Investigación confirma el potencial de energía fotovoltaica en entornos urbanos del Valle de Aburrá

Los estudios fueron realizados por Nathalia Correa Sánchez, estudiante de la Maestría en Recursos Hidráulicos y tuvo como caso de estudio el Valle de Aburrá.

Proponer la energía solar fotovoltaica a pequeña escala como alternativa para ciudadanos de los municipios que conforman el Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA), lograr una mejor planificación energética y que puedan ser más territorios más sostenibles y resilientes, son algunos de los objetivos de esta investigación. Nathalia Correa Sánchez, estudiante de la Maestría en Recursos Hidráulicos e investigadora principal explicó que en el proyecto se estudiaron las características meteorológicas, energéticas, técnicas y morfológicas, relevantes de los municipios que conforman el AMVA, lo cual es importante, para promover la diversificación de la matriz energética y mejorar el acceso a la energía de los ciudadanos.

Para la estimación de energía fotovoltaica acorde a la morfología urbana se usaron diferentes herramientas de información geográfica, satelital y meteorológica en tierra, en conjunto con mediciones de potencia de tres paneles solares experimentales, que se ubican en zonas contrastantes del Valle de Aburrá.

El profesor Oscar Mesa adscrito al Departamento de Geociencias y Medio Ambiente, aseguró que los paneles de energía solar fotovoltaica no emiten gases de efecto invernadero y sus precios actuales son competitivos. Por eso desde el punto de vista ambiental y económico son excelentes alternativas para grandes superficies, bodegas, conjuntos residenciales e incluso vivienda unifamiliar. Este tipo de investigación confirma el potencial, lo cuantifica, lo compara con otras latitudes y da confianza a inversionistas y usuarios en general.

"Los desafíos mayores es la asesoría técnica y la financiación. Ya hay varias empresas dedicadas a la asesoría técnica, considero que grandes compañías como EPM o Celsia pudieran incursionar en este terreno y ofrecer además del acompañamiento técnico, financiación. Hay además algunos detalles tecnológicos en los cuales es posible innovar y ofrecer productos más competitivos, tanto para instalaciones sobre construcciones existente como en obra nueva: elementos estructurales, impermeabilización, control, entre otros", manifestó el académico.

Según la investigadora los resultados obtenidos involucran "el análisis del papel de las nubes sobre radiación solar superficial; el comportamiento de diferentes indicadores de rendimiento de sistemas fotovoltaicos bajo las condiciones regionales, que se complementan con una predicción estadística de potencia en el corto plazo y un análisis de prefactibilidad para una instalación fotovoltaica hipotética. Adicional a los anteriores, el fruto más relevante en este trabajo, es la estimación del potencial de generación de energía fotovoltaica aprovechando la morfología urbana de zonas urbanas representativas".

Las áreas urbanas son las que consumen la mayor parte de la electricidad y por eso la importancia de brindar soluciones energéticas en un país donde la matriz de energía depende en un 68% de fuentes hídricas, las cuales son vulnerables ante los efectos del fenómeno El Niño. "La irradiación promedio diaria en Medellín supera a ciudades como Barcelona, Lyon, Beijing, Seúl, Malmo, Frankfurt, Singapur, entre otras; metrópolis donde ya existen políticas públicas orientadas a la generación de energía fotovoltaica a nivel residencial".

Para este caso de estudio la investigadora seleccionó 6 zonas urbanas representativas entre los 10 municipios del AMVA por tener criterios como: mayor densidad poblacional, zonas contrastantes, y mayores tasas de urbanización; esas zonas fueron: Bosque El Chuscal, Envigado; Calazans parte alta; Jesús María Valle, Medellín; Campo Valdés No2 Medellín; Santa Cruz, Itagüí; Aguacatala, Medellín.

Luego de varios meses de investigación y seguimiento los resultados expuestos en este estudio evidencian la factibilidad física, técnica y económica de la implementación de sistemas solares fotovoltaicos en los municipios del AMVA.

Igualmente se hallaron resultados importantes a tener en cuenta como por ejemplo que, “las zonas urbanas del Centro presentan mejor eficiencia en la generación de energía, y esto podría estar influenciado porque los patrones de sombra, inducidos por la topografía, en esta sección del Valle son menores a lo largo del día; es importante tener presente que los indicadores mostraron que se pueden perder hasta 200 W/m^2debido a las nubes, y que las horas más sensibles a esta pérdida son entre las 9 de la mañana y las 12 del medio día, reduciendo, a su vez, la generación de energía fotovoltaica a esas horas”.

La nubosidad será uno de los factores para seguir estudiando, fue un indicador que demostró lograr reducir la irradiación, sin embargo, en términos generales las condiciones regionales son favorables para el aprovechamiento de la generación de energía fotovoltaica. "Las mayores desviaciones estándar de radiación suceden alrededor del mediodía, y varían de acuerdo a los meses porque son inducidas por la nubosidad; esto es porque las nubes en el Valle de Aburrá mostraron un ciclo anual bimodal con dos picos máximos en abril y octubre, y dos mínimos en enero y agosto", explicó la ingeniera.

Para la investigación se planteó un factor ponderado de reducción de la energía debido a la nubosidad (FRn). De acuerdo a este, la energía estimada con la herramienta podría tener una reducción cercana al 80 % a las 6 de la mañana. Sin embargo, alrededor del mediodía, esta puede ser solo del 10 %, en meses favorables como diciembre.

Finalmente, el estudio de prefactibilidad planteado, muestra viabilidad económica a través de los tres indicadores utilizados, tanto si se usa el panel de 100 W o el panel a 270 W, y bajo cualquiera de los panoramas de beneficios económicos contemplados. 

Por: AMR