análisis del potencial energético de las comunidades de

ANÁLISIS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS
COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO INTERCONECTADAS DEL
DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE
BUENAVENTURA
FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN
DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
TABLA DE CONTENIDO
1 DESCRIPCIÓN DEL DOCUMENTO .............................................................................................. 4
2 CÁLCULO LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS (NE) A PARTIR DE LOS RESULTADOS
OBTENIDOS EN ENCUESTAS REALIZADAS A LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO
INTERCONECTADAS.................................................................................................................... 4
2.1
CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO DE LAS LOCALIDADES (KWH) ................................ 4
2.2
CONSUMO PROMEDIO POR HABITANTE (KWH) .................................................................. 5
2.3
PORCENTAJE DE FUENTE ENERGÉTICA APROVECHABLE EN LA LOCALIDAD ............... 6
2.4
CONSUMO ENERGÉTICO POR ÁREA (KWH/M2) .................................................................. 7
3 CONSUMOS ENERGETICOS (CE) DE LA COMUNIDADES NO INTRERCONECTADAS DEL
DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA ................................ 9
3.1
ALTO BAUDO............................................................................................................................ 9
3.2
CANTON DE SAN PABLO .................................................................................................... 10
3.3
ITSMINA .................................................................................................................................. 10
3.4
BAJO BAUDÓ......................................................................................................................... 11
3.5
BUENAVENTURA ................................................................................................................... 11
3.6
JURADÓ .................................................................................................................................. 11
3.7
UNGUÍA ................................................................................................................................... 13
3.8
MEDIO BAUDÓ ....................................................................................................................... 13
3.9
CONDOTO .............................................................................................................................. 14
3.10 CARMEN DEL DARIEN........................................................................................................... 14
4 ESTUDIOS NECESARIOS PARA OBTENER EL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS ZONAS
NO INTERCONECTADAS DEL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIÍO DE
BUENAVENTURA ........................................................................................................................ 15
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FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN
DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
4.1
CÁLCULO DE INTENSIDAD LUMINOSA DE LA ZONA PARA USO DE CELDAS
FOTOVOLTÁICAS ............................................................................................................................ 15
4.2
AFORO DE CAUDAL PARA CUERPOS HÍDRICOS .............................................................. 17
4.3
INSTALACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS PARA GENERACIÓN DE ENERGÍA
EÓLICA ............................................................................................................................................. 17
4.4
PLANTAS TERMOGENERADORAS ....................................................................................... 19
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FORTALECIMIENTO DE LAS CAPACIDADES DE FORMULACIÓN
DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
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1
DESCRIPCIÓN DEL DOCUMENTO
En el siguiente documento se presenta el cálculo del consumo energético de las localidades de acuerdo a
necesidades básicas insatisfechas, consumo energético de las mismas, calculado con modelos generales
aplicados a comunidades con características generales. Además se recomiendan estudios técnicos y
metodologías para calcular el potencial energético que ofrecen los recursos naturales y subproductos dl área
objeto de estudio.
2
CÁLCULO LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS (NE) A PARTIR DE LOS RESULTADOS
OBTENIDOS EN ENCUESTAS REALIZADAS A LAS COMUNIDADES DE LAS ZONAS NO
INTERCONECTADAS
Este cálculo está definido por cuatro ecuaciones:
2.1
CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO DE LAS LOCALIDADES (KWH)
o 𝑥 = ∑ 𝐿𝑐𝑖 ∗ ∑ 𝑇𝑐𝑗
Para calcular este dato es necesario sumar todos los consumos de cada electrodoméstico de las
localidades y multiplicarlo por un valor estimado o promedio de tiempo que se encuentra utilizando
la energía eléctrica en las casas, estos datos fueron extraídos de las preguntas 34 y 36
respectivamente.
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DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí
mencionados
fueron
sacados
del
siguiente
Link:
http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Consumo_de_algunos_electrodom%C3%A9sticos
El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de
cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado.
Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta,
este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como
bombillos y multiplex ventiladores. Los valores que conforman la formula son ∑ 𝐿𝑐𝑖 que representan
las sumatorias de todos los consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de
un electrodoméstico por localidad (Pregunta 34) multiplicado por ∑ 𝑇𝑐𝑗 que representa el valor que
en promedio se utiliza la energía eléctrica. (Pregunta 36).
2.2
CONSUMO PROMEDIO POR HABITANTE (KWH)
o (∑ 𝐿𝑐𝑖 ∗ ∑ 𝑇𝑐𝑗) / ∑ 𝑃𝑘
Para calcular este dato se implementó la misma fórmula anterior pero adicional se dividió entre el
número de habitantes, para obtener el porcentaje total de KwH por cada uno de los habitantes de
una población. Las preguntas implementadas en esta fórmula son las 23, 34 y 36:
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DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí
mencionados
fueron
sacados
del
siguiente
Link:
http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Consumo_de_algunos_electrodom%C3%A9sticos
El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de
cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado.
Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta,
este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como
bombillos y multiplex ventiladores. El resultado anterior dividirlo entre el total de los habitantes de
cada localidad.
Los valores que conforman la formula son ∑ 𝐿𝑐𝑖 que representan las sumatorias de todos los
consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de un electrodoméstico por
localidad (Pregunta 34) multiplicado por ∑ 𝑇𝑐𝑗 que representa el valor que en promedio se utiliza la
energía eléctrica (Pregunta 36). ∑ 𝑃𝑘 Sería el total o la sumatoria de todos los habitantes de cada
localidad (Pregunta 23).
2.3
PORCENTAJE DE FUENTE ENERGÉTICA APROVECHABLE EN LA LOCALIDAD
∑ 𝐿𝑐𝑖(𝑠𝑖 𝑌 = 1 𝑎𝑛𝑑 𝑋 = 1, 𝑖𝑛 = 1, 𝑠𝑖 ∑ 𝑧𝑖 ≥ 1, 𝑖𝑛 = 2,0)/ ∑ 𝐿𝑗
El cálculo de este indicar fue algo más complicado dado que no existe ninguna pegunta especifica
o directa de la cual sacar este indicador, para lo cual lo que se realizó una fórmala que primero
preguntara si la respuesta a la pregunta 27 (Posee energía Eléctrica) era afirmativa, se pasaba un
segundo filtro correspondiente a la pregunta 33 (¿Qué fuente de energía utiliza para la cocción de
sus alimentos?) si la respuesta a esta pregunta es igual 6a la opción 4 (Generador de Energía Solar)
se marcaba o calificaba este valor con un punto, pero si esta no era la opción del encuestado, se
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ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
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pasa a consultar la pregunta 34 si por lo menos este tenía algún electrodoméstico se marcaba la
opción de Generador de energía Diésel, de lo contrario se marcaba a este encuesta con un valor de
cero ponderación y por último el valor total se pasaba dividir entre el número de encuestas realizadas
que sería igual al número de viviendas de la localidad.
Las preguntas que se utilizaron para este indicaron fueron:
2.4
CONSUMO ENERGÉTICO POR ÁREA (KWH/M2)
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o (∑ 𝐿𝑐𝑖 ∗ ∑ 𝑇𝑐𝑗) / ∑ 𝑃𝑘
Para calcular este dato se implementó la misma fórmula del primer y segunto punto (Consumo
energético promedio de las localidad (Kwh) Y Consumo promedio por habitante (Kwh) ) pero la
particularidad que aqui se dividió entre los metros cuadrados de la superficies de la viviendas, para
obtener el porcentaje total de KwH por M2 de los habitantes de una población. Las preguntas
implementadas en esta fórmula son las 22, 34 y 36:
Existe un valor estándar de consumos por cada electrodoméstico, para el hogar, algunos de los aquí
mencionados
fueron
sacados
del
siguiente
Link:
http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Consumo_de_algunos_electrodom%C3%A9sticos
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ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
El ejercicio aquí consiste en sumar cuando es el consumo promedio de cada electrodoméstico de
cada hogar y multiplicarlos por un número de horas en el intervalo de la respuesta del encuestado.
Aunque existen electrodomésticos que NO permanecen encendidos todo el tiempo de la respuesta,
este valor se compensa con el tiempo que permanecen encendidos otros aparatos eléctricos como
bombillos y multiplex ventiladores. El resultado anterior dividirlo entre el total de los habitantes de
cada localidad.
Los valores que conforman la formula son ∑ 𝐿𝑐𝑖 que representan las sumatorias de todos los
consumos según la tabla de equivalencia de consumos promedios de un electrodoméstico por
localidad (Pregunta 34) multiplicado por ∑ 𝑇𝑐𝑗 que representa el valor que en promedio se utiliza la
energía eléctrica (Pregunta 36). ∑ 𝑃𝑘 Sería el total o la sumatoria de los metros cuadrados M2 de
las viviendas de los habitantes de cada localidad (Pregunta 22).
3
CONSUMOS
ENERGETICOS (CE) DE LA COMUNIDADES NO INTRERCONECTADAS DEL
DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ Y DEL MUNICIPIO DE BUENAVENTURA
De acuerdo con los resultados de las encuestas realizadas en cada uno de las localidades de los
municipios escogidos de esta zona no interconecta y aplicando las fórmulas que se explican al final del
documento, se presenta a continuación un resumen de los consumos de energéticos de los municipios
estudiados:
3.1
ALTO BAUDO
Con un total de 87 localidades analizadas, este municipio presenta un consumo energético de
1.380,70 kw/h, considerando que existen 13 localizadas que no tienen el servicio de energía, en este
municipio el 16% del consumo se suple a partir de energía solar y el 60% a partir de generadores
Diesel.
Total Localidades
87
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ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energético Promedio
3.2
1.380,70
15,87
CANTON DE SAN PABLO
De las 9 localidades encuestadas, en Cantón de San Pablo se presenta un consumo energético de
11.358,64 Kw/h, teniendo en cuenta que dos localidades no cuentan con el servicio de energía, en este
municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 47, 7 % de generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energético Promedio
3.3
9
11.358,64
1.262,07
ITSMINA
De las 10 localidades encuestadas, en Itsmina se presenta un consumo energético de 961,56 Kw/h,
teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio las
Necesidades Energéticas se suplen en un 83,2 % de generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
10
961,56
10 | P a g e
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ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
DE VALLE DEL CAUCA Y CHOCÓ
Consumo Energético Promedio
3.4
96,16
BAJO BAUDÓ
En las 12 localidades encuestadas, en Bajo Baudó se presenta un consumo energético de 10.470,44
Kw/h, teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio
las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % con generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energético Promedio
3.5
12
10.470,44
872,54
BUENAVENTURA
De las 10 localidades encuestadas, en Buenaventura se presenta un consumo energético de 1.319,22
Kw/h, teniendo en cuenta que todas las localidades cuentan con el servicio de energía, en este municipio
las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % de generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energético Promedio
3.6
10
1.319,22
131,92
JURADÓ
11 | P a g e
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De las 13 localidades encuestadas, en Juradó se presenta un consumo energético de 3,256,46 Kw/h,
teniendo en cuenta que nueve localidades no cuentan con el servicio de energía, en este municipio las
Necesidades Energéticas se suplen en un 100 con generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energetico Promedio
13
3.256,46
250,50
12 | P a g e
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ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
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3.7
UNGUÍA
De las 10 localidades encuestadas, en Cantón de San Pablo se presenta un consumo energético de
2.367,48 Kw/h, teniendo en cuenta que tres localidades no cuentan con el servicio de energía, en este
municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 99 % con generadores Diesel, el 1% restante
proviene de energía solar.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energético Promedio
3.8
10
2.367,48
236,75
MEDIO BAUDÓ
En las 13 localidades encuestadas, en Medio Baudó no se registra consumo energético ya que ninguna
cuenta con el servicio de energía.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energetico Promedio
13
-
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DE SOLUCIONES ENERGÉTICAS DE LAS COMUNIDADES DE LAS
ZONAS NO INTERCONECTADAS DE LOS DEPARTAMENTOS
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3.9
CONDOTO
De las 9 localidades encuestadas, en Condoto se presenta un consumo energético de 1.141,13 Kw/h,
teniendo en cuenta que una localidad no cuenta con el servicio de energía, en este municipio las
Necesidades Energéticas se suplen en un 89 % de generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energetico Promedio
9
1.141,13
126,79
3.10 CARMEN DEL DARIEN
De las 10 localidades encuestadas, en Carmen del Darién Pablo se presenta un consumo energético de
29.79 Kw/h, teniendo en cuenta que nueve localidades no cuentan con el servicio de energía, en este
municipio las Necesidades Energéticas se suplen en un 100 % de generadores Diesel.
Total Localidades
Consumos KwH/Localidad
Consumo Energetico Promedio
10
29,79
2,98
14 | P a g e
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4
ESTUDIOS NECESARIOS PARA OBTENER EL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LAS ZONAS NO
INTERCONECTADAS
DEL
DEPARTAMENTO DEL
CHOCÓ
Y
DEL MUNICIPÍO
DE
BUENAVENTURA
Según la Comisión Reguladora de Energía y Gas - CREG, el sector transporte es el mayor consumidor de
energía con un 50% del consumo, y un crecimiento del parque automotriz del 6,1% anual; le sigue el sector
residencial como el segundo mayor consumidor de energía, cuya principal fuente de energía es el GLP (gas
licuado de petróleo) con un 56%; luego está el sector Industrial como tercer consumidor de energía con el
9,4% de energía, siendo la energía eléctrica un 34% de consumo. En términos generales, la demanda de
energía crece a una tasa mayor de 6,10%, frente a un crecimiento económico.
Para suplir la demanda de energía en los diferentes sectores, es posible utilizar fuentes alternativas y
ambientalmente más limpias que las convencionales. Por lo que a continuación se describen algunos
estudios técnicos necesarios para obtener el potencial energético que los recursos naturales brindan a
determinada zona.
4.1
CÁLCULO DE INTENSIDAD LUMINOSA DE LA ZONA PARA USO DE CELDAS FOTOVOLTÁICAS
La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía
eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas. El primer paso en el diseño de un sistema fotovoltaico (SFV),
que consiste en conocer si en el sitio existe el recurso suficiente de energía solar. Información sobre la
radiación solar diaria promedio se obtiene de sitios Web como el de la NASA y otras fuentes. El dato que
nos interesa el nivel de radiación promedio anual. En el caso de Colombia, los niveles de radiación son
relativamente altos, entre 4 y 6 kWh/m²/día. Se debe tener en cuenta también las condiciones climáticas del
sitio (nubosidad, pluviosidad, temperatura, viento).
Serie horaria: El dato de radiación solar promedio diaria en kWh m-2día-1 se obtiene de una serie de lecturas
hora a hora durante un período de al menos un año. El uso de una serie de radiación solar permite estimar
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con mayor exactitud la energía que obtendremos de nuestro sistema fotovoltaico. El uso de una serie de
datos generalmente está asociado a programas de computación que facilitan el diseño.
Promedio anual: si no se dispone de la serie de radiación solar, tomamos el dato de la radiación solar
promedio diaria de la zona en que estamos. Un valor aceptable para Colombia es de 4,5 kWh m-2día-1.
Para medir la intensidad lumínica se puede utilizar un luxómetro portátil, con un costo aproximado de
$1´338.669, y posteriormente analizar los datos en computadores para el diseño del sistema de generación.
Un panel solar para generación de energía en localidades aisladas tiene un precio alrededor de $653.400.
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4.2
AFORO DE CAUDAL PARA CUERPOS HÍDRICOS
El conocimiento de la variación del caudal que fluye por una determinada sección de un cauce natural es de
suma importancia en los estudios hidrológicos. De acuerdo con la calidad y la cantidad de los registros de
caudales necesarios en un estudio hidrológico, las mediciones se pueden hacer de una manera continua o
permanente o de una manera puntual o instantánea, las mediciones continuas de caudales requieren de la
instalación de una estación medidora (limnimétrica) o de una estación registradora (limnigráfica). Las
mediciones aisladas, puntuales o instantáneas, se realizan en determinados momentos en que se desee
conocer la magnitud de una corriente en particular. La mayoría de los métodos de aforo se basan en la
ecuación de continuidad (Q = V*A).
La instrumentación de un sistema de estaciones para aforo de caudal, de manera electrónica, tiene un costo
aproximado de $ 29´438.000, incluyendo materiales para instalación de estaciones, mano de obra para
calibración de equipos y tecnología para almacenamiento y análisis de los datos obtenidos telemétricamente.
4.3
INSTALACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS PARA GENERACIÓN DE ENERGÍA
EÓLICA
La energía eólica se aprovecha con molinos que incorporan un generador eléctrico y produce corriente cundo
sopla el viento (aerogeneradores). Los aerogeneradores pueden producir energía eléctrica en conexión
directa a la red de distribución convencional o de forma aislada. Para conseguir un parque eólico, la
tecnología más alta se ve representada en las el material ligero de las paletas y las turbinas controladas por
un microprocesador.
Con las estaciones meteorológicas se puede medir la pluviosidad de la zona, la velocidad e intensidad de
los vientos, entre otros parámetros. Una estación meteorológica cuesta alrededor de $ 939.810.
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Un equipo aerogenerador tiene un costo aproximado de $ 2´174.370.
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4.4
PLANTAS TERMOGENERADORAS
Una central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la
energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles
fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico
convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Son las centrales más baratas de
construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón, debido a la
simplicidad (comparativamente hablando) de construcción y la energía generada de forma masiva.
Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más baratas (alcanzan el 50%) que una
termoeléctrica convencional, aumentibles calientes genera emisiones de gases de efecto invernadero y
de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes que pueden contener metales pesados. Los
combustibles fósiles son una fuente de energía finita, por lo tanto su uso está limitado por la disponibilidad
de las reservas y/o por su rentabilidad económica. Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar
el microclima local. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente
en éstos. Su rendimiento es bajo, a pesar de haberse realizado grandes mejoras.
Un estudio completo de impacto a la atmósfera por emisión de gases, emisión de ruido ambiental y
afectación de calidad del aire de la zona, cuesta aproximadamente $10´000.000. Esta valoración se debe
realizar para obtener un permiso de operación y licencia ambiental de cualquier planta térmica a base de
combustible líquido, gaseoso y sólido. El montaje de una planta de generación termoeléctrica requiere de
un estudio de mercado previo para definir la disponibilidad del combustible que se desea utilizar, de manera
que se realicen los contratos previos de suministro.
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