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SITUACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA EN MÉXICO 18 de noviembre de 2015 Dr. Iván Galileo Martínez Cienfuegos

Situación de las instalaciones de calentamiento solar de agua en México, (ICA-Procobre, nov 2015)

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SITUACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA EN

MÉXICO

18 de noviembre de 2015

Dr. Iván Galileo Martínez Cienfuegos

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Aviso Importante

Esta presentación ha sido preparada por el Doctor Iván Galileo Martínez Cienfuegos en colaboración con Procobre Centro Mexicano de Promoción del cobre A.C., con el propósito de difundir y diseminar diferentes aspectos relacionados con ventajas y beneficios para quienes adopten o implementen las recomendaciones aquí expuestas. Contiene información relacionada con el documento “Dossier de Calentamiento Solar de Agua en México”, el cual ha sido preparado y revisado por personas conocedoras del tema, sin embargo, el Centro Mexicano de Promoción del Cobre, A.C. y otros organismos participantes no se responsabilizan de su aplicación ni de la profundidad en relación al contenido aquí expuesto, ni por cualquier daño directo, incidental o consecuencial que pueda derivarse del uso de la información o de los datos aquí contenidos.

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Contenido

▪ Presentación

▪ Contexto Internacional

▪ Situación Actual en México

▪ Oportunidades

▪ Propuestas y Conclusiones

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Presentación ICA-Procobre

La International Copper Association (ICA) es la organización líder mundial en la promoción del cobre, administrada por profesionales de diversas áreas y que reúne todos los sectores interesados en la cadena productiva, de la minería a la industrialización, pasando por la refinación y la fundición.

Trabaja con imparcialidad y sin compromiso político o económico con sector alguno, sus acciones se vuelven al impulso de la aplicabilidad del cobre.

Apoya y desarrolla investigaciones en todas las áreas para la evolución de las aplicaciones y tecnologías en la industria y el crecimiento del mercado del cobre.

Fuente: http://procobre.org/es/

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Presentación ICA-Procobre

Mantiene comunicación continua con los diferentes órdenes de gobierno, ONGS, órganos reguladores, otras entidades y usuarios que permite contribuir en proyectos, leyes y reglamentaciones.

Los programas que impulsa cubren diversas áreas, destacándose los proyectos de eficiencia energética, salud pública, desarrollo sustentable, seguridad en las instalaciones eléctricas y acceso a la energía.

Fuente: http://procobre.org/es/

El presente documento corresponde a una iniciativa de ICA-Procobre

Centro Mexicano de Promoción del Cobre

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Presentación ICA-Procobre

Fuente: http://micalentadorsolar.com/

Aportaciones en materia de

Calentadores Solares de Agua

Elementos tecnológicos que promueven:

La diversificación energética

La disminución de gases de efecto invernadero

La creación de nuevas fuentes de empleo

Esquemas de ahorro monetario para los usuarios

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Fuente: http://www.sunwaymx.com.mx/

Aportaciones en materia de

Calentadores Solares de Agua

Elementos de información tales como:

Regulaciones nacionales

Sistemas de Medición

Sistemas de información y Comunicación

Capacitación de personal.

Presentación ICA-Procobre

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Contexto Internacional

Referencia Principal “Solar Heat Worldwide”

Programa de calefacción y refrigeración solar de la Agencia

Internacional de Energía (SHC-IEA, Solar Heating &

Cooling Programme – International Energy Agency),

Secretaría de Energía (SENER)

Asociación Nacional de Energía Solar, A.C. (ANES)

Otras asociaciones

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Contexto Internacional

México

Brasil

Canadá

España

Alemania

Estados Unidos

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

Tubosevacuados Captadores

planos Sin cubierta

51 490 210 660

300 599

2 7

1,890

4,664

305

2,055

1 28

55 45 450

550

20 122 538 2,019

10 97

596 1,328

4,059

10,539

525

3,935 395 90

1,160 1,965

18,845

14,635

Po

ten

cial

rmic

o [

MW

t]

Capacidad Mundial Total en Operación

2013

2013

2013 2005

2005

2005

Fuente: Solar Heat Worldwide, 2007 y 2013

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Contexto Internacional

México

Brasil

Canadá

España

Alemania

Estados Unidos

0

5,000,000

10,000,000

15,000,000

20,000,000

25,000,000

30,000,000

Tubosevacuados Captadores

planos Sin cubierta

72,577 699,342 300,058 942,482

428,586 855,253

3,016 9,909

2,700,458

6,663,003

435,724 2,936,351

1,650 39,303

78,981 64,210 642,493

785,857

29,094 173,542 767,857 2,883,812

13,570 137,985

852,000 1,897,000

5,799,000

15,055,000

750,000

5,621,760 563,729

128,832 1,656,824 2,806,716

26,920,993

20,907,216

Sup

erf

icie

Inst

alad

a [m

2]

Área Total Instalada en Operación

2013

2013

2013 2005

2005

2005

Fuente: Solar Heat Worldwide, 2007 y 2013

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Situación en México

NMX-ES-001-NORMEX-2005. Fecha de inicio de vigencia 14 de Octubre de 2005. ENERGIA SOLAR- RENDIMIENTO TÉRMICO Y FUNCIONALIDAD DE CAPTADORES SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA. MÉTODOS DE PRUEBA Y ETIQUETADO. OBJETIVO: establecer los métodos de prueba para determinar el rendimiento térmico y las características de funcionalidad de los captadores solares que utilizan como fluido de trabajo agua, comercializados en los Estados Unidos Mexicanos.

NORMATIVIDAD:

NMX-ES-002-NORMEX-2007. Fecha de inicio de vigencia 22 de Junio de 2007. ENERGÍA SOLAR- DEFINICIONES Y TERMINOLOGÍA. OBJETIVO: exponer los vocablos simbología y la definición de los conceptos más usados en el campo de la investigación y el desarrollo de la tecnología para el mejor uso de la radiación solar como fuente alternativa de la energía con la finalidad de que en esta temática se utilice un lenguaje único en los ámbitos científicos y técnicos.

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Situación en México

NORMATIVIDAD:

NMX-ES-003-NORMEX-2007. Fecha de inicio de vigencia 22 de Septiembre de 2008. ENERGIA SOLAR- REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA LA INSTALACIÓN DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS, PARA CALENTAMIENTO DE AGUA. OBJETIVO: fijar las condiciones técnicas mínimas que deben cumplir las instalaciones de sistemas para calentamiento solar de líquidos, especificando los requisitos de durabilidad, confiabilidad y seguridad.

NMX-ES-004-NORMEX-2010. Fecha de inicio de vigencia 11 Junio de 2010. ENERGÍA SOLAR - EVALUACIÓN TÉRMICA DE SISTEMAS SOLARES PARA CALENTAMIENTO DE AGUA. MÉTODO DE PRUEBA. OBJETIVO: establecer el método de prueba para evaluar y comparar el comportamiento térmico de sistemas de calentamiento de agua solares, principalmente para uso doméstico hasta una capacidad máxima de 500 litros y hasta una temperatura máxima de 90 °C como dominio de temperaturas de agua caliente.

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Situación en México

NORMATIVIDAD:

NADF-008-AMBT-2005. NORMA AMBIENTAL PARA EL DISTRITO FEDERAL. Fecha de publicación en el Gaceta Oficial de la Federación: 7 de abril de 2006, entró en vigor el 8 de Abril 2006. OBJETIVO: establecer los criterios para el aprovechamiento de la energía solar en el calentamiento de agua; los requerimientos mínimos de calidad; las especificaciones técnicas de instalación, funcionamiento y mantenimiento de los sistemas para calentamiento de agua por medio del aprovechamiento de la energía solar.

Dictamen Técnico de Energía Solar Térmica en Vivienda (DTESTV). Suscrito el 25 de Octubre de 2011. OBJETIVO: establecer las especificaciones que deben cumplir los sistemas de calentamiento de agua cuya fuente de energía sea la radiación solar y como respaldo utilice un calentador de agua como fuente de energía a gas LP o el gas natural, energía eléctrica o cualquier otra. Además establece los métodos de prueba para su verificación y los requisitos de marcado y etiquetado.

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Estándares de Competencia:

Situación en México

ESTÁNDAR DE COMPETENCIA EC0325: Instalación de Sistema de Calentamiento Solar de Agua Termosifónico en Vivienda Sustentable. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 24 de mayo de 2013. Tiempo de Vigencia del Certificado: 3 Años. OBJETIVO: Servir como referente para la evaluación y certificación de las personas que instalan calentadores solares de agua termosifónicos específicamente en vivienda sustentable, incluye tres funciones elementales: (1) levantamiento previo y preparación de materiales; (2) Instalación de los componentes del sistema; (3) Prueba del funcionamiento del sistema.

ESTÁNDAR DE COMPETENCIA EC0412. GESTIÓN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA ORGANIZACIÓN. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 7 de marzo de 2014. Tiempo de Vigencia del Certificado: 3 Años. OBJETIVO: Servir como referente para la evaluación y certificación de las personas que llevan a cabo las funciones de gestión de eficiencia energética en empresas, instituciones y organizaciones privadas, públicas y/o del sector social.

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Situación en México

Estándares de Competencia:

ESTÁNDAR DE COMPETENCIA EC0413. GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO AL SISTEMA ENERGÉTICO DE INMUEBLES. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 7 de marzo de 2014. Tiempo de Vigencia del Certificado: 3 Años. OBJETIVO: Servir como referente para la evaluación y certificación de las personas que llevan a cabo las funciones de supervisión del mantenimiento al sistema energético de inmuebles.

ESTÁNDAR DE COMPETENCIA EC0416. OPERACIÓN DEL MANTENIMIENTO AL SISTEMA ENERGÉTICO DE INMUEBLES. Publicado en el Diario Oficial de la Federación 7 de marzo de 2014. Tiempo de Vigencia del Certificado: 3 Años. OBJETIVO: Servir como referente para la evaluación y certificación de las personas que realizan las acciones de mantenimiento de los sistemas energéticos de inmuebles, resuelven contingencias del sistema energético, conducen de manera eficiente el consumo energético del sistema, y dan cumplimiento a las medidas de seguridad/protección del sistema energético.

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Situación en México

Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética

Energías renovables.- Aquellas reguladas por esta Ley, cuya fuente reside en fenómenos de la naturaleza, procesos o materiales susceptibles de ser transformados en energía aprovechable por la humanidad, que se regeneran naturalmente, por lo que se encuentran disponibles de forma continua o periódica.

Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía

Eficiencia Energética: Todas las acciones que conlleven a una reducción económicamente viable de la cantidad de energía necesaria para satisfacer las necesidades energéticas de los servicios y bienes que requiere la sociedad...

Aprovechamiento sustentable de la energía: El uso óptimo de la energía en todos los procesos y actividades para su explotación, producción, transformación, distribución y consumo, incluyendo la eficiencia energética.

Políticas Públicas:

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Políticas Públicas:

LEY DEL IMPUESTO SOBRE LA RENTA (ISR). Nueva Ley publicada en el Diario Oficial de la Federación el 11 de diciembre de 2013. Artículo 34. Establece los por cientos máximos autorizados (deducibilidad), tratándose de activos fijos por tipo de bien son los siguientes: Apartado XIII. 100% para maquinaria y equipo para la generación de energía proveniente de fuentes renovables o de sistemas de cogeneración de electricidad eficiente. Para los efectos del párrafo anterior, son fuentes renovables aquéllas que por su naturaleza o mediante un aprovechamiento adecuado se consideran inagotables, tales como la energía solar en todas sus formas; la energía eólica; la energía hidráulica tanto cinética como potencial, de cualquier cuerpo de agua natural o artificial; la energía de los océanos en sus distintas formas; la energía geotérmica, y la energía proveniente de la biomasa o de los residuos. Asimismo, se considera generación la conversión sucesiva de la energía de las fuentes renovables en otras formas de energía.

Situación en México

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Situación en México

Programas:

Entre los grandes programas aplicados en México, se tienen:

Programa PRONASOL (Programa Nacional de Solidaridad Económica, 1988-1994)

Programa de Energías Renovables para México (1994-2000 USAID/DOE/SAGARPA-FIRCO).

Programa de Energías Renovables para la Agricultura (GEF/BANCO MUNDIAL/SAGARPA-FIRCO 2000-2008)

Proyecto de Desarrollo Rural Sustentable (GEF/BANCO MUNDIAL/SAGARPA-FIRCO 2008-2016)

Hipoteca Verde (INFONAVIT)

Otros…

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Oportunidades en México

Parámetro 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Instalado

[m2x1000]

100.35 96.69 154.27 165.63 233.34 272.58 272.32 270.36 269.53

Acumulado

[m2x1000]

742.99 839.69 993.95 1,159.59 1,392.92 1,665.50 1,937.82 2,208.18 2,477.71

Rendimiento

promedio

40% 40% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50%

Energía

aprovechada

[PJ]

2.09 2.29 2.77 3.27 4.01 4.86 5.66 6.42 7.14

Evolución del área de calentadores solares de agua instalada en México en el periodo 2005-2013.

Fuente: Balance Nacional de Energía, 2013

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Contexto Nacional

0

50

100

150

200

250

300

350

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Inst

alad

o e

n e

l añ

o [

m2x1

00

0]

Superficie instalada anualmente y la tendencia para los años 2014 y 2015.

Elaboración propia a partir de datos de SENER,2013

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Oportunidades en México

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Acu

mu

lad

o [

m2x1

00

0]

Superficie acumulada de calentadores solares de agua instalados.

Elaboración propia a partir de datos de SENER, 2013

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Oportunidades en México

Fuente: http://www.heliogis.com/mapas

Irradiación global horizontal

En México el recurso solar está disponible en un alto nivel.

El valor oscila desde 4.6 a 21.3 MJ/m2.

Para nuestro país el uso de la energía solar representa una fuente importante de energía para el presente y el futuro.

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Oportunidades en México

Gráfica comparativa del aumento de población y disminución de la disponibilidad de agua.

Fuente: CONAGUA, 2013

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Oportunidades en México

Esquema de la distribución del agua disponible, de la población y del PIB

Fuente: CONAGUA, 2013

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Oportunidades en México

Grado de Marginación por entidad Federativa

Fuente: CONAPO, 2010

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Oportunidades en México

Vivienda y Población

Fuente: INEGI, 2010

1.4% 1.1%

-0.5%

1.7% 1.8%

2.7%

3.1% 3.4%

3.2%

2.0% 1.9%

1.4%

2.0%

2.7%

3.7%

3.0%

3.1%

2.6%

-0.5%

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

2.5%

3.0%

3.5%

4.0%

Tasa de crecimiento por década

Población Vivienda

Concepto Año

# de Viviendas 2000 2005 2010

Total 21 513 235 24 006 357 28 138 556

Dispone de lavadora 11 179 107 15 061 473 18 692 852

No dispone 10 139 815 8 591 185 9 255 692

No especificado 194 313 353 699 190 012

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Propuestas y Conclusiones

Recursos naturales:

Se requiere el desarrollo de modelos de predicción de la irradiancia y de la irradiación solar en todas sus variantes, para una mejor cuantificación de la energía solar en cada punto de México.

La disponibilidad de agua es un elemento a considerar, ya que en casos extremos la falta de agua aceleraría la degradación de los equipos.

Aspectos normativos:

Se requiere mayor certidumbre para los usuarios sobre la calidad de los equipos y contar con una “buena instalación”.

Es imperioso la elaboración de Normas Oficiales Mexicanas basadas en las Normas Mexicanas de Energía Solar ya existentes

Labor masiva de promoción en todos los municipios del país.

Seguimiento al estado en que se encuentra toda la infraestructura de CSA del país

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Propuestas y Conclusiones

Aspectos socio-económicos:

Esquemas financieros novedosos que permitan contemplar créditos asequibles para usuarios de vivienda individual y de vivienda en condominio, así como para micro, pequeñas y grandes empresas de cualquier sector de consumo energético.

Certidumbre para los usuarios sobre la calidad de los equipos y buenas prácticas de instalación.

Divulgación y promoción:

Es importante mantener una campaña informativa continua sobre las tecnologías de CSA, así como los beneficios que estas conllevan.

Trabajo conjunto entre la Secretaría de Energía, la de Economía, y la de Educación, así como organizaciones no-gubernamentales y asociaciones de fabricantes e importadores de equipos de CSA.

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Propuestas y Conclusiones

Problemas principales:

1) La información, tiene que ver con el conocimiento de las tecnologías disponibles, los beneficios y una buena instalación, por parte de los usuarios potenciales.

2) La inversión inicial, si bien los beneficios son inmediatos y se mantienen en un horizonte de tiempo largo, se estima que actualmente solo el 20% de la población podría tener acceso a los recursos financieros para la instalación de un sistema de CSA.

En resumen, se requiere una institución líder que coordine los esfuerzos para mejorar todo lo que se ha hecho.

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PREGUNTAS Y RESPUESTAS

Pregunta 1. ¿Cómo podemos saber que tanta irradiancia solar tiene uno en su zona de residencia?

A partir de software que calcule la irradiación diaria promedio mensual horizontal o inclinada, a continuación pongo una lista:

- RAD II: https://aplicaciones.iingen.unam.mx/ConsultasSPII/Buscarpublicacion.aspx

En donde dice "Buscar por:" "Autor:" escribes el apellido de Almanza, quien desarrollo el software. Y la publicación de 2005 esa es, está la liga para documento PDF y el software libre. Actualmente se está trabajando en una actualización pero estará lista hasta el próximo año.

- Meteonorm: http://meteonorm.com/

Donde dice "Download" se puede descargar una versión de prueba.

- PolySun: http://www.velasolaris.com/espanol/home.html

También se puede descargar una versión de prueba

Pregunta 2. ¿Cuál es el tipo de calentador solar más recomendable para toda la República Mexicana?

No hay ninguno en particular, ya que depende de la aplicación, es decir, en qué se usará el agua caliente? y también depende del presupuesto con el que se cuenta para adquirirlo. Todos son buenos, siempre y cuando cumplan con una certificación de calidad reconocida.

A continuación se enlistan las preguntas que no pudieron ser respondidas durante la sesión.

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Para mayor información:

Escriba a: [email protected]

Visite: www.procobre.org/es

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¡¡Gracias por su atención!!