Estudio exploratorio para la implementación de micro generadores de energía eléctrica conectados a la red (Net

Metering) con fines de autoconsumo y venta de excedentes

MBA.GUTIERREZ RAMOS ABEL CESAR

Potencial Solar.

Departamento

Ubicación de

Estación

Meteorológica

Altitud

(m)

Radiación solar

media

(KWh/m2)- día

Tumbes Zorritos 5 4.93

Piura Tablazo 147 5.12

Cajamarca Cajamarca 2750 6.58

La Libertad Cartavio 51 4.86

Ancash Huaraz 3207 5.79

Huanuco Huánuco 1800 5.15

Cerro de Pasco Atacocha 4023 5.45

Junín Huancayo 3350 6.78

Lima La Molina 251 4.59

Huancavelica Tunel Cerro 4600 5.87

Cuzco Kayra 3219 5.28

Apurimac Abancay 2398 5.21

Ica Ica 398 5.28

Ayacucho Cachapampa 2450 6.62

Puno Puno 3825 6.8

Arequipa Characato 2461 7.09

Moquegua Moquegua 1420 6.14

Tacna Calana 590 5.43

Atlas de Energía Solar, Promedio Nacional: 5.24 Kwh/m2

Sierra: 5.5 a 6.5 Kwh/m2

Costa : 5.0 a 6.0 KWh/m2

Selva: 4.5 a 5.0 Kwh/m2

Operación de Sistema Net Metering.

Vivienda consume 2.6

Kwh (día + noche)

La producción de

PSFV es 2.4 Kwh.

Durante la mañana el

SFV inyecto a la red

0.8 kwh y por la

noche la vivienda

toma de la red 1 kwh.

La diferencia entre

ambos de 0.2 kwh

que sería la cantidad

de energía que

cobraría la compañía

eléctrica; 7.70%

siendo el porcentaje

de ahorro 92.30%.

2.4 Kwh 2.6 Kwh- 0.2 Kwh /

Tomado de la

red /a pagar.

- =

La Tecnología de los Sistemas Fotovoltaicos.

Evolución del marco

normativo Decreto Ley N° 25844, Ley de Concesiones Eléctricas. (promulgado el

06-11-1992), y su reglamento Decreto Supremo N° 009-93-EM.

Decreto Supremo N° 027-2008-EM, Reglamento del Comité de Operación Económica del Sistema (COES). (promulgado el 02-05-2008).

Marco Normativo específico del sector eléctrico

Marco Normativo de energías renovables

Decreto Legislativo N° 1002, Decreto de Promoción de la Inversión

para la Generación de Electricidad con el uso de energías

renovables. (promulgado el 01-05-2008) y su Reglamento D.S. N°

012-2011-EM (promulgado el 22-03-2011).

Ley N° 28749, Ley de Electrificación Rural. (promulgada el 30-05-

2006).

Decreto Legislativo N° 1221, Decreto que mejora la regulación de

la distribución de electricidad para promover el acceso a la

energía eléctrica en el Perú. (promulgada el 23-09-2015).

Operatividad del Sistema

Eléctrico

EMPRESAS

PÚBLICAS Y

PRIVADAS

MINEM

MINAM

OSINERGMIN

COES

INDECOPI

ACTORES

-GENERADORAS

-TRANSMISORAS

-DISTRIBUIDORAS

TIPOS DE

EMPRESAS

Diagramas de Carga

Diagrama de carga a nivel nacional del día 03 de agosto de 2016.

3 000.0

3 300.0

3 600.0

3 900.0

4 200.0

4 500.0

00

:30

01

:30

02

:30

03

:30

04

:30

05

:30

06

:30

07

:30

08

:30

09

:30

10

:30

11

:30

12

:30

13

:30

14

:30

15

:30

16

:30

17

:30

18

:30

19

:30

20

:30

21

:30

22

:30

23

:30

MW DIAGRAMA DE CARGA DEL SISTEMA INTERCONECTADO CENTRO NORTE

03-ago-2016

1 050.0

1 100.0

1 150.0

1 200.0

1 250.0

1 300.0

1 350.0

00

:30

01

:30

02

:30

03

:30

04

:30

05

:30

06

:30

07

:30

08

:30

09

:30

10

:30

11

:30

12

:30

13

:30

14

:30

15

:30

16

:30

17

:30

18

:30

19

:30

20

:30

21

:30

22

:30

23

:30

MW DIAGRAMA DE CARGA DEL SISTEMA INTERCONECTADO SUR

03-ago-2016

Costos y tarifas

PRECIO

USUARIO

Evolución de tarifas eléctricas residencial.

Tabla 4.8. Tasa de crecimiento tarifa BT5B.

Fuente: Gerencia Comercial de SEAL, 2016.

Evolución de Precios E. Eléctrica en Barra.

29.5429.73

32.43 32.17 30.01

33.17

39.00 40.2040.87

40.21

41.94

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 -jun

PRECIO EN BARRA US$/MWh

Evolución de precios de energía puestos en barra (2006 – 2016).

Fuente: Elaboración propia en base a información de EGASA y Osinergmin 2016

Adjudicaciones proyectos Solares – Perú.

21.50 22.25 22.30 22.50

11.99

4.804.85

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 2 4 6 8

Tarifas Proyectos Solares Perú 2016 (ctvs

US$/Kwh)

Í t emF irma de

Cont ratoProyecto Adjudicatario

Energía

Anual

(Mw.h)

Potencia de

Cont rato

Tarifa

(Ctvs .

US$/Kw.h)

Fcha de

Puesta en

Operación

Comercial.

Es tado(*)

1 31.03.2010 Panamericana Solar (I lo) Consorcio Panamericana 50676 20 21.5 31. 12.2012 En operación.

2 31.03.2010 Majes Solar 20T(Arequipa) Grupo T SolarGlobal S.A . 37630 20 22.25 31. 12.2012 En operación.

3 31.03.2010 Repart ición Solar 20T (Arequipa)Grupo T SolarGlobal S.A . 37440 20 22.3 31. 12.2012 En operación.

4 31.03.2010 Tacna Solar Consorcio Tacna 47196 20 22.5 31. 12.2012 En operación.

5 30.09.2011 Moquegua Solar(Mariscal N ieto)Moquegua FV S.A .C. 43000 16 11.99 31. 12.2014 En operación.

6 16.02.2016 Cent ral Solar Rubi ENEL Green Power Perú SAC415000 114.48 4.798

7 16.02.2016 Proyecto Int ipampa ENERSUR SA 108404 40 4.85

250.48

En construcc ión

En construcc ión

221.1

119.9 48.24

32.1733.17

40.21

121.98

135.67

163.73

31.8323.86 14.7

0

50

100

150

200

250

2009 2011 2015

Variación de Tarifas: Barra, BT5b, Solar y costo Marginal de Generación

Precio SOLAR (US$/MWh) Precio EN BARRA (US$/MWh)

Precio Seal BT5b (US$ / MWh) Costo Promedio Marginal Medio US$ / MWh

Fuente: Elaboración Propia en base a información de EGASA y Osinergmin 2016.

Evolución de precios por kWh de plantas solares en el mundo.

Fuente: Clean Technica Get the data, Saurabh Mahapatra- Agosto 2016

Operación de sistema conectado a la Red.

VIDEO

Evolución de la eficiencia PSFV

Monocristalin

o 25%

Multiunión

44.6%

Eficiencia Paneles Solares - 2016

Evolución de Precios PSFV

Las políticas de promoción de las ER.

Las economías de escala en producciónindustrial

El avance de la tecnología fotovoltaica.

La mejora en las eficiencia de los módulosfotovoltaicos.

El aumento de durabilidad.

Costos Sistemas Conectados a la Red: Precios

por Componente.

Comparativo de costos por vatio instalado de sistemas Net Metering en

Arequipa versus Estados Unidos.

Fuente: XXII Simposio Peruano de Energía Solar - Arequipa

Propuesta de

implementación de sistemas

de balance neto

Operación del sistema de balance neto propuesto

Nuestra propuesta se dirige a dos sectores potenciales: residencial y

PYME.

CARASTERISTICAS RESIDENCIAL PYME

Potencias De 2 < de 10 kW De 11 a 100 kW

Perfil de consumo

mensual

264.4 kWh (*) 1,962.83 kWh

Segmento

socioeconómico

A y B

Sector PYME Metal

mecánica

Nota: el perfil de consumo mensual se tomó de la tesis: Un Estudio Exploratorio sobre el Potencial del Uso

de las Energías Renovables: el caso de Arequipa. Esan. 2013

Operación del sistema de balance

neto propuesto

Compañía Eléctrica

Sistema Fotovoltaico

Microgenerador Autoconsumo

El siguiente ejemplo práctico representa la operación de un sistema

de balance neto residencial con potencia de 2 kWp:

347 kWh

82.6 kWh

264.4 kWh

(100%)

(24%)

(76%)LC

OE S

/. 0

.33

BT5B S/. 0.53

LCOE S/. 0.33

BT5B S/. 0.53

Costo de la energía generada (LCOE)

LCOE: Levelized cost of energy o costo nivelado de la energía, es muy

importante determinar el LCOE para saber si estamos en paridad de red.

LCOE = (Inversión inicial + Costo O&M + Gasto Administrativo) anual

Producción de energía anual

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

2 kW 3 kW 5 kW 10 kW 15 kW

Lima Lambayeque Cajamarca Junin Arequipa

Costo de la energía generada (LCOE)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Co

sto

de

en

erg

ía (

S/.

/k

W h

)

Potencia (kW)

LCOE BT5B

El siguiente gráfico presenta la variación de LCOE en Arequipa según

la potencia del sistema. Además se compara con la tarifa residencial

BT5B.

Caso: Producción de energía sistema

fotovoltaico de 3Kw.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

2 kw 3 kw 5 kw 10 kw 15 kw

LCO

E (

so

les

/ K

wh

)

Potencia IMG (kw)

Variacion LCOE por potencia - Arequipa Vs.

Lima

Arequipa Lima

Costo de la energía generada (LCOE)

Este gráfico muestra la variación de LCOE según la irradiación diaria

media anual para una potencia de 2 kW: Residencial.

Costo de la energía generada (LCOE)

Este gráfico muestra la variación de LCOE según la irradiación diaria

media anual para una potencia de 15 kW: PYME.

0.4

0.350.31 0.3 0.3 0.29 0.29

0.26 0.25 0.24 0.23 0.230.22

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

LCO

E (

so

les

/ K

wh

)

Irradiación (Khw/ m2 - dia)

LCEO Vs. Irradiación - Potencia 15 kw

Evaluación económica de los sistemas

propuestos

Principales supuestos para la evaluación económica:

• Depreciación tributaria: 10 años.

• Vida útil: 20 años.

• Tasa de descuento: 12%.

• Tarifa BT5B (residencial y no residencial): S/. 0.5281/kWh, consumos

mayores a 100 kW - mes.

• Precio en barra: S/. 0.1384/kWh.

• Costo marginal: S/. 0.0527/kWh.

• Tasa de crecimiento de tarifa BT5B residencial: 7.25% (fuente: SEAL

2016).

• Tasa de crecimiento de tarifa BT5B no residencial: 7.34% (fuente:

SEAL 2016).

• Perfil de consumo residencial: 264.4 kWh – mes (fuente: Tesis de

Esan 2013).

• Perfil de consumo no residencial: 1,962.83 kWh – mes (fuente:

recibo de energía agosto 2016 de empresa Intramet).

Evaluación económica de los sistemas

propuestos

VAN para LCOE vs consumo escalonado residencial

VAN = 0

Consumo Potencia LCOE PR

187.12 2 0.33 9

208.78 3 0.27 9

266.39 5 0.21 9

VAN para LCOE vs consumo escalonado no residencial

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

VA

N (

S/.

)

Perfil de consumo (Kwh)

Pago excedente LCOE no residencial

10 KW

15 KW

Nueva normativa necesaria para

viabilizar la microgeneración

1. Política de energías renovables a largo plazo

• Planeamiento concertado y transparente para

evitar que stakeholders vean como amenaza la

microgeneración.

• Lograr una matriz energética diversificada y flexible.

• Promover la microgeneración a nivel residencial y

PYME´s con las mismas oportunidades que grandes

proyectos con RER.

2. Educación y promoción de energías renovables

• Encargar a una institución público privada la

educación y promoción de energías renovables.

• Promover una cultura energética.

• Propiciar consensos y modelos asociativos.

• Pilotos de microgeneradores.

Nueva normativa necesaria para

viabilizar la microgeneración

3. Aprobar reglamento del D. L. N° 1221

• Esquema de microgeneración: balance neto o net

metering.

• Retribución de la energía: autoconsumo retribuida

al mismo precio que la tarifa de la empresa

distribuidora cobra a los usuarios. Excedente con

tarifa que permita sostenibilidad.

• Retorno de la inversión: 8 años para residencial y 6

para PYME.

• Tratamiento del peaje: balance neto libre de pago

de peaje.

• Todo excedente de energía será comprado por la

empresa distribuidora.

• Liquidación de excedentes mensualmente.

• Incentivos fiscales.

Nueva normativa necesaria para

viabilizar la microgeneración

• Seguridad de la red: conexión a red con procesos

estandarizados y homologación de componentes.

• Microgeneración en zonas alejadas,

complementado con sistemas de almacenamiento

(baterías).

4. Norma técnica de conexión a la red

• Establece mecanismos sencillos y plazos para una

conexión segura y efectiva.

3. Aprobar reglamento del D. L. N° 1221

Nueva normativa necesaria para

viabilizar la microgeneración

5. Esquemas de financiamiento

• Fondos concursables revolventes con fondos del

Estado.

• Préstamos directos a hogares con respaldo.

• Acuerdos de compra de energía generada por

terceros.

• Leasing solar.

Agenda pendiente por grupos de interés

Usuarios

(Residencial y PYME)

Estado(Minem, Minam,

Mef, Minedu)

Educación

(Universidades,Insti

tutos)

Sistema financier

o

(Bancos, cajas)

Sector privado

(Distribuidoras,

proveedores)

- Marco normativo

promotor.

- Política de Estado para

aprovechar RER

- Adaptación a avances

tecnológicos.

- Aportes a la

reglamentación

pendiente.

- Asesorar en

financiamiento de

sistemas fotovoltaicos.

- Desarrollar productos

financieros adaptados.

- Fomentar conciencia

ambiental y social.

- Formar capital

humano.

- Asumir rol de

emprendedores.

- Conformar

organizaciones de

microgeneradores.

- Cuidar el medio

ambiente.

Conclusiones1. La micro generación tiene viabilidad económica en la medidaque se diseñe adecuadamente la potencia de los equiposfotovoltaicos que se utilizarán en función del perfil del consumopropio y del excedente que se inyecta a la red a una tarifaapropiada. En ese contexto, tendrá mayor rentabilidad en lamedida que no se tenga potencia sin utilizar y que la misma seaproxime más al consumo propio, ello en razón a que elexcedente que se vende deberá ser superior al precio LCOE(Costo de Producción).

2. El sistema fotovoltaico requiere de tecnología, recursoshumanos, condiciones energéticas, marco legal yfinanciamiento. En ese contexto, se constituirá en un impulsor delcambio en la matriz energética que posibilitará la sostenibilidadde la misma, a un menor costo conforme al avancetecnológico.

3. La regulación existente se encuentra diseñada para laparticipación de grandes empresas eléctricas, por ello seencuentra direccionada en sus aspectos de inversiones,tecnología, comercialización, aspectos económicos yfinancieros, ambientales y de responsabilidad social. En razón deello, la normativa actual aplicable a la generación fotovoltaica,requiere que en la reglamentación del Decreto Legislativo N°1221, se cree un régimen especial o caso contrario se adapte laaplicación del cuerpo normativo existente.

Conclusiones

4. El Sistema Eléctrico peruano tiene las condiciones para albergarla implementación y el desarrollo de la energía no convencionala través de sistemas fotovoltaicos, sin embargo podrían existirbarreras de parte de los actores existentes a los cuales afectaríasus intereses.

5. La tecnología de los sistemas fotovoltaicos desde sus inicios se haganado un lugar muy importante dentro de las energíasrenovables no convencionales por su potencialidad, lo cual leotorga ventajas comparativas respecto a otras fuentesenergéticas sean renovables o no. Por ello, la tecnología en estossistemas es un factor esencial, el cual tendrá impacto no sólo enla sostenibilidad y sustentabilidad de ésta actividad sino tambiénen la eficiencia, eficacia, economía, ecología y en laresponsabilidad social del sector eléctrico.

6. La tecnología de los sistemas fotovoltaicos por la naturaleza desu aplicación básica (utilización en horas de sol), aporta sóloenergía y no potencia firme, razón por la cual tiene límitesrespecto a la seguridad de carga contratada que requieren lasempresas distribuidoras y clientes libres, en esas condiciones tienelimitada participación en la matriz energética.

Conclusiones

7. La experiencia de sistemas fotovoltaicos en otros países nos traelecciones aprendidas respecto a su inserción en los sistemaseléctricos tradicionales, así como en su ciclo de evolución desdela implementación hasta su operación en su fase inicial y en sutránsito hacia la madurez. Asimismo, nos dice que no existenrecetas sino más bien contextos en los cuales existen diversasformas de aplicación como es el caso del Net Metering (BalanceNeto), el Net Billing (Facturación Neta) y Feed in Tarif (tarifa porventa de energía generada).

8. La evolución de la viabilidad económica de los sistemasfotovoltaicos para producción de energía eléctrica, ha tenido unproceso que ha ido cambiando, desde presentar resultadosnegativos donde no alcanzaba a recuperar la inversión, hasta laactualidad en la que es viable económicamente bajocondiciones apropiadas de diseño en potencia, consumo propioy precio de los excedentes que se inyectan a la red dedistribución. En ese contexto, la evolución de la tecnología,tendrá un efecto directo en la eficiencia de los equipos, en suvida útil y en la reducción del costo de inversión.

Recomendaciones1. Se recomienda implementar el escenario en el cual se

desenvolverá la micro generación, con las siguientes condiciones mínimas:

• Establecer un marco regulatorio para las condiciones tecnológicas, comerciales, económicas, contractuales y tributarias.

• Establecer un marco regulatorio para la coordinación, supervisión y fiscalización de la actividad de microgeneraciónacorde a sus capacidades.

• Establecer un marco regulatorio para los incentivos, prioridades y condiciones especiales de financiamiento.

• Informar a la sociedad el beneficio de la microgeneración.

2. Se recomienda implementar la propuesta de generación distribuida en la forma de sistema fotovoltaico por las siguientes razones esenciales:

• Generará un cambio cultural al asumir a nivel de unidad familiar una actividad empresarial.

• Genera beneficios económicos sostenibles durante la vida útil del proyecto.

• Tiene beneficios en el medio ambiente.

Recomendaciones

3. Se recomienda aplicar sistemas de financiamiento para laimplementación de micro generadores fotovoltaicos, queposibiliten utilizar los equipos como garantía para los créditos aobtener. En ese contexto, se propone el uso de leasing financieroy sistemas de retorno administrado como es el de COFIGAS quepromueve COFIDE.

4. Se recomienda investigar temas asociados a la micro generaciónfotovoltaica. Proponemos lo siguiente:

• Implementación de sistemas de micro generación fotovoltaicacon utilización de baterías de almacenamiento.

• Implementación de sistemas híbridos de generación deelectricidad como pueden ser los sistemas eólicos – fotovoltaicos.

• Estudio del impacto ambiental de un nueva matriz energéticaconsiderando la participación de la generación fotovoltaica.

• Estudio sobre asociatividad de la micro generación fotovoltaicaque permita su expansión en el contexto de la matriz energética.

MBA. Gutierrez Ramos Abel César

TERMOINOX SAC