Costo de paneles fotovoltaicos para aplicaciones domésticas en comunidades aisladas

Transcripción

1 Costo de paneles fotovoltaicos para aplicaciones domésticas en comunidades aisladas Grupo de análisis: Oportunidades Energético Secretaría de Desarrollo Social Dirección de Participación Comunitaria de la Contraloría Social del Programa Nacional de Desarrollo de Oportunidades Secretaría de Energía Subsecretaría de Planeación Energética e Investigación y Desarrollo Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía La elaboración del documento base estuvo a cargo de la Conuee Versión: 2 30 de mayo, 2007

2 CONTENIDO Página 1 Resumen 3 2 Paneles fotovoltaicos 4 3 Conclusiones 4 TABLAS 1 Sistema básico 5 2 Sistema intermedio 6 3 Sistema grande 7 2

3 1. Resumen. En el marco del Programa Oportunidades, que coordina la Secretaría de Desarrollo Social, el presidente Felipe Calderón Hinojosa incluyó a partir de este año, el Componente Oportunidades Energético, cuya finalidad es apoyar a las familias con menos recursos económicos en su gasto en energía. Un número considerable de viviendas en comunidades aisladas no cuenta con el suministro de energía eléctrica, por lo que es común que sus habitantes utilicen para iluminarse velas y lámparas a base de pilas. En estas circunstancias, el gasto en energía para las familias se incrementa de manera importante, en razón del alto costo de las pilas y las velas, comparado con el del servicio de la red eléctrica. Existe información que indica que una familia en el campo puede llegar a gastar cada semana en iluminación: $ en pilas y $ en velas, más $2.80 en cerillos, lo que representa un gasto mensual del orden de $ Cuando se analiza el costo por hora de las diferentes alternativas, se encuentra que: El costo de iluminación, utilizando una lámpara que requiere pilas, es de nueve pesos la hora; El usar una vela para iluminar tiene un costo de 33 centavos la hora; y Si la comparación se hace contra un foco de 60 watts incandescente, el costo es un poco menor a los cinco centavos por hora ($ ). Si la comparación se lleva a cabo para un mismo nivel de iluminación, el costo es aún mayor. Si se considera el nivel de iluminación de un foco incandescente de 60 watts (820 lúmenes), los resultados son: Se requieren 8 lámparas y el costo por hora alcanza los pesos; y Se requieren 82 velas y el costo por hora asciende a pesos. 3

4 2. Paneles fotovoltaicos Una alternativa para proporcionar iluminación en comunidades aisladas es el uso de paneles fotovoltaicos. Su costo parecería ser alto cuando se compara al de la energía suministrada a través de la red eléctrica, pero, cuando se contrasta con los costos de utilización de lámparas a base de pilas y velas, el diferencial disminuye en forma importante. Las tablas 1, 2 y 3 muestran tres alternativas de sistemas de electrificación fotovoltaica doméstica para comunidades aisladas, las cuales incluyen no sólo el aspecto de la iluminación, sino también proporcionar a las viviendas una televisión y un radio y, en algunos casos, una licuadora. Si se considera el Sistema Básico y se consideran 20 años el tiempo de vida de un panel fotovoltaico, teniendo necesidad de reemplazar en 4 ocasiones la batería, el costo total del sistema asciende a $18, En este escenario, el tener encendido una lámpara fluorescente compacta de 13 watts, equivalente en nivel de iluminación a un foco incandescente de 60 Watts, tiene un costo de $ la hora. En estas condiciones, el costo de iluminación con un panel fotovoltaico utilizando el Sistema Básico es de casi tres veces el costo de la red eléctrica ($ vs. $ ), mientras que si se compara contra una lámpara de pilas el costo es menor en 503 veces ($ vs. $71.47) y de sólo 190 veces comparado contra una vela ($0.142 vs. $27.06). El costo de iluminación en el caso del Sistema Intermedio es de $ y en del Sistema Grande de $ Conclusiones Si bien el uso de paneles fotovoltaicos tiene un alto costo inicial, su utilización en comunidades aisladas puede mejorar la economía familiar en el corto plazo, además de los beneficios que aporta en el confort, al contar con equipamiento como televisión y licuadora. Se recomienda que el Grupo de Trabajo del Componente Oportunidades Energético analice los beneficios que podría traer esta opción a las familias de comunidades aisladas, e identifique y promueva su posible inclusión, en alguno de los programas de apoyo con que cuenta el Gobierno Federal. 4

5 Tabla 1. Sistema básico Equipo para suministro de energía Panel fotovoltaico Capacidad = 65 Wp Dimensiones = 0.751x0.652x0.036 (en metros) Peso = 6 kg. Capacidad efectiva del sistema = 225 Watts-hora/día Consideraciones: Tiempo de uso efectivo (promedio) = 5.5 horas Eficiencia del sistema = 63 por ciento Pérdidas en el voltaje = 15 % Pérdidas de la batería = 15 % Pérdidas del controlador = 5 % Pérdidas en el cableado = 2 % Equipamiento de la vivienda Equipo Cantidad Consumo (Watts) Accesorios Batería de respaldo 115A Controlador de carga Horas de uso Consumo total (Watts-hora) Lámparas fluorescentes compactas Televisión blanco y negro de Radio Total 184 Costo aproximado Concepto Monto Panel fotovoltaico 4, Batería de respaldo 1, Controlador de carga Accesorios (tubos, soportes, cajas, cables, etc.) 5, Total: 12, Costo de la hora de iluminación Tiempo de vida del sistema fotovoltaico Tiempo de vida de la batería (promedio) = 20 años = 4 años Costo total del sistema en su vida útil = $ 18, o Costo del sistema fotovoltaico = $ 12, o Costo de las baterías = $ 6, Costo de la hora de iluminación = $ o Watts producidos por el sistema = 225 x 365 x 20 = 1,642,500 o Horas de iluminación = 1,642,500 / 13 = 126,343 o Costo de iluminación = 18, / 126,343 = $

6 Tabla 2. Sistema intermedio Equipo para suministro de energía Panel fotovoltaico Capacidad = 85 Wp Dimensiones = 1.007x0.652x0.036 (en metros) Peso = 8.3 kg. Capacidad efectiva del sistema = 262 Watts-hora/día Consideraciones: Tiempo de uso efectivo (promedio) = 5.5 horas Eficiencia del sistema = 56 por ciento Pérdidas en el voltaje = 15 % Pérdidas de la batería = 15 % Pérdidas del inversor = 7 % Pérdidas del controlador = 5 % Pérdidas en el cableado = 2 % Equipamiento de la vivienda Equipo Cantidad Consumo (Watts) Accesorios Batería de respaldo 115A Controlador de carga Inversor 400 W Horas de uso Consumo total (Watts-hora) Lámparas fluorescentes compactas Televisión blanco y negro de Radio Licuadora Total 250 Costo aproximado Concepto Monto Panel fotovoltaico 5, Batería de respaldo 1, Controlador de carga Inversor 1, Accesorios (tubos, soportes, cajas, cables, etc.) 4, Total: 14, Costo de la hora de iluminación Tiempo de vida del sistema fotovoltaico Tiempo de vida de la batería (promedio) = 20 años = 4 años Costo total del sistema en su vida útil = $ 20, o Costo del sistema fotovoltaico = $ 14, o Costo de las baterías = $ 6, Costo de la hora de iluminación = $ o Watts producidos por el sistema = 262 x 365 x 20 = 1,912,600 o Horas de iluminación = 1,912,600 / 13 = 147,123 o Costo de iluminación = 20, / 147,123 = $

7 Tabla 3. Sistema grande Equipo para suministro de energía Panel fotovoltaico Capacidad = 130 Wp Dimensiones = 1.425x0.652x0.036 (en metros) Peso = 12.2 kg. Capacidad efectiva del sistema = 400 Watts-hora/día Consideraciones: Tiempo de uso efectivo (promedio) = 5.5 horas Eficiencia del sistema = 56 por ciento Pérdidas en el voltaje = 15 % Pérdidas de la batería = 15 % Pérdidas del inversor = 7 % Pérdidas del controlador = 5 % Pérdidas en el cableado = 2 % Equipamiento de la vivienda Equipo Cantidad Consumo (Watts) Accesorios Batería de respaldo 115A Controlador de carga Inversor 600 W Horas de uso Consumo total (Watts-hora) Lámparas fluorescentes compactas Televisión blanco y negro de Radio Licuadora Total 386 Costo aproximado Concepto Monto Panel fotovoltaico 8, Batería de respaldo (dos baterías) 3, Controlador de carga Inversor 1, Accesorios (tubos, soportes, cajas, cables, etc.) 3, Total: 17, Costo de la hora de iluminación Tiempo de vida del sistema fotovoltaico Tiempo de vida de la batería (promedio) = 20 años = 4 años Costo total del sistema en su vida útil = $ 23, o Costo del sistema fotovoltaico = $ 17, o Costo de las baterías = $ 6, Costo de la hora de iluminación = $ o Watts producidos por el sistema = 400 x 365 x 20 = 2,942,000 o Horas de iluminación = 2,942,000 / 13 = 224,615 o Costo de iluminación = 23, / 224,615 = $

8 8