Descripción del Proyecto de Electrificación por Energía Solar Fotovoltaica en la Región del Puno (Perú)

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Cada uno de los sistemas está compuesto por un panel fotovoltaico de 35 Wp o de 55 Wp (hay varios modelos instalados con potencias similares), una batería de plomo ácido, de las de automóvil, un regulador de carga de batería, tres lámparas fluorescentes y una toma de corriente para la televisión y/o la radio.

La capacidad de las baterías oscila entre 100 y 150 Ah.

Figura 2. Diagrama de bloques de los sistemas fotovoltaicos implementados.

Las potencias de los módulos instalados varían entre 35 Wp y 57 Wp y la capacidad de las baterías entre 100 y 150 Ah.

Los servicios energéticos que proporciona la electricidad de origen solar se limitan a la iluminación y la alimentación de radio y televisión.

En apariencia son muy modestos, pero suponen un cambio drástico en el nivel de comodidad.

Por ejemplo, la iluminación eléctrica hace posible actividades nocturnas como la fabricación de artesanías o la lectura, que con velas o lámparas de keroseno son difíciles de emprender.

En los trópicos las diferencias estacionales en la duración de la luz diurna son muy pequeñas; el número diario de horas de oscuridad en esta región varía de once a trece; en España varía de nueve a quince.

En el caso de la isla de Taquile, donde los servicios de alojamiento y comidas para los turistas suponen una importante fuente de ingresos, la electricidad ha potenciado el sector productivo.

Es interesante analizar cuál es la cantidad de combustibles no renovables sustituidos. En la tabla se muestran los resultados para una muestra del 86% de la población beneficiada en la isla Taquile, suponiendo consumos medios.

Tabla 6. Impacto en el consumo de recursos no renovables

Fuente: Espinoza, 2000.

Equipo	Fuente de Energía	Cantidad Demandada/Año	Costos promedio anual (US$)	Porcentaje Sustituido
Mechero y lámpara	Queroseno	42.100 litros	12.630	96 %
	Vela	21.050 unidades	42.100	89 %
Radio portátil	Pilas	151.560 unidades	6.315	77 %
Televisor o radio	Baterías	10.104 recargas	42.100	100 %

Pese a lo aparatosas que pueden resultar estas cifras, el efecto en emisiones contaminantes evitadas es muy pequeño en términos absolutos.

Sin embargo, los beneficios locales son notables porque la tecnología solar evita residuos muy contaminantes como las pilas o el queroseno y prolonga la duración de las baterías.

Un efecto secundario, magnificado por el hecho de que casi todas las instalaciones están localizadas en islas, es el ahorro en el transporte por vía náutica de unas 50 toneladas de combustible cada año, con lo que supone en ahorro de combustible y de esfuerzo humano –las islas están a cuatro mil metros de altura–.

Evaluación Técnica y Socioeconómica en Diciembre 2000

Durante el mes de diciembre de 2000 se desplazó un equipo de técnicos y sociólogos a la isla de Taquile, que es donde hay mayor número de instalaciones, para evaluar los resultados del proyecto de electrificación (Peña, 2000).

El universo de este estudio fue de 110 usuarios y comprende instalaciones con módulos de 50 Wp y de 35 Wp.

El análisis se proyectó para identificar los aspectos técnicos, socioeconómicos y culturales en relación con la sostenibilidad del proyecto.

La mayor parte de los sistemas estaban operativos; apenas el 2% de los sistemas de 50 Wp se habían estropeado.

Una proporción importante de módulos, el 26 % de los de 35 Wp y el 17% de los de 50 Wp, estaba mal orientada para la captación solar. Más del 60% de las baterías había disminuido notablemente su capacidad de carga y otro 15 % habían tenido que ser reemplazadas.

En la Figura 3 se muestran todos los fallos de componentes, registrados por el técnico de mantenimiento del CER–UNI hasta la fecha de la evaluación.

Es de destacar que ha habido que cambiar la totalidad de reguladores de carga y lámparas de los sistemas pequeños, una prueba más de que la calidad del mercado solar es muy heterogénea.

Esta situación de fallos, si no frecuentes al menos probables, es la que justifica que la mayoría de los encuestados, más del 90 %, estuvieran dispuestos a pagar un servicio de mantenimiento.

Más de la mitad del consumo es en iluminación, el resto se reparte entre la televisión y la radio, similar en ambos casos.

Fallos registrados de los componentes de los sistemas

. . . .	CUADRO DE CONTROL	REGULADOR	LÁMPARA	FUSIBLE 10A	REEMPLAZO de FUSIBLES por ALAMBRES
Fallos 51 Wp	1,33 %	6,67 %	9,38 %	5,33 %	12,00 %
Fallos 31 Wp	6,25 %	100,00 %	100,00 %	6,25 %	0,00 %

Valoración de los beneficios asociados a la electricidad solar

. . . .	51 Wp	35 Wp
Ha mejorado sus tejidos	70,59 %	68,75 %
Ha mejorado sus estudios	49,41 %	56,25 %
Uso comercial	10,59 %	6,25 %
Comunicación	69,41 %	68, 75 %

Aunque la casi totalidad de los usuarios recibió formación al comienzo de las instalaciones, desean de forma mayoritaria más formación, probablemente porque es ahora que la energía solar forma ya parte de su entorno, cuando son conscientes de la necesidad de aprender el funcionamiento y sobre todo el mantenimiento.

Evaluación Técnica en Agosto 2003

En agosto de 2003, en el marco de un proyecto europeo que pretende mejorar la calidad de la electrificación rural, se realizó una evaluación técnica sobre una muestra de 50 instalaciones en la isla de Taquile.

El estudio, realizado por miembros del CER–UNI y del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid, pretendía analizar el funcionamiento de los sistemas solares desde una perspectiva doble: la meramente técnica, en cuanto al comportamiento energético, y la relación con la formación de los usuarios (Vega, 2003).

Los parámetros técnicos que registrados en 46 instalaciones son: orientación de los módulos, tensiones de corte de los reguladores para prevenir la sobredescarga y caídas de tensión en el cableado; en nueve de las instalaciones se han medido los módulos fotovoltaicos.

Además, se ha analizado el registro histórico de fallos proporcionado por el técnico del CER–UNI. Destaca la baja fiabilidad de las baterías y de las lámparas, en contraposición a la alta fiabilidad de los módulos.

Problemas en las instalaciones

En las medidas y toma de datos de las instalaciones se han observado diferentes problemas:

Un significativo número de módulos no está bien orientado.

En unos casos, está relacionado con el traslado de la instalación a otro emplazamiento; en otros, el mástil sobre el que se apoya se gira con facilidad; por último, también ha influido el desconocimiento del usuario al instalar un nuevo panel sin el consejo de un técnico.

Las tensiones de corte de los reguladores de carga son demasiado bajas.

Se han instalado dos tipos, en unos interrumpe el suministro a las cargas a 10,4 voltios y en otros a 11 V. La tensión de corte del primero es tan baja que permite vaciar la práctica totalidad de la carga almacenada en la batería; el otro equivale a una profundidad descarga entre el 90 y el 95 %.

En ambos la vida de las baterías se acorta rápidamente.

Caídas de tensión muy elevadas en los cables entre regulador y cargas.

En más de un 20 % de las instalaciones eran superiores a 1,2 V, el 10 % de la tensión nominal de la batería.

Esto puede tener un efecto adicional sobre los fluorescentes porque obliga a los balastos a trabajar con valores de tensión de alimentación muy bajos que ocasiona, en algunos casos, el ennegrecimiento prematuro de los tubos.

Las caídas de tensión en los cables del regulador al módulo y a la batería eran muy pequeñas en todos los casos.

Un 15 % de los reguladores estaba cortocircuitado o había conexiones directas a la batería.

Causa, una vez más, de la rápida degradación de las baterías.

Sólo el 25 % de los encuestados afirma no sufrir cortes de luz.

El resto manifiesta problemas de energía y más del 80 % ha tenido que reemplazar la batería, algunos hasta dos veces.

Es de destacar que todavía quedan algunas baterías instaladas en el 96, hace ya siete años.

Al igual que en la evaluación de diciembre de 2000, los usuarios reclaman formación.

Ejemplo:

Como muestra de las dificultades para entender el funcionamiento, no ya de una instalación solar, sino de la electricidad sirvan unos ejemplos: uno de los usuarios explicaba que los cables tenían que ser finos, porque los gruesos "cargaban mucho a la batería"; otro prefería determinado tipo de reguladores porque cargaban la batería con la luz de la luna.

Es evidente la necesidad de formar a los usuarios con una metodología adecuada a su idiosincrasia.