Todo lo que debes saber sobre energía solar en Colombia
Con el Acuerdo para el Cambio Climático de París en 2015 quedó claro que el desarrollo económico del mundo debe moverse a partir de energías renovables, para dejar atrás la generación a partir de combustibles fósiles, como carbón, petróleo o gas natural.
En Colombia el uso de la energía solar se ha convertido en una alternativa que cada vez tiene más adeptos, sobre todo para generar electricidad. La ubicación geográfica privilegiada para la irradiación energética, el desarrollo de nuevas tecnologías, el auge de nuevos mercados de energías renovables no convencionales y los beneficios tributarios de la Ley 1715 del 2014, han generado un entorno ideal para el desarrollo de pequeños y grandes proyectos basados en este tipo de energía, que convierten al país en un referente de desarrollo de energías renovables.
En Colombia el interés por el uso de la energía solar se revela en las cifras:
Estadísticas de la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) evidencian que de las iniciativas radicadas, el 88, 3% tienen que ver con energía solar, en donde 9 de cada 10 propuestas para generar energía, usarán paneles solares. Lo que representa un crecimiento del 32% de julio a noviembre de 2017.
Es factible que se mantenga la tendencia una vez entre la reglamentación de la Comisión de Regulación de Energía y Gas (Creg) , para el desarrollo de energías no convencionales.
La UPME y el Ministerio de Minas y Energía estiman que para antes de 2030 cerca de 10% del consumo energético en Colombia va a provenir de proyectos fotovoltaicos o solares .
Ante este positivo panorama, le presentamos una pincelada de lo que debe entender sobre la energía solar, por qué es importante su uso y cómo se está implementando en Colombia.
¿Qué es y cómo se produce la energía solar?
La energía solar es un tipo de energía renovable o limpia que proporciona el sol debido a su radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) y de esta se puede generar calor y electricidad.
La energía solar es la producida por la luz del sol para generar electricidad -energía fotovoltaica- o por el calor del sol para generar calor -termosolar-. Se obtiene por medio de paneles y espejos.
El sol produce energía de dos formas:
Proporciona calor, se aprovecha de espejos de manera que los rayos del sol se concentran en un receptor que alcanza temperaturas de hasta 1.000 ºC. El calor se utiliza para calentar un fluido que genera vapor. El vapor finalmente mueve una turbina y produce electricidad.
Proporciona luz que se convierte en electricidad a través de paneles solares fotovoltaicos. Los paneles fotovoltaicos están formados por grupos de células o celdas solares que transforman la luz (fotones) en energía eléctrica (electrones).
¿Por qué es un tipo de energía renovable?
La energía renovable es aquella energía que proviene de fuentes naturales prácticamente inagotables, como es el caso del agua, el viento y el sol. Se consideran así, por la gran cantidad de energía que contienen o por poderse regenerar de forma natural.
Este tipo de energías no emiten gases de efecto invernadero ni otras emisiones dañinas para el medio ambiente como el CO2, algo que sí ocurre con las energías no renovables como son los combustibles fósiles -carbón, petróleo y gas natural- o la energía nuclear.
La energía solar, eólica, geotérmica, hidráulica, mareomotriz y la de biomasa son consideradas energías renovables o “limpias”, debido a que son una alternativa más limpia para el medio ambiente por su baja generación de desechos.
Según se describe en el portal de Acciona -empresa global de soluciones de infraestructura sostenible y de energía renovable- cada hora, el sol arroja sobre la Tierra más energía -en forma de luz y calor- de la suficiente para colmar las necesidades globales de un año completo. Necesidades energéticas que la radiación solar podría satisfacer 4.000 veces cada año.
Así mismo, la Union of Concerned Scientists sostiene que sólo 18 días de irradiación solar sobre la Tierra contienen la misma cantidad de energía que la acumulada por todas las reservas mundiales de carbón, petróleo y gas natural.
Beneficios de la energía solar
Aunque el desarrollo de tecnologías solares se inició en la década de 1860, a comienzos del siglo XX la disponibilidad de fuentes no renovables como el carbón y el petróleo detuvieron su crecimiento.
Serían la crisis del petróleo en 1973 y 1979 las que provocaron un cambio en la política energética mundial, para finalmente tener su gran auge desde 1998 hasta hoy, luego del protocolo de Kioto, un acuerdo de 1997 dentro de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático que tiene por objetivo reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global.
La energía solar surge como una nueva alternativa de consumo de energía responsable con el medio ambiente, ante al impacto generado por la energía no renovable.
Entre sus beneficios están:
- Es renovable.
- Es una fuente de energía ilimitada.
- Es la fuente de energía más limpia, y no pone en peligro ni incrementa el calentamiento global, debido que no produce gases de efecto invernadero ni subproductos peligrosos para el medio ambiente.
- Tiene un bajo costo de aprovechamiento, tras la inversión inicial en la fabricación de los componentes y la instalación, que es la que puede resultar más costosa.
- Se puede producir energía limpia que resulta más económica que la que se adquiere por medio de la red.
- Está disponible en todo el planeta, por lo que se convierte en la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.
- La tecnología permite convertir la energía solar en electricidad por medio de dispositivos fotovoltaicos y de energía solar térmica.
- Contribuye al desarrollo sostenible.
- Genera empleo en las zonas donde se instala.
- Reduce el uso de combustibles fósiles.
- Reduce las importaciones energéticas.
¿Para qué sirve la energía solar?
Algunos usos comunes son:
- Iluminación solar a través de paneles solares para hogares y empresas. Esta permite mejorar la eficiencia en el consumo de energía y reducir los costos en electricidad, lo que la convierte en una energía alternativa. Las tendencias arquitectónicas adoptan cada vez más este tipo de iluminación como base del diseño sostenible.
- Calefacción. Los calentadores solares aprovechan la energía del sol y la transforman en energía térmica mediante el uso de agua o aire. Los sistemas de calefacción pueden ser pasivos -utilizan la circulación natural- o activos utilizan las bombas para hacer circular el agua y generar calor.
- Transportes impulsados por energía solar. Están impulsados por energía fotovoltaica. Entre ellos se incluyen vehículos eléctricos movidos por energía obtenida por paneles solares, autobuses y ferrocarriles. También existen carreteras accionadas con luz solar.
- En tecnología, como cargadores solares, útiles para cargar celulares, tablets, computadores, linternas u otros electrodomésticos que funcionan con tecnología solar como secadores, radios, lámparas entre otros.
- Compañías suministradoras de electricidad. La energía solar fotovoltaica se puede usar para crear gran cantidad de energía para vender a compañías que tienen como negocio el suministro de energía.
- Lugares remotos de difícil acceso. Es ideal para proveer de energía a aquellos lugares lejanos, con bajos índice de desarrollo, donde tienen dificultades para tener energía eléctrica.
- Satélite solar. La energía solar es uno de los principales métodos de abastecimiento de los satélites que están en órbita en el espacio.
- Riego de plantaciones. La energía solar es una alternativa obtener electricidad destinada al bombeo de agua para riego debido a la ausencia de la red de energía eléctrica en lugares lejanos.
- Señales de tráfico y alumbrado público en las ciudades. Se han desarrollado postes de energía que funcionan con luz solar, así como señales de tráfico que operan gracias a el sol o el viento.
La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica -se ha posicionado en los últimos 15 años como la energía renovable más utilizada, de acuerdo con la Agencia Internacional de las Energías Renovables (IRENA)-.
En el 2015, durante el Acuerdo de París, 24 países latinoamericanos enviaron planes a la ONU dirigidos a actuar sobre el cambio climático y 20 de ellos tenían objetivos de generación de energía renovable.
Según informes de la organización ecologista Greenpeace, este tipo de energía podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
Tipos de energía solar
Existen tres tecnologías principales para el aprovechamiento de la energía solar: la energía solar fotovoltaica, que convierte la luz del sol en energía; la energía solar concentrada, que aprovecha el calor del sol para impulsar motores térmicos; y la energía térmica solar (energía termosolar) y frío solar, que usa la energía solar para proveer de agua caliente o acondicionar el aire refrescándolo.
Qué son y cómo son los paneles solares
Los paneles solares son módulos fotovoltaicos individuales que captan la energía que proporciona el sol convirtiéndola en electricidad. Están formados por celdas solares que a su vez contienen células solares individuales hechas de materiales
semiconductores como el silicio (cristalino y amorfo) que transforman la luz (fotones) en energía eléctrica (electrones).
Cuando hay luz solar, una célula solar se comporta casi como una batería. La luz solar recibida separa los electrones de modo que forman una capa de carga positiva y una de carga negativa en la célula solar; esta diferencia de potencial genera una corriente eléctrica.
Estos paneles se conectan a su vez a una batería que almacena la electricidad generada y es esta carga la que se utiliza. Los paneles solares se componen de células fotovoltaicas (PV), que convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (DC) durante las horas del día.
Entienda qué es un panel solar y cómo funciona en esta guía sobre energía solar
Cómo funciona la energía solar fotovoltaica
Paso a paso de generación de la energía solar fotovoltaica:
PANELES SOLARES
Los paneles solares se componen de células fotovoltaicas (PV), que convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (DC) durante las horas del día.
INVERSOR
Este dispositivo es el que convierte la electricidad generada por los paneles solares en la electricidad de corriente alterna (AC).
PANEL ELÉCTRICO
La electricidad de corriente alterna se envía desde el inversor a su tablero eléctrico para accionar las luces y aparatos con energía solar. El cuadro eléctrico es a menudo llamado “caja de interruptores.”
MEDIDOR DE UTILIDAD
El contador de servicios mide tu consumo de energía. En realidad va hacia atrás cuando el sistema genera más energía de la que necesita inmediatamente. Este exceso de energía solar compensa la energía que utilizas por la noche. Esto se denomina “Net Metering”, o medición neta
Beneficios de la energía solar en Colombia
- La posición geográfica de Colombia, cercana al Ecuador, beneficia la captación de energía solar.
- En Colombia no se necesita ningún permiso para instalar paneles solares.
- Permite cumplir con la Resolución 0549 de 2015 del Ministerio de Vivienda que obliga a los constructores a cumplir los parámetros de construcción sostenible para el ahorro de energía y agua. Aquí te explicamos en 15 frases, en qué qué consiste la resolución de vivienda sostenible
- Genera beneficios económicos a largo plazo.
- Beneficios tributarios e incentivos por parte del Estado por el uso de energía solar, establecidos en la Ley 1715 del 2014.
- Ciudades como Santa Marta, Barranquilla y Cartagena que tienen altas temperaturas, producen en ocasiones sobrecargas en las redes eléctricas. Este sistema permite ofrecer un excelente servicio de electricidad.
- Llevar electricidad a zonas remotas y de difícil acceso donde no existe red eléctrica.
- Llevar servicios de salud y educación donde antes no era posible.
- Generar nuevas oportunidades de empleo a partir de energías limpias.
- Un sistema de paneles solares aporta al mejoramiento del servicio energético y a la reducción de la huella de carbono en el país.
- Una alternativa para la electrificación de fincas de recreo y productoras y casas de campo. Esta urbanización de casas campestres en Jamundí, Valle del Cauca, es un ejemplo de uso de energía solar en parcelaciones o fincas https://blog.celsia.com/paneles-solares-en-colombia-resolucion-0549-2015
- Ayuda a evitar la emisión de gases contaminantes como CO2, a la vez que se aporta al compromiso que tiene el país en el Acuerdo de París, de reducir el 20% de sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) para el año 2030 bajo la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), según el Ministerio de Medio Ambiente.
La energía solar fotovoltaica es una alternativa para generar ahorros en tarifas en propiedad horizontal o urbanizaciones. Descarga este ebook donde te explicamos otras tácticas de ahorro.
- Identificar el consumo de energía actual.
- Validar la ubicación.
- Los paneles solares requieren una buena exposición al sol, sin árboles u objetos que la bloqueen y produzcan sombras.
- Proporcionar techos adecuados, con las especificaciones y normas requeridas para este tipo de instalaciones.
- Seleccionar el tipo de instalación.
- Realizar el mantenimiento regular del sistema fotovoltaicos.
Ventajas de instalar paneles solares en unidades residenciales
- La vivienda adquiere mayor valor de venta por la instalación solar y el uso de energías menos contaminantes.
- Un sistema fotovoltaico ayuda a evitar futuros costos en energía haciendo rentable su consumo.
- Reducción del gasto energético que puede ser medido calculando el gasto por familia al año en energías convencionales, restándole la energía solar consumida.
- Este sistema permite un eficiente y efectivo ahorro en la factura de energía eléctrica, que va más allá de la técnica tradicional de “apagar” los electrodomésticos que no se están usando.
- Respaldo de energía en caso de cortes eléctricos.
- Los paneles solares usan energía de una fuente inagotable. Así es posible abastecerse de energía a un bajo costo.
- Contribuir al desarrollo sostenible a través del uso de energía renovable.
- Incentivos tributarios que otorga el Estado por realizar proyectos con energías renovables, a través de la Ley 1715 de 2014, como:
- Deducción en el pago del impuesto de renta del 50% de las inversiones en un período de 5 años.
- Depreciación acelerada de los activos.
- Exclusión de IVA de los bienes asociados al proyecto.
- Exención del gravamen arancelario.
- Afrontar los desafíos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), un esfuerzo de las naciones unidas y 70 países en lo que se encuentra colombia.
- Desarrollar proyectos de sostenibilidad y responsabilidad social, reducir el consumo de energía eléctrica y ser líderes en proyectos de innovación tecnológica.
- Ahorro eficiente y efectivo de consumo de energía. Las empresas demandan un alto consumo de energía y más aún si operan las 24 horas del día.
- Promover el consumo de energía limpia. Las empresas que aportan mejor una mejor calidad de vida en las ciudades y reducen su impacto ambiental gozan de buena reputación.
- Tener infraestructura cero emisiones y amigable con el medio ambiente.
- Medir y controlar la generación de energía en tiempo real.
- Tener rentabilidad luego de la inversión inicial.
- Los empleados tienen un consumo responsable de los recursos en sus instalaciones.
Precios de la energía solar en Colombia
Según se explica en el blog de CEMAER – Centro de Estudios en Medio Ambiente y Energías Renovables
los costos de los paneles solares no se definen por su tamaño (metros cuadrados), ni por su número de celdas, ni por la cantidad de energía que van a generar en un día. Los precios de los paneles solares se definen por la potencia pico que tienen. En el mercado es común encontrarlos desde 10 watts hasta 350 watts de potencia. Según su potencia se utilizan para distintas aplicaciones.
El valor puede variar según la potencia determinada por watt-pico (Vatio-pico) de electricidad. Las potencias más utilizadas en los sistemas solares fotovoltaicos son aproximadamente entre 200 Wp a 330 Wp.
Cuando se planea invertir en paneles solares, es necesario contar con los costos de los paneles solares, los equipos fotovoltaicos (micro inversores, inversores, baterías, controladores, cableado, estructuras, protecciones eléctricas y demás), el diseño del sistema de acuerdo a la necesidad, la instalación, la operación y el mantenimiento. Las empresas ofrecen varios tipos de paneles solares, entre los que ofrecen soluciones para las empresas, los hogares y los proyectos rurales.
Existen en el mercado modelos económicos en los que la empresa prestadora del servicio corre con los costos asociados a los equipos fotovoltaicos y el cliente se compromete con el pago de una tarifa mensual durante un tiempo acordado. Este modelo de negocio, es un acuerdo de compra de energía o PPA (Power Purchase Agreement. En Celsia recomendamos este sistema.
El material de un panel solar no influye tanto en el costo, pero sí en la eficiencia y el rendimiento de producción de energía. La mayoría de los paneles están formados por celdas fotovoltaicas de silicio.
Silicio puro monocristalino: las celdas solares monocristalinas están hechas de un solo cristal de silicio. El panel produce energía y es más eficiente.
Silicio puro policristalino: se basan en secciones de una barra de silicio que se ha estructurado desordenadamente en forma de pequeños cristales. Este tipo de paneles son menos eficientes en producir energía y son más económicos.
En ambos materiales se manejan las mismas potencias de watt (Vatio), sin embargo el sistema de instalación puede variar su costo. Las instalaciones usadas en el sistema solar con conocidos como Off-Grid y OnGrid.
La instalación Off-Grid, el sistema utiliza baterías solares, es independiente de la red eléctrica y la energía acumulada en las baterías se puede usar en el momento que se requiera. Al necesitar más elementos, este sistema es más costoso. Este tipo de instalación es común para zonas rurales, zonas remotas y para alumbrado público y en carretera.
La instalación On-Grid funciona conectada a la red eléctrica y no utiliza tantos elementos en su sistema de funcionamiento. Se usa la energía de los paneles solares y las cargas extras se envían a la red para ser utilizada en su momento. Este sistema es más eficiente y tiene menor costo.
El costo de una instalación solar FV, depende del tamaño de esta (en potencia, ósea del número de paneles, de la cantidad de inversores y de equipos y material necesario para la instalación).
Celsia puede hacer un diagnóstico de sus necesidades de energía, asesorarlo, y determinar cuál es el mejor sistema y tamaño para su consumo de energía; y pactar una tarifa de energía menor a la tarifa de energía de red que actualmente está pagando a su operador de red.
Ahora, los costos de las instalaciones solares, han bajado de los últimos tiempos, debido a que el precio de los paneles ha bajado, también por temas de oferta y demanda, debido a que las empresas hacen una ingeniería mejor y más eficiente, reducen costos operativos, y esto hace que la energía solar fotovoltaica sea ahora competitiva frente a otro tipo de energías.La instalación de paneles solares es una inversión rentable, en la que una vez pagados los costos iniciales se recupera la inversión y se generan ganancias en el largo plazo.
Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales, aumentando a su vez la eficiencia. Su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las energías no renovables en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.
Ejemplos de energía solar en Colombia
Granjas solares
Las granjas solares generan grandes cantidades de energía limpia que se transporta a través de la red convencional y contribuyen a disminuir los impactos en el medio ambiente.
En Colombia la primera y única granja fotovoltaica fue construida por Celsia.
Celsia Solar Yumbo
Desde que inició la operación comercial de Celsia Solar Yumbo en septiembre de 2017, en el municipio de Yumbo en el Valle del Cauca, se convirtió en la primera granja solar a gran escala de Colombia, conectada al Sistema Interconectado Nacional (SIN).
Su construcción, que cuenta con 35.000 módulos fotovoltaicos instalados y 9 inversores que transforman la energía continua en energía alterna, marcó un hito en la historia de la electricidad del país: se levantó donde antes funcionaba Termoyumbo – a base de carbón- para dar paso a la energía renovable.
Este proyecto, desarrollado por Epsa, filial de Celsia, tiene una capacidad instalada de 9,8 MW y generará cerca de 16,5 GWh de energía año, equivalentes al consumo de 8 mil hogares.
Además se destacan otros aspectos:
- Evitará la emisión de 160 mil toneladas de CO2 durante 25 años.
- Su capacidad de generación se asemeja al consumo o demanda promedio de 8.000 familias.
- El área en la que se construyó, es de 18 hectáreas, que equivale a 16 canchas de fútbol profesional.
Tal como se expresa en la nota de prensa de la compañía, la meta de Celsia a mediano plazo es tener instalados 250 MW de energía fotovoltaica a través de granjas de generación solar en Colombia y Centroamérica.
¿Quieres conocer más sobre este gran proyecto? Lee Empezó a generar energía Celsia Solar Yumbo, primera granja fotovoltaica de Colombia.
Celsia Solar Chicamocha
La granja de energía solar más grande de Colombia se construirá en el municipio de Los Santos, en Santander.
Este segundo gran proyecto de Celsia, denominado Celsia Solar Chicamocha, tendrá una capacidad de generación de energía limpia de 80 Megavatios (Mwac) y podrá producir 167 Mac, energía suficiente para cubrir el consumo de 20 mil viviendas, con un costo de 65 millones de dólares.
De acuerdo con el informe del periódico Vanguardia.com de septiembre de 2017, esta granja será la más grande del país teniendo en cuenta que Celsia Solar Yumbo, la única que existe, genera 10 megavatios. Además evitará la emisión de 2 millones de toneladas de residuos contaminantes y gestionará la transferencia de recursos al municipio y a la autoridad ambiental por $473 millones.
Según cronograma, la construcción de la obra -que está proyectada para 10 meses- iniciará en marzo de 2018, y se espera que esté terminada para diciembre del mismo año.
Instalaciones empresariales
- El proyecto de casas campestres Océano Verde utiliza la energía solar en Jamundí para ahorrar energía, con base en la Resolución 0549 de vivienda sostenible de Colombia. Este proyecto de construcción sostenible de 400 viviendas, inmerso en un entorno natural se construyó en una área de 650.000m2. en una zona ideal para aprovechar el sol. La implementación de energía fotovoltaica en este proyecto logró: 8 kWp de capacidad instalada, 0,25 GWh a generar en 25 años y 102 toneladas de CO2 dejadas de emitir -equivalentes a plantar 226 árboles-.
- El techo de energía solar más grande de Antioquiaen la Fábrica Rionegro de la Compañía Nacional de Chocolates, filial de Grupo Nutresa. El sistema fotovoltaico, que cuenta con 8.000 módulos y 74 conversores, tiene capacidad para generar 2.132 kWp y atenderá la demanda del 15% del consumo de la fábrica.
En consecuencia con la prioridad estratégica de sostenibilidad de la compañía, de reducir el impacto ambiental, con este nuevo sistema se dejarán de emitir 604 toneladas de CO2, lo que equivale a sembrar al año un bosque de 40 hectáreas.
- El piso solar para autogeneración en el Centro Internacional de Agricultura Tropical CIAT, es el primero instalado en Colombia. Comprende 2.820 módulos solares que equivalen a una generación de 902 kW, aportándole una reducción del 12% a la tarifa de energía convencional -$50 millones al año- y la posibilidad de no emitir 496 toneladas anuales de CO2 .
- La instalación de 1.546 módulos solares en La Universidad Autónoma de Occidente de Cali, que tienen una capacidad de generación de 402 kWp (kilovatio hora pico) de energía verde para atender el 14,8% de su demanda energética.
- La instalación de 96 módulos solares en el techo del centro comercial La Reserva en Envigado, Antioquia, ayudan a producir más de 43.700 KWh al año y a reducir en 16 toneladas sus emisiones anuales de CO2.
- Década 10, la tienda más grande de moda en Tulúa, también cuenta con instalación de 385 paneles solares, con la cuales evita la emisión de 55,2 toneladas de CO2 al año, el equivalente a sembrar 197 árboles, gracias a un sistema fotovoltaico instalado on-grid (conectado a la red), que hace que la energía producida se consuma en el mismo instante en que se genera.