendesarrollo.Serecomiendaqueantesdecomprarunproducto,severifiquesicumpleconelestándarapropiado.
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3. DESARROLLOSOSTENIBLEENPROYECTOSENERGÉTICOSEl desarrollo sostenible es el que satisface las necesidades presentes sin comprometer lacapacidadparasatisfacerlasnecesidadesdelasgeneracionesfuturas.Unfactorclaveeselsuministrodeenergíalimpioyasequible.Gran parte de la energía utilizada y abastecida actualmente se considera insostenible, albasarseenrecursoslimitadosdecombustiblesfósilesquecomportagrandesrepercusionesparalasaludyelmedioambiente.Apartirdetecnologíasdeproduccióndeenergíapuedensurgiremisionesquecontaminanelaireurbanoypromuevenelcambioclimático.Afortunadamente, y gracias al avance tecnológico y la toma de conciencia respecto a losefectose impactosde los sistemasdeenergía,hoyendía lospaísesenvíasdedesarrollopueden llevar a cabo una transición hacia una energía limpia y que minimiza los dañosambientales.Paraello senecesitaunuso reflexivode los recursos, incentivoseconómicosapropiadosyunaplanificacióndemedidasestratégicas.Laprimeraetapaconsisteenconocerlasituaciónenergéticaactualdelpaísenelquesedeseaadoptarlaspolíticasdedesarrollosostenible,quémejorassenecesitanycómoconquistarlas.Ensegundolugaresimportantecomprenderlasimplicaciones,repercusionesyviabilidadyadeterminadasparaconfigurarundesarrollosostenible.Yfinalmentesetienequedisponerdeopcionesreferidasalasinversionesyamedidasdecorrección.Es importantemediryevaluar losefectosactualesyfuturosdelusode laenergíasobre laeconomía, la sociedad y el medio ambiente. Así se determina si se tiene que cambiar lautilizaciónactualdeenergíaparaqueseasostenible.
3.1 ObjetivosdelDesarrolloSostenibleEl25deseptiembrede2015,laAsambleaGeneraldelasNacionesUnidasadoptólaAgenda2030paraelDesarrolloSostenible,queplantea17ObjetivosdeDesarrolloSosteniblequeengloban los puntos económico, social y ambiental. Se trata de un plan de acción quepretendefavoreceralplanetaconlaintencióndefortalecerlapazuniversalyelaccesoalajusticia.Nopuedehaberdesarrollososteniblesinoselograerradicarlapobreza,unodelosmayoresretosdelmundoactual.
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Actualmente, los progresos que se han logrado en muchas áreas de la Agenda 2030permaneceninsuficientes.Conmenosdediezañosparalafechalímitede2030,loslíderesmundialessereunieronenseptiembrede2019ysecomprometieronahacerdelapróximadécadaunadécadadeaccionesyresultadosparaeldesarrollosostenible.Cadaunodelosobjetivosdisponedemetasespecíficasquesedebenalcanzarhastallegara2030.LosODSenumeradosporlaAsambleaGeneraldeNacionesUnidasen2015son:
Figura9:Los17objetivosdeDesarrolloSostenible
Fuente:Verbibliografía[9]Lanuevaperspectivamundialsobrelaenergía,reflejadaenlosODS,consideraestacomounaparteesencialdelaAgenda2030,yaqueimplicarálacreacióndeoportunidadesconsiderablesparaeldesarrolloyprogresosocialenelmundo.Deestemodo,estanuevaagendalededicaalaccesoalaenergíaunodesus17objetivos(ODS7).ElODS7eselquegarantizaelaccesoaunaenergíaasequible,fiable,sostenibleymodernaparatodos.Susmetasespecíficasson:
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7.1 De aquí a 2030, garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles,fiablesymodernos
7.2 Deaquía2030,aumentarconsiderablementelaproporcióndeenergíarenovableenelconjuntodefuentesenergéticas
7.3 Deaquía2030,duplicarlatasamundialdemejoradelaeficienciaenergética7.a Deaquía2030,aumentar lacooperación internacionalparafacilitarelaccesoa la
investigación y la tecnología relativas a la energía limpia, incluidas las fuentesrenovables, la eficiencia energética y las tecnologías avanzadas y menoscontaminantes de combustibles fósiles, y promover la inversión en infraestructuraenergéticaytecnologíaslimpias
7.b Deaquía2030,ampliarlainfraestructuraymejorarlatecnologíaparaprestarserviciosenergéticosmodernosysosteniblesparatodosenlospaísesendesarrollo,enparticularlospaísesmenosadelantados,lospequeñosEstadosinsularesendesarrolloylospaísesendesarrollosinlitoral,enconsonanciaconsusrespectivosprogramasdeapoyo
Tabla2:MetasdelODS7Fuente:Verbibliografía[10]
3.2 AplicaciónRealizandounanálisisdecadaunodelosObjetivosdelDesarrolloSostenible,senotaqueunafuerteinterdependenciadebeexistirentreelODS7yotrosparalaimplantacióndesistemasenergéticos.
Ø Laenergíadebevincularseconlaluchacontraelcambioclimático(ODS13).Ø Conelfindereducir lasdesigualdades,enparticularatravésdepuestosdetrabajo
sostenibles(ODS8),esfundamental,porejemplo,quelospaísesdesarrollensupropiaexperienciayfomentenlainnovación.
Ø Losproyectosadesarrollar,handepreservarlavidadelosecosistemasypromoversuusosostenible(ODS15),luchandocontraladegradacióndelmedioambiente.
Ø Losproyectosnecesitaránunirseconasociacionesmundialessólidasycooperativaspara lograr losODS(ODS17).Por lotantoes imprescindibleestablecerasociacionesinclusivas y que los niveles de ayuda aumenten en cuanto a la financiación de unproyecto.
ElODS8consisteenfomentarelcrecimientoeconómicosostenido,inclusivoysostenible,elempleoplenoyproducto,yeltrabajodecenteparatodos.ElODS13consisteentomarmedidasurgentesparacombatirelcambioclimáticoysusefectos.
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El ODS 15 consiste en proteger, restaurar y promover la utilización sostenible de losecosistemas terrestres, gestionar de manera sostenible los bosques, combatir ladesertificación y detener y revertir la degradación de la tierra, y frenar la pérdida debiodiversidadbiológica.ElODS17consisteenfortalecerlosmediosdeejecuciónyreavivarlaalianzamundialparaeldesarrollosostenible.
3.2.1 MetodologíaCon el fin de alcanzar los objetivos para aplicar el desarrollo sostenible a un proyectoenergéticoesnecesario identificar losODSa losquemáscontribuyeelsectore identificarnuevasoportunidadesdeintervencióndelsectorenrelaciónconlosdiferentesODS.Etapa1:Seleccionarelproyectoquesedeseaanalizar.Etapa2:ConstruccióndeunamatrizdeanálisisquenospermiteidentificarlosODSalosquemáscontribuyeelsector:
ObjetivosdeDesarrolloSostenible Proyectoenergético
ODS1 Si/No(contribuye/nocontribuye)ODS2 Si/NoODS3 Si/NoODS4 Si/NoODS5 Si/NoODS6 Si/NoODS7 Si/NoODS8 Si/NoODS9 Si/NoODS10 Si/NoODS11 Si/NoODS12 Si/NoODS13 Si/NoODS14 Si/NoODS15 Si/NoODS16 Si/NoODS17 Si/No
Tabla3:MetodologíaestablecidaparaevaluarlasostenibilidaddeunproyectoFuente:Elaboraciónpropia
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Etapa3:AnalizarlacontribucióndelproyectoalasmetasdecadaunodelosODS:Ø Identificar en el caso del proyecto el elemento de la matriz de resultados que
contribuyaallogrodelasmetasdecadaODS.Ø IdentificarlosODS/metasalosqueestáconectadoelproyecto.
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4. SISTEMASSOLARESDOMÉSTICOS(SHS)Resulta importante para la mejor comprensión del proyecto, definir el concepto de lossistemassolaresdomésticos.Los SHS o Solar Home Systems son aquellas instalaciones compuestas de uno o variosmódulosfotovoltaicosquecarganunabateríaconunreguladorparasuministraracargasDC(lámpara, televisiones, etc.). En algunos casos, se incluye un inversor para permitir elfuncionamiento de aparatos o equipos AC. Se suelen asimilar a las instalacionesindependientesaisladasdelared,queseempleanenlaszonasrurales.Elgeneradoromódulofotovoltaicotransformalairradiaciónsolarenenergíaeléctrica,yestaesconducidapordiversoscomponentes(cableado,interruptores,sistemademontaje,etc.)auncontroladordecarga.Esteaseguralacargacontroladadelabateríayelfuncionamientodelosaparatos.Normalmenteseutilizanaparatosdecorrientecontinuaalatensiónnominaldelabatería.Paraalgunosaparatos, losconvertidoresDC-DCsonnecesariosyaqueelvoltajenominaldelabateríanocoincideconsuvoltajenominal.Enotroscasos,muyocasionalmenteenprogramasdeelectrificaciónruralenpaísesendesarrollo,seutilizanconvertidoresDC-ACparasuministraraaparatosdecorrientealterna.Enlassiguientessecciones,sedescribenloscomponentesindividualesdeunSHS.EnlaFigura10podemosobservarlosdiferenteselementosdelSHS.
Figura10:DiagramadebloquesdeunSHSFuente:Verbibliografía[12]
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4.1 GeneracióndeenergíaEl generador solar fotovoltaico, que consta de uno o más módulos solares, convierte laradiación solar en electricidad. A su vez, los módulos están compuestos de célulasfotovoltaicas,eléctricamenteconectadasentresí.
Figura11:Representacióncélula,móduloyconjunto(array),respectivamente
Fuente:Verbibliografía[63]Lascélulasfotovoltaicasestándiseñadasparaalbergarunefectofotovoltaico.Laluzestácompuestaporfotonesdediferenteslongitudesdeonda,yentoncesdediferenteenergía.Deestemodo,alincidirluzsobrelacélulafotovoltaica,unapartedelosfotonessonreflejadosyotrosabsorbidos.Laenergíadelosfotonesabsorbidosestransferidaaunodeloselectronesdelosátomosdelacélulayseescapandesuposiciónoriginal,generandopareselectrón-hueco.Estemovimientoprovocaunacorrienteeléctricaproporcionalalairradiancia(W/m2).Elmaterialmás adecuado es uno que sea semiconductor (Silicio) debido a que facilita laconductividadalaumentarlaenergía,sinembargoaldisminuirlatemperaturaactúacomoaislanteynoconduce.Losmódulosestánformadosporuncristaloláminatransparentesuperioryuncerramientoinferiorentrelosquequedaencapsuladoelsustratoconversorysusconexioneseléctricas.Parasuconstrucciónseasociancélulasenserieyparalelo,cuyauniónseencapsulaconEtilVinilAcetato(EVA).Losmódulosfotovoltaicosseasocianentresíenseriey/oparaleloparaobtenerlapotenciadeseada en la instalación. La conexión en serie permite aumentar la tensión del sistema,mientrasquelaconexiónenparalelopermiteaumentarlacorrientedetrabajo.Comosecomentóanteriormente,elsilicioeselelementobasedefabricacióndelascélulasfotovoltaicas.Existentrestiposdistintosdesilicio,segúnelprocesodecristalización:
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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• Silicio monocristalino: Presenta una estructura completamente simétrica y uncomportamiento uniforme y predecible. Se considera como el mejor tipo pero elprocesodefabricacióneselmáscaro
• Siliciopolicristalino:Poseeunaestructuraconregionesdesiliciomonocristalinoyotrasdondelosenlacessonirregularesyconimperfecciones.Porlotantonosetratadeunmonocristalentodosuvolumen.Elprocesonoestanexigentecomoelanterioryporlotantoesmásbaratoyconrendimientoinferior.
• Silicioamorfo:Noposeeunaestructuraconcristalizado.Sudegradaciónesrápidaperosucosteeselmásbajodetodos.
EnlaFigura12seobservaelsímboloutilizadoparadescribirunacélula,módulooconjuntofotovoltaico.Suscaracterísticascríticas,quevienendadasenlatabla4,sedannormalmenteencondicionesdepruebaestándar(STC),unairradianciade1000W/m2,unatemperaturadelacélulade25°C,masadeaire1,5G(AM)eincidencianormalsobreelpanel.
Figura12:SímbolodeunacélulaPV,móduloPVogeneradorPV
Fuente:Verbibliografía[11]
Eficiencia,η
Relaciónentrelapotenciadesalidadelacélulaenelpuntodemáximapotenciaylaentradaradiativa(superficiedelacélula
multiplicadoporlairradianciarecibida)Voltajedecircuitoabierto,
VOCTensióndevacío,elvoltajequelacélulasolarsuministraacargacero
Corrientedecortocircuito,ISC
Laintensidadmáximaqueelcircuitopuedeproporcionar.Sepuedemedirconunamperímetrocortocircuitandoelcircuito.
Voltajedelpuntomáximodepotencia,Vmpp
Tensiónquesuministralacélulasolarensupuntodemáximapotencia
Corrientedelpuntomáximodepotencia,Impp
Corrientequesuministralacélulasolarensupuntodemáximapotencia
Potenciamáxima,Pmpp Lapotenciamáximaalcanzableenunciertopuntodevoltaje/corriente(Vmpp,Impp)delacaracterísticadelacélula
Factordeforma,FF Larelaciónentrelacorrientedecortocircuito(ISC)multiplicadaporlatensióndecircuitoabierto(VOC)sobrelapotenciamáxima(Pmpp)
Tabla4:Característicascríticasdeunacélulaymódulosolar
Fuente:Verbibliografía[11]
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A continuación se presentan las figuras que reflejan el cambio en la potencia máximageneradaanteloscambiosenlatemperaturayenlairradiación:
Figura13:CurvaIVconirradianciavariableFigura14:CurvaIVcontemperaturavariable
Fuente:Verbibliografía[7]
4.1.1 ConsideracionesprácticasLosconjuntosfotovoltaicosofrecenlassiguientesventajasenaplicacionesfueradelared:• Nohaycostosdecombustible.• A menudo, las comunidades con pobreza energética se encuentran en áreas con
abundanteluzsolar.• LaenergíaproducidaporlosmódulosPVsecorrelacionaconlacargadiaria.• LosmódulosPVsepuedenagregar(oeliminar)fácilmentealconjuntoPVparalograrla
capacidadadecuada.• Reducción del mantenimiento (solo se requieren limpieza e inspección periódicas) y
eliminacióndelruido.• Nohayemisionesdepartículasodióxidodecarbonoasociadasconsuoperación.• En muchos países en desarrollo ya se pueden encontrar instaladores de equipos con
licencia,piezasoriginalesyderepuestoyserviciodegarantía.• Noconsumendirectamenteagua,aunqueesnecesariounlavadoperiódico.Apesardetodasestasventajassehandetenerencuentaciertasconsideraciones:• Laenergíaproducidaesvariableeincierta.Laluzsolarvaríaalolargodeldíayelaño,yla
coberturadenubesesdifícildepronosticar,loquepuedelimitarlaproduccióndurantelastemporadasdelluvias.Estaincertidumbrepuedeconduciraconjuntosfotovoltaicosmásgrandesdelonecesarioyporlotantomáscostosos,oaconjuntosmáspequeñosdelonecesarioyenconsecuenciahacequeelsistemanoseaconfiable.
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• Lanecesidaddealmacenamientodeenergía,controladoresdecargayotroscomponentesaumentaelcostoylacomplejidaddelainstalación.
• Losconjuntosfotovoltaicosnecesitanunagrancantidaddeespacioeneltechooterreno.Porejemplo,unsistemade5kWrequiereaproximadamente40m2desuperficieparaelcampofotovoltaico.
4.2 AlmacenamientodeenergíaLafunciónprincipaldeunsistemadealmacenamientoenelsuministrodeenergíarenovableindependiente(autónomo)espoderabastecerlascargasparapermitirsuoperacióndurantelosperiodosenlosquelaentradadeenergíaporpartedelgeneradorfotovoltaicoesbajaonula.En el contexto de los sistemas solares domésticos, generalmente se utilizan bateríasrecargables (secundarias) y estas se denominan a menudo celdas secundarias. En lassiguienteslecturas,eltérmino“batería”serefiereauna“bateríarecargable”.ElsímbolodeunabateríasemuestraenlaFigura15.Laenergíaenunabateríasealmacenaenformadeenergíaquímicaconreaccionesreversibles.
Figura15:Símbolodeunabateríaopila
Fuente:Verbibliografía[12]Lasprincipalescaracterísticasutilizadasparadescribirunabateríason:• Estadodecarga(SOC)[%]:Capacidaddisponibledelabateríaenrelaciónasucapacidad
máxima,esdecir,cuandoestácompletamentecargada(100%).• Capacidad nominal [Ah]: Cantidad de electricidad que puede suministrar la batería
cuando esta se descarga a una determinada corriente de descarga desde el 100% delestado de carga hasta la tensión de corte. Se obtiene multiplicando la corriente dedescarga(A)poreltiempodedescarga(horas).
• Tensiónnominal[V]:Eslatensióndereferenciadelabatería.Lamayoríadelasveces,lasbateríasenSHStienenunatensiónnominalde12V,yestasecomponedelasumadelastensionesdecadaceldaramificadasenserie.
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• Ciclodevida:Eselnúmerototaldeciclosdecargaydescargaquepuedeexperimentarlabatería.Suvidaútilseveafectadaporlavelocidadylaprofundidaddelosciclosyporlatemperaturayhumedad.CuantomayorsealaPD,menorseráelciclodevida.
• Profundidaddedescarga(PD)[%]:Esunparámetromuyimportanteparamantenerlavidaútil de labatería. Eselporcentajede la capacidadde labateríaque sehadescargadoexpresadocomoporcentajedelacapacidadmáxima.Unadescargaal80%sedenominadescarga profunda. Una PD del 80% significa que la batería con 100Ah es capaz deproporcionarsolo80Ahcomomáximo.
• Rendimiento: Se expresa como la relación entre la energía suministrada durante ladescargaylaenergíanecesariaparavolveralestadodeplenacarga.Unestadodecargabajo favorece un alto rendimiento. La pérdidas se deben a la producción de energíacaloríficaenlosprocesoquímicospresentesdurantelacargaydescarga.
• Días de autonomía: Son los días consecutivos durante los que la batería es capaz degarantizarel consumoenausenciade sol. Esteparámetrodependede las condicionesclimatológicasydeltipode instalación.Generalmente,en laszonasrurales,estefactorpuedeserde4o6días.
Los sistemas de almacenamiento ideales para el SHS se caracterizan por los rasgospresentadosenlaTabla5.
Absorcióndeenergía• Encualquierestadodecarga• Acualquierpotenciadecarga• Conaltaeficiencia
Entregadeenergíaalmacenada
• Encualquierestadodecarga• Acualquierpotenciaentregada• Sin influencia del estado de carga del
almacenamientoPérdidasdecapacidad • Nohaypérdidasreversiblesnipérdidas
irreversiblesPeriodosdebajoSOC • Las baterías deben ser resistentes a
períodosdebajoSOC(durantelanocheoduranteperiodosdebajaradiación)
Influenciasambientales(humedad,golpes
mecánicos,etc.)• Inmunidad
Menorimpactoposiblesobreelmedio
ambiente
• Paralafabricación• Duranteelfuncionamiento• Despuésdelfinaldelavidaútil
Economía • Bajocosto
Tabla5:CaracterísticasrequeridasdelalmacenamientoSHSFuente:Verbibliografía[12]
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Existenvariostiposdebateríasenelmercado, lascualessediferencianporloselectrolitosutilizadosylatecnologíadefabricación.Lasbateríasdeplomo-ácidosehanutilizadodurantemuchotiempoparalossistemassolaresdomésticos. Las baterías de ion-litio son una tecnología nueva y muy prometedora.Trataremosenestasecciónestosdostiposdebaterías.
Figura16:TiposdebateríasrecargablesFuente:Verbibliografía[12]
4.2.1 BateríasdePlomo-ÁcidoLasbateríasdeplomo-ácidoconstandeunelectrodopositivoyunonegativo.Unelectrolitosirveparaintercambiarelectrones.Conel fin deoptimizar las baterías, se handesarrolladodiferentes configuraciones, cuyasdiferencias se relacionan con la composición del electrolito (líquido, gel, AGM) y con losdiferentesdiseñosdeelectrodos(placas).
Diseñodeelectrolitos IdoneidadparaSHS
Líquido,ácidosulfúricodiluido
Ventajas en ambientes cálidos con altoconsumo de agua. Es la solución máseconómica cuando elmantenimiento estáaseguradoabajocosto.
Electrolitogelificado Mayor costo de inversión, pero resultaneconómicas cuando la recargadebateríasconaguadestiladaescostosa.
Esteradevidrioabsorbido(AGM)
Tabla6:Electrolitosenbateríasdeplomo-ácido
Fuente:Verbibliografía[13]
Bateríasrecargables
Plomo-ácido
Líquido
Válvularegulada
AGM
Gel
Ionlitio(Li-Ion)
Fosfatodehierro
Níquel,Cobalto,Manganeso
Níquel-cadmio(NiCd)
Níquelehidrurometálico (NiMH)
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Diseñodeelectrodo IdoneidadparaSHS
PlacaderejillaMás baratas pero su vida útil esinsatisfactoria
Placatubular MáximaidoneidadparaSHS.Mayorcosto.Placadegransuperficie NoaptaparaSHS
Tabla7:Electrodosenbateríasdeplomo-ácido
Fuente:Verbibliografía[13]Enelmercadosevendenceldasindividuales(2V)condiferentecapacidad.Variasceldasenserie determinan la tensión nominal de la batería. También se encuentran disponiblesbloquesdemúltiplesceldas,conectadasenserieinternamente.Engeneral,lasbateríasdeplomo-ácidosondealtaconfiabilidadyestabilidad.
4.2.2 Bateríasdeion-litioLas baterías de ion-litio tienen varias ventajas sobre las baterías de plomo-ácido. Puedendescargarsemuylentamente,noproducengashidrógeno,sueficienciadecargaydescargaestámuyporencimadel90%ysobrevivenamuchosmásciclosquelasbateríasdeplomo-ácido.Lagrandesventajadelasbateríasdeion-litioessuprecio,queesdetresacuatrovecesmásalto que el de una batería de plomo-ácido, aunque el costo está disminuyendo másrápidamentedeloesperado.Elreciclajedelasbateríasdeplomo-ácidoesmuyconocidoyserealizaamenudomientrasqueelreciclajedelasbateríasdeion-litiodeúltimageneracióntodavíaestáendesarrollo,aunquelosmaterialesdelitionosontóxicosypuedenreciclarsefácilmente.Delasdiferentestecnologíasdeion-litiodisponibles,lasbateríasdefosfatodehierroylitio(LiFePO) parecen ser lasmás adecuadas para su uso en SHS. Son relativamente seguras yestablesysuprecioesmásbajoqueeldelamayoríadelosotrostiposdebateríasdelitio[40].Otraventajaessu tensiónnominalde3.3V,quepermiteconfiguracionesdentrodelrangode tensiónde labateríaestándarde12Vque seencuentraen los sistemas solaresdomésticosyademás,lacaídadetensiónduranteladescarganoestanaltacomoparalasbateríasdeplomo-ácido.Enlaspruebasdeciclodevida,lasbateríasLiFePOhandemostradosermuyeficientesyconservanel80%delacapacidadinicialdespuésde1600ciclos[41].
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Unidad Plomo-Ácido Ion-Litio
Tensiónnominal V 2.0 3.3-4.0Tensiónmínimade
descargaV 1.75 2.5-3.0
Tensiónmáximadedescarga
V 2.4 4.2
Densidaddeenergía Wh/l 90 320Nodeciclos(@80%PD) - 200-300 500-1000
Tiempodecarga h 8-16 1-2Toleranciadesobrecarga - Alto BajoCorrientedecargamáxima C 5 2-30
Autodescarga %mes 5 <5(+3%paracircuitodeprotección)
Rangodetemperaturadefuncionamiento
°C -20to+50 0-45(rangomásamplioparadescarga)
Mantenimiento - Requeridoparaalgunastecnologías
Ninguno
Problemasdeseguridad -
Térmicamenteestable
Circuitodeprotecciónobligatorio
Toxicidad - Alto BajoReciclaje - Alto MuybajoCosto - Bajo Alto
Tabla8:Característicascomparativasdelasbateríasdeion-litioyplomo-ácido
Fuente:Verbibliografía[14]
4.3 ControladoresdecargadelasbateríasLoscontroladoresdecargaseutilizanparalaproteccióndelasbateríasantesobretensionesy subtensiones peligrosas y descargas accidentales del módulo fotovoltaico. Además, loscontroladoresdecargapermitenproporcionaralusuariolainformaciónsobreelestadodelSHS,enparticular,elestadodecargadelabatería.Elcostoadicionalpuedeonojustificarsuimplementacióndependiendodelasregionesenlasque se desea realizar la instalación del SHS. Se implementan en regiones en las que losusuarioseinstaladorespuedenasimilarlasindicacionesproporcionadasporelcontroladordecarga.Porotrolado,enlasviviendasruralespobressedesaconsejafijarcontroladoresdecarga,yaqueestospuedendañarsuscomponentesestructurales,quesuelenserdebajacalidad.
Memoria
30
4.4 ConvertidoresDC-DCLoscircuitosDC-DCseutilizanenmuchosconvertidores,incluidosloscontroladoresdecargade la batería, los seguidores del punto demáxima potencia (MPPT) y los inversores. LosseguidoresMPPTseencargandeajustar la tensióndesalidadelmodulo fotovoltaicoparaobtenerlamáximapotenciadisponible.ElconvertidorDC-DC,oregulador,eselquecontrolaelprocesodecargadelsubsistemadealmacenamiento(baterías)desdeelconjuntofotovoltaico,yladescargadelasmismashacialacarga.Seutilizanparacambiarlosnivelesdetensión,yevitarelriesgodequelatensiónproporcionadaporel generadornocoincidacon lademandadaporelaparato,hechoquepuede dañar el aparato. También se encarga de proteger la batería frente a descargasprofundasosobrecargas.LosconvertidoresDC-DCenlosSHSdebenoptimizarseparalograrunaaltaeficienciaenelfuncionamientoyunconsumoceroenelmodostandby.LascaracterísticasdefuncionamientoquedefinenaunreguladoroconvertidorDC-DCson:• LatensiónnominaldesalidaenDC[V]• Lacorrientenominaldeentradaalreguladordesdeelgenerador[A]:eslacorriente
máximaentregadaporelconjuntodemódulosfotovoltaicosalaentradadelregulador.• Lacorrientenominaldesalidahacialacarga[A]:eslacorrientetotalconsumida.• Elrendimientoapotencianominal[%]
Porlotanto,paralaseleccióndelreguladoradecuado,esimprescindibletenerencuentalatensión del sistema y la corriente de cortocircuito del generador PV, considerando uncoeficientedeseguridadde1,2.
4.5 InversoresLosinversorespermitenalosusuariosaplicarunagamamásampliadedispositivos,aparatosAC. En algunos casos, los inversores son inevitables ya que no hay ningún aparato DCadecuado disponible en el mercado local. Sin embargo, en los SHS, la conexión deelectrodomésticos a un inversor puede conducir a una sobrecarga del sistema, y comoconsecuencia,provocarcortesdeenergía.Porlotantoesrecomendablelimitarsuutilizaciónausosinfrecuentes.
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Por lo tanto, un inversor, o convertidor DC-AC, se encarga de transformar la corrientecontinua,generadaporlospanelesfotovoltaicos,encorrientealternaparaserconsumidaporlascargasAC.Lascaracterísticasdefuncionamientoquedefinenauninversorson:• Diferentesformasdeondadesalidasuministradas:
o Rectangular: Inversormás simpleyeconómico.Debajapotencia,por loque seempleaconpequeñascargas.
o Trapezoidal: Se puede emplear para la electrificación rural con loselectrodomésticosmásusuales.
o Sinusoidal:Salidamásdeseable,muysimilaralaredeléctrica.Sepuedeemplearentodoaparatodeconsumoysepuedeconectaralared.
• Lapotencianominal[kW]:debeserligeramentesuperioralamáximademandadaporlacarga.
• LatensiónnominaldeentradaenDC[V]:noserásiempreconstante,entonceselinversordebesercapazdeconvertirdiferentestensionesenDCdentrodeundeterminadorango.
• LatensiónnominaldesalidaenAC[V]• Elrendimientoapotencianominal[%]: influenciadoporel tipodecargaa laqueestá
conectadoelinversor.Lacurvaderendimientodeun inversornoes lineal,comosemuestraen laFigura17.Sincarga, los inversores consumen energía de reserva, por lo que el rendimiento es bajo. Laenergía en espera se consume incluso cuando no hay carga. A medida que aumenta lapotenciadesalida,laeficienciadelinversoraumentayluegosereducelentamente.Porotrolado,elrendimientodelinversortambiénvaríaconelfactordepotenciadelacarga.Alcrecerlascargasinductivas(fluorescentes,motores)másrápidodecaeelrendimiento.AldimensionarunSHS,esnecesariodeterminareltipodecargasquesealimentanparafijarelpuntodelacurvaenelqueoperaelinversor,buscarsufactordepotenciatípicoydecidirdelrendimientoautilizarsegúnlaestimacióndelaenergíademandada.
Figura17:Curvaderendimientotípica
delinversorenfuncióndelfactordepotencia(Cosfi)
Fuente:Verbibliografía[64]
Memoria
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EnlosSHS,esmuyimportanteoptarporinversoresindependientes,yaquelosconectadosalareddependendelafrecuenciaylatensióndelaredpública.Por otro lado, hay que tener en cuenta que las pérdidas de los inversores deben sercompensadasporelgeneradorfotovoltaico,loqueaumentaelcostodelsistema.
4.6 Componentesparaelequilibriodelsistema(BalanceofSystem)ParaelfuncionamientocorrectoyóptimodelSHS,esnecesarioseleccionarcorrectamenteloscomponentesysuinstalaciónhadeserprofesional.EnlasinstalacionesdeSHS,lassiguientesprecaucionessonnecesarias[44].
• Laelecciónde los interruptoresapropiadosquedeben indicaronandoff (encendidoyapagado)medianteunainscripción.
• Loscablesdebenestarcodificadosporcolores,paraevitarlainversióndepolaridad.• La baja tensión suministrada por los SHS implica altas corrientes para suministrar una
carga. Por lo tanto, las secciones de los cables deben cumplir con las corrientesconducidas. Los enchufes e interruptores deben cumplir con las corrientes que seproducen.
• Las pérdidas en el cableado, reducen la eficiencia general del SHS, por lo que debenmantenersebajas.
• Lasconexionesdeloscablesdebenrealizarsedemaneraprofesionalparaevitarunacaídadetensiónexcesivaounaumentodelatemperaturaenelcableado.
• Los roedores sonunagranamenazapara instalaciones SHS,por loquealgunos cablesdeben instalarse en un cableado aislante e independiente para los polos positivo ynegativo(porejemplo,elcableadodelabatería).
• Todosloscablesdebenestarbienfijadosalapared.• Los cables que conectan el módulo fotovoltaico al controlador de carga están
parcialmenteexpuestosalaluzsolar.PorloquedebenserresistentesalosrayosUV.4.7 Mantenimientodelainstalación
LosproblemasquesepuedenencontrarenelfuncionamientodelossistemasPVrequierenunaguíademantenimientodeloscomponentes,quesedanenlaTabla9.Ademásdeestaguíaesnecesariocomplementar laspropuestasdemantenimientoconlasquecontienenlosfolletosinformativosdelosfabricantesdecomponentes.
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Esimprescindiblerealizarelmantenimientoconunaperiodicidadrigurosaconelfindealargaralmáximolavidaútildelainstalación.
Componente MantenimientoyFuncionamiento
PanelesPV
• Limpiezaregular,conaguayjabonesnoabrasivos,paraevitarquelasuciedaddelmódulofotovoltaicoreduzcalatransmisióndelaluzsolaralascélulassolares(Semanal-mensual)
• Comprobacióndelcorrectofuncionamiento.(Semestral)Baterías • Unasuperficielimpiaparaevitarcorrientesdefugaentre
lospolosde labatería. Loque requiereuna inspecciónvisual y una limpieza de polvo y otros restos en lasuperficiedelabatería.(Semanal-mensual)
• Cargacompletaregular.Cableado • Inspección visual regular para revelar destrucción por
roedoresodegradaciónporluzsolarultravioleta.• Pruebadetraccióncuidadosa(Semestral)
Aparatosdecontrol • Vigilancia del comportamiento con regularidad.ComprobarelVeIdelregulador.(Semanal-mensual)
Mantenimientodeloselectrodomésticos
• Protección contra el polvo mientras no están en uso.Cubrir aparatos relacionados con la información y elentretenimiento(radios,televisores…)
Funcionamientodeloselectrodomésticos
• Funcionamientosolocuandosenecesiten.• Desconectarlosaparatoscuandonoseutilicen
Tabla9:MantenimientodeloscomponentesdeSHS
Fuente:Verbibliografías[15][16]
4.8 CriteriosdeéxitoysostenibilidadMuchosgobiernosnoconfíanenlacapacidaddeunSHSparagarantizarelectricidadfiableyasequible,perocontinúanpercibiendolageneracióneléctricaapartirdecombustiblesfósilesylaextensióndelaredcomolaúnicasoluciónfactible.Conelfindecambiarestapercepción,esimprescindibleasegurareléxitodelosSHS.Además,mejorarlaeficaciadeestosprogramasesesencialparaobtenerunmayorapoyopolíticoyburocráticoalainversión.Elobjetivodeesteapartadoesdesarrollarydescribirunmodeloquesepuedeutilizarparaevaluareléxitodelprogramateniendoencuentaunnúmerodecriteriose indicadoresdeéxito.
Memoria
34
Antes de todo hay que enfocarse en identificar las principales barreras a la adopción desistemasdeenergíarenovable.Estaspuedenserlosaltoscostosinicialesdelsistemajuntoconlosbajosingresosdeloshabitantesquevivenenlaszonasruralesdelospaísesenvíasdedesarrollo.Estosproblemasrequierenlacapacidaddeadoptarmodelosdenegocioflexibles.Otras barreras que influencian la tasa de adopción de tecnologías de energía renovablesincluyenlapobreespecificacióndelsistema,lamalainstalaciónymantenimiento,lafaltadeconocimientoencuantoalafiabilidadyfuncionamientodelsistemayladependenciaexcesivadelafinanciacióndeorganizacionesdonantes.Enbasealainformaciónobtenida,podemosobservarenlaFigura18unesquemaqueclasificalas diferentes barreras a los programas rurales de energía renovable en países en vías dedesarrollo.
Figura18:Esquemadebarrerasdelprogramadesistemasolardoméstico
Fuente:Verbibliografía[17]
• Faltadeconocimientotécnico• Faltadecapacidadinstitucional• Faltadeintervención• Mercadoslimitados
• Faltadecapital• Faltadefinanciamientodelprograma• Faltadecréditodeusuarios• Nogeneracióndeingresos
• Pobremantenimiento• Malainstalación• Disponibilidadlimitadadeproductos• Infraestructuralogísticainsuficiente• Insuficienciatécnica(capacidad,eficiencia)
• Faltademarconormativoylegal• Usoindebidodesubsidios• Dependenciadeldonante
• Percepcioneserróneassobrelatecnología• Falta de vínculo con las estructuras y valores
socialesexistentes
Implementación
Financiación
Técnica
Normativa
Social
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En2003,laAgenciaInternacionaldelaEnergía(IEA)desarrollóunaguíaparadiseñaromejorarunprogramafotovoltaico[18].Suprocesosedivideenlassiguientesfases:• Fasedepreparación:Necesitaevaluaciones,laconsultadelosinteresados,unaevaluación
técnicadesuministroydelosrequisitosdecapacidad.• Fase de diseño: Establecer las metas y objetivos, el marco institucional y legal, el
calendario de eventos, logística, la formación y desarrollo de capacidad, la gestiónfinancieraylaevaluacióndelsistematécnico.
• Fasedeimplementación:Requiereuncontroldecalidadyevaluacióndelagestiónyunsistemadegestióndeinformación.
• Vigilanciayevaluación:Requiereunavigilanciaregular.Otros temas importantes deben ser considerados al diseñar e implementar programas deelectrificación a partir de energía renovable en países en vías de desarrollo. Los másimportantesdesdeelpuntodevistadelosconsumidoresson:• Idoneidad:Sielsistemasediseñaparasatisfacersusnecesidadesreales• Asequibilidad:Sielsistemaesasequible• Fiabilidad:Lacalidaddelsistema• Financiación:LadisponibilidaddeunafinanciaciónapropiadayflexibleAcontinuación,sepresentaunalistadefactoresquecontribuyenaloscriteriosdeéxito.Cadafactorsehaasociadoconunconjuntodeindicadores,apartirdelcualsepuedejuzgareléxitodel programa, teniendo en cuenta que la selección final de indicadores debe reflejar elcontextolocalylosobjetivosdelproyectoyopinionesdetodaslaspartesinteresadas.Todoslosfactoresserelacionanfuertementeconlasostenibilidaddeunprogramadeelectrificaciónruraldeenergíarenovable.
Memoria
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Figura19:EsquemadecriterioseindicadoresdeéxitoFuente:Verbibliografía[12]
• Accesoaunaluzmáslimpia• Cambiardeloscombustibletradicionales• Accesomásfacilalainformacion• Aumento delashorasdetrabajoyestudio
Accesoyusosdeenergía
• Mejora delacalidaddevida• Aumentoderelajación• Aumentodeescucharradio/vertelevisión• Aumentodeactividadessociales
Sociedad
• Disminución delgastomensualenenergía• Cambiarelestadofinancierodelosusuarios• Creacióndeoportunidades deempleo
Economía
• Reduccióndela emisióndegases• Disponibilidaddelreciclajedebaterías• Conservacióndelosecosistemas
Medioambiente
• Reduccióndelacargalaboraldelasmujeres• FamiliarizarseconnuevastecnologíasGénero
• Sistemafácildeoperar• Formacióndeusuariossobreelfuncionamiento, mantenimientoyvigilancia
• Sistemasdiseñadosparareflejarlasnecesidadesdelosusuarios
Gestióndelproyecto
• Préstamoflexibleparalosusuarios• Préstamoflexibleparalacompañíademantenimiento
• Creacióndenuevos negocioslocales
Financiamiento
• Informadasacercadelproyecto• Involucradaseneldiseño• Tienen clarosupartedetrabajo
Partesinteresadasidentificadasenlaetapade
diseño
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4.9 MecanismosdefinanciaciónAunquelalaenergíasolaresgratuita,elequiponecesarioparaconvertirlaenelectricidadnolo es. El costo de capital inicial de un sistema solar doméstico representa una grandeproporcióndelcostototaldelciclodevidadelsistema,yaquíradicaelproblema.EsfundamentalencontrarunaformaeficazdequeloshogaresruralesdeingresosbajosymediosenpaísesenvíasdedesarrollopuedanfinanciarlaadquisicióndeunSHS.UnrequisitoimportanteparaunprogramadeelectrificaciónruralPVeslamovilizacióndelosmediosfinancierosparapermitirlaadquisicióndelsistema.Desafortunadamente,losbancoseinstitucionesfinancieraslocalestiendenacategorizaralosSHScomounainversióndealtoriesgo.Unadelasrazonesesdebidoalcostedelospanelessolares,queseinstalanfueradelaviviendayporlotantoestánexpuestosalriesgoderoboodaño.Porlotantoesosignificaqueserequierenotrosmecanismosdefinanciación.Hasta hoy en día, se han utilizado 4 tipos de mecanismos financieros en programas deelectrificaciónrenovableyrural.Estossonlossiguientes.
4.9.1 VentasenefectivoAlgunaspersonasquevivenenzonasruralessoncapacesdepagarloscostosinicialesdeunSHS.Estemecanismoeselmodelomássimplepara implementarelprograma.Laventaserealizadirectamenteatravésdeundistribuidordesistemasfotovoltaicosalusuariofinalenpagosenefectivo.EstemodelonorequiereapoyodelgobiernoGeneralmente, los clientes pueden decidir si desean instalar el sistema ellosmismos o sicontactaralproveedorparainstalarlo.Lainstalación,elmantenimientoyelserviciopostventanosuelenformarpartedelcontratodeventa,exceptosilosusuariosfinalesdecidenpagarunacantidadadicionalparaesosservicios.Las siguientes condicionesprevias sonnecesariaspara implementarunmodeloexitosodeventasenefectivo:
• Viabilidaddeunnegociofotovoltaicorural• Situacióneconómicadelosusuariosfinales
Lasdesventajasdeestemodeloson,porunlado,queelmercadoestarestringido,debidoaquelamayorpartedelapoblaciónruralnopuedepagarenefectivoyporadelantadounSHS.Porotrolado,esdifícilcontrolarlacalidad.
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4.9.2 SubvencionesParaquelossistemassolaresdomésticosseanasequiblesparaloshogaresdebajosingresos,serequierealgúntipodesubvención.Existenlassubvencionesdirectas,enlasqueeldonante/gobiernoproporcionaúnicamenteelsistemadeformagratuitaocasigratuita.ElSHSesdonadoalosusuariosquenopuedenpagarelcostodelsistema.Sinembargo,elproblemadelasubvencióndirectaesqueenmuchoscasos,losusuariosnosesientenresponsablesdelmantenimientodelossistemas.Otrotipodesubvencióneselqueapoyalacreacióndeunmercadocomercial.ConsisteenproporcionarpréstamosaunpequeñonegocioparaquecomprecomponentesdelSHSparasu posterior venta a quienes viven en comunidades rurales. La pequeña empresa puederealizarlainstalacióndelsistemadeformagratuitaoexigirpagosadicionales.Elobjetivodeeste tipo de subvención es crear un mercado comercial de SHS a través de procesoscomercialesgeneralesenvezdecrearlomediantedecretosgubernamentales.Otrotipodesubvencióninteresanteeselqueimplicaelconceptodealmacén.Gobiernosy/oONGscreanvariosalmacenesa travésdelpaísdondecolocan losequiposdeSHS.Así, losempresarioslocalespuedencomprarloscomponentesdelSHSdesdelosalmacenesalmismocosto que si se adquieren en la ciudad capital. La donación permite cubrir el coste defuncionamientodelosalmacenesyloscostesdetransportedelosequiposalosalmacenes.
4.9.3 CobroporservicioConestemodelodeservicio,elsistemadeenergíarenovableestáinstaladoyespropiedaddeunaempresadeserviciosenergéticos(ESCO),elgobierno,unaempresadeserviciospúblicosounaorganizaciónprivada.ProporcionanSHScompletosalosusuariosysonresponsablesdelainstalación,mantenimientoyreparacióndecualquierpartedelSHS.Las ESCO -quepueden ser unaempresade electricidad, una cooperativa, unaONGounaempresaprivada-instalanelsistemaenlaviviendaunavezquelosusuariosfinalespaguenunacuotadeconexión.Posteriormentea la instalación,elusuariodelSHSdebepagarunatarifamensual.Sinembargo,lasESCOtardanañosenrecuperarsusinversiones,porloqueserequiereunaperspectivayuncompromisoalargoplazo.Elriesgodeinversiónsetienequeasumir,perotambiénsepuedecompartirconunbancooundonante.Las tarifas mensuales cubren los costos operativos, y en algunos programas, también elremplazodelabateríayloscostosdemantenimientodelsistema.LaprincipalventajadeestemecanismoesqueelusuariofinalnotienequeinvertirenloscomponentesdelSHS.
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4.9.4 VentasacréditoEldesarrollodeloscréditosalconsumidoresunavancemuyrecienteenlosprogramasdeelectrificaciónrural.Existen4diferentestiposdeestemecanismodefinanciación.CréditodeldistribuidorLosdistribuidores, talescomo lasempresas fotovoltaicas, suministranelSHSa losclientesrurales.Estospagansusistemaatravésdecuotasmensualesosegúnlafechaacordadaenfuncióndesusciclosdeingresos.Unavezrealizadoelpagototal,losusuariosfinalessonlospropietariosdelsistema.Porlogeneral,losdistribuidorestomanprestadoelcapitaldefuentesdefinanciamiento,quesuelenserinstitucionesdecrédito,paracomprarlossistemasfotovoltaicos.El gobierno establece las diferentes regulaciones necesarias para la instalación,funcionamientoypagodelsistema.La desventaja de estemodelo, es la reluctancia de los proveedores en ofrecer créditos aclientesruralesconbajosingresos.CréditodelusuariofinalEstetiposeparecealmodelodescritoanteriormente,conladiferenciadequeeldistribuidorno está involucrado en el desembolso del crédito pero lo está una organizaciónindependiente.Estaofrecepréstamosdirectamentealosusuariosfinales,cubriendoelcostetotal del sistema al distribuidor. El préstamo otorgado sigue siendo responsabilidad de lainstituciónhastaquelosusuariosseconviertanenpropietariosdelossistemas.Lasinstitucionesdecréditosuelenserbancosdedesarrollorural,cooperativasdeahorroycréditoyotrasorganizacionesdedesarrollorural.CompraaplazosEste modelo es similar al de crédito del usuario final. No obstante, aquí, la empresadistribuidoraolainstituciónfinancieraofrecenelsistemaalclienteenrégimendecompraaplazos.Laempresaseocupadelainstalaciónydelosserviciospostventa.Micro-finanzasEstetipodemodeloesunacombinaciónentrelosdosúltimostiposdescritosanteriormente.Ladiferenciaesquenoserequieregarantía,debidoaqueestosserviciosactúanparaayudaralaspersonasconbajosingresos,financiandolacompradedispositivosdeenergíalimpiaquepuedanmejorarsuaccesoaserviciosenergéticosmodernosydecalidad.
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Lasituaciónfinancieradelapoblaciónruralconmuybajosingreso,lesimpideelpagoinicialdeunsistemacompletodeenergíarenovable.Losserviciosdemicro-finanzasproporcionanunmedioparapagarloscostosinicialesdeunSHS.Sinembargo,unadelasprincipaleslimitacioneseslaausenciadeunareddeorganizacionesdemicrocréditoen lasáreas rurales,por loqueesdifícil recolectareldineroyofrecerunsoportepostventaenestasáreas.
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5. CASODEESTUDIOENMARRUECOS
5.1 SituaciónenergéticaMarruecosesunpaísquetieneungranpotencialenenergíasrenovables.Sinembargo,siguedependiendo en más del 88% de los recursos energéticos del exterior, según el informeeconómico y financieropublicado recientemente, en2018, por elMinisterio de EconomíaHaciendayReformaAdministrativa [19].Ycabeseñalarque la fuente reportauna tasadedependenciadelosproductospetrolíferosdealrededordel70%en2020.Desde2009,bajo lasorientacionesdesumajestadMohamedVI ,elpaíshaadoptadounaestrategiaenergéticacuyoobjetivoeselaugedelasenergíasrenovables,elfortalecimientodelaeficienciaenergéticaylaintegraciónregional.Entre2009y2013selanzóelPlanNacionaldeAccionesPrioritarias(PNAP)pararestablecerelequilibrioentreofertaydemandaeléctricaactuando,porunlado,enelfortalecimientodelascapacidadesdeproduccióny,porotrolado,sobrelaracionalizacióndelusodeenergía.Elobjetivofijadopara2020eraincrementarlacuotadeenergíasrenovableshastael42%delapotenciaeléctricainstalada.Paraellosepusieronenmarchaprogramasintegradosdestinadosainstalar6000MWdefuentesrenovable,delosque2000MWeranparaenergíaeólica,2000MWparaenergíasolary2000MWparaenergíahidroeléctrica.Elobjetivoestaráaseguradopronto,comosepuedeobservarenlasiguientetabla:
3700MW
Potenciainstaladadeenergíasrenovables
1220MW
Potenciainstaladadeenergíaeólica
1770MW
Potenciainstaladadeenergía
hidroeléctrica
711MW
Potenciainstaladadeenergíasolar
34%
tasadeenergíasrenovablesenlapotenciaeléctricatotalinstalada
11%
tasadeenergíaeólicaenla
capacidadeléctrica
16%
tasadeenergíahidroeléctricaenlacapacidadeléctrica
7%
tasadeenergíasolarenlacapacidad
eléctrica
Tabla10:IndicadoresclavedepotenciainstaladaytasadeenergíaenMarruecos(2018)
Fuente:Verbibliografía[19]LosprogramasquecontribuyenaeseaugesonelPlanSolarMarroquíoPlanNoor(Masen),elProgramaMarroquí Integrado de Energía Eólica en Tánger ymuchos otros programas deenergíahidroeléctricaybiomasa.
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Otroprogramaadoptado,eselProgramadeElectrificaciónRuralGlobal(PERG).Sinembargo,laelectrificaciónruralnotuvolosefectossecundariosdeseadosparamejorar lacalidaddevidaycrearnuevasoportunidadesdeempleo[21].
Figura20:Distribucióngeográficadelosproyectosinstaladosyenconstruccióndemasen
Fuente:Verbibliografía[20]
5.2 EstrategiasenergéticasEldeseodeMarruecospara2030,enelmarcodelaestrategiaestablecidapara2020,eslaparticipacióndelasenergíasrenovableenlacapacidadinstaladaal52%.Este despliegue masivo de energías renovables no se limita necesariamente a laimplementacióndegrandesproyectoslideradosporelEstadooporempresaspúblicas.Con el fin de acelerar la transición energética al servicio de los objetivos de desarrollosostenibleserecomienda,ademásdemaximizarlaparticipacióndelasenergíasrenovablesenelmixenergéticototal:• Fomentar el despliegue de la descentralización de la producción: optimizar los
rendimientosdeproducción,minimizar laspérdidasenlared,evitar laconstruccióndenuevaslíneas,etc.
• Generalizarelincrementodelaeficienciaenergética.• Implementar una transición hacia la movilidad sostenible, especialmente la movilidad
eléctrica.
PotenciaenMW Fechadecomienzodelproyecto
Fechadepuestaenmarcha EmisionesdeCO2evitadas(t)
ProyectospuestosProyectosenvías enmarchadedesarrollo oenconstrucción
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• Mejorar los costes de producción de desalinización para cumplir con los requisitos deseguridadalimentariaydelagua.
Estas estrategias establecidas, son de primera importancia para el país, en términos decontribución al desarrollo sostenible. Esta primera importancia incluye la reducción delvolumendelafacturaenergética,laseguridaddesuministroyladisponibilidaddelaenergía,elaccesogeneralizadoalaenergía,ladiversificacióndelasfuentesdeenergía,etc.No obstante, existe un segundo nivel de prioridad que no se puede omitir. Esta tiene unimpactodirectosobreeldesarrollosocio-económicodelapoblación,talcomolacreacióndeoportunidadesdeempleo,ladescentralizacióndelospueblosaislados,lamejoradelacalidaddevidadelaspoblacionesrurales,etc.EstetrabajosecentramásenlasegundaimportanciaencuantoalaimplementacióndelasenergíasrenovablesenMarruecos.
5.3 InsuficienciasenlaszonasruralesLos métodos actuales de producción y consumo de energías no sostenibles amenazan elmedioambienteanivellocalymundialademásdepesarsobrelaeconomíadelestado.Enlaszonas rurales la problemática energética está relacionada no solo con la economía y elmedioambiente,sinoquetambiénconlacalidaddevidadelaspoblaciones,quedependendelabiomasatradicional.Eldesajusteexistenteentreelsuministrodeelectricidadyelpoderadquisitivoenlaszonasrurales hace que los hogares más vulnerables utilicen leña para la calefacción y cocina,contribuyendo así a la aceleración de la deforestación y a graves problemas de salud(respiratoriosdadalainhalacióndehumoconlacombustión).Así,antelafaltadeunaccesoadecuadoalaenergía,lasconsecuenciassondesastrosas,principalmenteparalasmujeresyniños,siendoelloslosqueseencargandetraerlaleñaparalasnecesidadesdelhogar.SegúnelIRES,lacantidaddeleñaconsumidaanualmenteesde11,3millonesdetoneladas,delascualesel53%esdeorigenforestal[22].Lademandanacionaldeleñarepresentael30%delademandaenergéticatotaldeMarruecos.Casiel88%deestademandadeleñaprovienedeáreasruralesdondelapobrezaestáaumentando[23].Apesardelamagnituddelaproblemática,sehanrealizadomuypocosestudiosrelacionadoscon laexplotaciónde la leña, suconsumo,así comosu impacto sobre ladeforestación.Elconsumonacionaldeleñasiemprehasidoobjetodediversasestimaciones.
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44
AunqueMarruecoshalogradounprogresoextraordinarioenlaelectrificaciónruraldetodoelpaís,aumentandodel18%amediadosdeladécadade1990acasiel100%enlaactualidad,lapuestaenmarchadegrandesproyectosenergéticosrenovablesnotieneningúnimpactosobreelusode la leña,noasegura totalmente la seguridadenergéticade laspoblacionesrurales. Por eso, esnecesario instalar sistemasdeenergía limpia y sostenibledepequeñadimensiónydestinadosalospueblosenzonasconaltadeforestación,conelfindeeliminarprogresivamenteelusodelaleña,transfiriendoelusodelgasalaproduccióndeelectricidad.
5.4 DiseñodeunSHSEnesteapartadosepresentaeldiseñodeunsistemasolardoméstico,tecnologíaquevienedescrita anteriormente, aplicado a un pueblo situado en Marruecos. Se realizará eldimensionadodelainstalacióndeenergíasolarfotovoltaica,sinconexiónalaredeléctrica,enunapequeñaviviendaruralaislada.
5.4.1 DescripcióndelmedioambientedelcasodeestudioenMarruecosLastribusdelosHahaoIhahanseencuentranenelAltoAtlasOccidentalenMarruecos.SuregiónseextiendealolargodelaciudaddeEssaouira,haciaelsurhastaelvalledeSous.Laviviendacasodeestudiose localizaexactamenteenlaciudaddeSmimou,situadaenlaregióndeMarrakech-TensiftElHaouz.
Latitud31,2098 Longitud -9,7032
Figura21:MapageneraldelaregiónalrededordeSmimou
Fuente:Verbibliografía[25]
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
45
Lapoblacióndelacomunidadconstade8026personasyelnúmerodefamiliasllegaa1750segúnelcensodepoblacióngeneralde2014.ElclimadeSmimousecaracterizaporlasequedadyaltastemperaturasenelverano,mientrasque el periodo de invierno se caracteriza por bajas temperaturas e importantesprecipitaciones.Elpueblotambiénseveafectadoporlosvientosdelesteendiferentesépocasdelaño,sinembargolatasadeprecipitaciónanualsiguesiendodébil.
Figura22:MapageneralyespecíficodelaciudaddeSmimou
Fuente:Verbibliografía[26]LacomunidadaldeanadeSmimouseextiendesobreunáreade79km2dentrodeunentornonaturaldiversodemontañasydepresiones,ademásdeun importanteespacio forestal. Laagricultura, la ganadería y el comercio son las principales actividades económicas de lacomunidadyatraenalamayorproporcióndelapoblación.LaconfederacióndelosHahaesunaregióndeMarruecosquehasufridomuchoenlasúltimasdécadas,atravésdelascrisisnaturales(sequía)ylascrisiseconómicasdelosaños80y90.Estohareforzadolapobrezaenestaregión.Ante esta situación de extrema pobreza, las poblaciones han desarrollado estrategias desupervivenciaqueincluyen,entreotrascosas,elusodeleñaparaelabastecimientodeloshogares.Deestamanera,yapesarde la fragilidaddesuecosistema, lagentepermaneceatacando lacubierta leñosaparacocinarycalentar.Esteproductoes la fuentedeenergíapredominanteenlaregión,demandadoporfamiliasquenopuedenobtenergasdomésticoniaccederalaelectricidad,debidoasusbajosingresos.SegúnelDepartamentodeAguayBosquesdeEssaouira,trescuartaspartesdelconsumodemaderaycarbónvegetalparalasnecesidadesenergéticasprovienendelárboldeargányunaquintapartedelathuya.
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46
Esteusointensivoforestalconducedehechoaunadegradaciónsignificativadelecosistema,cuyapreservaciónsepresentacomounadelasprincipalesapuestasparaasegurareléxitodelosODS.Porestarazón,seproponeacontinuacióneldiseñodeunsistemasolardoméstico,quegenereenergía a partir de paneles fotovoltaicos, para abastecer las necesidades mínimas de loshabitantesdelaviviendacasodeestudio,ypermitirlareduccióndelusodeleñaalbascularhaciaunusodeloscomponentesyaparatosapartirdeenergíaeléctricaymoderna.
5.4.2 DeterminacióndelademandadeenergíaLa demanda energética de la vivienda se orienta principalmente a cocinar y calentar eninverno.ComolosSHSsuministranpocaenergía,ysetratadeunainstalacióndepequeñasdimensionesybajapotencia,sepropone12Vcomotensiónnominal.Lademandaestimadade consumo (enWh/día) semuestraen laTabla11, tantopara loselectrodomésticos o aparatos alimentados directamente en DC, como aquellos otrosalimentadosenAC.EldetalleylajustificacióndelademandaestimadaseencuentranenelAnexo1.Laenergíaconsumidaesigualalproductodesupotencia(enW)poreltiempoestimadodefuncionamiento(enh).DescripcióndelEquipo Potencia(W) NºdeEquipos Horas/día Energía(Wh/día)
Iluminación 10 4 3 120Televisor 15 1 3 45Radio 10 1 4 40
Teléfonomóvil 5 1 5Placaeléctrica 300 1 2 500
TOTAL 710
Tabla11:Consumosenergéticosdeequiposparalainstalaciónconsiderada.Fuente:Elaboraciónpropia
Teniendoencuentalasnecesidadesbásicasenunaviviendaruralsituadaenlazonacasodeestudio,seestimaunconsumodiariodeaproximadamente710Wh.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
47
Elconsumototalnetoexpresadoen[Ah/día]necesariodelainstalación:
@ABACD ="FGFHIJKGL
= 710Pℎ/SíH12J
= VWXY/ZíC (1)
Comoprimeraaproximación, seconsideranunaspérdidasdeenergíaporconexionadodel10%:
@DB[[ =\]
\]]^_&$&'( = V, WXY/ZíC (2)
Teniendounconsumototalnecesarioorequeridode:
_,*a = _&$&'( + _($:: (3)
@cde = 59 + 5,9 ≅ iVXY/ZíC
5.4.3 EvaluacióndelaspérdidasdelainstalaciónEsimportantecalcularyrealizarunabuenaestimacióndelaspérdidasdelainstalaciónyaquede ello depende el dimensionado de otros componentes de lamisma. Estas pérdidas sepuedenhallarmediantelaecuación(4).
(4)Siendo:
KA Autodescargabaterías.CaracterísticasfabricantebateríaKB Energíaquelabateríadisipaenformadecaloracausadelosprocesosquímicos
decargaydescarga.CorrespondealrendimientobateríaKC RendimientodelconvertidorDC/ACKR RendimientodelreguladorDC/DCKX Otraspérdidasdedimensionado.DAUT Díasdeautonomía.Zonaconsolregular:3díasPD,MAX Profundidadmáximadedescarga.Dependedelatecnologíadelabatería
Tabla12:Pérdidasconsideradasenlainstalación
Fuente:Verbibliografía[27]
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• KA:vieneenlashojasdecaracterísticasdadasporelfabricantedelabatería.Suvalores0,5%.
• KB:tieneunvalordel5%.• KC:paralainstalaciónconsiderada,ydeacuerdoconelconvertidorescogidoquepresenta
unaeficienciadel85%,laspérdidassondel15%.• KR:elreguladorpresentaunaeficienciadel90%.Porlotantolaspérdidassondel10%.• KX:Pordefectoescogemosunvalordel10%.Para el número de días de autonomía que requerirá la instalación, así como para laprofundidaddedescargadelasbaterías,tomamoslosvaloresadecuados.• DAUT: Una aproximación lineal a los datos de la Figura 23, da lugar a las siguientes
ecuacionesparaestimarlosdíasdealmacenamientonecesarios,basadosenelpromediomínimodehoraspicodesolduranteelaño,HPS:
j0kl = −1,9^no; + 18,3 → sHtHHsIuvHvuGKwxvtíFuvHx (5)
j0kl = −0,48^no; + 4,53 → sHtHHsIuvHvuGKwxKGvtíFuvHx (6)
Figura23:DAUTnecesariosparaelfuncionamientodesistemasPVfrenteaHPSdisponibles
Fuente:Verbibliografía[27]Se considera una aplicación no crítica. El detalle del cálculo deHPS para la instalación seexplicaposteriormente.
j0kl = −0,48^5,45 + 4,58 < 3 (6)Comonormageneral,laautonomíamínimadeinstalacionesfotovoltaicasesde3días,porlotantoseescogeestevalor.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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• PD,MAX:Labateríaescogidaparalainstalaciónesdeplomoácido.AltratarsedeunabateríaAGM(esteradevidrioabsorbido),laprofundidaddedescargaesdel75%[28].
TodosestosvaloresnosconducenaunvalordeKTde:
{| = [1 − 0,05 + 0,15 + 0,10 + 0,10 1 −],]]~�Ä%í':
],Å~= Ç, VW (4)
Loquellevaaobtenerelconsumototalrequerido,considerandotodaslaspérdidastotales:
@cdeÉ =_twÑÖÜ
= 65àℎ/SuH0,59
= ââÇ, äXY/ZíC (7)
5.4.4 EleccióndelainclinaciónóptimadelospanelesfotovoltaicosExistendistintasalternativasparalaeleccióndelángulodeinclinaciónóptimodelospaneles:
1. Sepuedeescogerunainclinación“empírica”fija,garantizandounabuenainsolacióndelospaneles;porejemplo,60º.
2. Realizarelmétododel“criteriodelmescrítico”,esdecirdemesmás favorable: seintentaoptimizarlarelaciónconsumo/radiaciónencadames,yquedarseconlosdatosdelmesmásfavorable.
3. Realizarelmétododel“criteriodemáximacaptaciónenergéticaanual”:optimizarlarelaciónconsumo/radiaciónalolargodetodoelaño,teniendoencuentalaradiaciónsolarglobalmediaanual.
Figura24:Inclinacióndelcolectorsolar
Fuente:Verbibliografía[27]
4. EscogerunainclinaciónigualalalatitudLa inclinaciónóptima seobtienemedianteel softwarePVGISquepermiteproporcionar lainclinaciónóptimadelmóduloPV.Éstaesde30°,ycoincidemásomenosconlalatitud.
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ã = åÇ°
Paracomprobarque,enefecto,estainclinacióneslamásóptima,serealizaelmétododel“criteriodemáximacaptaciónenergéticaanual”.ParautilizarestemétodosepartedelaTabla13 quecontiene losvaloresde la radiaciónsolarglobal recibidaencadames (medidaenkWh/m2),yparadiferentesinclinaciones.
Inclinación 0° 10° 20° 30° 31° 40° 50°Enero 3,863 4,656 5,341 5,894 5,941 6,295 6,529Febrero 4,350 4,938 5,412 5,755 5,782 5,956 6,005Marzo 5,809 6,313 6,667 6,858 6,868 6,876 6,719Abril 6,976 7,212 7,280 7,174 7,153 6,892 6,441Mayo 6,843 6,830 6,673 6,365 6,326 5,914 5,334Junio 7,603 7,498 7,238 6,813 6,761 6,231 5,522Julio 6,815 6,790 6,625 6,318 6,279 5,872 5,297Agosto 6,405 6,517 6,491 6,319 6,294 6,003 5,550
Septiembre 5,775 6,128 6,343 6,411 6,410 6,326 6,088Octubre 4,196 4,614 4,930 5,133 5,146 5,214 5,169
Noviembre 3,492 4,097 4,608 5,006 5,039 5,278 5,414Diciembre 3,093 3,765 4,348 4,823 4,864 5,175 5,390
MediaAnual 5,435 5,780 5,996 6,072 6,072 6,003 5,788
Tabla13:RadiaciónglobaldiariamesamesGd(kWh/m2día)FuenteVerbibliografía[29]
Apartirdelatablaanterior,secalculaelcocienteconsumomediomensual/radiaciónsolarglobalmedia,esdecir,sedividiráelconsumomediodiarioporcadamediadelosdocevaloresmensualesdelatablaanterior.Calculadoanteriormente,nuestroconsumomediodiarioesdeEtotal=710Wh/día.AlrealizarelcocienteseobtienenlosvaloresmostradosenlaTabla14.Inclinación 0° 10° 20° 30° 31° 40° 50°MediaAnual 130,636 122,841 118,404 116,922 116,929 118,282 122,663
Tabla14:ValoresalaplicarelcocienteEtotal/Gd
Fuente:ElaboraciónpropiaElvaloróptimoeselmenor,porlotantolainclinaciónóptimaesde30°,quecoincideconladeterminadaporelsoftwarePVGIS.Se decide instalar los paneles fotovoltaicos en el techo de la vivienda, para condicionesóptimasdeirradiaciónycontrolderobos.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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5.4.5 RadiaciónsolartotaldiariarecibidaEsnecesariodeterminarel recursosolar,esdecir,encontrar losvaloresde radiaciónsolarincidentes en el emplazamiento de nuestra instalación fotovoltaica. Para el cálculo de laradiación solar total diaria recibida mes a mes para dicho ángulo de inclinación (30°)utilizamoslaconocidaherramientaonline,PVGIS,contaldeobtenerlosdatosdeirradiaciónglobal(Anexo2).
MES kWh/m2/día kWh/m2/mes
Enero 5,66 175,58Febrero 6,17 178,95Marzo 7,28 225,86Abril 7,62 228,69Mayo 7,61 235,78Junio 7,43 223,60Julio 7,25 224,75
Agosto 7,24 224,53Septiembre 6,66 199,75Octubre 7,00 217,24
Noviembre 5,78 173,43Diciembre 5,45 168,85PROMEDIO 6,77 206,42
Tabla15:Valoresderadiaciónsolardisponiblediariamenteymensualmenteparaunainclinación30°Fuente:Elaboraciónpropia
Estosvaloressehanobtenidoapartirdelairradiancia,lapotenciainstantáneadelaradiaciónsolarrecibidaporunidaddesuperficie(W/m2).Considerandoestaconstante,seobtienelairradiación(H)mediantelasiguientefórmula:
n = )ttHSuHKvuH^F (8)Dondetcorrespondealtiempoenhoras.Deestaenergíaincidentesobreelplanodecaptadoressolares,seconsideraqueexisteunaparte no aprovechable, estimando esta pérdida en un 6%. Esta parte no aprovechablecorrespondealasprimerasyúltimashorasdeldíadurantelascualeslapotenciaincidenteesinsuficienteparasertransformadaenenergíatérmicaútil.
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52
5.4.6 SeleccióndelmodelodepanelydeterminacióndelapotenciaproporcionadaParalaeleccióndelpanelfotovoltaico,sehaintentadoseleccionarelproductoquepresentalamejorrelacióncalidad/precio.Alinstalarseenunazonaruralpobre,tienequegarantizarunaltorendimiento,unagarantíaencasodefallo,unabuenacalidadysostenibilidadypresentarunpreciorazonable.ElmodelodelpanelseleccionadoyasecomercializaenMarruecos,porloqueelgastodeentregaserámínimoyeltransportemásseguro.SeseleccionaelmodeloTS150PdelamarcaTESLASOLAR.Segúnelfabricante,elpanelPVsigueunrigurosoprocesoconcontroldecalidaddelproductoencadaetapadefabricación.Se prueba en condiciones estándar para garantizar un funcionamiento estable y unrendimientodelasinstalaciones.SuscaracterísticasprincipalessemuestranenlaTabla16ysufichatécnicaenelAnexo3.
PotenciamáximaenSTC 150W±3%TensiónMpp(Vmpp) 17,57V[dc]CorrienteMpp(Impp) 8,54ATensióncircuitoabierto(Voc) 22,09V[dc]Corrientecortocircuito(Isc) 9,55ACoeficientedetemperatura(Pmpp) -0,4%/°_Coeficientedetemperatura(Voc) -0,35%/°_Coeficientedetemperatura(Isc) 0,06%/°_TensiónmáximadelsistemaDC 1000VCélulaspolicristalinas 36Dimensionesdelascélulas 156x156mmCélulas PolicristalinasDimensionesdelmóduloLxlxh 1482X670X35mmPeso 13kgRendimientodelmódulo 15,75%
Tabla16:CaracterísticasdelmóduloTS150P
Fuente:Verbibliografía[30]Latensiónmáximadelsistemadeterminaqueelpanelestádiseñadoparainstalarsejuntoaotrosperoqueensuconjuntonotienenquesuperarelvalorindicado(1000V). La energía (indirectamente expresada en Ah) proporcionada por el conjunto demódulosfotovoltaicosvienedadaporlaecuación(9).
"#$% = ?#$%^)#ëë^no;(=) (9)
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Donde?#$% representa el factor global de pérdidas para nuestro panel fotovoltaico, ennuestrocaso85%,)#ëëcorrespondealacorrienteenelpuntodemáximapotenciadelpanelyn;o = alashorassolarespicoparalainclinaciónde30°.La“horasolarpico”esunaunidadquemidelairradiaciónsolar,ysedefinecomoeltiempoenhorasdeunahipotéticairradianciasolarconstantede1000W/m2.ParaelcálculodelvalorHPS(30°)seemplealaecuación(10),basadaenlosvaloresobtenidosenPVGIS,queaparecenenlaTabla15.Ennuestrocasovamosaconsiderarelvalormediodeirradiacióndelosmesesdelaño.
n;o = =n = íì/L2
SíH
3600 íìL2
=n 30° P/L
2
SíH1000P/L2 → îïñ åÇ° = i, ääYBcC[ (10)
Disponiendodetodoslosvaloresnecesarios,volvemosalaecuación(9)paradeterminarlaenergíaproporcionadaporlospaneles:
óòBZ = 0,85^8,54à^6,77ℎ ≅ ôWXY (9)
5.4.7 NúmerototaldemódulosenparaleloyenserieParaaveriguarelnúmerodepanelesfotovoltaicosenparalelo(npp)seemplealaexpresión(10). Corresponde al cociente entre el consumo de energía necesaria para cubrir lasnecesidades(_,*aÉ )divididoporlaenergíaproporcionadaporelconjunto(Emod).
npp=_twÑ′
"LGS= 110,7àℎ
49àℎ= 2,2 ≅ õòóZùDB[ (11)
Porotrolado,elnúmerodepanelesenserie(nps)vendrádadoporlaexpresión(11).Secalculaen funciónde la tensiónnominal del sistema (Vnom) y de la tensióndel puntodemáximapotencia(Vmpp)delmóduloescogido.
nps=JKGLJLs
= 12J17,57J
= 0,68 ≅ âòóZùDB (12)
Despuésdecalcularelnúmerodemódulosenparaleloyenserie,procedemosalcálculodelnúmero total demódulos (ntotal), que será simplemente el producto del nº de paneles enparaleloporelnºdepanelesenserie:
ûABACD = Këë^Kë: = 2^1 = õüCûdDd[ (13)
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Por lo tanto, el esquemade conectividadde losmódulos fotovoltaicos requeridospara lainstalacióndelSHSquedacomomuestralaFigura25.
Figura25:EsquemadeconectividaddemódulosPVrequeridosparalainstalaciónFuente:Elaboraciónpropia
5.4.8 DimensionadodelasbateríasdealmacenamientoLacapacidadtotaldelasbateríasdealmacenamiento(Calm)sedeterminaenfuncióndelasnecesidades del sistema, teniendo en cuenta los días de autonomía. Se calcula según laexpresión(13).
_'(# =_twÑ′ ^jH†F;j,Lá^
^100 (14)
Durante losdíasde autonomía (sehanestablecido3días) labateríapodrá abastecer a lavivienda,aunquenohayaradiaciónsolar.Dadoqueelconsumomediodela instalaciónes110,7 Ah/día, la batería tendrá que ser capaz de suministrar en los días de autonomíaaproximadamente 330,1 Ah. Todos los parámetros de la expresión (13) se obtuvieronpreviamente,yatravésdelasespecificacionesdadasenlafichatécnicadelabatería.Porlotanto,obtenemosunacapacidadtotaldealmacenamientode:
@CDò =110,7^3
75^100 = ôôõ, äôXY
Enelcasoquenosocupa,debemosbuscarunsistemadeacumuladoresquepermitaobtener12Vnominales,yunacapacidadtotaldeaproximadamenteunos440Ah.ElmodelocomercialdebateríaescogidoeselAccuForce12V-200AhdelaempresaSUNLIGHT(Anexo4).Esunabateríadeplomotipogel,quenorequieremantenimiento,contecnologíaVRLA.Ofreceimportantesventajasentérminosdecostesporciclo,yademás,tieneunalargavidaútilyunrendimientoidealparaaplicacionesdealmacenamientodeenergíarenovable.Se ha seleccionado esta batería ya que, tal como el modelo de panel PV escogido, secomercializaenMarruecosyentonceselgastodeentregaserámínimoyeltransportemásseguro.Esunmodelodebateríacon210Ah@20h,ytensiónde12Vpara6celdas,esdecir,2Vporcelda.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Figura26:BloquebateríaAccuForce12V-200Ah,SunlightFuente:Anexo4
Se conoceel númerodebateríasnecesarias en serie según la siguienteexpresión, que seplanteaenfuncióndelatensiónnominaldelsistemaydelaqueproporcionaunasolabatería.
û¢[ =JKGL
J£HF,KGL= 12J
12J= â¢CAdcíC (15)
Elnúmerodebateríasenparalelo,nbp,sedeterminanenfunciónde lacapacidadtotaldelsistemadeacumulación,ydelacapacidadproporcionadaporunasolabatería.
û¢ü =_HIL
_£HF,KGL= 442,74àℎ
210àℎ= 2,1 ≅ õ¢CAdcíC[ (16)
Porlotanto,elsistemarequeridoparalainstalaciónestáformadopor2baterías(de6celdascadauna).
Figura27:Esquemadeconectividaddelsubsistemadebateríasrequerido
Fuente:ElaboraciónpropiaSe tieneque tener en cuentaqueestas baterías sonestacionarias deplomo-ácido. Por lotanto,cadaunadelasbateríassecomponedevasos(oceldas)de2Vcadauno.Las6celdassedispondránenserieparacompletarlatensiónde12V.
12V210Ah
12V210Ah
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5.4.9 Dimensionadodelregulador(convertidorDC/DC)Elreguladorcontrolaelprocesodecargadelasbateríasdesdeelconjuntofotovoltaico,ylasdescargadelasmismashacialacarga.Porlotanto,esimprescindibleconocerunascuantascaracterísticasdefuncionamientoquepermitendimensionarelregulador.EstasincluyenlatensiónnominaldesalidaDC,lacorrientenominaldeentradaalreguladordesdeelgenerador,lacorrientenominaldesalidahacialacargayelrendimientoapotencianominal.El reguladortendráquesoportar lacorrientemáxima,paraellosecalcula lacorrientequeproduce los paneles solares y la corrienteque consume la carga, es decir, la corrientedeentradayladesalidadelregulador.Lacorrientemáximaproporcionadaporlospanelessolares(considerandounincrementodeseguridaddel20%)seobtieneapartirdelaexpresión(16),siendoImpplacorrienteenelpuntodemáximapotenciaproporcionadaporelpanel(seobtieneapartirde lafichatécnicadelfabricante),ynppelnúmerodepanelesconectadosenparaleloparacubrirlasnecesidades.La corriente de salida del inversor es la que consume la carga y se obtiene a partir de laexpresión(17).Habráquetenerencuentalacorrientetotalconsumidaporlacarga,apartirdelaspotenciasconocidasdelascargasDCyAC(Anexo1).Tambiénsetienequeconocerelrendimientodelinversor.
§dûAcCZC = )- = 1,2^Këë^)#ëë = 1,2^2^8,54 = õÇ, VX (17)
§[CD•ZC = ). =;j_JKGL
+ ;à_?uK¶JKGL
= 7012+ 300
12^0,89= åô, VX (18)
Por lotanto, lamáximacorrientequedebesoportarel reguladorserá lamáximaentre lascalculadasanteriormenteylaquecumplalasiguienteigualdad:
§cdß = òá® §©, §™ (19)
Lá^ 20,5à, 34,5à = åô, V, VXà),*4 ≥ 34,5àElreguladorescogidoesenviadodesdeelextranjero.Paraseleccionarlo,serealizaunanálisisdelosdiferentesreguladorespropuestosporlamarca.LosmodelossondelaserieRBLPWMSolarPanelBatteryChargeController,quesoportandesde10Ahasta60A(Anexo5).Puedesatisfacercompletamentelosrequisitosdeunsistemafotovoltaicodomésticoyreconocelasbateríasdeplomoácidogel,de12Vy24V,automáticamente.LosreguladoresqueseanalizansonelRBL-30AyelRBL-40A.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Modelo Corrientemáxima Tensiónbatería Entradamáx.delpanelsolarRBL-30A 30A 12V 25V360WRBL-40A 40A 12V 25V520W
Tabla17:CaracterísticasparcialesdelosmodelosdereguladoresRBL-30y40AFuente:Verbibliografía[31]
Elprimerodeellos,soportaunacorrientecasiigualalaobtenidaanteriormente,mientrasqueelsegundosoportaunacorrientemáselevadaalamínimanecesaria.AlcompararlacorrientemínimadelreguladorconladecadatipodereguladorseobtienequeelRBL-30Aeselmásóptimo,yentonces,elmásviableparaserempleado.
¨≠Æب∞±≤≥¥µ∂
=Ä∑,~0
Ä]0= 1,15
¨≠Æب∞±≤≥∏µ∂
=Ä∑,~0
∑]0= 0,86 (20,21)
5.4.10 Dimensionadodelinversor(convertidorDC/AC)Paraeldimensionadodelinversoresimprescindibletenerencuentaquelatensióndeentradano siempre es constante, por lo que el inversor debe ser capaz de convertir diferentestensionesenDCdentrodeundeterminadorango.Porlotanto,lapotencianominaldebeserligeramentemásgrandealapotenciamáximadeconsumo,peronoenexcesoparaevitarqueelrendimientoseamuybajo.Lapotenciamínimarequeridaparaelinversorsepuedeobtenerapartirdelaecuación(21)obienapartirdelaecuación(22).Laúltimarequiereescogeruninversorcuyapotencianominalseaun20%superioralacargademandada.
ï•ûπ =;à_?uK¶
= 3000,89
= 344,8P (22)
ï•ûπõ = 1,2^;01 = 360P (23)
PodríamosutilizarelmodelodeinversorPurSinus500VA-12VdelamarcaVICTRONENERGY.Esteinversoresidealparaalimentartodoslosaparatosconpotenciainferiora500W.Estádiseñado para producir corriente sinusoidal pura de alta calidad. Las características másdestacadas de este inversor semuestran en la Tabla 18. Las características completas seencuentranenlafichatécnica(Anexo6).
Modelo Tensiónmáxima Potenciadesalida12/250 12V[dc]/230V[ac] 200W24/375 24V[dc]/230V[ac] 300W12/500 12V[dc]/230V[ac] 400W
Tabla18:AlgunostiposdeinversoresdelamarcaVICTRONENERGYFuente:Verbibliografía[32]
Memoria
58
5.4.11 Dimensionadodelcableado
El dimensionado del cableado de la instalación es indispensable para evitar una caída detensión(c.d.t)excesivaounaumentodelatemperaturaenelcableado.Loprimeropuedeaumentarlaspérdidasenlainstalación,mientrasquelosegundo,puedeprovocarunincendiooundeteriorodelosmaterialesaislantesqueconllevaráunpeligrodecortocircuitos.Porello,esimportanteescogerunasecciónadecuadadelconductorydespuéscomprobarlacorrienteadmisiblesegúnesasección.
Ennuestrocaso,hayquetenerencuentadostiposdecableadodiferentes,elcableadoparalacircuiteríaenDCyunoparalacircuiteríaenAC:
• Tramo1:Módulosfotovoltaicos–Regulador• Tramo2:Regulador–Batería• Tramo3:Regulador–Inversor• Tramo4:Regulador–CargasDC• Tramo5:Inversor–CargasAC
Cabe destacar que la interconexión de los diferentes equipos se realiza contratando unprofesional.AlnoteneraccesoaunreglamentopropiodeMarruecos,eldimensionadoserealizadeacuerdoconelREBT.Esimportantequelaseleccióndelcableadoseafiable,quenosedeterioresucapaaislante,niporefectodelaluzsolar,temperaturaohumedad.
Paraevaluaryestimarlasseccionesrequeridasdeloscablesdelainstalación,utilizaremoslaecuación(23).
o =2^∫^)>^<
(24)
Donde S corresponde a la sección (mm2), L representa la longitud del conductor (m), Irepresentalacorrientequecirculaporelconductor(A),>correspondealaconductividaddelmaterialeléctrico(m/(Ω.mm2))yUrepresentalacaídadetensióntotaldelalínea(V).
Todos loscablesserándeCobre,quetieneunaconductividada20ºCde55,6m/Ω.mm2.ApartirdelanormativaITC-BT-19yelPliegodeCondicionesTécnicasdeinstalacionesaisladasdelared,seseleccionaeltipodecableado.EsteseráunipolarconconductoresaisladosentubosempotradosenparedesaislantesyconaislamientoXLPE(Polietilenoreticulado).
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59
Tabla19:CorrientesmáximasadmisiblessegúneltipodecablesegúnnormativaITC-BT-19
Fuente:Verbibliografía[45]
Porotrolado,paraevitarsuperarlacapacidaddelcableadoyasuposiblecalentamiento,seconsideraunfactordeseguridaddel25%enelcálculodelascorrientes[27].
Lamáximac.d.testálimitadaporelREBT.Noobstante,enunainstalaciónsolarfotovoltaicaaislada,noesaplicable,yaquelospanelesPVautolimitansucorrientemáximaalvalordeIsc.Porlotanto,seempleanotrosvaloresrecomendadosparalac.d.t[45].
)#$%ª,*4 = 1,25^Këë^)#ëë = 1,25 ∗ 2sHKwIwx ∗ 8,54à/sHKwI = 21,4à (25)
),*4ª7'& = )#$%ª,*4 = 21,4à (26)
).,21 =;j_JKGL
^1,25 =7012^1,25 = 7,3à (27)
),*4ª8+9 =;à_
JKGL^?uK¶^1,25 =
30012^0,89
^1,25 = 35,11à (28)
).,01 =;à_230J
∗ 1,25 = 1,63à (29)
Memoria
60
Teniendoen cuenta los cálculos anteriores, la ecuación (23) y laTabla 19, obtenemos lasseccionesnormalizadasqueseencuentranenlaTabla20.
CircuitoVnom
(V)∆V(%)
Umáx(V)
Longitud(m)
Corriente(A)
Sección
obtenida(mm2)Sección
normalizada(mm2)Panel-Regulador 12 5 0,6 2 21,4 2,6 4
Regulador-Batería
12 0,5 0,06 1 21,4 12,8 16
Regulador-Inversor
12 0,5 0,06 1 35,1 21 25
AlimentaciónDC 12 3 0,36 5 7,3 3,6 4
AlimentaciónAC 230 5 11,5 - 0,54 0,03 1,5
Tabla20:DimensionadodelcableadonecesarioparalainstalaciónFuente:Elaboraciónpropia
Lasseccionesnormalizadasdeloscablesdebensertalquelascaídasdetensiónentreellosesténpordebajodelos límitesrecomendados.Por lotanto,comparamoslaUmáx,caídadetensiónmáximaadmisible,queapareceen laTabla20 para cada circuito, con la caídadetensiónquesecalculadeacuerdoconlasseccionesnormalizadasobtenidas.
<#$%ª,*4 = 2^2^21,456^4
= 0,38J < 0,6V (30)
<,*4ª7'& = 2^1^21,4
56^16= 0,05J<0,06V (31)
<,*4ª8+9 = 2^1^35,1
56^25= 0,05J<0,06V (32)
<.,21 = 2^5^7,3
56^4= 0,3J<0,36V (33)
Apartirdelasecuacionesanterioresobservamosqueelcableadodelosdiferentescircuitossuponeunacaídadetensióninferioralarecomendadaparacadauno.Porloquepodemosconcluirqueestábiendimensionado. EnelcircuitodelaalimentaciónAC,alconvertirselaseñalaalterna,contensión230V,laspérdidassondespreciables,sobretododentrodeunapequeñavivienda.
Hasta aquí, se da por terminado el dimensionado teórico del sistema solar domésticopropuesto.
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61
5.4.12 Protecciones Lasproteccionesque se recomienda incluirenel cuadrodemandoyprotecciones sonunfusibleporcadacircuito,correspondientesalaparteDC,uninterruptorgeneralautomático(IGA)yuninterruptordiferencial(ID)paraelcircuitoAC.A continuación se presenta un esquema simple correspondiente a nuestra instalaciónfotovoltaicaysusprotecciones.
Figura28:EsquemasimpledelainstalacióndelSHS
Fuente:Elaboraciónpropia
5.5 PresupuestodelSHS ElanálisiseconómicodelsistemahaimplicadoelusodediferentesrecursosquenosbrindaInternetytambiénelcontactodirectoconunascuantasentidadeseconómicas.Los costes indicados en la Tabla 21 representan la inversión inicial, que comprende loscomponentes necesarios de la instalación fotovoltaica. Cabe destacar que todos estoscomponentesseencuentranactualmenteenelmercadoyenelpaísdelcasodeestudio,loquepermitereducirloscostesrelacionadosconeltransporteylosriesgosderoboodañoquepodríanexperimentar.
Memoria
62
COMPONENTESFOTOVOLTAICOSComponente Medición Unidad Preciounitario
(DHS)
Importetotal
(DHS)
Equivalencia
(euros)
MóduloPVTS150P 2 ud 1130 2260 207,8BateríaAccuForce
12V-200Ah2 ud 2300 4600 423
ReguladorRBL-30A 1 ud 400 400 36,8InversorPurSinus
500VA-12V1 ud 1900 1900 174,5
PlacaeléctricaBeper 1 ud 400 400 36,8TOTAL 9560 878,9
Tabla21:AnálisiseconómicodeloscomponentesfotovoltaicosFuente:Verbibliografías[30][46][49][50][51][53]
El alcance del proyecto abarca sólo una estimación de los componentes de la instalacióneléctrica. En Marruecos, los electricistas que se ocupan de las instalaciones de loscomponentes también se encargan de comprar los cables y protecciones necesarios paradichainstalación.Elpreciorelacionadoconsutrabajonodependedelashorasrealizadas,esunatarifafijaparacualquierinstalacióndecableadoenlazonacasodeestudio[54].Laestimacióntendráencuentaloscablesyproteccionesnecesariosdelainstalaciónmáslamanodeobradelelectricista,ygastosadicionalesrelacionadosconeltransporte.
INSTALACIÓNELÉCTRICAConcepto Importetotal(DHS) Equivalencia(euros)
Cablesdedistintosgrosores 143,4 13,2Protecciones 239 22
Manodeobraelectricista 200 18,4Gastosadicionales 764,8 70,5TOTALsinTVA 1347,2 124,1TOTALconTVA 1616,6 149,3
Tabla22:AnálisiseconómicodelainstalacióneléctricaFuente:Verbibliografía[54]
Elgastodelcableadoydelasproteccionessehaestimadoal1,5%y2,5%respectivamente,respectoaltotalde la instalaciónfotovoltaica.Estosvaloressehanelegidosegúnestudiossimilaresysegúnelcableadodimensionadoanteriormenteylasproteccionesestablecidas.Eltransportenosuponeuncostemuyelevadodebidoaqueloscomponentesseleccionadosnoseránimportadosdesdeelextranjero.Lomásrentableserácontratarunaempresamarroquídetransportesrápidos.Elcosteseestimaal8%delcostetotaldelainstalaciónfotovoltaica[55].
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63
Respectoaltotaldelainstalacióneléctrica,seañadeelimpuestosobreelvalorañadido.EnMarruecosestecorrespondealaTVA(Taxesurlavaleurajoutée)yestásujetoal20%[66].Acontinuaciónsepresentaelpresupuestototaldelproyecto.Estenoincluyelamanodeobradeingeniería,quehacereferenciaalashorasinvertidasenlarealizacióndelTFG,debidoaquesetratadeunproyectolucrativo.
Importetotal(DHS) Equivalencia(euros)
Componentesfotovoltaicos 9560 878,9Instalacióneléctrica 1616,6 149,3
TOTAL 11176,6 1028,2
Tabla23:AnálisiseconómicototalFuente:Elaboraciónpropia
Medición Unidad Preciounitario
(DHS)
Importe
total(DHS)
Equivalencia
(euros)
Manodeobradeingeniería 420 h 50 21000 1931,1
Tabla24:ManodeobraFuente:Elaboraciónpropia
Elpresupuestonoincluyeelcosterelacionadoconlaobracivil,esdecir,laconstruccióndeunespacioparaalmacenarloscomponentes,quedebenestarprotegidosderobosyfenómenosmeteorológicos.
5.6 MecanismodefinanciaciónparaelSHS Antesdetodo,es importantemencionarquelafinalidaddeesteproyectoseríaaplicarloatodosloshogaresdeldouar.Primeramente, se tendría que crear un programa de lucha contra la deforestación, ladesertificaciónyelcambioclimático,garantizandolaseguridadenergéticadelaspoblacionesrurales pobres. Para ello se tendría que lograr una colaboración entre la ONEE (OficinaNacionaldeElectricidadydeAguaPotable)[56]ylaHCEFLCD(AltaComisiónparaelAguaylosBosquesylaLuchacontralaDesertificación)[57].
Memoria
64
Elprogramamencionadodebebeneficiardeunapoyonacionaleinternacionalconelfindeobtenersubvencionesparagarantizarinstalacionesgratuitasyadaptarloscostosmensualesalosmedioseconómicosdeloshogares.El apoyo financiero nacional puede ser proporcionado por la SIE (Empresa de IngenieríaEléctrica)[58]olaONEE.Encuantoalapoyo internacional,elbancoalemánKfW[59]puedeprovisionarcréditosdeinversión y financiar proyectos de técnicas que permitan ahorrar energía y ayudar aldesarrollo.TambiénelFFEM[60](FondoFrancésparaelMedioAmbienteMundial)puedeserunaalternativaperfecta.Consisteenfinanciarproyectosinnovadoresparaelmedioambienteenpaísesenvíasdedesarrolloyapoyariniciativascapacesdegenerarbeneficiosambientales,socialesyeconómicoslocales.Tienecomoobjetivo,entreotros,preservarlabiodiversidad,elclimaylatierra.Porotrolado,sepuederecurriraHorizonEurope(2021-2027)[61].EsteeselprogramadeinvestigacióneinnovaciónmásgrandedelaUniónEuropeaqueofrecealasuniversidades,institutosdeinvestigación,empresasyorganismospúblicoslaposibilidaddetrabajarjuntosenproyectosinternacionalesyayudaragestionarlosconéxito
5.7 AplicacióndelosODSenelproyectoEn este apartado se analiza el proyecto del SHS diseñado a partir de la metodologíaestablecidaenelcapítulo:DESARROLLOSOSTENIBLEENPROYECTOSENERGÉTICOS.Se obtendrá una vista general de la contribución del proyecto a los ODS y a sus metas,identificandolosODSalosquemáscontribuyeelsector.Laprimeraetapadelametodologíaconsisteenseleccionarelproyecto.EsteobviamenteeselSHSdiseñadoparaelcasodeestudio.Lasegundaetapaserealizautilizandolatabla3yaplicandolametodologíamencionada.Asíobtenemoslossiguientesresultados:
ObjetivosdeDesarrollo
Sostenible
SHSenelcasodeestudio
ODS1 SiODS2 SiODS3 SiODS4 NoODS5 NoODS6 No
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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ODS7 SiODS8 SiODS9 SiODS10 NoODS11 NoODS12 SiODS13 SiODS14 NoODS15 SiODS16 NoODS17 Si
Tabla25:EvaluacióndelacontribucióndecadaODSalproyectoseleccionado
Fuente:ElaboraciónpropiaElproyectocontribuye,demaneradiferente,a10ODSsobre17entotal.Apartirdeesteresultado,seharealizadounanálisismásprofundo,enelquesehaevaluadocadametadecadaODSeidentificado,enelcasodelproyecto,loselementosquecontribuyenallogrodeesosODS.Básicamente,laterceraetapaconsisteenidentificarlasmetasalosqueestáconectadoelproyecto.Así,cabedestacarqueesteproyectoestáespecialmentealineadoconlassiguientesmetas:
ODS Metas Descripción
ODS1
1.4 Igualdadencuantoalosserviciosbásicos,losrecursosnaturales,lasnuevastecnologíasylosservicioseconómicos
1.5 Reducir la exposición de los más vulnerables a los fenómenosextremos relacionados con el clima y a los posibles desastreseconómicos,socialesyambientales
ODS2
2.4 Asegurar la sostenibilidad de los sistemas de producción dealimentos, contribuir al mantenimiento de los ecosistemas,mejorarlacalidaddelsueloydelatierra
ODS3 3.9 Reducir el número de enfermedades producidos por productosquímicosyporlacontaminacióndelsuelo
ODS7
7.1 Accesoaserviciosenergéticosasequibles,fiablesymodernos
7.2 Aumentarlaproporcióndeenergíarenovable
7.3 Aumentarlaeficaciaenergética
7.a Promover la cooperación internacional para facilitar la energíalimpia
7.b Servicios energéticosmodernos y sostenibles para todos en lospaísesendesarrolloconsusprogramasdeapoyo
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66
ODS8
8.2 Niveles más elevados de producción económica con un usointensivodelamanodeobra
8.3 Promover políticas que apoyen actividades productivas y lacreacióndeunempleodecente
8.7 Ponerfinaltrabajoforzoso,ponerfinaltrabajoinfantil
8.10 Instituciones financieras nacionales que fomenten y amplíen elaccesoalosserviciosparatodos
ODS9
9.1 Desarrollodeinfraestructurasfiables,sosteniblesregionales,conaccesoasequibleyequitativoparatodos
9.a Desarrollodeinfraestructurassosteniblesenpaísesendesarrollomedianteunapoyofinancieroytécnico
ODS12 12.2 Gestiónsostenibleyusoeficientedelosrecursosnaturales
ODS13 13.2 Medidasrelativasalcambioclimáticoenplanesnacionales
13.3 Sensibilizaciónrespectoalcambioclimático
ODS15
15.2 Gestiónsostenibledelosbosques,findeladeforestación
15.3 Lucharcontraladesertificaciónylossuelosdegradados
15.9 Integrarlosvaloresdelosecosistemasenlaplanificaciónnacionalylocal
ODS17
17.3 Movilizarrecursosfinancierosdemúltiplesfuentesparalospaísesendesarrollo
17.5 Aplicarsistemasdepromocióndelasinversiones
17.16 Mejorar la alianza mundial para el desarrollo sostenible,intercambiando conocimientos, especialización , tecnología yrecursosfinancieros
17.17 Fomentar y promover la constitución de alianzas en todas lasesferas
Tabla26:Metasquecontribuyenalproyectoseleccionado
Fuente:Elaboraciónpropiay[9]Comosepuedeobservar,secubrentodaslasmetasdelODS7(accesoalaenergía).OtrosODSrelacionadostambiénseconectanalproyecto.PorejemploelODS8,elquepromueveuntrabajodecenteyuncrecimientoeconómico,actúaenelproyectoporqueunadesusfinalidades,másalládelainstalacióndelSHS,esencontrarmano de obra local. Puede ser una oportunidad inestimable para los electricistas que seencargaríanporejemplode llevaracaboelproyectodemayorenvergaduraypodríanseracudidospararealizarelmantenimientodelainstalación.Laluzeléctrica,losmediosdecomunicaciónmodernosyelaccesoalasnuevastecnologíasmejora las oportunidades de formación (ODS 13). Cocinar y calentar con combustiblesmodernosoelectricidadesmássano(ODS3)yreducelascargasdetrabajo,especialmenteparamujeresyniños.
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Laenergíamodernapuedemejorarsignificativamente lascondicionesdevidaen laszonasruralesyayudaralimitareléxodorural(ODS9).El acceso a servicios energéticosmodernos es una herramienta esencial paramejorar lashabilidadesdelosdesfavorecidos,asícomoparapromoverlaigualdad.Elaccesoalaenergíasostenibledebeformularsecomounderechohumanofundamental(ODS1).
Figura29:TasadecoberturadelasmetasdelosODSdelproyecto
Fuente:Elaboraciónpropiay[62]
EsteanálisisconfirmaladiversidaddelproyectoenrelaciónalostemasdelosODS.ElgráficorepresentadoenlaFigura29estableceeltotaldemetasdecadaODS(figuradoenazul)yelnúmerodemetasqueseaplicanenelproyecto(figuradoennaranja).
5.8 Éxitodelprograma Acontinuación,enlaTabla27,sepresentalaevaluacióndelSHSdimensionado,deacuerdoconlosdiferentesfactoresparagarantizareléxitodeunprograma.Sehaevaluadoelniveldeimpactodeesosfactores(alto,medio,bajoonoaplica),enfuncióndesuaplicaciónenelcasodeestudio.
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Factoresdeéxito Alto Med Bajo N/AIdentificacióndelaspartesinteresadasdelprograma X Accesoaunaenergíamáslimpia X Cambiodecombustiblestradicionales X Mejoradelascondicionesdevida X Previsióndeunmecanismodefinanciaciónenelprograma X Disponibilidaddelreciclajedebaterías X Formacióndelosusuariosencuantoalautilizacióndelsistema X Disponibilidadderepuestosenelárealocal X Formacióndelaspersonaslocalesparaelmantenimientodelsistema X Generacióndeoportunidadesdeempleoenelárealocal X Construccióndeunserviciopostventa XDiseñodelsistemaenfuncióndelasnecesidadesdelosusuarios X
Tabla27:EvaluacióndelosfactoresdeéxitoenelprogramaFuente:Elaboraciónpropia
SegúnlosresultadosmostradosenlaTabla27, lamejoranecesariaparagarantizareléxitocompletodelprogramaseríalaformacióndelapoblaciónlocalsobreelmantenimientodesistemasyelserviciopostventa.Paraelloseránecesariofacilitarpiezasderepuestoenlazonalocal.Ladisponibilidaddelreciclajedebateríaesposibleperonosehatenidoencuentaalahoradediseñarel sistema,así como la formaciónde losusuariosencuantoa lautilizacióndelsistema.
5.9 Impactoambiental Larealizacióndeesteproyectocontribuyeaunosefectosmedioambientalesmuypositivos.Estosserelacionanconlareduccióndelosgasesdeefectoinvernadero,seevitalapolucióndeCO2,limitandolautilizacióndeloscombustiblesfósiles.Lasemisionesdiariasevitadasseobtienenmediantelaecuación(33).
óò•[•Bûd[Z•Cc•C[CYBccCZC[ = "&$&'(^æ_ø¿w(34)LaEtotal correspondea laenergíaconsumidadiariamenteenelcasodeestudio.Estevalor,calculadoanteriormente,esde710Whpordía.ElvalorMCO2ecorrespondealvalormediodelasemisionesasociadasalageneracióndelaelectricidaddisponibleenlaredeléctrica.LaADEME (Agencia del Medio Ambiente y la gestión de la Energía ) estima un valor, en
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Marruecos,del0,718kgdeCO2/1kWh[65].Porlotantoobtenemoselsiguienteahorrodeemisiones:
"LuxuGKwxSuHtuHxHℎGttHSHx = 0,710íPℎ^0,718í¡_ø¿íPℎ
= 0,51í¡_ø¿/SíH
óò•[•Bûd[CûùCDd[CYBccCZC[ = 0,51í¡_ø¿SíH
^365SíHxHñG
= 186,15í¡_ø¿/HñG
= Ç, â√iA@ƒõ/CñBAlolargodetodalavidaútildelproyecto,seahorraránunvalorde0,186tCO2cadaaño.Además, el proyecto permitirá la reducción del uso de leña y de la vulnerabilidad de lapoblaciónalcambioclimático,sindejardegarantizarlaseguridadenergéticaalaspoblacionesruralesmáspobres.Así,elpaísestarámenosexpuestoaladeforestación,loquetienecomoconsecuencia grave, además de la pérdida de biodiversidad, la disminución de ladisponibilidadderecursoshídricos.El cumplimiento de los ODS contribuirá a los resultados deseados, descritos entre lasdiferentesmetasdecadaobjetivo.Esecumplimientogeneraráunimpactomedioambientalpositivo,comosepuedeobservarenelapartadoanteriorAplicacióndelosODSenelproyecto.
5.10 RecomendacionesElsistemasolardomésticodiseñadoanteriormente,comosecomentóalprincipiodelcasodeestudio,poneenevidencialatransferenciadesubsidiosdedicadosalgasalaproduccióndeelectricidadparasuposible instalaciónyparaeliminargradualmenteelusode leñaen lasáreas con alta deforestación. Sin embargo, este proyecto sólo puede realizarsemediantegrandesayudasexterioresoatravésdeasociacionescapacesdefinanciarlo.Apesardesusventajas,laimplementacióndelSHSnotieneimpactoenelusodeleñasinose orienta hacia el uso de una placa eléctrica como la propuesta en elAnexo 1. En otraspalabras,laimplementacióndeproyectosdeenergíarenovablenogarantizaplenamentelaseguridadenergéticadelaspoblacionesruralespobresy,porlotanto,lashacevulnerablesalcambio climático y al no cumplimiento de los ODS. Para superar este problema, se hadesarrolladounarecomendación.Consisteenelestudiodeloshornossolares,delacualsehablarábrevemente.
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5.10.1 LoshornossolaresElestablecimientoyeléxitodehornossolarespuedecontribuiramejorarlascondicionesdevidadevarioshogaresmarroquíes.Elobjetivoprincipalesdesarrollarypromoverunamayorcantidaddehornossolaresqueseaneficientes,fiables,adaptablesalasnecesidadesdelosbeneficiariosydeunpreciobajo.Estoshornos,sisondealtorendimiento,puedenpermitiralosresidentesdejardeutilizarmaderadelosbosquesparasusnecesidadesdiariasencocinas(platoscocinados)yenbaños(aguacaliente).Suusopodríaserunaalternativamuyinteresanteyunasoluciónviablequepuedaaumentarelpoderadquisitivode loshogares,disminuirconsiderablemente laemisióndedióxidodecarbono,ladeforestación,ylaerosióndelsuelo,disminuirlasmortalidadescausadasporlasenfermedadesrespiratoriasyparticiparalacreacióndeempleos.Lazonacasodeestudio,localizadaenlaregióndeSmimou,estámuyafectadaporlagravedadde la deforestación. La implementación de hornos solares sería una gran ventaja para lacomunidadrural,sinembargo,hadeiracompañadadeseminariosquepermitansensibilizarloshabitantessobrelosproblemasenergéticosylapolucióndelmedioambiente.Tambiénesimportante organizar sesiones de formación de utilización de los hornos, para que lasatisfaccióndeloshabitantesencuantoasufuncionamientoseamáxima.Elhornosolarconsisteentransformarlaenergíaprovenientedelsolenpodercaloríficoparacalentarlosalimentos.Tambiénseconocecomococinasolardecaja,formadaporunvolumenaislado térmicamente del exterior. La radiación solar pasa a través de una superficietransparente(generalmentedecristal)queevitalasalidadelcaloralexterior.Elnegromatedelinteriordelacajapermitelaformacióndeenergíacalorífica.Elcalorsetransmitehacialaollamedianteconvecciónyconduccióninterior.
Figura30:Hornosolarococinasolardecaja
Fuente:Verbibliografía[36]
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Enelmercadoactualexistenhornossolarescomerciales,defabricaciónartesanalycaseros,quevaríanenfuncióndelapotencia,diseño,tamaño,materiales,etc.Lacoccióndelosalimentosenelhornosolarpermitemantenersusabornatural.Sepuedenprepararlasmismasrecetasquesehacenenunhornoconvencional.Latemperaturamáximaquesepuedealcanzarenunhornosolardependedesuseficienciaydel lugar de la zona y las condiciones meteorológicas. En general, y en condicionesatmosféricas favorables, sepuedenalcanzar temperaturasmáximasentre180y200C .Acontinuaciónobservamosungráficoqueilustralastemperaturasadecuadasdecocciónenunhornosolar.
Figura31:TemperaturasdecocciónenunhornosolarFuente:Verbibliografía[37]
Los aspectosmás importantes a considerar en el caso de implantar esta tecnología en laviviendacasodeestudio,despuésdepreguntaraunascuantaspersonasenlosalrededoresdelazonasobrelasexigenciasquesepiden,semuestranenlaTabla28.
Exigencias
1 Eltiempodefuncionamientoydededicaciónespoco2 Norequiereespecialmantenimiento,ylalimpiezaesfácil3 Elaccesoalacomidaesfácil,ylautilizacióndelhornoescómoda4 Elespacioesmínimo5 Sepuedecocinarvariosalimentosalavez
Tabla28:ExigenciasdelacomunidaddeSmimou
Fuente:Elaboraciónpropiaatravésdelamini-encuestarealizadaDeacuerdoconlasexigenciasdescritasyconlasventajasydesventajasdelhornosolarqueaparecenenlaTabla29,seharealizadounanálisisparaevaluarlacompatibilidadentrelazonacasodeestudioylaimplantacióndelhornosolar,ysicumplelosrequisitosdelosODS.
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Ventajas
FuncionasinestarconectadoagasoelectricidadFuncionaúnicamentegraciasalaradiaciónsolar,energíagratuitaeinagotableMejorpreservacióndelosnutrientesycalidaddelosalimentosFácilmantenimiento
Desventajas
ExtiendelostiemposdecocciónNecesitaserorientadoNofuncionacuandonohaysolAccesibilidadpococómoda,sedebelevantarelvidrio
Tabla29:Principalesventajasydesventajasdelhornosolar
Fuente:Verbibliografías[37][38]Comosecomentópreviamenteeneltrabajo,Smimouesunazonaconmuchosol,porloqueelfuncionamientodelhornosolaresmuyconvenienteeneselugar.Porotraparte,elhornofunciona en cualquier lugar, sin conexión al gas ni a la electricidad, y en caso de falta deinfraestructuraoposibleapagón,comopuedeocurrirennuestrocaso,permitecocinardetodosmodos.Esunmétododecocciónmuyadecuadoenlospaísesendesarrollo.Al no consumir ni gas ni electricidad, este dispositivo, si se usa regularmente, permite unimportanteahorroenergéticoyeconómico.Esteequipoayudaalimitarelcalentamientoglobalalreducirlasemisionesdegasesdeefectoinvernadero.Elusodelhornosolarpuedeayudarclaramentealimitarladeforestaciónydejardedependermuchodelaleñaparacocinar.Cumpleentoncesconalgunosdelosobjetivosdeldesarrollosostenible:
ODS07 EnergíaasequibleynocontaminanteODS13 AcciónporelclimaODS15 Vidadeecosistemasterrestres
Tabla30:ODSquesecumplenintroduciendoelhornosolarenzonacondeforestación
Fuente:ElaboraciónpropiaRespectoa lasdesventajascomentadasya lasexigencias requeridaspor loshabitantes, laúnica solución recomendada sería diseñar un nuevo prototipo que resulte atractivo a lacomunidad: un horno de tamaño reducido que se puede orientar hacia la radiación solardirectaautomáticamente,quemaximizaentonceslaenergíadeentradayminimizaeltiempodedicadoacocinar.
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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6. CONCLUSIONESAraízdeltrabajorealizadoobtenemoslassiguientesconclusiones:Enestetrabajosehanidentificadolosdiferentestiposdesistemasenergéticosaisladosdelared que se suelen instalar en los países en vías de desarrollo. Estos sistemas incluyen laslinternas solares, los SHS, los quioscos de energía y las micro-redes, y se seleccionandependiendodelasnecesidadesdelapoblaciónydellugardeaplicación.Paraevitarcualquiertipodefracasosehandeterminadounasconsideracionesexternasquesetienenquetenerencuentaalahoradeimplementarelsistema,comoporejemplo,losarriesgadosrobosdeelectricidad,lacalidaddeloscomponentes,elusoylacalidaddeequipos,etc.Porotraparte,alanalizarlosobjetivosdeDesarrolloSosteniblemarcadosporlaONUen2015parasatisfacerelplandeaccióndeseadopara2030,sehanotadoquemuchosdeellospuedenaplicarse a sistemas energéticos en países en desarrollo. Se ha notado una fuerteinterdependenciaentreelODS7,elODS8,elODS13yelODS17.Pararealizarunanálisismásprofundo, se ha facilitado una metodología de aplicación a un proyecto específico, quepermiteevaluarlosobjetivos,ysusmetas,quecontribuyenmásaldesarrollosostenible.Determinarelcasodeestudionohasidomuysencillo,debidoalalimitaciónencuantoalosdatosnecesarios,perofinalmentesehaoptadoporcentrarseenMarruecos.Alanalizarsusituación actual, hemos observado que este país en desarrollo tiene un gran potencialenergético y ha establecido varias estrategias para contribuir al Desarrollo Sostenible. Sinembargotodavíaencontramosmétodosdeproducciónyconsumodeenergíasnososteniblesenlaszonasmáspobres.Entreellosdestacaelusodelaleñaparacocinarycalentar,loqueconllevaaladeforestaciónydesertificacióndelaszonasmásvulnerables.Paralimitarelusodeleña,sehapropuestounSHS,elcualsehaexaminadoconunenfoqueparticularconrespectoalosotrossistemasidentificados,enunazonadeMarruecosconaltadeforestación.Eldiseñoydimensionadodelainstalaciónsolarfotovoltaicaseharealizadoconunconsiderablemargendeseguridady,paracumplirlosrequisitosdesostenibilidad,sehaescogidounoscomponentesasequibles,fiablesyquetenganencuentalasconsideracionesexternasmencionadasanteriormente.Alaplicarlametodologíadeldesarrollosostenible,hemosobservadoqueefectivamente,elproyectocumplediversasmetasdelosODSygarantizalasostenibilidadambiental.Realizandoesteproyecto,sebuscaprincipalmentesuexpansiónamásviviendasdelmismotipo y con las mismas insuficiencias. Al realizar el análisis económico de la instalación,observamosqueesunainversiónimportantequesólosepuedefinanciarmedianteapoyosnacionales e internacionales. Se han propuesto unas cuantas instituciones y bancos quepodríanayudaralahoradeimplementarelproyecto.Para finalizar el trabajo, se ha propuesto una recomendación que puede ser una buenaalternativaparacombatirladeforestaciónenlazonacasodeestudio.Porejemplo,loshornossolaressuponenuncostemenor,ysisediseñanrespetandolasnecesidadesdelapoblaciónruralyaplicandolosrequisitosdesostenibilidad,puedenlimitarfuertementedichoproblemaambiental.
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74
7. BIBLIOGRAFÍA[1]VividEconomicsandOpenCapitalAdvisorsanalysisofInternationalEnergyAgencyetal.,TrackingSDG7[2]WorldBank:Worldbankopendata(2017)[3]LinternaSolar.AccesedSeptember30,2020fromhttps://bit.ly/2JoQpUm[4]SolarHomeSystems-anoverview|ScienceDirectTopics.AccesedSeptember30,2020fromhttps://www.sciencedirect.com/topics/engineering/solar-home-systems[5] Procurement for Energy Kiosks under the Sustainable Energy for Rural Communities(SE4RC) Progamme at Nsanje and Chilrwawa, Malawi (1670) | Tendersontime. AccesedOctober2,2020fromhttps://cutt.ly/2jaa5UX[6] Cooperation in microgrids through power exchange: An optimal sizing and operationapproach – ScienceDirect. Accesed October 1, 2020 fromhttps://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261917309832[7]Louie,H.(2018).Off-GridElectricalSystemsinDevelopingCountries.InOff-GridElectricalSystems in Developing Countries. Springer International Publishing. Accesed September 2,2020fromhttps://doi.org/10.1007/978-3-319-91890-7[8]Franco,A.,Shaker,M.,Kalubi,D.,&Hostettler,S.(2017).Areviewofsustainableenergyaccess and technologies for healthcare facilities in the Global South. Sustainable EnergyTechnologiesandAssessmentsfromhttps://doi.org/10.1016/j.seta.2017.02.022[9]Objetivosymetasdedesarrollosostenible–DesarrolloSostenible.AccesedOctober7,2020fromhttps://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/[10] Energía – Desarrollo Sostenible . Accesed October 7, 2020 fromhttps://www.un.org/sustainabledevelopment/es/energy/[11]Würfel P (2005) Physics of solar cells, from principles to new concepts. Wiley-VCH,Weinheim[12]Urmee,T.,Harries,D.,&Holtorf,H.-G.(2016).PhotovoltaicsforRuralElectrificationinDevelopingCountries.SpringerInternationalPublishing.AccesedSeptember2,2020fromhttps://doi.org/10.1007/978-3-319-03789-9[13]FischerW(1996)Stationarylead-acidbatteries—anintroductoryhandbook.Hoppeckke,Brilon,Germany[14]VRLA-BATTERY,.VRLA-BATTERIEStechnicalspecification.AccesedOctober13,2020
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[19]ÉNERGIESRENOUVELABLES.AccesedNovember30,2020fromhttps://bit.ly/36zkPvK
[20]Masen|L’AgenceMarocainepourl’EnergieDurable.AccesedNovember28,2020fromhttp://www.masen.ma/
[21] Avis du Conseil Economique, Social et Environnemental Accélérer la transitionénergétiquepourinstallerleMarocdanslacroissanceverte.AccesedNovember15,2020fromwww.cese.ma
[22]IRES.AccesedNovember16,2020fromhttps://ires.ma/index.php/fr/ires
[23]Faouzi,H. L’exploitation dubois-énergie dans les arganeraies: entre soutenabilité etdégradation\(régiondesHaha,Haut-AtlasOccidental,Maroc\).AccesedNovember27,2020fromhttps://bit.ly/3ojOLSM
[24] Douar Graouna - La Région de Haha à vélo. Accesed November 30, 2020 fromhttps://bit.ly/2Vt3PAY
[25]Smimou(Morocco)map-nona.net.AccesedNovember4,2020[26]Smimou-GoogleMaps.AccesedNovember4,2020[27]DepartamentodeIngenieríaElectrónica,IEEEN(UPC):BloqueI,SistemasdeESF[28]Ventajas yaplicacionesde lasbateríasAGMyGel.AccesedNovember27,2020 fromhttps://bit.ly/2JE93XV[29] JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) - European Commission.AccesedNovember15,2020fromhttps://ec.europa.eu/jrc/en/pvgis[30]PanneauphotovoltaïqueTESLASOLARPolycristallingradeA150WcMarrakech,Maroc.AccesedNovember11,2020fromhttps://bit.ly/2VvMYNZ[31]30APWMSolarPanelBatteryChargeController12V24VAutoLCDDisplaySolarRegulatorwithDualUSB5VOutputRBL-30A.AccesedNovember11,2020fromhttps://bit.ly/3ojP4Nq
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76
[32]Convertisseurpursinus500VA12VoltsPhoenixNEMA5-15RVictronEnergy.AccesedNovember12,2020fromhttps://bit.ly/36yX2vM[36]SolarCooking|Fandom.AccesedOctober27,2020fromhttps://bit.ly/33HoC8y[37]Hornosolar.Funcionamiento,temperatura,informaciónAccesedDecember3,2020fromhttps://bit.ly/2VxhcA4[38]Lesavantageset les inconvénientsdelacuissonaufoursolaire.AccesedDecember3,2020fromhttps://www.cuiseur-solaire.com/avantages-four-solaire/[39]Comas:intervienendosfabricasporrobodeelectricidad–YouTube.AccesedNovember5,2020[40]JossenA,WeydanzW(2006)ModerneAkkumulatorenrichtigeinsetzen.IngeReichardtVerlag[41]TurnerC(2008)Ironphosphatebuildsabetterbattery:lithium-ironphosphateisoneofthe safest cathode materials available and is changing the way designers should look atbatteries.[42] Battery University (2003) Learn about batteries. Accesed October 13, 2020 fromhttps://bit.ly/2VveqeD[43]Sturm,R.,Njagi,A.,Blyth,L.,Bruck,N.,Slaibi,A.,Alstone,P.,Jacobson,A.,Murphy,D.,Elahi,R.,Hasselsten,J.,Melnyk,M.,Peters,K.,Appleyard,E.,Orlandi,I.,Tyabji,N.,Chase,J.,Wilshire,M.,Vickers,B.:Off-gridsolarmarkettrends(2016).fromhttps://bit.ly/3mBnT01[44]BiermannERK,CorvinusF,HerbergT,HöflingH(1996)Basicelectrificationforruralhouseholds,experiencewiththedisseminationofsmall-scalephotovoltaicsystemsEschborn.GTZ,Germany
[45]Censolar.AccesedNovember28,2020fromhttps://www.censolar.org/
[46]PLAQUECHAUFFANTEELECTRIQUEBEPER1FEU–BLANC.AccesedNovember18,2020fromhttps://bit.ly/2VsNsEu
[47]Luttecontrel’effetdeserreetleschangementsclimatiques.AccesedOctober31,2020fromhttps://bit.ly/37sQWMQ
[48]DépendanceénergétiqueduMaroc :Letauxchuteà88%en2020.AccesedNovember18,2020fromhttps://bit.ly/2KUW192
[49] Batteries solaires | Jardin et outils de bricolage à Marrakech | Avito.ma. AccesedNovember28,2020
[50]VentedeRegulateurSolaire|SoloStocksMaroc.AccesedNovember30,2020
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77
[51]OnduleurPhoenixVictronEnergy12Volts180/350/800Wattsortie220Volts.AccesedNovember30,2020fromhttps://bit.ly/2VveQld
[52]Marochorizon2020,Oùestcequ’onest? :ParcéoliendeTAZA.–MrElec.ma.AccesedNovember27,2020
[53]Onduleur12Vpoursiteisoléduréseauélectrique :VictronPhoenixDeltaSinusASPetCristecSolo.|SOLARIS-STORE.AccesedDecember2,2020
[54]PrixdeElectriciendansToutleMarocdansAUTRES|AvitoAccesedDecember2,2020
[55]Carré-Smtr(Transports)(StémarocainedestransportsrapidesCarré)|Kerix,l’annuairedesprofessionnelsduMaroc.AccesedDecember2,2020
[56]ONEE.AccesedDecember2,2020fromhttp://www.one.org.ma/
[57]HCEFLCDArchives–AgriMaroc.ma.AccesedDecember2,2020
[58]SIE.AccesedDecember3,2020fromhttps://www.sie.co.ma/
[59]KfWGroup.AccesedDecember2,2020fromhttps://www.kfw.de/kfw.de-2.html
[60]Home|FFEM-FondsFrançaispourl’EnvironnementMondial.AccesedDecember2,2020fromhttps://www.ffem.fr/fr
[61] Horizon Europe | European Commission. Accesed November 27, 2020 fromhttps://ec.europa.eu/info/horizon-europe_en
[62]Contribution auxObjectifs deDéveloppementdurabledu Secteur EnergieGizMaroc.AccesedNovember8,2020
[63]InformationonSolarPhotovoltaicEnergy,PVEffect,PhotovoltaicCellsModules.AccesedDecember22,2020fromhttps://cutt.ly/ujhKhZm
[64] YUBASOLAR: INVERSORES. Accesed December 23, 2020 fromhttp://www.yubasolar.net/2015/02/inversores.html
[65]RapportBilanCarbone®(2018).AccesedJanuary7,2021,fromhttps://cutt.ly/9jhKgdQ
[66]Fiscalité-Taxesurlavaleurajoutée(TVA) :Lesprincipauxapportsduprojetdelaloidefinances2020auMaroc–Tax-news.AccesedJanuary7,2021,fromhttps://cutt.ly/Gjh57S6
[67]Fourssolairesinnovantspourlemonderuraletleszonesforestières-InitiativesClimat.AccesedOctober28,2020
[68]Senghor-OIF-IFDD,U.Développementdurable:comprendreetanalyserdesenjeuxetdesactionsdudéveloppementdurable-Moduel6
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78
[69]ENERGIESRENOUVELABLEETDÉVELOPPEMENTDURABLEAUMAROC|ZOUIRI|Revued’Etudes en Management et Finance d’Organisation. Accesed January 3, 2021 fromhttps://bit.ly/36wjQMN
[70] Del, M., & Ortiz Quijano, R. (2013). Accesed November 10, 2020 fromhttps://bit.ly/3mB3cRS
[71]Moreno,A.(2016).Dimensionadodeunainstalaciónfotovoltaicaparaunaviviendaruralaislada.
[72]Alternativasparalaelectrificacióndezonasrurales(2016).
[73]Lara,J.(2014).SistemaFotovoltaicoAutónomoparaCasaRural
[74]NoelMárquez,M.,Tomás,R.,Navarro,G.,Ángel,J.,&Jiménez,S.(2016).PROYECTODEINSTALACIÓNDEENERGÍASOLARTÉRMICAYSOLARFOTOVOLTAICAPARALAPOBLACIÓNDEARBOLLÉ(BURKINAFASO)
[75]MesaLozano,M.(2017).ElectrificacióndezonasruralesaisladasenÁfrica(Nikki)
[76] (2017). ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR “INSTALACION SOLAR FOTOVOLTAICA PARAVIVIENDARURAL”
[77] Carrillo Fernández, O. F. (2013). La cocina solar, su conceptualización, diseño yconstrucciónabajocostoparalazonaruraldelvalledeToluca
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ANEXOSANEXO1:DemandadelaviviendacasodeestudioLazonaaelectrificarconstadeunadelasviviendasdeundouar.Esteconsisteenunconjuntodeviviendasruralesquecomprendede50a400hogares.Actualmenteconstituyelaunidadbásicadelacomunidadrural,perolosdouarsnoestánintegradosenlacodificacióngeográficaoficial.
Figura32:ConjuntodeviviendasruralesdeundouarenlaregióndeHaha
Figuras32y33:ConjuntodeviviendasruralesdeundouarenlaregióndeHahaFuente:Verbibliografía[24]
Figura33:ConjuntodeviviendasruralesdeundouarenlaregióndeHahaSe estima una superficie de 35 m2 y una familia de 4 personas [24]. El alcance de estaelectrificación abarca la iluminación interior, una radio, un televisor, un teléfonomóvil yequiposdebajapotenciaparalacocina.ElcálculodelademandaestimadaseharealizadomediantelaherramientadecalculoExcel.EnlaTabla31semuestraelresultadodelestudio.Para la iluminación se propone bombillas tipo led, ya que su bajo consumo permite unimportante ahorro energético. También se incluye una radio y televisor, que les permitedisponerdemásconocimientosyseguirlaactualidad.Yfinalmente,paralacocinasepropone
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elusodeunaplacaeléctricaportátildebajapotencia,alimentadaenAC[46].Estapermiteelcalentamientodealimentosypuedeserunabuenaalternativaalusodeleñaparacocinar.
Figura34:Placaeléctricaportátil
Fuente:Verbibliografía[46]
Descripción
delEquipo
Corriente Potencia(W) Nºde
Equipos
Horas/día Energía
(Wh/día)
Iluminación DC 10 4 3 120Televisor DC 15 1 3 45Radio DC 10 1 4 40
Teléfonomóvil
DC 5 1 5
Placaeléctrica AC 300 1 2 510
Tabla31:DatoscompletosdelconsumodiariodeelectricidadparaelhogarFuente:Verbibliografía[47]
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ANEXO2:Radiaciónsolarrecibida
-200
0
200
400
600
800
1000
00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
Tiempo
Enero
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0
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400
600
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2
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Febrero
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0
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400
600
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1000
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00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
Tiempo
Marzo
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
Tiempo
Abril
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
Tiempo
Mayo
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
00:00 12:00 00:00 12:00
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2
Tiempo
Junio
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-200
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Julio
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Agosto
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1000
1200
00:00 12:00 00:00 12:00
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Tiempo
Septiembre
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600
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1000
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00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
Tiempo
Octubre
-200
0
200
400
600
800
1000
00:00 12:00 00:00 12:00
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Noviembre
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
00:00 12:00 00:00 12:00
W/m
2
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Diciembre
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Estas gráficas corresponden a la irradiancia de cada mes, la potencia instantánea de laradiaciónsolarrecibidaporunidaddesuperficie(W/m2).SehanrealizadoenlaherramientaExcelapartirdelosdatosrecibidosmediantePVGIS,quecorrespondenalairradiaciónglobalparaelánguloóptimo,30°.Apartirdeestosdatossehanobtenidolosvaloresderadiaciónsolardisponiblediariamenteymensualmente,queseencuentranenlaTabla15.
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ANEXO3:FichatécnicapanelPV
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ANEXO4:Fichatécnicabatería
SpecificationsNominal Voltage 12 VNumber of cells 6Design Life 10 years Length 522 mm
Dimensions Width 238 mm
Height 218 mm Total Height 221 mmApprox. Weight 0.75 kg 20 hours rate (10.5 A, 10.8 V) 210 Ah 10 hours rate (20.0 A, 10.8 V) 200 AhNominal Capacity (25ºC)
5 hours rate (35.0 A, 10.5 V) 175 Ah 1 hour rate (124.0 A, 9.6 V) 124 AhMax. Discharge Current (25ºC) 1600 A (5s)Internal Resistance
3.0 mOhmsFully Charged battery (25ºC)Self-Discharge 3% of capacity declined per month at 20ºC (average) Discharge : -15ºC~50ºCOperating Temperature Range Charge : -10ºC~50ºC Storage : -20ºC~50ºCShort Circuit Current 5420 A Cycle use 2.40-2.45 Vpc
Charge Methods: Maximum charging current 60 A
Constant Voltage Charge (25ºC) Temperature compensation -30 mV/ºC
Standby use 2.23-2.27 Vpc Temperature compensation -18 mV/ºC
Dimensions
Battery Construction Component Positive Plate Negative Plate Container Cover Safety Valve Terminal Separator Electrolyte Raw material Lead dioxide Lead ABS ABS Rubber Copper Fiberglass Sulfuric acid
Applications
• Uninterruptible Power Supplies (UPS)
• Electric Power Systems (EPS)
• Emergency backup power supplies
• Electronic apparatus and equipment
• Communication power supplies
• DC power supplies
• Auto control system
AccuForce 12V - 200Ah | VRLA Battery
www.systems-sunlight.com
Constant Current Discharge (Amperes) at 25ºCEnd Voltage (Volts/Cell) 10min 15min 30min 1h 2h 3h 4h 5h 6h 8h 10h 20h1.60 V 394 330 200 124 73.1 51.0 41.8 35.7 31.2 24.5 20.4 10.71.65 V 382 322 196 122 72.6 50.7 41.6 35.5 31.0 24.3 20.3 10.71.70 V 366 310 190 119 72.0 50.4 41.3 35.2 30.8 24.2 20.3 10.61.75 V 350 300 185 117 70.9 50.0 41.0 35.0 30.6 24.0 20.1 10.61.80 V 331 284 179 113 69.1 48.5 39.8 34.0 29.7 23.3 20.0 10.5
Constant Power Discharge (Watts) at 25ºCEnd Voltage (Volts/Cell) 10min 15min 30min 1h 2h 3h 4h 5h 6h 8h 10h 20h1.60 V 4253 3623 2244 1414 846 600 492 422 369 291 243 1281.65 V 4125 3536 2199 1392 841 596 489 419 367 289 243 1281.70 V 3955 3406 2132 1357 834 592 486 417 364 287 242 1281.75 V 3785 3290 2080 1330 821 588 482 414 362 285 240 1271.80 V 3573 3116 2004 1289 800 570 468 401 351 277 239 126(Note) The above characteristics data are average values obtained within three charge/discharge cycles not the mimimum values.
522±2 238±2
218±
222
1±2
Memoria
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ANEXO5:Fichatécnicaregulador
RBL Series10A 20A 30A 40A 50A 60A
12V 24V Auto recognition
Brief Instruction24V 12V Auto Solar Panel Battery Charge Controller 60A 50A 40A 30A 20A 10A LCD Solar CollectorRegulator with Dual USB Output 5V. This is New Solar Controller ,It can fully meet your home Photovoltaicsystem(including home lighting system )requirements .It can recognize 12V and 24V Lead acid ,Gel batteryautomatically .
There are optional 10A 20A 30A 40A 50A 60A models
Features:1.Build-in industrial micro controller.2.Big LCD display,all adjustable parameter.3.Fully 4-stage PWM charge management.4.Build-in short-circuit protection,open-circuit protection,reverse protection,over-load protection.5. Dual mosfet Reverse current protection ,low heat production.
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ANEXO6:Fichatécnicainversor
www.victronenergy.com
Port de communication VE.Direct Le port VE.Direct peut être raccordé à : • Un ordinateur (Câble d'interface VE.Direct-USB nécessaire). • Smartphones Apple et Android, tablettes, macbooks et autres dispositifs
(une clé électronique Bluetooth Smart communicant avec VE.Direct est nécessaire).
Entièrement configurable : • Niveaux de réinitialisation et déclenchement de l'alarme en cas de tension de batterie faible • Niveaux de redémarrage et coupure en cas de tension de batterie faible • Coupure dynamique : niveau de coupure en fonction de la charge • Tension de sortie 210 - 245 V • Fréquence de sortie 50 Hz ou 60 Hz • Niveau de détection du mode ECO et Allumage/arrêt du mode ECO
Surveillance : • Tension d’entrée et de sortie, % de charge et alarmes Fiabilité reconnue La topologie de pont complet avec un transformateur toroïdal a démontré sa fiabilité depuis des années. Les convertisseurs sont protégés contre les courts-circuits et la surchauffe, que ce soit en cas de surcharge ou de température ambiante élevée. Forte puissance de démarrage Nécessaire pour démarrer des charges telles que des convertisseurs de puissance pour des ampoules LED, halogènes ou des outils électriques. Mode ECO En mode ECO, le convertisseur commutera sur pause si la charge chute en dessous d'une valeur prédéterminée (charge minimale : 15 W). Une fois sur pause, le convertisseur s'allumera une courte période de temps (réglable ; par défaut : toutes les 2,5 secondes). Si la charge dépasse un niveau préconfiguré, le convertisseur restera allumé. On/off à distance. Un interrupteur à distance d'allumage/arrêt peut être connecté à un connecteur à deux pôles ou entre le pôle positif de la batterie et le contact gauche du connecteur à deux pôles. LED de diagnostic Veuillez consulter le manuel pour une description. Pour transférer la charge vers une autre source CA : le commutateur de transfert automatique Pour nos convertisseurs de faible puissance, nous recommandons l'utilisation de notre commutateur de transfert automatique Filax. Le Filax bénéficie d'un temps de transfert très rapide (inférieur à 20 millisecondes) afin que les ordinateurs et les autres équipements électroniques puissent continuer de fonctionner sans interruption. Disponible avec différentes prises de sortie Schuko UK AU/NZ IEC-320 Nema 5-15R
(prise mâle incluse) Bornes à vis Aucun outil spécifique n'est nécessaire à l'installation.
Convertisseurs Phoenix 250 VA – 1200 VA 230 V et 120 V, 50 Hz ou 60 Hz
Phoenix 12/375 VE.Direct
Phoenix 12/375 VE.Direct
AplicacióndelosODSeneldiseñoygestióndeproyectosenergéticosenpaísesenvíasdedesarrollo
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Memoria
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