Estudio sobre la viabilidad al implementar paneles solares en una casa-habitación, como factor de crecimiento ambiental, económico y social para el estado de Chiapas

Introducción

Hoy día las energías renovables han dado mucho de qué hablar, quizás hasta el punto en que el cual, las hemos llegado a confundir como una tendencia de moda más, perdiendo de esta manera su verdadero propósito, que es el reducir la emisión de gases de efecto invernadero a partir de fuentes naturales que sean sostenibles.

En vista a todo este contexto, la presente investigación está enfocada a buscar la viabilidad de hacer uso de paneles solares, en una casa habitación y cubrir las necesidades que esta tenga, con la finalidad de desarrollar este mercado en el estado de Chiapas.

Si bien es cierto que el estado de Chiapas hace uso de este tipo de energías, por medio de presas hidroeléctricas que están ubicadas a lo largo del río Grijalva, como es el caso de la presa de chicoasén. Debemos buscar crecer en otras áreas de este campo, esperando conseguir así un desarrollo económico, un bienestar social y cuidando al medio ambiente.

Justificación

Buscamos encontrar los factores de viabilidad al implementar paneles solares en una casa habitación, tomando en cuenta el aspecto sustentable, es decir, no solo buscamos un beneficio ambiental, sino que también se pretende encontrar beneficios en el aspecto social y económico, para el estado de Chiapas.

La energía solar no es una única tecnología energética, sino un término que abarca diversas tecnologías de energías renovables.

Este trabajo de investigación se enfocara en la producción de energía eléctrica, en vista que es una necesidad primordial de todas las casas-habitación y de acuerdo a datos del INEGI se ha logrado un ahorro de hasta el 90% del recibo de luz de CFE.

Si bien es cierto que el instalar un panel solar representa un gasto, los beneficios no solo son económicos sino que además se disminuye la producción de gases de efecto invernadero, lo que representa una inversión sustentable.



Fuente: http://analisisdepoliticas2016.blogspot.com/2016/02/energias-sustentables-mas-alla-del.html


Energía solar

Definición:

La energía solar es la energía que está asociada con la radiación solar y es la principal fuente de energía de nuestro planeta. De la energía solar derivan, de una manera más o menos directa, todas las otras fuentes de energía presentes en la tierra.




Fuente: https://solar-energia.net/

Existen diferentes tipos de energía solar dependiendo del método de recolección, la transformación de la energía que se realice y sus aplicaciones. Estos son los principales tipos de energía solar que se pueden distinguir:

• energía solar pasiva 
• energía solar activa 
• energía solar térmica 
• energía termoeléctrica 
• energía fotovoltaica 
• energía eólico solar 

Ventajas

Cuando pensamos en la energía solar, son muchas las ventajas que vienen a nuestra cabeza, parece que este tipo de energía se nos ofrece día tras día con la salida del sol y se convierte en un tipo de energía que podríamos calificar como interesante

1. No contamina: La más importante de todas, permite la producción de energía con bajo impacto ambiental, ya que no requiere materias primas fósiles para desencadenar procesos de combustión. 
2. Fuente inagotable de energía: Se trata de una energía renovable que proviene de una fuente inagotable que es el sol, por lo que no hay que preocuparse porque se vaya acabando. 
3. Bajo coste: Supone un importante costo de inversión, pero se vera que el costo de la factura de electricidad cae significativamente, tendrán la satisfacción de producir la energía que consume y podrá revender el exceso en la red nacional 
4. Variedad en el uso de la fuente solar: Se puede usar de diferentes maneras: pude ser un sistema solar fotovoltaico o con un sistema solar térmico, entre otros. 
5. Facilidad de desmontaje y reutilización de los paneles fotovoltaicos: Las instalaciones solares no crean ningún tipo de residuo, de hecho, hasta el 95% de un solo panel puede ser reciclado 

Desventajas

Cuando pensamos en las desventajas de este tipo de energía renovable, suele costarnos mucho más pensar en algo en concreto salvo que estéticamente, no queda especialmente bonito cuando se decide instalarlo en los campos o en las casas

1. El costo de instalación: Como se mencionó anteriormente, el coste de la planta fotovoltaica puede ser alto, pero el tiempo de recuperación (gracias al ahorro en la factura de electricidad) es seguro, y siempre se estima entre 5 y 10 años 
2. Bajos rendimientos: Desafortunadamente, las tecnologías existentes tienen rendimientos muy bajos en comparación con otras plantas de producción. Muchas veces se debe complementar este método de convertir energía con otros. 
3. Área de instalación extendida: Al tener una concentración baja, la luz solar debe ser capturada por las superficies más anchas posibles. es un problema construir plantas grandes, porque requieren áreas grandes 
4. Discontinuidad del recurso e incapacidad de grandes acumulaciones: El mayor problema es que el sol no siempre está allí. en un día nublado y en la noche no es posible contar con la contribución de energía del sol. Sin embargo, el usuario también necesita energía en estos dos casos. La solución proviene de almacenar energía solar que no se usa cuando el sol está allí. desafortunadamente, las baterías de acumulación que existen hoy en día no son capaces de garantizar una cubierta de energía lo suficientemente grande como para resolver el problema. 

Escenario actual

La energía solar es una energía que siempre ha estado ahí, latente, pero que realmente no se ha desarrollado lo suficiente si la comparamos con otros tipos de energía. A decir verdad, la mayor parte de las energías renovables van con retraso respecto a otras, pero parece que la situación está cambiando poco a poco.

En algunos países, como Alemania, la energía solar cobra un gran protagonismo el gobierno alemán ha fomentado la implantación de este tipo de energía con subvencionas y ayudas.

En rajastán (india), se han construido cocinas solares, con la capacidad de alimentar a 1000 personas al día.

Chipre es el país que más cantidad de energía solar produce por habitante, y más del 90% de sus edificios contienen captadores solares térmicos.

Grecia es capaz de abastecer a uno de cada 4 habitantes mediante la energía solar.

En Israel, una ley instaurada hace 20 años, obliga a que los edificios están dotados de colectores solares, lo que implica que el 85% de las viviendas tengan energía solar.

China es el país con una mayor superficie de captadores solares instalados, en total el 40% de todos los captadores del mundo estarían en china.


Panel solar

Definición : Un panel solar es un dispositivo para aprovechar la energía solar. También se le puede llamar módulo solar.

Paneles solares fotovoltaicos: Los paneles solares fotovoltaicos contienen un conjunto de células solares que convierten la luz en electricidad.Las células solares a veces se llaman células fotovoltaicas, y la fotovoltaica significa literalmente "luz-electricidad"





Fuente: ISO (Integrated Solar Operations)


Colectores solares

Son los paneles solares diseñados para el aprovechamiento de la energía solar térmica. Su función de la energía solar térmica es aprovechar la energía calorífica del sol para calentar un líquido.




Fuente: Renovables Verdes


Estructura de un panel fotovoltaico

La parte más importante de un módulo fotovoltaico es el conjunto de células fotovoltaicas

Los paneles solares fotovoltaicos que se utilizan en la actualidad están formados de la siguiente estructura



Fuente: http://eliseosebastian.tumblr.com


Cubierta frontal

La cubierta frontal del panel fotovoltaico tiene una función principalmente protectora ya que sufre la acción de los agentes atmosféricos


Capas encapsuladas

Las capas encasadas son las encargadas de proteger las células solares y sus contactos. Los materiales empleados (útil-vinil-acetileno o Eva) proporcionan una excelente transmisión a la radiación solar, así como una nula degradación frente las radiaciones ultravioletas


Marco de apoyo

El marco de apoyo es la parte que da robustez mecánica al conjunto. El marco de apoyo de un panel solar permite su inserción en estructuras que agruparán a módulos.


Protección posterior

Su misión de la protección posterior del panel fotovoltaico consiste, fundamentalmente, en proteger contra los agentes atmosféricos, ejerciendo una barrera infranqueable contra la humedad


Caja de conexiones eléctricas

De la caja de conexiones eléctricas salen dos cables, uno positivo y el otro negativo. Es el lugar por donde se da una continuidad en el circuito eléctrico


Células fotovoltaicas

Se trata de unos dispositivos semiconductores capaces de generar electricidad a partir de la radiación solar.

Posicionamiento de los paneles solares en México

Artículo 1: “energía solar en México podría cubrir un 35% de la demanda eléctrica en 2024” enlight (2018)
Según un análisis realizado por la empresa enlight, la energía solar en México se está volviendo cada vez más competitiva frente a las fuentes tradicionales de energía como la que provee CFE, debido a la alta demanda de los consumidores particulares y empresas.

La instalación de paneles solares, conformados por las celdas fotovoltaicas se ha maximizado en los últimos años, logrando que la energía solar en México se haya incluso regulado debido al crecimiento de su autoconsumo.

Gracias a los sistemas interconectados entre los paneles solares y la red eléctrica de la CFE se puede aprovechar la energía solar en México

Al hablar de la energía solar en México es habitual que un consumidor particular se pregunte cuál es el beneficio de instalar paneles solares en su hogar si paga más de 2,500 pesos bimensuales de luz.

El hecho es que aquellos usuarios con un alto consumo de electricidad tienen la capacidad de reducir sus gastos energéticos hasta en un 97% si aprovechan la energía solar en México con la instalación de paneles solares

Hoy es posible financiar la energía solar en México a través de la hipoteca infonavit

Se pronostica que en 2024 la energía solar en México podrá cubrir 35% de la demanda eléctrica del país.

“el crecimiento de consumo de la energía solar en México ha sido tan exponencial, una vez ha recibido el apoyo gubernamental, que se espera que en solo seis años (2024) pueda cubrir 35% de la demanda de energía eléctrica tradicional.” enlight (2018).



Artículo 2: crece la demanda por sistemas de paneles solares. conermex (2011).

En el último año, las ventas de sistemas fotovoltaicos de la empresa conermex se triplicaron, y sobresalió la región sur-sureste donde se instaló el mayor número de proyectos con un 40%, seguido del centro con un 25%.

Francisco solís baeza, directivo de conermex comentó que en 2007 el mercado nacional consumía entre 1.5 y dos mega watts (mw) proveniente de paneles solares y para 2009 creció a cinco mw; es decir cinco millones de watts, 'y este año podría cerrar entre ocho a 10 mw'.

Agregó que en los últimos cinco años cambió el consumo en México, ya que antes de 2007, el mayor número se sistemas eran para zonas donde no había energía eléctrica, y actualmente los sistemas de interconexión a la red eléctrica (on-grid) representan 75% y para sistemas aislados o fuera de la red (off-grid) 25%.

La energía renovable se puede usar en el campo para sistemas de riego, invernaderos, plantas de bombeo, deshidratación de alimentos entre otros; el sector ganadero algunos productores de leche utilizan refrigeradores que trabajar con energía solar, entre otros.



Artículo 3: “¿cuántos hogares en México utilizan paneles solares?” anónimo (2017)

Es común pensar que en México la gente no utiliza paneles solares, sin embargo, esto no es cierto. Es un producto con gran demanda y un enorme potencial de crecimiento.

De acuerdo al último estudio interesal realizado por inegi, en 2015 había casi 32 millones de viviendas particulares habitadas en México y sólo el 0.5 por ciento aprovechaba el potencial del sol con paneles solares.

Actualmente, el país tiene una capacidad instalada de 36.8 mega watts (mw) en proyectos solares, principalmente para electrificación rural e industrial, según datos de pro México, revelados por la revista Forbes.

Entonces ¿por qué el número es tan bajo? en parte es porque hay mucha desinformación en el tema de energía solar a nivel general, la buena noticia es que cada vez más familias entienden los usos y beneficios de los paneles solares.

Pero hay un dato aún más curioso: si bien hay 160 mil viviendas que tienen instaladas celdas solares, existen otras 430 mil casas que pagan la carísima tarifa da, o (de alto consumo), que no están aprovechando la energía solar para ahorrar en su recibo de luz.

Cabe destacar que el factor precio hace mucho dejó de ser un problema. Actualmente existen planes con $0 pesos de inversión e incluso esquemas de renta de paneles solares, que te permiten ahorrar en luz con mensualidades accesibles.

Hay que recordar que al ya tener instalados los paneles, muchas familias pueden ahorrar hasta 99% en su recibo de luz. Además, pueden recuperar su inversión en pocos años, mientras su sistema está garantizado a funcionar por mínimo 25 años

México tiene una meta en cuanto a las energías renovables: para 2024, espera que el 35% de electricidad producida en el país vengan de fuentes limpias, lo aseguró el secretario de energía, pedro Joaquín coldwell

De acuerdo con el organismo, México es uno de los cinco países en el mundo con mayor atractivo para invertir en energía solar, ya que su ubicación geográfica permite el desarrollo de estos proyectos y es el mayor productor de módulos fotovoltaicos en américa latina


Artículo 4: “pese a que actualmente la energía solar en el país representa sólo el 19%, México 'va que vuela' para convertirse en el séptimo mayor mercado de energía fotovoltaica.” Hernández, Leticia (2017).

México tiene potencial para convertirse en el séptimo mayor mercado de energía fotovoltaica en el mundo en los próximos cinco años, lo que además de ser crucial en materia de sostenibilidad ambiental, lo dotará de “mayor nivel de seguridad energética y económica”, según la asociación de energía solar europea.

“solarpower Europa espera que México sea el séptimo mayor mercado en capacidad solar total instalada y el quinto mercado por la nueva capacidad generada entre 2017 al 2021, este es un desarrollo increíble para un país relativamente recién llegado en la industria solar”, dijo kristine thoring, senior political communications advisor de la nueva asociación europea de la industria fotovoltaica (epia por sus siglas en inglés).

“aunque en la actualidad la energía solar representa sólo el 19 por ciento o 390 mw (megawatts) de la capacidad renovable del país, la instalación masiva aumenta y la reducción de precios en el último año han demostrado que México tiene claramente la capacidad de ser líder en la industria”

Hay un interés del gobierno mexicano por elevar la participación de las energías renovables del 20 al 35 por ciento de toda la energía para el 2024 y un 50 por ciento para 2050. Las subastas de proyectos de generación de energía han permitido la entrada de empresas como green power, engie y sma, que son competencia para CFE, contribuyendo a abaratar los sistemas solares.

Artículo 5: “nuevas medidas para el auto abasto con energías limpias” coldwell, p. j (2017).

Con la reforma energética impulsada por el presidente enrique peña nieto, hoy los mexicanos pueden producir electricidad desde el techo de sus casas o negocios, mediante esquemas de generación distribuida limpia, como los paneles solares.

A nivel global, estamos observando una baja mundial en los costos de las tecnologías fotovoltaicas. El precio de los paneles solares bajó 75% en los últimos cinco años, lo que hace que estén al alcance de más personas.

En México, la instalación de paneles solares en hogares y pequeñas y medianas empresas representa 97% de la generación limpia distribuida.

Las personas que quieran instalar un panel solar en su casa y vender sus excedentes a la red, tienen ahora claridad y certidumbre sobre el proceso de interconexión

Los trámites son más sencillos y se han acortado los tiempos de respuesta a las solicitudes de interconexión, a un plazo máximo de 18 días.

Además, con la instalación de paneles solares en generación distribuida equivalente al 1% de la capacidad total de generación del país, el estado podría obtener un ahorro de mil 500 millones de pesos al año. Se evitaría también el uso de 680 millones de litros de agua y la emisión de más de 1.3 millones de toneladas de dióxido de carbono.

Si estas medidas se combinaran con la sustitución de equipos de iluminación y electrodomésticos más eficientes, los requerimientos de electricidad de una familia podrían ser cubiertos casi en su totalidad

Por estas razones, con la reforma energética, proponemos el diseño de una estrategia integral que acelere nuestro paso a las energías del futuro. La meta a 2024, es alcanzar que 35% de la generación eléctrica provenga de energías limpias.

Las tecnologías de generación distribuida democratizan la energía, ofreciendo la opción de que se pueda generar electricidad desde los hogares, al mismo tiempo que se reducen las pérdidas en la red, se mejora la confiabilidad del sistema eléctrico y disminuyen las emisiones contaminantes lanzadas a la atmósfera.

Conclusiones

La viabilidad para usar un panel solar dentro de una casa habitación es dependiente del consumo que se realice dentro de la misma, ya que esta es la base para realizar un presupuesto y se cubran las necesidades que se requiera.

De manera general, para la mayoría de la población chiapaneca no es una opción muy viable, pues la mayoría es suministrada por CFE y la facturación que obtienen no rebasa los $500.00, sin embargo existe un sector dentro del estado el cual puede ser beneficiado con este tipo de recurso, ya que hay sectores donde el consumo es de $2,000.00 además de que hay regiones chiapanecas en donde no llega el abastecimiento por parte de CFE.

Entorno a esto la demanda de los paneles solares todavía no es lo suficiente, como para ver una reducción de costo, aunque es un mercado muy prometedor, pues si sigue reduciéndose el costo por adquisición como lo ha hecho hasta ahora, será una alternativa para ser una elección viable para abastecerse de esta fuente de energía.