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02.09.13 La Tercera. CLIMA DE CAMBIO Blog de Marcelo Mena, ingeniero ambiental.
Siempre me he declarado un entusiasta de las ERNC. Recuerdo en el año 2011 en plena discusión por Hidroaysen y un sinnúmero de otros proyectos, se nos decía que era necesario tapar el norte completo de paneles para poder reemplazar los mega proyectos. Pero entremedio Bloomberg New Energy Finance sacó un estudio que proyectaba los precios de energía renovable en Chile y proyectaba un futuro auspicioso para las ERNC. En noviembre del 2011 me tocó entrevistar al gurú energético Amory Lovins para la Revista Qué Pasa. La conversación habló de los mercados energéticos en Chile. Y Amory Lovins me dejó pensando al decir que la generación distribuida puede ser una solución importante a los problemas energéticos, al construirse rápidamente, en zonas desaprovechadas, a una velocidad más rápida que los megaproyectos.
Luego en Marzo 2012 se publica la ley 20571 que regula las tarifas de los generadores residenciales, y que cambia el esquema y rentabilidad de este tipo de energía. Desde entonces he instalado paneles en mi casa (1.4kW, con un 19% de rendimiento anual, en Vitacura). Por el sistema pagué 4.4USD/W instalado. Siguiendo el entusiasmo instalamos 18kW (90 paneles) en el techo de la UNAB en Casona de Las Condes (a 4USD/W)en octubre 2012. Pero ambos proyectos fueron más bien de rentabilidad dudosa, y estratégicos para lograr tener experiencia para pasos futuros.
En 2013 los precios siguieron bajando. La UNAB recibió un subsidio CORFO en colaboración con Punto Solar para ampliar nuestra planta de Casona a 450 paneles, logrando una capacidad instalada de 18 a 120kW, pero ahora a un precio de 2.2USD/W. La Universidad no desembolsará plata para la inversión, sino que firmaremos un contrato con Punto solar por la energía que nos suministran. Y al cabo de 10 años los paneles serán nuestros, los que seguirán entregándonos energía gratis por los próximos 15 años. Y ahora estamos analizando ampliarnos a nuestro campus de Viña del Mar.
Rendering de sistema Casona Solar II, 100kW capacidad instalada,www.puntosolar.cl
Ahora visto los resultados de lo que se puede lograr, veamos cómo podemos dimensionar la capacidad del sistema solar PV que logremos.
Dimensionamiento de un sistema solar PV
Los tres factores que determinan la rentabilidad y dimensionamiento de un sistema solar PV son el costo de la instalación (USD/W), la energía que recibe el sitio (kWh/KWp/año) y el costo de la energía que pagas a tu empresa distribuidora.
Básicamente como siempre tenemos la red de respaldo no es necesario abastecer 100% de la energía de una casa. Pero el siguiente ejercicio tiene por objeto dimensionar el costo, ahorro, y retorno de inversión de sistemas solares residenciales.
Los cálculos los haremos basados en los precios de que hemos recolectado en distintas cotizaciones. A escala residencial los valores más competitivos son de 2.2 a 2.8 USD/W instalado. Los cálculos a continuación todos incluyen un costo de 2.8USD/W. Y se dimensionan sistemas para generar 180kWh mes(2160kWh año), típico de un hogar chileno.
Dimensionar la cantidad de paneles necesarios.
En eves.solaratacama.cl (Desarrollado por Fundación Chile) busco datos de irradiación solar (kwh/kwp/año). Divido los 2160kWh/año y me entrega la potencia en kW instalado. Por ejemplo para Til Til una instalación de orientación norte, con 30 grados de inclinación genera 1736 kwh/kwp/año. Esto significa que para autoabastecer 2160kWh requiero de 1244W instalados. Esto es 5 paneles de 250W, dando una instalación de 1250W. Multiplico por 2.8 y me da que la instalación debería costar 3500USD, es decir 1.750.000 pesos. Cuánto me puedo ahorrar (asumiendo un pago 1 a 1, como el que propone una nueva ley de Horvath) se calcula con esos 1250W* 1736 kWH/kwh/año=2170kWh por el costo energético que se paga en Til Til (131 pesos/kwh). Entonces el sistema podría generar energía valorizada en 284.000 pesos por año. Si hago un cálculo de payback simple (retorno sin considerar intereses, sólo como referencia) vemos que la recuperación de la inversión es en 6.2 años. El indicador de los kwh/kwp/año también te puede entregar un valor que se podría llamar el factor de planta, que es la energía entregada dividido por la energía máxima que podría entregar el equipo. Estos factores de planta van entre 0.11 a 0.27 en Chile.
En Chile la energía residencial (kwh) cuesta entre 80 pesos en Santiago a 179 pesos en Punta Arenas. Entremedio nos encontramos con bolsones de altos costos como Chillán, Temuco, Coyhaique,Victoria, Ercilla, Pemuco, Maule, y un sinumero de localidades que tienen valores que van desde 130 a 167 pesos por kWh. Y a pesar de tener menos radiación solar, es tal el costo energético que la rentabilidad muchas veces es superior en estas localidades de costos energéticos altos.
Las mejores 50 comunas para generar energía en el techo
A continuación el ranking de las mejores 40 ciudades en su rentabilidad solar (en años) de Chile.
Por otro lado el National Renewable Energy Lab de Estados Unidos proyecta que el precio de energía solar PV residencial debería apuntar a 1.5USD/W al 2020, y el Rocky Mountain Institute proyecta un precio de 1.2USD/W al 2050. Usando esta información calculé año a año la rentabilidad solar desde hoy al año 2050 para la zona norte, centro y sur de Chile. Para la zona centro se asume un precio de $90/kWh, norte de $130/kwh y para el sur de $140/kwh, y factores de planta de 0.18, 0.22, y 0.16 respectivamente. El cálculo es simplificado, por cierto, pero nos da varias conclusiones.
• Hoy la rentabilidad de un sistema solar PV en la zona central es de 8%, mientras que en la zona sur es de 15% y en el norte es de 21%, lo que está muy por sobre las rentabilidades de dejar la plata en el banco o en la AFP.
• Que al 2020 un sistema solar en el norte se paga en 4 años y medio, mientras que en la zona centro a 7 años y en el sur en 5.
• Que al 2030 recuperas la inversión de este tipo en 3 a 5 años en todo Chile.
• Que existen lugares en Chile donde es notablemente más rentable invertir la plata en el techo que en la previsión.
La autogeneración no resolverá los problemas energéticos del país, pero sí sirven bastante más de lo que se pensó, porque es energía sin conflictos, en los techos de las casas de las personas. Además hoy vemos aplicaciones en escala comercial que están apareciendo día a día, como los 250kW que instalará Zofri en el corto plazo, o los mall que están evaluando generar energía a gran escala (1MW) en sus techos.
Para poder transformarla en realidad es necesario trabajar profundamente en el desarrollo de capital humano, para permitir instalación de paneles en los millones de techos disponibles en Chile. Pero también es un tema financiero, y los gobiernos deben diseñar mecanismos para facilitar la instalación de estos sistemas. Hoy la barrera es de conocimiento y de financiamiento. Pero el sol está ahí para tomarlo, y nadie te lo puede quitar. Podemos marchar contra los proyectos energéticos que no nos gustan. O podemos transformarnos en generadores de energía limpia y sustentable. Sin represas en nuestros techos.
Calculo de rentabilidad (TIR) horizonte evaluación 20 años,sistema solar PV con costos de instalación desde 2.8 a 1.2USD/W, factores de planta de 0.16 a 0.22 y costos energéticos desde 90 a 140 pesos/kwh.
Agradecimiento a Eduardo Soto, Manuel Arredondo(Fundación Chile) por la información disponible en eves.solaratacama.cl, y a Nesko Kuzmicic (Conecsol) y Juan Pablo Oyanedel (Punto Solar) por datos de costos locales de instalación de sistemas solares PV.
