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C. Polo CERT UNJBG PERUXVII Simposio Peruano de Energía Solar - IV ISES-CLABlog Soluciones solares (solucionessolares.blogspot.com)
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1
“POTENCIAL ENERGÉTICO RENOVABLE EN LA REGIÓN TACNA”
CUSCO, NOVIEMBRE 2010
CARLOS POLO BRAVO
HUGO TORRES MURO
CENTRO DE ENERGIAS RENOVABLES DE TACNA (CERT)
FACULTAD DE CIENCIAS
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
IV CONFERENCIA LATINOAMERICANA DE ENERGÍA SOLAR
XVIII SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR
UNSAAC
Región Tacna
UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA
REGIÓN TACNA: extensión territorial 16 076 Km2 : 80 %
desierto
Fotovoltaica Solar470 278 TWh
Solar concentrada275 556 TWh
Eólica en tierra: 105 278 TWh
Oceánica por mareas y olas: 91 398 TWh
Hidraúlica: 13 899 TWh
Geotérmica: 12 500 TWh
Eólica marina: 611 TWh
ELECTRICIDAD GENERADA EN EL MUNDO AL 2006 : 19 015 TWh
Recursos no renovables: 81,56 % (gas, carbón, petróleo)
Hidraúlica: 16,40 %
Otras renovables: 1,34 % (leña, biocombustibles)
Eólica: 0,68 %
Solar: 0,02 %
ELECTRICIDAD QUE PODRÍA GENERARSE EN EL MUNDO A PARTIR
DE LOS RECURSOS RENOVABLES: 975 010 TeraWatts-hora (TWh)
4
RECURSO ENERGÉTICO HIDRÁULICO EN LA REGIÓN
TACNA
33
Principales InstalacionesPrincipales Instalaciones
4
CC.HH. ARICOTA 2CC.HH. ARICOTA 2
C. H. A R I C O T A 1C. H. A R I C O T A 1
Tubería forzadaTubería forzada
Casa de MáquinasCasa de Máquinas
ReservorioReservorio
Patio de LlavesPatio de Llaves
Tubería forzadaTubería forzada
Casa de MáquinasCasa de Máquinas
Patio de LlavesPatio de LlavesReservorioReservorio
Patio de LlavesPatio de Llaves
Turbinas y Turbinas y GobernadorGobernador
C. H. A R I C O T A C. H. A R I C O T A 22
6
COMPARACION DE VOLUMENES REGISTRADOSCOMPARACION DE VOLUMENES REGISTRADOS EN LA LAGUNA ARICOTAEN LA LAGUNA ARICOTA
CentralCentralPotencia Potencia
Instalada (MW)Instalada (MW)Pot. Instalada Pot. Instalada
TotalTotal
C.H. Aricota IC.H. Aricota I 2 x 11,92 x 11,935,7 MW35,7 MW
Actualmente genera Actualmente genera sólo 15MWsólo 15MW
C.H. Aricota IIC.H. Aricota II 1 x 11,91 x 11,9
C.Hs VILVILANIC.Hs VILVILANI 10 10 EN PROYECTOEN PROYECTO
TOTAL :TOTAL : 45,7 MW45,7 MW
POTENCIAL HIDRÁULICOPOTENCIAL HIDRÁULICO
El potencial energético hidroeléctrico puede verse incrementado si se aprovecha los saltos hidráulicos y pequeños caudales de las diferentes cuencas de la región, es decir para mini, micro y pico centrales hidroeléctricas, como también la velocidad del agua en canales
8
EL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR EN LA REGIÓN TACNA
POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR MUNDIAL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE
Fuente: NASA
POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL PERÚ
MAPAS DE LA RADIACIÓN SOLAR GLOBAL ESTACIONAL SOBRE UNA SUPERICIE HORIZONTAL EN
LA REGIÓN TACNA (Kwh/m2día)
FEBRERO MAYO
AGOSTO NOVIEMBRE
Kwh/m2d
< 4,0
4,0 – 4,5
4,5 – 5,0
5,0 – 5,5
5,5 – 6,0
6,0 – 6,5
6,5 – 7,0
7,0 – 7,5
> 7,5
VARIACIÓN ANUAL DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR GLOBAL DE LA CIUDAD DE TACNA SOBRE UNA
SUPERFICIE HORIZONTAL (Fuente: CERT – UNJBG 1995)
PROMEDIO5,37
Kwh/m2d
FUENTE: SENAMHI TACNA
FUENTE: SENAMHI TACNA
ENERGÍA EQUIVALENTE DE LA RADIACIÓN SOLAR EN LA REGIÓN TACNA
A nivel mundial la RADIACIÓN
SOLAR incidente sobre 1 m2 de
superficie terrestre es
equivalente a la energía
contenida en 90 a 230 litros de
petróleo, para la ciudad de Tacna, el promedio es
180 l
Tacna
Máximo: 248 l
Promedio: 180 l
Mínimo: 134 l
ANÁLISIS COMPARATIVO DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR de la ciudad de TACNA
Considerando que la radiación solar global en promedio anual incidente sobre una superficie horizontal es de 5,37 Kwh/m2 d, de la cual el 80 % es radiación directa, esto es 4,30 Kwh/m2d
Durante un año, en un kilómetro cuadrado de superficie del desierto, la energía solar incidente:
1,57 Twh, equivalente a:
760 000 barriles de petróleo
Lo que consume el Perú en tres días
Considerando que en la región Tacna, la potencia eléctrica diaria promedio consumida es de 30 MW, por lo tanto la energía consumida anualmente es de:
262,8 GWh = 127 6 00 barriles petróleo
Considerando la energía incidente de 1,57 TWh en un kilómetro cuadrado del desierto, durante un año, para generar los 262,8 GWh, se requiere 0,17 Km2 de superficie efectiva de desierto = 17 Ha
18
ENERGÍA / POTENCIA
SISTEMA SOLAR EFICIENCIAELÉCTRICA (%)
N° HECTAREAS
2,62 TWh / 30 MW
Fotovoltaico 10 39
Cilíndrico Parabólico (CPC)
17 31
Fresnell foco lineal 10 32
Torre Central 20 30
Disco Stirling 17 31
AREA EFECTIVA DE TERRENO DEL DESIERTO NECESARIA PARA EL ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO USANDO COMO FUENTE ENERGÉTICA LA ENERGÍA SOLAR PARA LA REGIÓN TACNA
2,62 TWh equivale:
al consumo de 127 600 barriles de petróleo/año dejar de emitir 73 000 Toneladas CO2/año
AREA DE TERRENO DEL DESIERTO REQUERIDA PARA GENERAR ENERGÍA ELECTRICA CON SISTEMAS DE CONCENTRACIÓN
SOLAR, considerando una eficiencia del 10%
POTENCIA (MW)
AREA TERRENO EFECTIVA (Ha)
AREA TOTAL TERRENO (Ha)
30 33 66
60 66 132
100 110 220
150 165 330
200 220 440
1 000 1 100 2 200
4 000 Lo que consume el Perú
4 400 8 800 = 88 Km2
TERRENO DE DESIERTO + ENERGÍA SOLAR, generación de energía eléctrica = DESIERTO PRODUCTIVO: 88 / 16 076 = 0,55%
20
POTENCIAL ENERGÉTICO GEOTÉRMICO EN LA REGIÓN
TACNA
PROSPECTO CHALLAPALCA (TACNA)Manantiales de agua termales 50°C -87°CTipo de aguas : Clorurada sódicas y bóricasGeotermometría: SiO2 : 192°C Na/K : 182°C -232°C Na/K/Ca ; 184°C -212°C Na/K/Ca/Mg ; 44°C -179°C Na/Li ; 204°C -240°C K/Mg ; 87°C -183°CPresencia de domos (domos Purupurini), ponen en evidencia una fuente geotermal poco profunda. Se estima que la actividad volcánica cesó hace 100 000 años.
CAMPO GEOTÉRMICO CAMPO GEOTÉRMICO BORATERASBORATERAS
LOTE CHALLAPALCALOTE CHALLAPALCAAreas Putina, Borateras (Maure), Calachaca, Kallapuma y Areas Putina, Borateras (Maure), Calachaca, Kallapuma y
ChungaraChungara
E n tr e 1979 y 1980 el I N G E M M E T r eal i zó in vest igacion es geológicas y geoqu ím icas. L os
geoter m óm etr os l e señ alar on tem per atu r as de 204º a 240º C con N a/L i , de 182º a 232º con
N a/K , 192º con S iO 2 y de 184º a 212º C con el de N a/K /C a.
Zona del MaureZona del MaureLOTE TUTUPACALOTE TUTUPACAÁrea Aguas CalientesÁrea Aguas Calientes
Volcan YucamaniVolcan Yucamani
VOLCAN TUTUPACA
La presencia de dom os dacíticos y fum arolas relacionadas con actividad m agm ática reciente,
indica la existencia de una cám ara m agm ática activa posiblem ente poco profunda. Los
geoterm óm etros de N a/K le estim an tem peraturas de 240ºC , y los de S iO 2 alred ed o r d e
lo s 180ºC .
Imágenes del Campo geotérmico Imágenes del Campo geotérmico en Calientesen Calientes
• El mes de febrero del año 2007, el Ministerio de Energía y Minas suscribió un Memorando de Entendimiento con el Banco de Cooperación Internacional de Japón (JBIC por su siglas en inglés) merced al cual se han desarrollado los estudios de Prefactibilidad de los Campos Geotérmicos de Borateras y Calientes.
• Adicionalmente el MINEM ha solicitado a la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA) una asistencia técnica no reembolsable para la elaboración del Plan Maestro del Desarrollo Geotérmico del Perú
• La evaluación del recurso en base a la información existente indica que en el subsuelo de Borateras existe un potencial de 50 MW, explotable por 30 años a un costo de $ USA 138,2 millones
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N° CENTRAL POTENCIA
1 CALIENTES 150 MW
2 BOTADERAS 50 MW
PROYECTOS DE PLANTAS GEOTÉRMICAS PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN EL SUR
DEL PERÚ – REGIÓN TACNA
Fuente: Ministerio de Energía y Minas
RECURSO EÓLICO
09/09/2008 CARLOS POLO BRAVO 28
POTENCIAL EÓLICO EN EL PERÚ, medido con estaciones terrenas
Velocidad Promedio (m/s) de Viento a 10 metros de altura-Costa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Calana Locumba JBG Sama Yarada Ite
Distritos
Vel
ocid
ad (
m/s
)
Velocidad (m/s)
FUENTE: SENAMHI TACNA
VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la costa de la región Tacna
Velocidad Promedio(m/s) de Viento a 10 metros de altura-Sierra
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Bocatoma Cairani Candarave Chuapalca Ilabaya Palca Susapaya Tarata Vilacota
Distrito
Vel
ocid
ad (
m/s
)
Velocidad (m/s)
FUENTE: SENAMHI TACNA
VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la sierra de la región Tacna
DIRECCIÓN DEL VIENTO EN ALGUNOS LUGARES DE LA REGIÓN TACNA: ROSAS DE VIENTO
PALCA TARATA BOCATOMA
CANDARAVE CHUAPALCA ITE
POTENCIAL EÓLICO DE TACNA, medido vía satélite
Fuente: MINEM
PO
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NA
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sta
cio
na
les
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edid
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or
vía
sa
télit
e
Fu
ente
: M
INE
M
MODELO SIMPLIFICADO DE ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO FUTURO DE LA REGIÓN TACNA
abastecimiento energético diverso
Potencial energético
Consumo de energía
CONCLUSIONES
la región Tacna cuenta con buen recurso energético solar, uno de los mejores del país y de esta parte de sud america, la cual la convierte en una región ÓPTIMA para la generación de energía eléctrica gran escala con sistemas fotovoltaicos y sistemas de concentración solar, como también para todas las aplicaciones térmicas: en promedio 5,37 Kwh/m2d, superando valores máximos de 7 Kwh/m2d en verano, y no menor de 4 Kwh/m2d en invierno, En 2011 funcionará una planta de 20 MW FV de conexión a la red
El potencial comprobado de 200 MW de la energía geotérmica es también bastante significativo en la zona alto andina de la región, con el cual se puede generar electricidad a gran escala, y calor para diferentes usos, como para la climatización de ambientes y mitigar el friaje, y cultivos bajo invernaderos, y propiciar el ecoturismo andino, es probable que el potencial sea mayor
Se puede incrementar el potencial energético con la construcción de las centrales hidroeléctricas de Vilavilani, indicando que el potencial hidroenergetico a nivel de grandes CC. HH. es menor respecto a la energía solar y a la geotermia, puede incrementarse si se establece una política de aprovechamiento a niveles de potencias menores.
Respecto al potencial eólico, se concluye que en toda la costa la velocidad promedio del viento no supera los 3 m/s, excepto en la zona de Ite por lo cual es imposible de instalar grandes aerogeneradores para la generación de electricidad toda vez que estas máquinas requieren de velocidades por encima de 5 m/s;, las vistas satelitales nos indican que en ciertos lugares de la zona inter y alto andina la velocidad del viento promedio supera los 5 m/s, favorable para la generación de electricidad, pero se debe de hacer un estudio en terreno para determinar los emplazamientos óptimos.
Actualmente no se cuenta con información del potencial energético regional proveniente de la biomasa y de la energías del océano
Con el potencial solar, geotérmico, e hidráulico probado la región Tacna puede ser AUTÓNOMA ENERGÉTICAMENTE, sin necesidad de depender de energías provenientes de otras regiones: GAS y otras, es más, bajo una visión de desarrollo sostenible puede convertirse en exportadora de energía eléctrica, contribuyendo fuertemente a la mitigación del cambio climático - gran zona desértica en un desierto productivo.
Con la energía producida con estas fuentes puede SOLUCIONAR el problema de escasez (stress) hídrica regional, orientada al bombeo, descontaminación y tratamiento de sus aguas, y desalinización de agua de mar para múltiples fines.