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Parques fotovoltaicos
de autoconsumo para empresas mineras
Por Dr. Ing. Julio Del Valle Jeldres, Profesor Titular de Universidad de Santiago de Chile. julio.delvalle@usach.cl www.die.usach.cl
Este artículo analiza las ventajas y desventajas, costos asociados y recuperación de la inversión al instalar un parque fotovoltaico (PFV) de autoconsumo para empresas mineras.

La mayoría de las empresas mineras compran energía eléctrica a nivel 220kV y tienen transformadores que distribuyen su energía en 23 o 33 kV. Los PFV cuentan con un transformador que eleva la tensión de 23 o 33 kV a 220 kV para conectarse al SING/SIC. Entonces, cabe la pregunta: ¿Por qué elevar la tensión a 220 kV si después se tiene que bajar a 23 o 33 kV?


Ventajas de un PFV de autoconsumo

El PFV no necesita el transformador elevador de 23 kV/220 kV o 33 kV/220 kV (menor costo de inversión).

Mejor eficiencia (se eliminan las pérdidas del transformador, líneas, etc.).

No se usan las redes del SING/SIC.

La energía del PFV no pasa por los transformadores de 220kV/33kV de la empresa minera (menores pérdidas, mayor aprovechamiento de los transformadores de la compañía minera).

El perfil de consumo de energía eléctrica de las empresas mineras es bastante uniforme ya que los equipos que demandan más energía funcionan las 24 horas al día, de tal manera que energía no se inyecta al SING (mayor eficiencia).

En general, la instalación de PFV de autoconsumo presenta ventajas tanto en la inversión como en eficiencia.


Ejemplo

Imaginemos una empresa minera cuyo costo de energía eléctrica es de US$150 millones anuales e instala un PFV de autoconsumo de 100 MWpeak. Si dicho PFV utiliza 400.000 paneles solares de 250Wpeak y está ubicado en la II Región (sector de Sierra Gorda, latitud=-22,89°, longitud=-69,3°, altura= 1638msnm), la radiación anual es de 2.727kWh/m2 anual. Por ende, un cálculo aproximado de la energía anual que suministra el PFV es:

Donde:

FCP es el factor de corrección de la potencia por efecto de la temperatura de los paneles, este valor varía entre 0.8 y 0.9 (la potencia de los paneles disminuye con la temperatura). Consideremos un FCP=0.85.

Si consideramos que las pérdidas de los equipos y cableado del PFV es de un 5%, entonces su eficiencia E=0.95.

Entonces, el aporte en energía del PFV de 100 MWpeak es de 220 GWh/anual. El precio del MWh para las empresas mineras es de US$125; es decir, el ahorro en energía eléctrica sería aproximadamente de US$27,5 millones anuales. Si consideramos una inversión de US$187 millones, esta sería recuperada en 6,8 años.

Notas:

Los PFV tienen una vida útil de 30 años.

La eficiencia actual de los paneles es de 18%. Cuando estos se tengan que reemplazar (en 30 años), la eficiencia de los paneles nuevos será de un 50%, por lo tanto, la energía que generará será 611 GWh/anual. En otras palabras, si el valor del MWh se mantiene en US$125, el ahorro será de 76,4 millones de dólares anuales.

El Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Santiago puede calcular en forma precisa los valores indicados anteriormente, y realiza capacitaciones tanto en diseños como montaje y mantenimiento de parques solares.

Julio 2016
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Comentarios acerca de este artículo
Juan Ángel Saiz Jiménez Universidad Politécnica de Valencia (14/07/2016)
El artículo es interesante pero presenta una aproximación al tema del auto consumo y sus costes. La vida útil de los paneles no es de 30 años, paneles más antiguos siguen en funcionamiento y los fabricados en la actualidad cabe pensar que poseen mejores características y su duración posiblemente sea mayor. La producción de 220 GWh/año es solo para el primer año de funcionamiento. En los años siguientes la producción irá disminuyendo entre un 0,5 y un 0,8 % al año. El coste de la instalación de 1,87 dólares/Wpico es quizás demasiado alto, un valor de 1,2 dólares/Wpico estaría más cerca del coste actual. El coste de la energía suele aumentar (al menos en España) todos los años, por lo que habría que incluir ese factor en el cálculo de los años de recuperación de la inversión. Teniendo en cuenta estos elementos, en 4-5 años se recuperaría el dinero invertido.
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