Estudio Exploratorio del Potencial de Generación de Energía Eólica y Fotovoltaica en el Distrito Metropolitano de Quito

E s tudio E xploratorio del Potencial de G eneración de E nergía E ólic a y Fotovoltaic a en el Dis trito Metropolitano de Quito Luis Puruncajas Antonio Alexander FRANC O C RES PO E studiante de la Facultad de Ingeniería Industrial lfpo_hhn@ hotmail.com Facultad de Ingeniería Industrial Universidad Tecnológica Indoamérica Av. Machala y S abanilla, Quito, E cuador antoniofranco@ uti.edu.ec Marcelo Ortiz E studiante Facultad de Ingeniería Industrial renemar35@ hotmail.com RE S UME N La energía renovable es una alternativa a la generación de electricidad que utiliza combustibles fósiles y que aporta de forma importante a la disminución de la degradación ambiental, principalmente a la mitigación del cambio climático. S e presentan los principales resultados de una investigación exploratoria acerca del potencial de generación de energía a partir del recurso eólico y solar en el Distrito Metropolitano de Quito. E sto se hace con base en la información secundaria existente y en la primaria recolectada a través de piranómetros y anemómetros en diferentes lugares de la ciudad. Los resultados demuestran que es posible la generación fotovoltaica en el Distrito Metropolitano de Quito, ya sea a escala doméstica o a gran escala, y que la generación eólica es posible utilizando aerogeneradores de baja potencia. PALABR AS C LAVE E nergía renovable, eólica, fotovoltaica, estudio experimental, Distrito Metropolitano de Quito, E cuador. AB S TR AC T R enewable energy is an alternative to electricity generation that uses fossil fuels, which contributes significantly to control environmental degradation, especially the mitigation of climate change. This study presents the main results of an exploratory research on the potential of energy generation from wind and solar resources in the Distrito Metropolitano de Quito. R esults are based on existing secondary and primary data collected through pyranometers and anemometers at different sites along the city. The results demonstrate the feasibility of generating photovoltaic energy in the Distrito Metropolitano de Quito, either for domestic or massive scale, and that wind energy generation is possible using turbines of low power. KE YWORDS R enewable energy, eolic, photovoltaic, experimental study, Distrito Metropolitano de Quito, E cuador. CIENCIAMÉRICA, N° 3, diciembre 2014, pp (19-24) Universidad Tecnológica Indoamérica 19 E s tudio E xploratorio del Potencial de G eneración de E nergía E ólica y Fotovoltaica en el Dis trito Metropolitano de Quito Antonio FR ANC O Introducción La matriz energética del E cuador tiene una mayor contribución de las fuentes renovables . E l 58% proviene de la hidroeléctrica, 34% de la térmica y cerca de un 1% de otras fuentes renovables [3]. S e ha estimado un potencial teórico de generación hidroeléctrica de 73.390 MW, de los cuales 21.900 MW es tán definidos como de potencial viable [3]. La capacidad hidroeléctrica instalada en el E cuador as ciende a 2.273 MW [4], lo que equivale al 10,4% del potencial viable. E s decir queda por aprovechar cerca del 90% de la capacidad de generación hidroeléctrica. E l G obierno de E cuador considera a las energías renovables como una prioridad dentro de sus políticas de E s tado. Los objetivos es tratégicos del E stado ecuatoriano están definidos en el Plan Nacional del Buen Vivir, para el periodo 2013–2017. De los 12 objetivos, dos de ellos hacen referencia a la generación de energía renovable. E l objetivo 7, “G arantizar los derechos de la naturaleza y promover la s os tenibilidad ambiental territorial y global” [1] es tablece, en s u política 7 , que s e debe “Promover la eficiencia y una mayor participación de energías renovables s os tenibles como medida de prevención de la contaminación ambiental” [1]. Además , el objetivo 11, en s u política primera, manda a “R ees tructurar la matriz energética bajo criterios de trans formación de la matriz productiva, inclus ión, calidad, s oberanía energética y s us tentabilidad, con incremento de la participación de energía renovable”[1], con la meta de “Alcanzar el 60,0% de potencia ins talada renovable”[1]. E l costo de la electricidad que proviene de centrales hidroeléctricas es menor que el de otras fuentes existentes en el país, es por ello que se ha venido desarrollando sostenidamente desde la década anterior. Actualmente, se encuentran en construcción 8 proyectos hidroeléctricos catalogados como grandes, de los cuales C oca C odo S inclair con 1500 MW y S opladora con 487 MW son los más importantes [3]. E sto permitirá que la participación de la energía hidroeléctrica en la generación de energía alcance el 90% en el 2016 [4]. Otras fuentes de energía renovable han sido estudiadas en los últimos años en el país. Una de ellas es la geotermia, cuyo potencial teórico se ha estimado en 6.500 MW, estando en la fase de pre factibilidad proyectos con una potencia de 400 MW [3]. Otra alternativa ha sido la generación de energía de biomasa, principalmente de raquis de palma africana y caña de azúcar [5]. La generación de energía en el mundo depende principalmente del petróleo y s us derivados (32%), del carbón mineral y coque (27%), del gas natural (22%) y en menor grado de la energía nuclear (6%), biomasa (10%), hidroeléctrica (2%) y otras renovables en un porcentaje de aproximadamente el 1% [2]. E n América Latina y el C aribe, la matriz energética depende en primer lugar del petróleo y s us derivados (41%), del gas natural (29%), mínimamente del carbón mineral y coque (4%), y en un porcentaje marginal de la energía nuclear (1%). La energía que proveniente de fuentes renovables se genera en un 14% de biomasa, un 9% de la hidroeléctrica y un 2% de otras renovables [2]. Así, la participación de las energías renovables en la región alcanza el 25%, lo que duplica el valor a nivel global [2]. E n lo relacionado a la generación que utiliza el recurso eólico, el potencial factible a corto plazo en la región continental se ha estimado en 884MW, del cual, 18,9 MW están en operación, en construcción 2,25 MW y en estudio por 155 MW [3]. E l potencial de generación a partir del recurso solar en el E cuador es complejo de estimar ya que depende principalmente del área útil disponible y de su situación geográfica. S e conoce que la insolación media global en el país alcanza los 4.575 Wh/m2/día, lo cual supera el nivel de 4.000, considerado como técnica y económicamente rentable [3]. S e conoce que existen alrededor de 6.000 sistemas fotovoltaicos aislados instalados, equivalentes a 0,6 MWp [3]. E xis ten es tudios por 634 MWp, de los cuales s e es pera es tén ins talados 200 MWp hasta finales de 2014 [3]. Más aun, el potencial de generación de energía eléctrica a partir de energía eólica en América Latina y el C aribe está estimado en 561.884 MW, aprovechándose actualmente apenas el 0,6% del total [2]. E l potencial de generación de energía fotovoltaica no está estimado por la complejidad de su cálculo; sin embargo, no se (...truncated)