CREG- COSTOS

INVERSIONES Y GASTOS DE AOM PARA LA
ACTIVIDAD DE GENERACIÓN EN ZONAS
NO INTERCONECTADAS UTILIZANDO
RECURSOS RENOVABLES
Bogotá , 09 de Noviembre de 2012
FENR Seleccionadas
Las fuentes de energía seleccionadas son:
• Energía solar
• Energía eólica
• Energía de la biomasa
• Pequeñas centrales hidroeléctricas
Tecnologías de FENR
ENERGÍA SOLAR – SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS
POTENCIAL SOLAR
RECURSO SOLAR EN
COLOMBIA
kWh/m2/año
UPME – IDEAM
GUAJIRA:
1980 - 2340
COSTA ATLANTICA: 1260 - 2340
UPME
ORINOQUIA:
1440 - 2160
AMAZONIA:
1440 - 1800
REGION ANDINA:
1080 - 1620
COSTA PACIFICA:
1080 - 1440
Descripción de la tecnología
Aplicaciones
•
•
•
•
•
Productos de consumo (hasta 1 Wp). Celdas en calculadoras, relojes y otros pequeños
equipos.
Aplicaciones espaciales (15 Wp - 20 kWp). SFV en satélites y misiones espaciales.
Sistemas Remotos Aislados o Stand Alone Systems (50 Wp - 100 kWp). Sistemas para
residencias, establecimientos comerciales y pequeñas comunidades aisladas, no
interconectadas a la red. Esta categoría incluye:
– Equipos domésticos (iluminación, radios, TV, VCR, radioteléfonos, etc.)
– Centros de servicios comunitarios en lugares aislados
– Equipos de puestos de salud (conservación de vacunas, comunicaciones, etc.)
– Telecomunicaciones y Estaciones satelitales terrestres
– Estaciones climatológicas y Equipo de telemetría
– Ayudas para la navegación aérea y Puestos militares remotos
– Equipo sobre plataformas marinas, boyas y Generadores móviles
Sistemas residenciales conectados a la red (1 - 20 kWp). Sistemas para residencias que
generan su propia electricidad y entregan o reciben energía de la red según tengan exceso o
defecto de la misma.
Grandes centrales (> 1 MWp). Sistemas que entregan la energía directamente a la red.
Ventajas de los SFV
•
•
•
•
•
•
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•
•
Alto grado de confiabilidad debido a que carecen de partes móviles
Simplicidad en el diseño del sistema lo que aumenta la confiabilidad
Alta Disponibilidad
Fácil operación y generalmente se diseñan para operación inatendida.
Son pobres en mantenimiento
Larga vida útil (> 20 años sin pérdida importante eficiencia de conversión).
Los SFV son independientes del suministro de combustibles
Los SFV pueden ser operados en condiciones ambientales supremamente adversas
La capacidad de generación puede expandirse gradualmente con la demanda
Los SFV se pueden instalar directamente en el sitio de la demanda (generación in
situ).
Los SFV de muy fácil transporte e instalación.
Los SFV eliminan la vulnerabilidad que tienen las redes eléctricas en donde la
seguridad es importante.
Los SFV no producen ni polución ni ruido ni tampoco tienen emisión espectral
significativa
Características SFV
Descripción
SFV pequeños
SFV pequeños
Capacidad generador
Vida de los módulos
Vida útil de baterías
Vida útil de reguladores
de carga e inversores
Factor de capacidad
50 Wp
25 años
5 años
10 años
300 Wp
25 años
5 años
10 años
Plantas
FV
miniredes
25 kWp
25 años
5 años
10 años
20%
20%
20%
para
Estructura de costos
• Costos de Inversión
– Asociados con la compra, el transporte e instalación de los equipos fotovoltaicos. Estos
costos pueden representar un 70-75 % del costo del sistema a lo largo de toda su vida
útil.
• Costos de Administración, Operación y Mantenimiento
– Costos de Administración: Dependen del sistema de gestión
– Costos de Operación: Dependen de si el sistema es individual o de mini-red
– Costos de Mantenimiento: Los que se debe incurrir durante toda la vida útil de los
equipos para conservar en buenas condiciones el sistema fotovoltaico. El
mantenimiento de los SFV es
• limpieza adecuada y periódica de los equipos (especialmente de los paneles fotovoltaicos), y
• llenado oportuno del agua de las baterías cuando se trata de baterías de Pb-ácido abiertas.
por lo tanto, los costos de mantenimiento son muy bajos
• y representan un 3-5 % del costo total del sistema a lo largo de toda su vida útil.
• Costos de Reemplazo son aquellos en los que se debe incurrir cuando las baterías llegan al fin
de su vida útil. Generalmente, esto sucede después de 3 - 5 años de uso, pero depende en
buena medida del mantenimiento y de los ciclos de carga/descarga a los que fue sometida la
batería.
• Estos costos representan 20 - 27 % de los costos totales del sistema a lo largo de toda su vida
útil.
Modelo de construccion de costos de
inversion para Colombia
•
•
•
•
•
•
•
•
Costos de referencia internacional tipo Solar buzz
Modulos U$/Wp
Regulador U$/Amperio
Inversor U$/W
Batería U$/Wh
Impuestos, aranceles, etc
Transporte terrestre, aéreo y local en $/kg/km
Instalación (terreno, obras civiles conexión a la
red)
Modelo de construccion de costos de
inversion para Colombia
Datos de entrada
Tamaño del sistema en
terminos de Wp, amperios
maximo del regulador,
Inversor en W y batería en
Wh
Localización del sistema
Costo de transporte aéreo
y local por kg de peso
Terreno, compra, arriendo
Obras civiles $/Wp
Instalación $/Wp
Conexión a la red
Salida
Costo CIF = costo FOB+ transporte,
seguros, fletes, aranceles y gastos de
nacionalización)
Precio = Costo * % de utilidad
Costo de transporte a otras
ciudades + costo de transporte al
lugar de instalación
Costo de instalación
Módulos Si – Mono - Mercado
Colombiano
Baterías AGM– Mercado Colombiano
Baterías OPsZ– Mercado Colombiano
Reguladores Carga MPPT
Inversores Onda Sinusoidal
Modificada -Mercado Colombiano
Inversores Onda Sinusoidal Pura Mercado Colombiano
Costo SFV Estándar para Hogar (Col $)
Componente
Módulo
Regulador
Bateria AMG
Inversor sin puro
Otros (montaje)
Total
Precio unitario
Precio unitario
Precio
unitario ($)
4,000
14,000
490
2,000
50,000
Unidad
Capacidad
Subtotal ($)
%
Wp
A
Wh
W continuo
125
15
1,200
300
1
500,000
210,000
588,000
600,000
50,000
1,948,000
26%
11%
30%
31%
3%
100%
15,584,000 $/kWp
8,658
US$/kWp
Costo Mensual Reemplazos (Col $)
Costo reemplazos mensual
Costo mantenimiento
Costo regulador
Costo inversor
Costo mensual reemplazos
Vida util
48
120
120
Costo mensual
12,250
1,750
5,000
19,000
Módulo SUNTECH STP245-20/ Wd
• Capacidad:
– 245 Wp
• Peso: 18.2 kg
• Peso Especifico: 0.074
kg/Wp
• Dimensiones: 1.64 x
0.99 x 0.35 m3
• Volumen especifico:
0.00023 m3 / Wp
Batería Pb-Acido GNB 12-5000 SunLyte
• Capacidad:
– 100 Ah@100 HR
• Peso: 27.0 kg
• Dimensiones: 0.31 x
0.18 x 0.22 m3
Peso de un SFV de 125 Wp, 100 Ah
AGM , Regulador e Inversor y otros
• Peso modulo de 125 kg
= 10 kg
• Peso batería = 27 kg
• Otros = 13 kg
• Total = 50 kg
OM
SFV - Reemplazos mayores
Inicio
Componente
0
Modulo solar
X
Regulador Carga
X
Baterías
X
Inversor
X
SFV - Mantenimiento
Componente
Acción mantenimiento
Modulo solar
Limpieza
Reemplazos Mayores (años)
5
10
15
20
X
X
X
X
X
Periodicidad
Trimestral, de acuerdo a grado
suciedad
Cada revisión, p.e. cada 6 meses
Regulador Carga Ajuste terminales
Para baterías abiertas, recargar
Baterías
Mensual
agua desmineralizada
Inversor
Ajuste terminales
Cada revisión, p.e. cada 6 meses
Modelo de construccion de costos de
Operación y mantenimiento para Colombia
Datos de entrada
Número de reemplazos de
baterias y de reguladores y
costos de instalación de
cada uno VPN,
mantenimiento de redes y
transformadores en
sistemas de miniredes
Modelo de operación,
cooperativa, estado,
agente privado. Numero
de empleados recaudo y
administración
Salida
Costo anualidad de mantenimiento
Costo de operación
ENERGÍA EÓLICA
POTENCIAL EÓLICO
RECURSO EÓLICO EN
COLOMBIA
Estimación de la Densidad
de potencia a 50 m, W/m2
UPME – IDEAM - 2006
GUAJIRA:
200 - 1700
REGION ANDINA:
125 - 700
COSTA ATLANTICA:
8 - 700
ORINOQUIA:
0 - 200
AMAZONIA:
0 - 120
COSTA PACIFICA:
1-
64
Sistema eólico
Aerogenerador Air Breeze 0.4 kW
• Potencia 0.4 kW
• Peso aerogen : 5.9 kg
• Dimensiones: 0.69 x 0.31
x 0.23 m3
• Torre 15 m
• 14 m de tuberia de 2’en
acero:
– 5.43 kg/m para 3.9 mm
espesor ( 76 kg)
– 7.46 kg/m para 5.5 mm de
espesor (104)
Modelo de construccion de costos de
inversion para Colombia - Eólica
Datos de entrada
Tamaño del sistema en
terminos de W, amperios
maximo del regulador,
inversor en W y batería en
Wh
Localización del sistema
Costo de transporte aéreo
y local por kg de peso
Terreno, compra o
arriendo, torre
Obras civiles $/W
Instalación $/W
Conexión a la red
Salida
Costo CIF = costo FOB+ transporte,
seguros, fletes, aranceles y gastos de
nacionalización)
Precio = Costo * % de utilidad
Costo de transporte a otras
ciudades + costo de transporte al
lugar de instalación
Costo de instalación
Costo aerogeneradores USA
Costo torres aerogeneradores USA
Características Pequeños
Aerogeneradores
Costo Pequeños Aerogeneradores
Colombia
OM
Aerogeneradores - Reemplazos mayores
Inicio Reemplazos Mayores (años)
Componente
0
5
10
15
Aerogenerador
X
Regulador Carga
X
X
Baterías
X
X
X
X
Inversor
X
X
Aerogenerador - Mantenimiento
Componente
Acción mantenimiento
Revisión rotor, generador Aerogenerador
devanado
Torre
Ajuste torre y anclaje
Regulador Carga Ajuste terminales
Para baterías abiertas, recargar
Baterías
agua desmineralizada
Inversor
Ajuste terminales
20
Periodicidad
Cada 3 a 5 años
Cada revisión, p.e. cada 6 meses
Cada revisión, p.e. cada 6 meses
Mensual
Cada revisión, p.e. cada 6 meses
ENERGÍA BIOMASA
OPORTUNIDADES DE GENERACIÓN DE
ELECTRICIDAD
RESUMEN- MP Y PROCESOS
Calor
Combustión
directa
Residuos
sólidos
Bioenergía
Energía
Eléctrica
Gasificación
Biocombustibles
Electricidad
Biocombustible
Fischer - tropsch
Etanol
(Transporte)
Biodiesel
(Transporte)
RSU
RS-RURAL
Calor
Biogás
Energía Eléctrica
Transporte
BIOMASSSA
SECAGEM
TRITURAÇÂO
PELETIZADO
CICLO A VAPOR
ORC
EFGT
COMBUSTIÓN
GASIFICACIÓN
PIRÓLISIS
CONVERSION DE LA BIOMASA PARA LA
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
TURBINAS
MOTORES
EXPANSORES
ELECTRICIDAD
COSTOS PARA COLOMBIA
PEQUEÑAS CENTRALES (PCH)
POTENCIAL HIDROENERGÉTICO
POTENCIAL HIDROLÓGICO DEL PAIS CON FINES PROPOSITOS ENERGÉTICOS
Se estima, que el país
dispone de un potencial para
proyectos de generación
hidroeléctrica superior a los
93.000 MW (1).
Considerando áreas de
PNN(2), áreas donde por
razones de conservación o
mantenimiento de algunos
ecosistemas o especies se
consideran estratégicas, áreas
de reserva forestal; el potencial
estimado sería de: 55.000 MW.
POTENCIAL HIDROENERGÉTICO
Ventajas / Dificultades
Ventajas
•
•
•
•
No produce Dioxido de carbono u
otra emisión de tipo líquido o sólido
(especialmente si
es un desarrollo
pequeño, que no posea embalse).
Es una fuente confiable de energía
dentro
de
las
limitaciones
hidrológicas que presenta el sitio.
Este tipo de fuente, se caracteriza por
su confiabilidad y flexibilidad en la
operación, incluyendo inicios y
paradas rápidas de acuerdo a los
cambios en la demanda.
La construcción de una (PCH) emplea
mano de obra local, lo que promueve
el desarrollo económico local.
Dificultades
• La potencia a instalar depende de
la disponibilidad del recurso
hídrico y las condiciones
topográficas de la zona.
• Construcción de infraestructura
adicional hacia el sitio del
proyecto.
Descripción del Aprovechamiento
•
•
•
•
•
•
Bocatoma
Desarenador
Canal de Aducción
Cámara de Carga
Tubería de Carga
Equipo electromecánico
ESTRUCTURA DE COSTOS
(Variables a tener en cuenta por estructura)
Estructura de Costos
• Obras civiles: entre el 15% y el
45 % del costo total.
• Turbina Generador: entre le
18% y el 30% del costo total.
• Accesorios equipos : entre el 8
% y el 15% del costo total.
• Intereses
durante
la
construcción: 10 % del costo
total.
• Ingeniería y otros: 20 % del
costo total.
• Operación y mantenimiento
(anual) 4 % del costo total
Costo estimado por región y por características del
aprovechameinto(Cost Analysis Series, IRENA)
Grupo de Trabajo
•
•
•
•
Humberto Rodríguez – Energía Solar y Eólica
Fabio González – Energía Solar
José Rincón – Energía de la Biomasa
Alejandro Logreira- PCH’s
CORPORACIÓN PARA LA ENERGÍA Y EL
MEDIO AMBIENTE – CORPOEMA
Cr 24 No. 36 – 63 of 303
(+571) 368 2827
corpoema@corpoema.com
www.corpoema.com