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TRABAJO TERMINAL PARA OBTENER EL GRADO DE LICENCIATURA
DEPARTAMENTO DE ECONOMÍA
Sistemas fotovoltaicos, opción para un desarrollo local urbano
Marín García Eduardo Bacilio
Asesor: Dr. Javier Juan Martínez Froilán Pérez
México D.F., noviembre de 2013
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AGRADECIMIENTOS
El esmero presentado en la dedicación de lo aquí escrito, es consecuente de un
esfuerzo individual.
Estoy agradecido por avalar y considerar este trabajo terminal al Dr. Javier Juan
Martínez Froilán Pérez, que sin su consentimiento y comentarios finales no podría
presentarse el resultado de lo investigado y de la meta alcanzada.
Y dar gracias a mi madre Irma García por tolerar tanto inconveniente, a ella le dedico
este logro académico.
A mi familia y amigos que siempre han estado ahí para darme un apoyo
incondicionalmente subjetivo ignorado por ellos, que sin su influencia no sería la
persona que sería hoy en día, mis más sinceras gracias.
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ÍNDICE
Introducción…………………………………………………………………………….4
1. Teoría del medio ambiente y su conservación………………………………….…5
1.1 Sistema del medio ambiente……………………………………………………..5
1.2 Sistema socioeconómico bajo un criterio medio ambientalista……………..13
1.3 Economía verde………………………………………………………………….16
1.4 Desarrollo sostenible……….……………………………………………………18
1.5 Dimensión de acción del medio urbano local…………………………………20
1.6 Usos convenientes de recursos renovables…………………….…………….23
2 Sistemas fotovoltaicos…………………………………………………………….…29
2.1 Beneficios de un sistema fotovoltaico………………………………………….32
2.2 Barreras de un sistema fotovoltaico……………………………......................34
2.3 Usos de un sistema fotovoltaico………………………………………………...36
3 Sistema fotovoltaico de uso residencial…………………….....……………………..42
3.1 Capacidad y factibilidad...………………………………………………………..44
3.2 Consideraciones finales sobre desarrollo local………………………………..48
Conclusiones…………………………………………………………………………..52
Anexos……………..…………………………………………………………………..54
Bibliografía…………………………………………………………………………….55
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INTRODUCCIÓN
El sistema medioambiental y el socioeconómico no pueden verse ya como dos entes
separados, si no como parte integrante y fundamental de un mismo sistema vivo de
características dinámicas, en el marco de lo sustentable y de las alternativas
energéticas renovables, los sistemas fotovoltaicos es una opción, por ello se
expondrá de forma clara las ideas particulares entre lo viable y practico en un
entorno local urbano, bajo un esquema de economía verde y desarrollo sostenible.
La temática a exponer consiste de tres capítulos básicos, el primero que explica el
funcionamiento del sistema medioambiental pasando a continuación por la influencia
que un sistema socioeconómico en cuanto a sus actividades económicas puede
influir a un entorno natural y terminando con las opciones alternativas de
transformaciones y consumo de energía posibles. El segundo llamado sistema
fotovoltaico como opción de consumo de energía renovable, explica lo fundamental
e importante de la opción del aprovechamiento práctico del conocimiento científico, y
el tercer y último capítulo se habla de factibilidad de integrar un sistema fotovoltaico
interconectado a la red eléctrica, culminando con las consideraciones y conjeturas
que increpan un desarrollo local.
Todo ello con el objeto de estudio de integrar y poder exponer de manera clara y
congruente las interconexiones que hay entre las actividades económicas y las
sinergias entre lo ambiental y el desarrollo local, en el manejo y aprovechamiento de
los recursos naturales en el sector de la energía en México.
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CAPITULO 1
TEORIA DEL MEDIO AMBIENTE Y SU CONSERVACION.
1.1 Sistema del medio ambiente.
Problema
La evolución de los asentamientos humanos y la complejidad de las actividades
económicas, han incrementado los problemas generados por incorporación de
tecnología nueva con el fin de obtener mayores rendimientos, creando nuevos
productos que en parte contribuyen al nivel de bienestar de la población por otra
ejercen una distorsión al funcionamiento natural del sistema (introducen
modificaciones en el equilibrio natural), en cada ambiente, impactando sobre el
medio en el cual se establecen. Los núcleos urbanos son los que actúan de forma
negativa en la calidad del medio, y otros como por ejemplo; la agricultura intensiva,
actividades industriales, combustión de productos, aglomeraciones urbanas, etc.
El entorno medio ambiental consta de dos elementos, el físico (comprende, el
relieve, atmósfera, las aguas, el suelo, flora, fauna, el paisaje, y minerales), el cual
es un mecanismo dinámico con ciclos y fases que se equilibra mediante el continuo
flujo de energía y el reciclaje de la materia, y el segundo elemento que es el medio
humano (socioeconómico), que lo constituyen los asentamientos, las formas y
modos de explotación económica con un fin único.
Las funciones principales de la biósfera son tres:
A. Proporciona recursos
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B. Asimila residuos
C. Provee de servicios medioambientales
A) Proporciona recursos: agua, aire, plantas y animales son usados de formas
directas para alimentación, materias primas o fuentes de energía que se emplean en
la producción de bienes y servicios.
A su vez este conjunto de medios existen las materias de las que se dispone una
colectividad humana para asegurar la subsistencia y el bienestar, denominado como
los recursos naturales renovables y no renovables con potencial y limitaciones de
uso.
Los cambios cuantitativos o cualitativos de un recurso, es cuando dado su utilización
merman su capacidad y gradualmente pierden su función básica de
aprovechamiento provocando una degradación y un proceso de contaminación que
se introduce al sistema al cual pertenece.
Al estar formados por estos factores, el medio ambiente constituye recursos que
sirven de base del medio social y sustento de la especie humana.
“Para que un elemento del medio natural se convierta en recurso en el
sentido socioeconómico del término, es preciso que cumpla dos
condiciones:
a) Utilidad. A condición de la existencia de un nivel tecnológico
adecuado que lo haga realizable.
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b) Escases. los bienes de libre disposición y en abundancia, implica
que no son bienes de intercambio puesto que su utilización no implica un
perjuicio para los demás.” (Gómez Orea 1992)
Clasificación de recursos
Los recursos naturales se clasifican por medio del tiempo de capacidad de
regenerarse simultáneamente a su uso, unos pueden precisar largos tiempos para
ello, y otros a escala geológica, y en cuanto a la función que desempeña en la
actividad socioeconómica se clasifican:
� Biológicos: son las necesidades vitales de supervivencia (aire, agua alimentos
y condiciones climáticas).
� Tecnológico: no son indispensables pero hacen la vida más cómoda
� Utilidades: Todos los recursos al tener un valor de intercambio y su
distribución espacial desigual, hacen surgir el desarrollo de los medios de
transporte e intercambios comerciales (materias primas para la obtención de
productos).
Recursos no renovables: precisan de largos periodos de tiempo para renovarse,
introduce limitaciones a su uso, ejemplo de ello son los combustibles fósiles (carbón
petróleo, gas, minerales).
Recursos renovables: estos son los que los procesos de regeneración natural, tienen
una continuidad en el espacio tiempo, a pesar de ser usados, ejemplo de ellos:
plantas y animales, aire, agua, oxígeno, hidrógeno, carbono, nitrógeno, son
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reciclados de forma continua por organismos vivos a través de la fotosíntesis, la
respiración la fijación de nitrógeno y la descomposición orgánica.
El hecho de que sean renovables no garantiza su seguridad de abastecimiento dado
que puede ser afectado por cambio evolutivos en el ecosistema o la por la actividad
humana si el recurso se consume más rápido de lo que tarda en regenerarse se le
considera sobreexplotación.
Recursos continuos: son básicamente las fuentes de energía, en la cual la oferta no
se ve influida por la actividad humana, las principales fuentes de energía continua es
el sol a través de la radiación solar, la energía eólica, y la gravedad el cual genera
energía mareal, la hidroelectricidad (depende del agua), y cierta energía geotérmica
(calor de la corteza terrestre).
B) Asimilación de residuos.
Las actividades socioeconómicas o biológicas generan subproductos, que se
presentan en los tres estados físicos de la materia, sólido, liquido o gaseoso que
deben eliminarse porque carecen de valor o presentan un cuadro negativo y
agresivo para el ecosistema o la salud, los animales, generan desechos orgánicos,
principalmente excrementos físicos, materia muerta y dióxido de carbono, pero la
actividad económica genera residuos orgánicos más complejos, como los plásticos y
residuos inorgánicos como metales.
“La biósfera asimila residuos de diversas formas. Dispersa la
contaminación de químicos gaseosos y líquidos en la atmósfera, los ríos y
los mares, y reconstituye la materia en compuestos más pequeños y/o
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más estables. Los residuos orgánicos (y pequeñas cantidad de minerales)
son luego absorbidos por ciclos naturales en los que, a través de
procesos de regeneración, se transforman efectivamente en recursos.
(Michael Jacobs 1997 p. 47)”
Pero existen ejemplos de procesos productivos, cuyos productos resultantes se
pueden convertir en materia primas de otros, pero para ello se debe de cumplir con
la tecnología conveniente, y que la transformación sea económicamente rentable.
La consideración de lo que se denomina residuo depende del nivel económico de la
sociedad, ya que en sociedades de bajo ingreso, se convierten aun en objetos de
intercambio de productos, a diferencia de las más avanzadas que son solo
desechables, por tanto la evolución y el mantenimiento del nivel de vida de una
sociedad va de la mano con el incremento de la producción de residuos, que pueden
significar un factor negativo al medio.
Los residuos que se pueden asimilar, están destinados al abandono en el medio
ambiente, dependiendo sus características de la materia pueden ser o no inertes o
interactuar de forma nociva al medio ambiente. Por tanto una gestión adecuada de
los residuos radica en el valor económico que se puede aprovechar de las distintas
sustancias que son consideradas como desechables.
Clasificación de los residuos:
Se clasifican en tres grandes grupos socioeconómicos relacionados con la actividad
que los genera: urbanos, industriales, y agrarios, y cada uno de ellos con distinto
riesgo en particular.
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Residuos urbanos: Son todos los desechos debe ser evacuados, dada la
incapacidad del medio para absorber y degradar las grandes cantidades que se
producen y la gran variedad que presentan por lo que concierne a su composición se
clasifican en tres tipos en domiciliarios, (restos de alimento, embalajes, papeles,
envases), voluminosos, son igual de origen domiciliario (muebles electrodomésticos
en desuso) y comerciales (tiendas almacenes y centros comerciales). Y otros como
los restos de la limpieza y el mantenimiento de las vías públicas de calles, parques y
jardines.
Los desechos urbanos, se pueden componer de distintos parámetros dependiendo
del nivel de desarrollo en que se encuentra constituido el medio urbano, así como
época del año o días de la semana.
La gestión de los residuos es una fase en donde se asigna el destino último de
estos, una pésima gestión puede ocasionar impactos negativos sobre algunos
componentes del medio, el tratamiento adopta básicamente tres modalidades,
depósito, eliminación o reutilización, pero cualquiera que sea el método utilizado un
residuo no se puede eliminar por completo siempre quedara algún resto.
Residuos industriales
Dada las diversas especialidades y materias primas que se emplea en el proceso,
los residuos industriales pueden no ser recuperables, esto también debido a
características intrínsecas de asignación de un valor de uso como materia de otras
trasformaciones ulteriores, por tanto depende de las posibilidades económicas y de
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su utilización y que el procedimiento de reutilización, los costos sean menores que
los de la eliminación como residuo.
Si los gastos inherentes al proceso de reutilización son mayores que los
de eliminación, se considera como residuo. (Bonillo López Diego 2001)
Los residuos industriales se dividen en tres grupos:
Inertes: no presentan riesgo para el medio y el único tratamiento consiste en el reciclaje
o el depósito en lugares adecuados.
Asimilables a urbanos: Son el resultado de actividades semejantes a las domésticas
que tienen lugar en las plantas industriales, como en los comedores, oficinas,
servicios de limpieza, etc. Requieren el mismo tratamiento que las basuras urbanas.
Especiales. Tienen unas características singulares, que en ocasiones le confieren unos
índices de agresividad muy altos frente al medio o la salud humana, por lo que
requieren tratamientos específicos.
La reducción de los impactos negativos de los residuos industriales, no siempre es
posible y atraviesa por muchos obstáculos dependiendo de la especialidad de la
industria, y la reducción de estos lleva implícito costos económicos y de rentabilidad
en términos productivos
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Residuos agrarios
Son los que produce el sector primario de la economía, es decir la agricultura,
silvicultura y pesca, actividades que representan un riesgo e impacto mínimo
considerable al medio ambiente, a excepción de algunos casos, como las
explotaciones ganaderas y transformación de productos agrarios que pueden serlo.
Existen muchos tipos de residuos agrarios, como consecuencia de la gran
diversidad de actividades que pueden encuadrarse en el sector primario. Una
clasificación amplia es la siguiente (FAO, 1982):
Subproductos y residuos animales, residuos de la industria de bebidas, cereales,
fibras naturales residuos de silvicultura y celulósicos, frutas y verduras, productos
marinos, productos lácteos, residuos domésticos y urbanos, semillas oleaginosas,
productos del caucho, raíces feculosas y tubérculos, azucares, varios.
En algunos casos el aprovechamiento de estos residuos puede utilizarse para
obtener energía siendo rentables, la problemática a veces no es de la tecnología
existente o el escaso valor que poseen, si no de cuestiones de mercado y precios
más asequibles en el uso de subproductos generados por la industria
C) Servicios medio ambientales
Lo constituyen los espacios para recreación, paisaje y vida silvestre, mantienen la
diversidad genética y el funcionamiento de la biósfera, estabilizando la atmósfera y
la regulación del clima. El paisaje, es la coexistencia de elementos abióticos, bióticos
y la estructura socioeconómica integrados en un espacio y tiempo determinados, en
13
donde cada elemento tiene influencia en mayor o menor grado del estado o
evolución de los restantes.
1.2 Sistema socioeconómico bajo un criterio medio ambiental.
Dadas las características universales de la dualidad física de causa y efecto, el
aumento de las actividades económicas, como base del funcionamiento propio del
mercado, han hecho de que los agentes involucrados ocasionen el desgaste de los
recursos naturales como proceso mismo de las trasformaciones de las actividades
humanas de producción agrícola e industrial y en el consumo de energía y en la
descarga de residuos, ocasionando paulatinamente una degradación ambiental, del
excesivo uso de los bienes del medio ambiente, por lo tanto incorporar el medio
ambiente a un campo económico es primordial para no pasar desapercibido el nulo
costo de estos, incorporando a este un cálculo económico tanto de asignación de
precios y valores monetarios de los diversos bienes y servicios que estos
proporciona, como la aplicación de modelos de comportamiento económicos.
La actividad económica solo lo que hace es convertir recursos en residuos, y como
elemento integrante de los medios donde se desarrollan los seres vivos, sujeta a
leyes físicas de la materia y energía que postulan que no pueden destruirse ni
crearse solo transformarse, queda claro que la producción no crea nada nuevo sino
la transformación de materiales y energía de un estado a otro. Por tanto en cuanto
más recursos se usen en el proceso más residuos tienen que ser asimilados, el
crecimiento económico constituye la causa primordial del problema central de la
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escases y degradación en la continuidad de los recursos naturales en el actual
modelo económico, y las emisiones y residuos que este genera en el proceso.
Las fuerzas del mercado al ser decisiones estructuradas por seres individuales y
colectivas que actúan de forma racional dígase, empresas y familias, no hay quien
determine las consecuencias que el sistema económico causa a la naturaleza, el que
los mercados provocan, claro está que puede ser regulados por intervención estatal
pero dado que se habla de operaciones y procesos en un sentido de actuación a
nivel microeconómico y dadas las fuerzas de mercado determinadas,
macroeconómicamente en un mundo globalizado de interdependencia y
eslabonamientos hacia fuera, es realmente complejo las leyes y estrategias que
son las más viables que pueden ser adoptadas de forma local y en línea con el
mercado actual, sin causar un agravamiento dañino de los efectos externos de las
actividades.
La disciplina económica, es el estudio de todo lo que constituye el bienestar material
o inmaterial que satisface las necesidades y deseos humanos y que resulta escaso y
parte de todo. El corazón de la ciencia económica aporta, es la vinculación de este
paradigma, con teorías fundamentales como la; del valor y los precios, sin
establecerse en doctrina alguna y para ejemplo práctico del tema desarrollado, el
valor se refiere a que muchos de los recursos naturales no poseen valor de cambio,
y de ahí al problema de la inexistencia de la heterogeneidad de asignarle el cálculo
de alguna magnitud de riqueza llámese a este precio, expresado como valor
monetario de una unidad física de un bien económico y de la necesidad alineada de
realizar cálculos económicos en valor monetario que entre sus funciones de este es
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orientar la producción y el consumo, de manera que se satisfagan las necesidades
de los agentes económicos (productores y consumidores) cada uno de ellos realiza
un plan propio de acción que considera el mejor para el en vista de los precios.
No toda la realidad económica y social gira en torno al sistema de precios de
mercado, como la que sucede en la contabilidad privada y pública, por ejemplo; el
daño provocado al ambiente por el humo de una fábrica, no deriva un costo
monetario ni ningún precio, es a lo que se le denomina externalidades negativas es
una de las causas existentes de un fallo en el mercado, en el que no se asigna un
valor eficientemente a los recursos naturales y a los remanentes que provocan las
actividades económicas en el entorno donde suceden, y hacen que el bienestar del
mercado dependa de algo más que el precio y los costos en los que desean pactar
los compradores y vendedores, ocasionando problemas de eficiencia económica,
hasta que la ley no obligue al fabricante a pagar por ello.
Donde las estrategias de política económica (fines y medios que se eligen
racionalmente en presencia de alternativas económicas, a adoptar que tengan
conciencia de la complejidad de los hechos) puedan corregir está falla de mercado y
que instrumentos son los más pertinentes y que regulen constantemente la creciente
preocupación por el rápido agotamiento de algunos recursos naturales y el interés
por las generaciones futuras, que están en riesgo sin quedarse sin bienes no
renovables.
Por lo tanto el objetivo político es entonces producir un uso socialmente óptimo de
los recursos, en donde los agentes que participan en el mercado se encuentre en un
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punto constantemente beneficioso y redituable, sin increpar en la degradación
medio ambiental en el uso continuo de estos a mediano y largo plazo.
Las estrategias o recomendaciones que hacen las instituciones internacionales
(OCDE, PNUMA) para lograrlo es adoptar un enfoque de economía verde y
desarrollo sostenible, al modelo actual de producción, esto a consideraciones
pertinentes a integrarse a las condiciones y características del entono local en que
se encuentre cada caso en particular.
1.3 Economía verde
La economía verde es un enfoque teórico como recomendación de estrategia a tener
en consideración, que postula tener una disminución en los niveles de carbono y en
uso eficiente de recursos naturales, además de los insumos tradicionales como
trabajo, energía fósil y capital. Valora e invierte en capital natural y ofrece mejores
condiciones para garantizar la sustentabilidad de la producción a generaciones
futuras.
Mediante la inversión en sectores en tecnologías de eficiencia energética, las
energías renovables, el transporte público, la agricultura sostenible, el turismo
respetuoso con el medio ambiente y la gestión sostenible de los recursos naturales,
incluidos los ecosistemas y la biodiversidad para generar nuevos sectores de
producción, empleos de calidad y un incremento en el ingreso, lo que a su vez
servirá para mitigar el cambio climático y proteger la biodiversidad.
“Un sistema de actividades económicas relacionadas con la producción,
distribución y consumo de bienes y servicios que resulta en mejoras del
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bienestar humano en el largo plazo, sin que al mismo tiempo, exponer las
generaciones futuras a riesgos ambientales y escasez ecológicas
significativas; es amigable con el medio ambiente y ecológico y, para
muchos grupos, es también socialmente justo.” (PNUMA 2010 p.4)
Las estrategias y el carácter multidimensional (sociedad, economía, medio ambiente)
que abarca, debe de adoptar instrumentos en la medición del progreso como
indicador de este, las presumibles estrategias exitosas en el criterio de política están
en lo fiscal, por ejemplo, recolectar impuestos verdes, asignar un valor a los activos
naturales y servicios de los ecosistemas, (PSE: pago por los servicios de los
ecosistemas), creación de mercados para recolectar estos valores asignación al
precio del carbono.
Las consideraciones actuales relacionadas con la economía verde en la lógica de
sus recomendaciones básicas, refiriéndome a las instituciones internacionales y
teóricos, hacen una conjunción de dos tendencias que en la ciencia social de
economía se estudia y analizan individualmente, que son el crecimiento y desarrollo,
y en la preocupación de mantener una congruencia con sus estrategias estos dos
conceptos son utilizados bajo un mismo esquema (ejemplo: crecimiento verde,
economía verde que a su vez implica un desarrollo sostenible), aunque existe una
predispuesta distinción y separación entre una y la otra siendo que crecimiento
económico se refiere más a la cantidad de producto que se puede producir en un
determinado tiempo (un característica meramente cuantitativa), el desarrollo se
refiere más a las características cualitativas de calidad de vida, pero en una lógica
presente de vida no puedes tener una calidad de vida sin el ingreso correspondiente
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adquirido por lo producido, son intrínsecamente inseparables por cuestiones de
orden lógico, pero conceptualmente separadas para su análisis y estudio profundo.
Los fundamentos de fondo para instaurar una economía verde, es continuar con el
crecimiento económico, aunque este como se ha apreciado es la causa primordial de
la degradación del medio ambiente incrementando el uso de los recursos naturales y
generación de residuos, pero se puede reducir el impacto en el medio ambiente
modificando métodos de producción, usando menos energía o generando menos
residuos, con la inversión en nuevo equipo y materiales que puede estimular el
crecimiento, y mantener los estándares de calidad de vida (desarrollo).La economía
del desarrollo es afín con la historia económica ya que es un fenómeno de largo
plazo y complejo que predomina más el aspecto cualitativo, la contribución de los
economistas del desarrollo oscila en tres direcciones vinculadas: la medición del
grado de desarrollo (análisis de causas), consejos de política económica (a quienes
deseen alcanzarlos) y critica de algunas formas de desarrollo (identificación de
limites considerados como insuperables).
1.4 Desarrollo sostenible
Existen diferentes nociones conceptuales de desarrollo sostenible ya que se ajusta a
diferentes sectores estratégicos (agricultura, edificaciones, energía, pesca,
silvicultura, industria, turismo, transporte, residuos y agua) de la transformación
económica hacia una de carácter más verde y que las bases metodológicas de
sustentabilidad difieren del carácter de especialización al que se aplique, y aún más
19
difícil intentar hacer más operativo el concepto de sustentabilidad, porque se sujeta a
cuestionamientos de evaluación de proyectos, tecnologías y manejo de los recursos
naturales, ósea es una cuestión que aborda e integra diferentes disciplinas para
analizar los procesos ambientales y socioeconómicos.
“Desarrollo sostenible: El proceso mediante el cual se cubrirán de manera
permanente las necesidades materiales y espirituales de todos los
habitantes del planeta sin deterioro o incluso mejora de las condiciones
socio ambientales que les dan sustento.” (Masera Omar, Astier Martha,
Ridaura López Santiago 2004 p.10)
Es un proceso de cambio dinámico donde los objetivos generales es conservar la
base de los recursos existentes, aumentando las posibilidades de desarrollo y
adaptación tecnológica a las perturbaciones naturales y antropogénicas de las
circunstancias socio-ecológicas locales con la finalidad de mejorar las capacidades
de desarrollo de los seres humanos.
La forma en como lograr estos objetivos se presentan bajo dos estrategias de
acción, la primera es de tipo correctivo; estrategias mediante las cuales el proceso
de desarrollo sustentable se logra modificando las instituciones y el marco
sociopolítico actuales sin alterar el status quo (Repetto, 1986; CLEADE, 1990; Banco
Mundial, 1987).
20
La segunda es transformadora, que se basan en un cambio profundo en
instituciones, patrones de uso de los recursos y políticas actuales. (Incluyen una
democratización efectiva, mayor participación y control local y la redistribución de la
riqueza y recursos productivos, reorientar el desarrollo científico y tecnológico).
(Gallopin et al., 1989; Escobar y Thrupp 1992).
El aspecto central es que el desarrollo sustentable tiene que determinarse a escala
local dado que es un concepto multidisciplinario y su concreción no puede definirse
bajo un mismo esquema general.
Básicamente el sentido de la introducción de economía verde y desarrollo sostenible
es la base teórica a considerar, sobre la eficiencia y transformación en el uso de los
recursos disponibles sean naturales o de innovación tecnológica, en congruencia
con las políticas públicas locales, asegurando la competitividad y la protección
ecológica, como objetivo fundamental de un funcionamiento del sistema
medioambiental con el socioeconómico, con la equidad de los costos
medioambientales entre generaciones presentes y futuras ofreciendo una
perspectiva diferente de política económica, por tanto quedaría el asunto de que se
requiere en particular para llevarlo a cabo.
1.5 Dimensión de acción del medio urbano local
La expansión y concentración demográfica en un espacio pequeño, modifica todo el
medio (paisaje, uso de suelo), provocando a la par alteraciones fluviales y litorales,
en correspondencia a un aumento constante en la demanda de “servicios”, los
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puntos principales en los cuales el medio urbano presenta problemas
medioambientales son:
� Al cambiar el uso de suelo, lo que se pierde son superficies ocupadas por
ecosistemas naturales o espacios agrarios.
� Demanda de servicios, como el agua y energía, que se incrementa con el nivel
de vida, lo que obliga a crear infraestructuras de generación, transporte y
distribución.
� Disminución de la calidad del aire por emisiones de contaminantes y ruidos
El espacio destinado a la urbanización, lleva asociados cuestiones y distorsiones
negativas al funcionamiento del sistema natural en el espacio en donde se sitúan
estás estructuras sociales, y en la dinámica medioambientalista y económica del
medio local, el manejo de los residuos y la demanda de servicios (consumo de
energía) van en aumento, y las opciones alternativas de generación y suministro de
energía son varias en las que se puede transitar de una economía basada en
carbono a energías renovables y limpias.
Transformación de recursos continuos (consumo de energía).
Una de las leyes de la termodinámica que es la entropía, es una medida del
desorden del sistema y que va de la mano con las actividades, que postula para
efectos prácticos del sistema económico toda transformación de recursos se
convierte en desperdicios (residuos), sin un uso aparente alguno, destinados al
abandono y la falta de disponibilidad de materia o energía puede ser nula. Por
22
ejemplo el carbón es un material de baja entropía al utilizarse se convierte en
material de alta entropía por la inutilidad que deja los residuos.
El continuo flujo de la energía proveniente del sol es utilizado por la biósfera para
mitigar el flujo de la entropía, ejemplo el dióxido de carbono es recuperado de la
atmósfera a través de la fotosíntesis y reutilizado
“Podemos decir que es en esto en lo que consiste el mundo vivo: no es
únicamente convertir recursos en residuos, sino también usar la energía sol
para revertir el camino de la entropía y volver a convertir los residuos en
recursos.” (Jacobs, Michael 1997 p. 59)
Existen dos clasificaciones de los productos energéticos que proporcionar la fuerza
de trabajo que son renovables y no renovables:
a) Renovables: Existen en abundancia en la naturaleza su uso no produce
agotamiento, o la regeneración tiene lugar rápidamente. La fuente primaria es el
sol que a través de su energía luminosa o térmica condiciona los procesos
biológicos de animales y plantas, así como los movimientos atmosféricos o los de
las aguas oceánicas y continentales. Todos ellos se convierten a su vez en
recursos mediante la acción humana. Lo que no depende directa ni
indirectamente en la energía solar, como por ejemplo la energía geotérmica,
significa una aportación muy minoritaria todavía.
La utilización de este tipo de energías no significa agresión al medio ambiente,
por lo que existen programas tendentes a impulsar su desarrollo, que
previsiblemente se incrementara en el futuro como alternativa válida frente a la
23
utilización de otras fuentes más agresivas para el medio, a pesar de algunos
inconvenientes que presenta su uso en los sistemas económicos actuales, como
seguridad en la disponibilidad y almacenamiento, etc., y que se traducen en una
cierta falta de apoyo por parte de algunas administraciones públicas.
b) No renovables. Proceden de la corteza terrestre y se han formado a partir de
procesos a escala geológica. Las existencias son limitadas, por lo que su uso
produce el agotamiento. Se distribuyen en forma desigual en la tierra, petróleo.
Los recursos energéticos no renovables pertenecen a dos grupos, los carbones y
los hidrocarburos.
1.6 Usos convenientes de recursos renovables
Biomasa
Es el material orgánico que se origina en un proceso biológico, espontaneo o
provocado, y que puede ser utilizado como fuente de energía, es una forma de
aprovechar bienes energéticos y limpios es por medio de los residuos de los que se
pueden obtener a partir de biocombustibles: sólidos, leña carbón vegetal, y algunas
actividades agrarias, obtención de alcohol a partir de la caña de azúcar, plantas
oleaginosas como combustible en motores de automóvil (bioetanol) o de
determinados aceites para funcionamiento de motores diésel y forestales o residuos
municipales en la obtención de biogás (fermentación de anaerobia de productos
orgánicos, se genera metano, que canalizado puede aprovecharse). Es una
posibilidad que brinda beneficios y servicios ambientales local y globalmente.
24
Los aspectos centrales es que puede controlar y proteger la erosión del suelo en
áreas de tierras degradas posibilitando rehabilitarlas y mejorando la calidad del
suelo hábitat de fauna silvestre, también regula el ciclo hidrológico.
La Tecnología para la transformación en bioenergía es a través de la combustión
directa, técnicas de gasificación, fermentación y digestión anaeróbica, los problemas
para implementar un sistema de trasformación de biomasa en bioenergía, es una
falta de conciencia de sus ventajas, desperdicios de recurso, existen impactos
ambientales negativos derivados de su mala implementación, ausencia de
mecanismos específicos y financieros en investigación y desarrollo como de
escasos grupos de estos. Los inconvenientes es que se ocupa grandes extensiones
de tierra que bien podrían implementarse para la alimentación.
Energía Eólica
La energía eólica tiene su origen en el sol, ya que este es el responsables de que se
produzca el viento, en zonas con mayor impacto solar el aire se calienta más, el aire
asciende y se concentra en bolsas sometidas a bajas presiones mientras que el
espacio que dejan estás es ocupado por bolsas de aire más frío sometidas a altas
presiones. Está diferencia de presiones hace que el aire tienda a desplazarse desde
las zonas de altas presiones a las de bajas, más altas, este movimiento del aire es lo
que llamamos viento.
El uso de la energía eólica es la transformación de energía cinética del viento en
energía eléctrica a través de aerogeneradores cuya hélice transmite el movimiento
que el viento produce en al rotor de un alternador. La energía eólica se aprovecha
25
de dos formas: aerobombas (sacar agua de los pozos) y aerogeneradores (aparatos
empleados para transformar la fuerza cinética del viento en electricidad), las
aplicaciones pueden ser para uso doméstico o agrícola conexión directa a la red.
Para que pueda ser utilizada con eficacia, el viento de cumplir con ciertas
características de velocidad continuidad, estabilidad, los inconvenientes de esta
alternativa, es que los impactos de parques eólicos sobre el medio ambiente son
visuales, sobre las aves, el ruido y erosión que afectan a la superficie ocupada y
zonas colindantes
Geotermia
Es una de las opciones consideradas como una fuente de energía que da mayor
seguridad de factibilidad técnica y económica, al constituirse como un recurso en
energía derivada del calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que
surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y calentamiento del
subsuelo, estás fuentes pueden ser utilizadas para generar electricidad. La
geotermia es rentable y competitiva solo cuando su aprovechamiento está próximo a
la fuente de generación o en zonas relativamente cercanas. La tecnología que se
utiliza son las plantas geotérmicas binarias, utilizan el fluido geotérmico proveniente
de un pozo para después re-inyectarlo en otro.
26
Hidráulica
Es la energía producida por el movimiento de los fluidos, su propósito es contener
elevar el aprovechamiento del agua. La energía hidráulica tiene el inconveniente
de la carencia del número de ríos existentes y que la construcción de embalses
viables lo es mucho más.
La ventaja de la energía hidráulica es que un recurso renovable, debido a la energía
solar que es la que produce el ciclo hidráulico, evita la emisión de gases de efecto
invernadero. El desarrollo hidroeléctrico con capacidad de almacenamiento anual
permite regular el gasto del rio y obtener beneficios adicionales para la agricultura,
mediante el riego y el control de avenidas y puede proporcionar agua para consumo
urbano, en cuanto a impacto ambiental y social es que la construcción de una
presa puede causar la inundación de tierras agrícolas y el desplazamiento de la
población
Solar
La energía solar (radiación emitida) es la principal fuente energética de la tierra y
una de las opciones más concretas para sustituir fuentes basadas en energía fósil
en hidrocarburos y petróleo, que emiten gases al hacer combustión y residuos
sólidos y líquidos lo cual ocasionan un impacto ambiental creciente en un marco
donde la demanda de energía es creciente. Impulsar el uso de esta fuente,
contribuye a la reducción de gases de efecto invernadero y ahorro de energía
renovables
27
Los equipos que se utilizan en el aprovechamiento de la energía solar se clasifican
en transformación indirecta (térmica), sistemas fototérmicos y transformación directa
de la luz en electricidad sistemas fotovoltaicos.
Sistemas fototérmicos pasivos: aprovecha los efectos térmicos de la radiación solar,
no se requiere aporte de ningún tipo de energía.
Sistemas fototérmicos activos: aprovecha los efectos térmicos de la radiación, pero
con la diferencia que se requiere energía auxiliar como la eléctrica.
Sistemas fotovoltaicos: se basan en la conversión directa de la radiación solar en
energía eléctrica, mediante conversión fotovoltaica que se consigue de células
solares. La luz del sol que llega a la superficie posee energía suficiente para liberar
electrones y crear una diferencia de potencial entre ambos semiconductores, que
cuando se cierra el círculo es capaz de hacer circular corriente eléctrica.
Los núcleos urbanos son el factor negativo a la distorsión de cualquier
funcionamiento natural, generando el aumento de residuos y la demanda de
servicios (energía eléctrica), de los cuales la biosfera es incapaz de asimilar en un
tiempo idóneo acorde al desarrollo social, y en el cual la disciplina económica al
constituir el bienestar material o inmaterial de las necesidades y deseos de los
humanos, su objetivo es intentar corregir estas externalidades con estrategias de
política de implementación, con conceptos base como lo son la economía verde y el
desarrollo sostenible, que en sus cimientos postulan, el uso adecuado del capital
natural, y la inversión en tecnología de eficiencia energética, en escala local. Una de
las opciones más asequibles en el uso y suministro de energía renovable, es en la
28
radiación solar y su aprovechamiento tecnológico en el uso de sistemas
fotovoltaicos, como una de las claves para mantener los principios socioeconómicos
y medioambientales, en respuesta a la problemática de la evolución de los
asentamientos urbanos y las actividades económicas.
CAPÍTULO 2
29
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
De las opciones de fuentes renovables de energía solar, el sistema fotovoltaico
ofrece una opción viable y practica del uso de la radiación solar, y México se
encuentra en una posición geográficamente particular ( sobre la franja solar) para
aprovechar las zonas de insolación, tres cuartas partes del país pertenecen a una
media de aprovechamiento de 5 k/W/h/m2/día, y tienen ventaja sobre los sistemas
térmicos, ya que no tiene que ser grandes para ser económicas ni requieren del sol
directo para su funcionamiento.
“Es importante señalar que entre todas las fuentes renovables, el
potencial técnicamente factible de la energía solar es aproximadamente
60 veces mayor que el de la energía hidráulica y la geotermia, 15 veces
mayor que la energía eólica y 10 veces mayor que de la biomasa (IEA,
2004 p 7)”
El efecto fotovoltaico es cuando la luz solar cede su energía al pasar por dos capas
de material semiconductor, el cual provoca la liberación de electrones de la capa
inferior a la superior, en un proceso que se repite continuamente para generar
electricidad de corriente continua, por lo que es necesario transformarla a corriente
alterna con el uso de un inversor de corriente como se muestra en la figura 1.
30
El sistema se compone de módulos fotovoltaicos (con vida útil de 20 a 30 años)
llamadas celdas solares, interconectadas para formar un módulo, estructura de
montaje, cableado, una batería y un control de carga, y un inversor de corriente que
permiten el almacenamiento de la energía producida, y proporciona corriente
eléctrica a un dispositivo o a la red. (Ver figura 2)
31
Se han desarrollado estructuras de montaje que pueden ser ya parte integrante de
edificios fachadas y techos. Existen en el mercado dos sistemas FV uno conectado a
la red eléctrica, y otro aislado, el aislado por lo general es utilizado en lugares en
donde el suministro o el tendido de la red eléctrica no llega o es demasiado caro
transportarla hasta lugares remotos, el sistema conectado a la red, tiene la diferencia
de que carece de baterías ya que se utiliza como respaldo de forma convencional
para el intercambio de energía eléctrica cuando la generación excede las
necesidades y tomar energía cuando la demanda es mayor a la del sistema FV
conectado a la red.
32
Ejemplos de aplicaciones Fotovoltaicas
Tamaño Aplicaciones
Hasta 10 W Calculadoras de bolsillo, radios, pequeños cargadores, juguetes (productos de consumo).
10W-100W
Electrificación rural, señalización y sistemas de ayuda en carretera, estaciones climatológicas, ayudas para la
navegación, protección catódica, cercas eléctricas, lámparas de seguridad.
100W-1000W Sistemas de bombeo, refrigeración, repetidoras de señal, pequeños sistemas conectados a red.
1kW-10kW Sistemas interconectados a red de mediana capacidad,
sistemas aislados de gran tamaño, energización de plataformas marinas no atendidas.
10kW-100kW Grandes sistemas FV conectados a red, integrados a edificios o en techos
0.1MW-1MW Plantas fotovoltaicas Conectadas a la red.
Fuente: Jaime Agredano Díaz IIE. 2010
2.1 Beneficios de un sistema fotovoltaico
Al ser el sol una fuente que proporciona radicación solar y la posibilidad de
transfórmala en aprovechamiento de energía eléctrica renovable y limpia mediante
el uso de los sistemas fotovoltaicos, sin impactar negativamente al ambiente, y en el
marco de los antecedentes legales y regulatorio de reforma energética (2008) y la
ley de aprovechamiento de las energías renovables y el financiamiento de la
transición energética (LAERFTE), para regular el aprovechamiento de las fuentes de
energías renovables, dieron la pauta para dar espacio a contratos de interconexión
en pequeña escala, (interconexión simplificada con la red eléctrica de fuentes
33
renovables menores a 30 kW) que implico la detonación del mercado fotovoltaico de
pequeña capacidad al posibilitar la interconexión con la red eléctrica mediante un
procedimiento determinado, cuyos objetivos es la instrumentación de acciones para
la eficiencia energética, empieza a tener a penas un proceso de implementación
provechoso.
La combinación de la energía solar y el sistema FV como recursos tecnológico que
tiene ya acceso al país lo posiciona como una alternativa rentable para el desarrollo
de proyectos de implementación en diferentes sectores y sus procesos ya sea para
pequeñas o medianas empresas u hogares, y cuya posibilidad o principal ventaja es
que su uso se puede independizar estos sistemas de la red eléctrica, su uso
generaría ahorros considerables con la estructura e integración adecuada.
� Ofrecen seguridad en la oferta energética
� Producen electricidad directamente
� Reducción de la degradación del aire, el agua, la tierra y la biodiversidad, y la
emisión de gases de efecto invernadero que alteran el clima
� Se puede llevar energía a zonas muy aisladas
� La tecnología todavía puede mejorarse en escala y tamaño para conectarse a la
red eléctrica, y complementarse con otros sistemas energéticos y
almacenamiento.
34
2.2 Barreras de un sistema fotovoltaico
Las fuentes solares aún siguen siendo subestimadas, considerando que su
importancia aún se enfoca exclusivamente a aplicaciones aisladas fuera de la red
eléctrica y a sus costos de inversión inicial, y esto se podría reducir que la barrera
principal es la falta de información accesible, no hay una difusión clara de los
instrumentos al interior de la CFE, ampliando la capacidad de interconexión De 30
kW hasta 500 kW de forma que sea más fácil los proyectos de pequeña escala lo
que podría ampliar el mercado de energía renovable. Contribuyendo a una falta de
confianza en la tecnología de energía sostenible, dejando que lo usuarios sean
restringidos a condicionamiento del financiamiento. Es un mercado que apenas se
está adaptando y conociendo está tecnología y por lo tanto la inexistencia de
beneficios o estímulos fiscales para la inversión.
� Barreras sectoriales
� Desinterés de la CFE por incorporar sistemas de generación distribuidos
� Falta de articulación en la implementación de las políticas energéticas,
ambientales, regulatorias de precios de difusión
� Falta de consideración por el medio ambiente y desarrollo sustentable.
� Falta de financiamiento a proyectos económicamente viables.
� Falta de información sobre el mercado potencial, de fabricantes de equipo y
distribuidores y desempeño técnico
� Incapacidad de SENER para implantar políticas
� Mercado es poco competitivo, lo que ocasiona altos costos, para posibles
compradores
35
Los teóricos y la experiencia empírica internacional de transición hacia una energía
renovable en la implementación de estos sistemas sugieren que existen seis
características principales en el diseño de estrategias exitosas para la promoción de
sistemas FV.
1.- Incluir incentivos financieros de largo plazo, así como reducciones en los años
posteriores con el objeto de fomentar la innovación tecnológica; estos incentivos
tienen como finalidad mejorar el desempeño económico de los sistemas (suficiente
período de amortización) y pueden ser otorgados en alguna de las siguientes formas
o combinaciones de ellas:
� Una contraprestación sobre la base de la capacidad instalada o la energía producida
(precios regulados);
� A través de una forma atractiva de financiamiento (tasa de interés “cero” o
“preferencial”); y
� En la forma de un sistema estandarizado a bajo costo (descuento, subsidio).
2.- Elaborar estudios de mercado e implementar campañas informativas (tecnología,
costos, instalación, operación y mantenimiento, etc.), con la intención de identificar a
los posibles participantes, así como sus necesidades y sensibilizarlos.
3.- Considerar elementos que garanticen el desempeño de los sistemas
(confiabilidad, eficiencia de conversión, facilidad de instalación), los cuales pueden
incluir rendimientos garantizados, etiquetados y estándares de calidad para equipos,
instalaciones, instaladores y técnicos.
36
4.- Ajustar las condiciones regulatorias y/o reducir las variaciones en el precio de los
energéticos, especialmente para nivelar las condiciones bajo las que se compara el
costo de la electricidad generada por estos sistemas y aquellas provenientes de
fuentes convencionales (externalidades, subsidios, etc.), por ejemplo: prioridad en la
recepción de la energía generada con fuentes renovables, otorgamiento de tarifas
preferenciales, el establecimiento de metas de participación en términos de
capacidad o del total de la energía generada, o bien, a través de descuentos o
incentivos fiscales.
5.- Hacer la información de dominio público, mediante la difusión en medios masivos
de comunicación acerca de los beneficios de los sistemas FV, incluyendo la
generación de empleos, beneficios ambientales, entre otros
6.- Crear transparencia en el mercado, con la intención de ayudar a reducir los
costos de transacción para los consumidores, por ejemplo, en los procesos
relacionados con el desarrollo del proyecto, así como la estandarización de contratos
y procedimientos.
2.3 Usos de un sistema fotovoltaico
La Comisión Federal de Electricidad (CFE) tienen estructurado el suministro de
energía en 7 clasificaciones de tarifas diferentes (1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F) de
consumo eléctrico a nivel residencial o doméstica que están escalonadas por
consumo mensual de energía eléctrica (kilowatt-horas), cada una corresponde a
una región climática distinta, y una tarifa extra, que excede el límite superior de
consumo denominada DAC (Doméstica, de Alto Consumo).
37
1 Servicio doméstico
1A S.D. con temperatura mínima en verano de 25° centígrados
1B S.D. con temperatura mínima en verano de 28° centígrados
1C S.D. con temperatura mínima en verano de 30° centígrados
1D S.D. con temperatura mínima en verano de 31° centígrados
1E S.D. con temperatura mínima en verano de 32° centígrados
1F S.D. con temperatura mínima en verano de 33°centigrados
Los factores que determinan el precio por kilowatt-hora, es la estación, el mes y el
volumen de consumo.
Los resultados alcanzados por el estudio para la implementación de sistemas
fotovoltaicos a nivel residencial en México (“véase el documento Nichos de mercado
para sistemas fotovoltaicos e conexión a la red eléctrica en México”), bajo dos
opciones de suministro total y parcial, como alternativa a la compra de electricidad
de la red nacional, resultaron ser una alternativa más barata donde el punto de la
tarifa cambia de una más alta a una más baja.
Pero con los inconvenientes, resultantes como inversionista individual el costo de
implementación de un sistema FV, es un a un costo mayor, dados los precios
actuales y que un ahorro económico no es presuntamente explícito, que solo para
consumidores de tarifa DAC y con la reducción de los costos a la mitad de
implementación de sistemas fotovoltaicos solo podría generarse oportunidades de
mercado y ahorro energético, y pasar a rango inferiores de tarifa. Y el hecho
38
principal que los subsidios al sector ocasionan distorsiones en el desarrollo del
mercado fotovoltaico.
Aun así es una alternativa económicamente viable. Las principales barreras que
tiene el estado mexicano para la implementación de estos.
� Costos iniciales de inversión
� Conciencia del potencial, entre los inversionistas
� Los subsidios gubernamentales
� Falta de mecanismos de fomento para hogares
“El nicho más grande para la aplicación de sistemas fotovoltaicos se
encuentra en el “rango alto” de las tarifas 1-1F cuyo aprovechamiento
tiene implicaciones positivas para los usuarios y el Estado, p.ej. la
reducción del monto destinado, por el Gobierno Federal, a subsidios
eléctricos.”(Prosolar 2012 p.39)
Costos
La reducción de los costos de los materiales en la tecnología para la generación de
energía eléctrica a partir de la radiación solar, han ido disminuyendo, según los
datos de la secretaria de energía en 2012, el valor de instalación de un sistema FV
residencial aislado de la red en un valor máximo de USD $6,000 y en un mínimo de
USD $4,500 con costos nivelados; USD $ 0.7 máximo y un mínimo $ 0.3, y para
residencial conectado a la red en un máximo de USD $6,000 y mínimo de USD
$4,000 y sus costos nivelados de energía, en un máximo de USD $0.6 y un mínimo
39
de USD $0.2, teniendo claro que estos costos de la energía solar fotovoltaica varían
según la latitud y la cantidad de insolación solar.
El problema básico para el sector de la energía es hasta ahora la baja promoción y
fomento de este uso de energía continua basada en el sol, ya que los costos de
integración de los sistemas FV se han ido depreciando, y está alternativa no plantea
ningún problema para la sostenibilidad, y puede ser una sustituta viable del uso de
combustibles fósiles, manteniendo la estrategia de sostenibilidad, al tener la
propiedad de ser un recurso renovable que no excede la regeneración, su existencia
es constante, y no increpa en la capacidad medioambiental, por tanto el recurso se
mantiene y logra la sostenibilidad, sin descartar el crecimiento por elevar la
eficiencia ambiental (que los impactos ambientales se mantenga dentro de la esfera
de la sostenibilidad).
Para la implementación de un sistema FV. Se tienen que considerar dos tipos de
costos:
a) Costo de inversión depende:
� Capacidad del sistema
� Preparación y ejecución del proyecto; lo que incluye diseño, instalación,
interconexión y puesta en marcha del sistema
� Las características tecnológicas y económicas de los componentes,
principalmente de los módulos y el inversor. Se debe resaltar que en promedio el
costo de los módulos ha venido declinando consistentemente y se espera que en
los próximos a los está tendencia continúe
40
� Si la casa o edificio al que se integra el sistema ya existe o será construido
� Si el sistema se acoplara sobre el techo o a nivel de piso, o bien, si será un
elemento integral de techos y fachadas
b) Costo de energía: se refiere al costo por cada kilowatt-hora de electricidad
producida por el sistema FV. En el ámbito técnico se denomina costo nivelado de
energía y se puede comparar directamente contra el precio de electricidad de la
red, es un costo total de capital, operación, mantenimiento y retiro. En su
determinación intervienen los siguientes factores:
� El monto de la inversión
� La eficiencia con la cual se estará efectuando la conversión de energía, de solar
a eléctrica.
� La localidad donde se instala el sistema. Este es un aspecto muy importante ya
que del sitio específico depende la disponibilidad de energía solar aprovechable.
� La afectación por sombreados
� La vida útil del sistema
Existen otros nichos:
a) sector comercial especialmente para pequeñas y medias empresas que se
encuentren en la tarifa 2, con el fin de reducir la tarifa eléctrica y logra un menor
consumo.
41
b) servicios, ejemplo alumbrado público en el que consiste en que los municipios
generen energía eléctrica proveniente de fuentes renovables, logrando sustituir
parcial o totalmente el consumo de energía destinada al alumbrado público, y
c) sistemas aislados, en el cual México tiene el 2% de la población no tiene acceso a
la electricidad, por lo que la instalación de sistemas FV en el que pueden
incorporarse los sistemas fotovoltaicos en conexión a la red en México, pero con el
inconveniente de que se habla de un universo complejo con carencia de datos
disponibles para su evaluación, que pueden ser la solución viable en comparación
con los costos de la expansión de líneas de transmisión y distribución.
La energía solar es recurso renovable, y su aprovechamiento tecnológico en el uso
de un sistema FV dado la viabilidad geográfica en que se encuentra México, (sobre
la franja solar) ha generado la pauta para el desarrollo de dos mercados; uno
conectado a la red eléctrica y otro aislado, ofreciendo seguridad en la oferta
energética y en la reducción en la degradación de la biodiversidad y la emisión de
gases de efecto invernadero que alteran el clima, validando los principios de
transformación hacia una economía verde y sostenible.
42
CAPÍTULO 3
SISTEMA FOTOVOLTAICO DE USO RESIDENCIAL
Las sinergias entre economía verde, desarrollo sostenible, y la inversión en el uso de
tecnología en el uso de los sistemas FV, para el sector de la energía, es considerar
cerrar la concordancia teórica implicada en cada uno de estos aspectos en el
contexto que tiene cada uno de ellos con lo social lo económico y ambiental, y la
congruencia existente, considerando las herramientas para la viabilidad practica de
los recursos que se poseen, y los beneficios de un sistema fotovoltaico
interconectado a la red de uso doméstico.
Los productos que ofrece el sector en el mercado actual, panel fotovoltaico,
estructura, el inversor de corriente interruptores y sistema de protección y medidor
bidireccional, por parte de proveedores, distribuidores y empresas encargadas en el
ramo de la energía sustentable y solar en México, ya es un espectro más amplio, y
también de información al respecto. Cosa que al paso de los años, actualmente
muchas de las barreras postradas y mencionadas anteriormente, se están sorteando
poco a poco, haciendo considerar la Viabilidad económica para la instalación de
sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica de uso doméstico en un
ambiente urbano local, y en línea con la congruencia manejada de todo el
contexto desarrollado en economía verde, y en el uso eficiente de los recursos
energéticos.
El análisis para el fomento de los sistemas fotovoltaicos en México, arroja que los
beneficios económicos en cuanto ahorros fiscales para el gobierno federal, y tanto
43
para el usuario final de la reducción en el consumo de la energía eléctrica
(subsidiada) son congruentes y reales para residencial (DAC), más los beneficios
sociales y ambientales que ya se mencionaron con anterioridad, y para un caso
hipotético tomados con datos reales de consumo eléctrico sobre este rubro para un
solo hogar, se tiene que considerar la forma en cómo está organizada la facturación
por parte de CFE, para tarifa 1 El consumo básico , o sea los primeros 150 kWh
tienen el precio más bajo (0.768), si solo se cobra hasta este rango, significa que
tienes el mayor subsidio. Si se rebasa el consumo básico, se pone en clasificación
de intermedio y los kilowatts que consumes se cobran a un precio mayor e incluso
si se rebasa el consumo intermedio se cobra con base a tarifa doméstica (DAC,
doméstica de alto consumo) y el costo de los kilowatts extra será bastante más alto,
por tanto mientras más se consume menor es el subsidio gubernamental.
“Si el consumo es mayor a 280 kWh, el precio de los kWh intermedio es
más alto y el costo de los kilowatts excedentes se incrementa
considerablemente, mientras más consumas menor es el subsidio. Si el
promedio de consumo en kWh durante los últimos 12 meses (6 bimestres)
es superior al límite de alto consumo definido para cada tarifa, se aplicará
la tarifa de alto consumo (en tarifa 1 son 500 kWh bimestrales) y está no
contempla cuotas por rango de consumo ni subsidio”.
”
44
Tabla de consumo alto
Tarifa kWh / mes Bimestre
1 250 500
1A 300 600
1B 400 800
1C 850 1700
1D 1000 2000
1E 2000 4000
1F 2500 5000
Fuente: Humberto Rubén Becerra López / IIE 2010
3.1 Capacidad y Factibilidad
Por lo tanto bajo el esquema de medición actual en México para usuario doméstico,
se considera poner en juicio la factibilidad de un sistema FV, considerando también
otros puntos aparte de la tarifa aplicable, que es el costo del sistema, el recurso solar
disponible y el plan financiero.
Para calcular la rentabilidad y capacidad de implementación de un sistema FV se
tomaron datos reales de consumo en la facturación que realiza CFE para un hogar, y
costos actuales en el mercado para este sector en específico. Para considerar la
capacidad se obtiene primero, el historial de consumo y la facturación de los últimos
6 bimestres (véase tabla de historial de consumo).
45
Historial de consumo Facturación Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Noviembre
2012 320 253 392 403 404 382
El consumo eléctrico promedio (kWh) anual es de 2154 kWh y el bimestral es de
359 kWh, se tiene que considerar el porcentaje de producción de energía eléctrica
solar fotovoltaica requerida, que en este caso se eligió el de 50%.
El requerimiento diario es de 2.99 kWh
Para obtener el número de horas sol pico para plano inclinado en el distrito federal
es de 5.36hsol-pico (véase anexo: horas de sol pico por día para la república mexicana)
La obtención de la capacidad (sin pérdidas) es de: 0.558 kWp
Y la compensación de pérdidas es de 0.797 kWp o 797 watts pico este valor debe
ser ajustado de acuerdo a la disponibilidad comercial de módulos FV, para un
ejemplo inmediato con un uso de módulos mono cristalino de 265 W con garantía de
25 años, se necesitarían
46
Capacidad:
Se necesitarían tres y medio paneles solares para generar está capacidad, claro
está cifra variara dependiendo de la disponibilidad comercial existente en el
mercado.
Para ver la factibilidad en una área de 84 m2 con uso de los mismos datos y con la
disposición y uso de la calculadora FV en dos escenarios distintos, uno en donde se
genera la electricidad completa que se consume (100% solar) y dos en un escenario
en donde solo se genera una parte a través del uso del sol, (ahorro máximo), sin la
consideración de un plan de financiamiento.
100% solar Ahorro Máximo
Gasto total en electricidad sin sistema
fotovoltaico [$M.N.] 70,557 70,557
Gasto total con sistema fotovoltaico [$M.N.] 60,477 51,005
Ahorro anual [$ M.N.] 762 1,477
Ahorro mensual [$ M.N.] 65 126
Periodo de la recuperación de la inversión.[ Años]
17 12
Periodo de pago del crédito [años] 0 0
47
Capacidad requerida del sistema fotovoltaico
[kWp] 1.06 0.5
Área requerida para instalación del sistema
[m2] 6.61 3.13
Ahorro total [$ M.N.] 10,080 19,551
Los resultados, es que es rentable una instalación de SFV para este caso hipotético
y para muchos otros que se pueda albergar bajo circunstancias similares la
heterogeneidad de dimensiones sociales que lo requieran. Por lo tanto se concluye
que la información y las herramientas para construir un desarrollo local de abajo
hacia arriba en donde los agentes principales de cambio son las personas y sus
formas y modos de consumo se pueden integrar de forma racional y lógica con el
engranaje medio ambiental y económico y no a la expectativa de políticas públicas.
Por lo tanto el sistema aporta beneficios energéticos, y reducción de la facturación
en cuanto a consumo de energía eléctrica sobre el mismo eje de protección de
ecosistemas, desarrollo y elevar una mejor calidad de vida, sin increpar en el uso de
recursos naturales no renovables para lograr el equilibrio natural y social.
Así pues la visión optimista de la depreciación de la tecnología abaratando más los
sistemas FV, haciéndolos cada vez más asequibles, y el incremento en el mercado
mexicano de empresas dedicadas a la energía solar y el uso de herramientas como
la calculadora factibilidad de recursos energéticos solares, hacen que las barreras
vayan desapareciendo, a excepción claro de un fomento del uso de estas
tecnologías de manera local dadas la características jurídicas de legislación pública.
48
3.2 Consideraciones finales sobre desarrollo local
El desarrollo local implica la integración y los efectos a las decisiones estratégicas, y
por ende el eje social del orden económico de las actividades productivas que en
ella están implícitas, así como el entorno en donde se condiciona la rapidez o
lentitud en que se puede adoptar dichas medidas. El desarrollo local, tiene
implicaciones, demográficas, de límites en términos de producción y consumo, y de
transformaciones en estrategias de acción del medio ambiente.
El Sistema local de desarrollo es un conjunto de elementos integrados, que de ser
dividido en partes, lo social, lo ambiental (recursos naturales) y la producción en el
uso de energía eléctrica, y la influencia de lo político y económico como agentes
externos, de esta forma hasta ahora lo entendido de la conjunción de estos tres
aspectos es que el mecanismo funciona de esta manera, a partir, de una situación o
problemática el estado como gestor y alto jerarca de la organización social, evalúa la
situación, y emite una serie de políticas, estrategias, programas federales para
mitigar el asunto, y cumplir con los objetivos que tengan, considerando la base de
los recursos económicos que tienen, el entorno social es el lugar donde se aplican,
siguiendo este orden lógico de ideas generales, y de preconcepciones espaciales,
puede considerarse cierto que los municipios puedan ser sistemas locales de
desarrollo a planes estratégicos implementadas que parten de un punto A para llegar
B en congruencia común aun objetivo o plan político planteado de arriba hacia abajo.
El desarrollo a nivel local tiene más implicaciones de ser solamente el fin en donde
van a ocurrir las cosas, los obstáculos de entrada de una aplicación estratégica de
49
sistemas fotovoltaicos, es la principal difusión de sus beneficios para la comunidad
por parte del régimen político. Y en lo social los conocimientos pertinentes (capital
humano) para adoptar y manejar tal uso de herramientas técnicas y tecnológicas.
Por lo tanto la prevalencia de realizar planes de desarrollo económico y la elevación
del ahorro de consumo eléctrico y disminución de combustión de elementos fósiles
para la generación de energía eléctrica, corresponde a estos dos agentes del
sistema socioeconómico, para coordinar tecnología y educación para asimilar y
manejar nuevas habilidades, la problemática y las posibles soluciones se organiza
desde la base de la comunidad.
La creación y modificación de los productos utilizados y la tecnología, aspectos
fundamentales para el crecimiento y uso para mejorar las presiones ambientales al
menor costo posible, en línea con los marcos de política donde se tomen en cuenta
la integración de nuevos mercados e infraestructura pertinente para la realización de
ello, está condicionado a que el país tenga características de apertura de comercio,
mercado competitivo, el buen funcionamiento de los mercados financieros,
recolección fiscal en cuanto a impuestos particulares como el de las emisiones de
Co2, sin la existencia de volatilidad en el gasto público para integrar programas de
investigación y desarrollo así como asignarles un valor a los activos naturales.
La importancia de mantener un grado asequible en el manejo de información y
educación tecnológica basada en sistemas FV para el desarrollo, es relevante
porque, la implementación de la inversión en tecnología nueva que puede realizar
el estado, coadyuva al progreso tecnológico contrarrestando la acumulación de los
50
rendimientos decrecientes del capital por tanto crece la productividad (visión de
enfoque clásico), y en este caso particular el ahorro monetario y de energía, debido
a las mejoras tecnológicas, posibilitando la competitividad.
Pero la tecnología implica cuestiones de adaptabilidad y conocimiento previo y es
aquí donde entra el factor de la educación, que se le considera como inversión en
capital humano, cuyo relevancia está en el desarrollo de nuevas habilidades que
pueda adquirir en este caso las personas a usar dicha tecnología, sus capacidades
intelectuales y profesionales para desarrollarse y adaptarse a nuevos métodos y
usos.
Cuanto mejor sea la preparación para ejercer determinadas actividades, posean las
personas, más productivo será el trabajo que realicen, y cuanto más formadas estén
mayores oportunidades tendrán de incorporar sistemas FV, y es que parte de lo que
se refiere al capital humano es el grado de cualificación de habilidades que posean
las personas para llevar una actividad en específico cuanto mayor sea está, mayor
será la facilidad de integrarse a procesos productivos que utilicen tecnología
nueva. Claro que está sujeta a la especialización, límites y potencias productivas del
territorio, el aprendizaje, solo se puede obtener en el centro del trabajo.
Las cuestiones teóricas y empíricas avalan que la educación es el factor para
preservar la competitividad productiva y la sustentabilidad ecológica y ambiental, y
uno de los determinantes para la tasa de crecimiento económico. Comprender la
capacidad de los límites, del modelo actual de producción aceptando que se trata de
un proceso dinámico y multidimensional, que no se puede operar con certeza ni
51
planificaciones estáticas, sino con el aprovechamiento de las herramientas
accesibles de innovación, desarrollo y difusión de tecnología verde en este
momento.
52
CONCLUSIÓN
La exposición demuestra claramente, que las actividades humanas de producción y
consumo y los agentes involucrados en ellas como base del funcionamiento del
mercado ocasionan el desgaste de los recursos naturales, como proceso mismo de
la actividad económica, sin considerar al sistema medioambiental como parte
integrante del mismo, y que los asentamiento urbanos son grandes contribuyentes
de generación de residuos y consumo de energía. Pero existen recursos continuos
como fuente de energía alternativa que puede ser usado en la cual la oferta no se ve
influida por la actividad humana, en donde la principal fuente es la energía solar a
través de la radiación solar, y con el uso de las teorías y técnicas que permiten el
aprovechamiento practico del conocimiento científico. En el uso de sistemas
fotovoltaicos que proporcionan la generación de energía eléctrica para el uso
residencial interconectado al suministro eléctrico.
Considerando como una de las barreras fundamentales (pero se pueden citar mas)
aun destacadas por superar es la transparencia en el mercado y en el manejo de la
información que sea de dominio público, ya que la contribución efectiva para la
solución a problemas de desarrollo económico están en la justa medida en la base
de los grupos locales y sus capacidades de conocimiento y adaptación de medidas,
que comúnmente se le conoce con el termino económico de capital humano, lo
principal es adaptar la tecnología, dígase implementación de sistemas fotovoltaicos a
condiciones locales naturales de cada medio ambiente, con conexiones en donde la
gente y su cultura lleven a cabo un desarrollo adecuado de abajo hacia arriba, sin
esperar estrategias decididas por un grupo de expertos, planteadas como políticas.
53
Por tanto la importancia en educación e inversión nueva en tecnología verde, que
puede y no implementar el alto jerarca de la organización social, implica el desarrollo
de habilidades en un mercado de la energía solar y la sustentabilidad ambiental y
económica de la factibilidad de implementación de estos sistemas. Pero altos niveles
de empleo informal suponen un reto para establecer el éxito en normas ambientales
considerando siempre la integración y coordinación de las iniciativas locales y
nacionales tanto de la capacidad para asimilar innovación en cuanto a capital
humano que a esta se refiere, entre mejor sea este más fácil será difusión y
adopción de la tecnología disponible en el mercado internacional.
La inversión en tecnológica para el crecimiento de la productividad, está
básicamente en la base de la comunidad y su educación, para lograr primeramente
el uso adecuado de los recursos naturales, sentencia prevaleciente en el desarrollo
sostenible y crecimiento verde. “Reducir los costos para ganar competitividad”.
54
ANEXOS
55
BIBLIOGRAFÍA
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