Cien preguntas y respuestas sobre la energía fotovoltaica (II)


Por
Daniel Stolik Novygrod*

En pos de un Programa Nacional Fotovoltaico

 


IV. Los costos

59. ¿Cómo se calcula el costo del Watt-pico (Wp) de potencia fotovoltaica (FV)?
Muy sencillo: para el cálculo del costo en potencia de un sistema FV instalado, se suma el costo final del sistema FV (el módulo por W), y se adiciona (en cálculo por W) el resto de los componentes del sistema (BOS) (inversores, protección, estructuras de soporte, diseño, instalación y montaje, entre otros). Esto da el costo por W de todo el sistema, sin incluir el pago de intereses por crédito, o el costo de capital.

60. ¿Cómo se calcula el costo del kilowatt-hora (kWh) FV a partir del costo del Wp?
El costo del sistema (que incluye la inversión inicial más otros gastos posteriores, como la operación y mantenimiento (OyM), se divide por los kWh que genera durante su vida útil; esta cantidad de kWh es una variable que aumenta con las horas de radiación solar en kWh/m2 al año (variable geográfica) y con los años de duración del sistema FV.

61. ¿Es muy cara la energía eléctrica FV?
Comenzó siendo muy cara, pero era predecible que iría disminuyendo y así ha ocurrido; lo más caro es la inversión inicial, que hoy puede significar hasta unos $2 000 el kW de potencia; adicionalmente, el combustible es gratis, porque lo aporta el Sol.

62. ¿Cómo se compara la FV con otras fuentes convencionales?
En dos parámetros: 1. El costo inicial de potencia instalada. 2. El costo del kWh durante el período de vida del sistema FV.

63. ¿Un mismo sistema FV tiene igual costo del kWh en cualquier país?
No, pues depende de la radiación solar in situ; por ejemplo, en Cuba es 60% más barato el kWh que en Alemania, país con el mayor número de instalaciones FV.

64. ¿Quiénes pueden, en principio, inyectar electricidad a la red?
La propia empresa eléctrica y empresas productivas (fábricas), entre otros, en el caso de instalaciones medianas y mayores; aunque para potencias medias y menores, también pueden hacerlo distintos tipos de clientes, que pueden llegar a ser muy numerosos.

65. ¿Qué es la paridad FV?
Cuando el costo del kWh FV comienza a ser competitivo con las otras fuentes convencionales de energía de generación eléctrica, fundamentalmente con combustibles fósiles.

66. ¿Hay actualmente paridad?
La paridad ya comenzó en lugares de mayor radiación solar que dependen del petróleo para la generación eléctrica. Se ampliará en los próximos años a zonas de menor radiación solar que dependen del gas y el carbón (fósiles más baratos) para dicha generación.

67. ¿Cuánto cuesta el kWh fósil en Cuba?
Si tomamos el precio del crudo internacional, el costo del kWh en base al petróleo en Cuba debe estar hoy alrededor de $0,25 USD.

68. ¿Cuánto cuesta hoy el kW FV instalado en Cuba?
Con la fuerte disminución del precio de los módulos, por ser la instalación-montaje fundamentalmente en moneda nacional, y si se hacen las cosas inteligentemente, el costo del Wp instalado puede inclusive estar en más de $2,00/Wp ($2 000 USD el kWp). Teniendo en cuenta otros gastos, el kWh FV podría estar actualmente por debajo de los $0,10 USD.

69. ¿Con el paso del tiempo, cómo se comportará el costo FV vs. fósil?
La disminución de los costos y precios de los sistemas FV en los últimos tres años, ha sido tan significativa que el abaratamiento en los próximos años continuará, aunque mucho más lento; por otro lado, el petróleo tiene un valor actual por encima de los $100 USD por barril, por lo que en lugares que dependen del petróleo (fósil más caro para generar electricidad), y que disponen de buena radiación solar, el costo del kWh FV ya puede constituir la mitad del kWh de petróleo. Antes del 2020 habrá paridad con el carbón. Con el paso del tiempo, en unos 30 años el kWh FV puede ser unas 5 veces menor que el del petróleo.


V. El mercado

70. ¿Cuál es la producción mundial de celdas FV?
Es la que ha crecido más rápidamente en los últimos 12 años, de unos 240 MW en 1999 a unos 37 000 MW en el 2011.

71. ¿Quiénes son los principales productores de Si sog?
Actualmente los líderes por capacidad instalada en miles de toneladas métricas, son: GCL (65) de china, OCI (65) de Corea, Hemlock (43) de EE.UU., Wacker (33) de Alemania, LDK (25) de china, REC (19) de Noruega, MEMC (15) de EE.UU., Tokuyama (9) de Japón, LCY (8) de Taiwán y Woongling (5) de Corea.

72. ¿Quiénes son los principales productores de celdas?
Actualmente los líderes por capacidad instalada en GW, son: Suntech (2,4) de China, Ja Solar (2,1) de China, Trina (1,9) de China, Yingli (1,7) de China, Motech Solar (1,5) de Taiwán, Gintech (1,5) de Taiwán, Canadian Solar (1,3) de China, Neo Solar Power (1,3) de Taiwán, Hanwha Solar One (1,1) de China y Jinko Solar (1,1) de China.

73. ¿Quiénes son los principales productores de módulos?
Actualmente los líderes por capacidad instalada en GW, son: LDK (2,5) de China, Suntech (2,4) de China, Canadian Solar (2,0) de China, Trina (1,9) de China, Yingli (1,7) de China, Hanwha Solar One (1,5) de China, Solarworld (1,4) de Alemania, Jinko Solar (1,1) de China, Suneeg (1,0) de China y Sunpower (1,0) de EE.UU.

74. ¿Cuáles son los países con mayor potencia FV instalada?
Actualmente en MW instalados, son: Alemania 24 700, Italia 12 500, Japón 4 700, EE.UU. 4 200, España 4 200, China 2 900, Francia 2 500, Bélgica 1 500, Australia 1 200, Inglaterra 750 y resto del mundo 8 200. Total: 67 350 MW.

75. ¿Cuál es actualmente la producción mundial de energía eléctrica FV?
Hoy la producción mundial anual se acerca a los 100 mil millones de kWh, y seguirá creciendo con intensidad.

76. ¿Cuáles países aumentarán la demanda de instalaciones FV?
En el 2011, Europa acaparó 75% de la demanda mundial; Italia más Alemania, cerca de 60%. Europa seguirá aumentando, pero su peso en porcentaje disminuirá por el incremento en los próximos años en otros muchos países, en forma notablemente mayor en China, Japón y EE.UU.

77. ¿Cómo ha evolucionado la oferta y la demanda FV?
Hasta hace unos años siempre predominaba la demanda, pero desde hace unos 3 años este comportamiento se ha invertido.


VI. La industria

78. ¿Qué diferencia existe entre la celda de laboratorio y la industrial?
En el laboratorio: producciones ínfimas, sin importar el tiempo utilizado, procesos por lotes, no importa el número de pasos, ni cuántas veces sale mal, poca área y poco material. En la industria: producciones masivas, el tiempo utilizado es fundamental, procesos continuos automatizados, reducción del número de pasos en producción, áreas extensas, mucho material, y es importarte que todo el proceso salga bien.

79. ¿Es la industria FV accesible para un país como Cuba?
Una de las características de la energía FV es que a pesar de ser parte de las tecnologías de punta en franca expansión, se torna accesible para países como Cuba, de menor desarrollo industrial.


VII. El mundo, América Latina y Cuba

80. ¿Cuáles son las fortalezas FV en América Latina?
Región con gran radiación solar, entre 1 700 y 2 300 kWh/m2 al año, primeros productores de gran parte de los componentes del sistema: cobre (Chile), estaño (Bolivia), vidrio plano (México), aluminio (Venezuela), energía hidroeléctrica barata (Venezuela, Itaupu), también acero, industria petroquímica y personal calificado.

81. ¿Cómo ha evolucionado la potencia FV mundial instalada?
El crecimiento de la producción mundial de celdas FV ha sido impresionante; a continuación se exponen los MW por año y el porcentaje de incremento con relación al año anterior: 202 en 1999, 287 en 2000 (42%), 401 en 2001 (40%), 560 en 2002 (40%), 750 en 2003 (34%), 1 256 en 2004 (68%), 1 815 en 2005 (45%), 2 586 en 2006 (42%), 4 279 en 2007 (65%), 7 910 en 2008 (85%), 12 500 en 2009 (58%), 23 000 en 2010 (84%) y 30 000 en 2011 (30%).

82. ¿Cuál es el desarrollo FV en Cuba?
Tiene conocidas fortalezas, pero su desarrollo comparado con el total mundial es muy pobre: unos 3 MW en Cuba vs. > 60 000 MW en el mundo, y esa diferencia se acrecienta.

83. ¿Cuál es el desarrollo FV en América Latina?
Extremadamente pobre; hoy la capacidad instalada en los 34 países de la CELAC no llega a 200 MW. Se espera que comience un crecimiento paulatino, y los ojos de los grandes productores están puestos en América Latina.

84. ¿Cuáles son las fortalezas FV en Cuba?
Buena radiación solar; compite con la generación de electricidad fósil, el crudo y el diésel; posee más de 9 000 sistemas autónomos-remotos; su red eléctrica alcanza a más
de 96% de la población; posee una fábrica de paneles que puede escalar su producción; experiencia de montaje de sistemas FV; centros de I+D con personal calificado
que tributan de una u otra forma al posible desarrollo FV nacional; salarios en ingeniería
e instalaciones mayormente en moneda nacional; chatarra, fundición y producción
de perfiles de aluminio y de acero; posibilidades de aumentar paulatinamente la incorporación a la producción nacional de otros elementos de la cadena productiva FV (celdas, inversores, vidrio). Existen las condiciones para lograr la máxima estandarización, tanto en compras como en producciones nacionales de varias partes de los sistemas FV.


VIII. Programa

85. ¿Es necesario definir un Programa FV de corto a largo plazos en Cuba?
Por supuesto que un programa que defina las medidas, acuerdos, acciones y metas a alcanzar, tanto táctica como estratégicamente por el país, marca el camino a seguir y facilita sinergias entre todos los factores involucrados. Debe incluir el aumento paulatino de instalaciones FV por períodos, expresado en GWh al año.

86. ¿Qué alternativas de financiamiento pueden tener las inversiones FV?
• Realizar alianzas productivas en celdas, módulos e inversores con empresas FV líderes, que aporten una parte sustancial del financiamiento inicial, con riesgos menores compartidos y recuperación de las inversiones a través de las exportaciones y las propias aplicaciones nacionales.
• Invertir en la FV un pequeño porcentaje de la subvención en divisas dedicada a la compra de petróleo para la generación eléctrica, que resulta considerable.
• Tener en cuenta que las compras al contado y en mayores volúmenes son mucho más ventajosas.
• No realizar por la parte cubana compras a créditos en divisas, ya que el pago de intereses en el tiempo encarece el kWh.
• Las aplicaciones nacionales conectadas a red, logran que sea mutuamente atractivo
el compartir las inversiones iniciales FV con clientes solventes, como cooperativas, empresas, fábricas y regiones, sobre todo a partir de la nueva tarifa eléctrica de
5,00 CUP/kWh, cuando el consumo supere los 5 000 kWh al mes.
• Promover las instalaciones de sistemas FV conectados a red, mediante formas de interés recíproco, para compartir inversiones iniciales FV con clientes que pagan la electricidad en CUC o MLC (a > $0,23 CUC/kWh).
• Reinvertir las ganancias anuales en divisas que se obtengan por cualesquiera de las actividades FV, en el aumento de la capacidad productiva FV, para ser compartidas entre el aumento de las instalaciones nacionales y el aumento de las exportaciones, con vistas al posible autofinanciamiento del programa FV nacional.
• Establecer requisitos para el análisis y la conveniencia de considerar en las nuevas inversiones, la inclusión de sistemas FV conectados a red, como en hoteles, centros turísticos, frigoríficos, fábricas, comercios, etcétera.

87. ¿Con quién es más recomendable hacer alianzas (joint ventures)?
Probablemente con China.

88. ¿Puede convertirse Cuba en una potencia solar regional?
Tiene todas las condiciones objetivas para ello, desarrollando la FV en forma sostenida
y paulatina.

89. ¿Dónde ejercer el control de la calidad de celdas y módulos FV?
En un centro I+D de referencia y control de la calidad, como el IMRE.

90. ¿Cómo manejar el control de la calidad de las instalaciones FV?
En un centro I+D de referencia y control de la calidad, como el CIPEL.

91. ¿Qué organismo debe estar al frente del Programa Nacional FV?
La Unión Nacional Eléctrica (UNE), del Ministerio de Energía y Minas.

92. ¿Cómo afectan los «apagones» a los sistemas FV instalados?
Muchísimo, por lo que se requiere aumentar al máximo la calidad y permanencia del servicio eléctrico de la red.

 
 

93. ¿Quiénes deben afrontar la formación y capacitación FV?
Distintos factores: Centro de capacitación de la UNE a obreros y operarios para el montaje y la operación y el mantenimiento de los sistemas FV; IMRE, CIPEL, CETER en diversos diplomados, especialidades y maestrías FV; adiestramiento laboral en los propios centros productivos, entre otros.

94. ¿Por qué es importante elevar la cultura FV en la población?
Para que pueda asumir una parte importante de la operación y el mantenimiento, promover la motivación para convertirse en cliente FV, y evitar el vandalismo contra los sistemas FV.

95. ¿Qué se puede hacer para evitar afectaciones FV por ciclones?
En parques FV: diseñar sistemas resistentes a fuertes vientos, plantar cortinas de árboles rompevientos y proteger con montículos u otros obstáculos. En sistemas pequeños, como en techos, desmontar a tiempo los paneles por el propio usuario.

96. ¿Con cuáles instituciones cuenta Cuba para un Programa FV?
Con la UNE, INEL, CCE-Pinar, ecosol, IMRE, CIPEL, Empresa Perfiles Aluminio, Empresa Perfiles Acero, cubasolar, gnesfv, GELECT, CUBAENERGÍA, CETER y CIES, entre otras.

97. ¿Cuáles metas de generación FV puede proponerse Cuba?
Con carácter paulatino, y teniendo inclusive en cuenta la tendencia hacia el aumento de la generación eléctrica para el desarrollo económico industrial del país, la FV puede llegar en unos 40 años a cubrir entre 25 y 30% de la generación eléctrica (penetración), que pudiera ser similar a la actual nacional, o sea, entre 10 mil y 15 mil GWh al año; el resto le correspondería a otros tipos de FRE, fundamentalmente.

98. ¿Cuál debe ser el porcentaje de penetración eléctrica FV?
El porcentaje máximo de inyección FV que permitiría la red eléctrica, sin ocasionar problemas en la distribución, administración y despacho del servicio eléctrico.

99. ¿Podremos en un futuro producir componentes del módulo FV?
Por supuesto, ya que son componentes accesibles para su producción nacional.

100. ¿Qué papel desempeña la ciencia y la técnica FV?
Sin duda, la energía FV ha llegado a un buen grado de madurez; no obstante, sigue desarrollándose en diversas líneas. El trinomio estratégico ciencia-técnica-formación debe garantizar la permanente actualización tecnológica, de hoy y mañana, con un probable desarrollo a largo y muy largo plazos.

* Doctor en Ciencias y Profesor Titular de la Facultad de Física y el Instituto de Materiales y Reactivos (IMRE), Universidad de La Habana, Cuba.
e-mail: dstolik@fisica.uh.cu