1. Planeación y Viabilidad de desarrollo de Energías Renovables
en Colombia.
Caso: Energía Solar Fotovoltaica en México, España y
Alemania.
Ing. Diego Molina Méndez

2. Objetivos

3. OBJETIVOS
1. Brindar una breve descripción de la tecnología solar fotovoltaica y su potencial en
el territorio colombiano
2. Describir los principales segmentos del mercado en un mercado fotovoltaico
3. Breve análisis de mercados líderes en Energía Solar FV. Caso: Alemania y España
CASOS DE ÉXITO?
4. Funcionamiento del Mercado Solar Fotovoltaico: Caso México
5. Inversión necesaria y periodos de amortización para el desarrollo de un proyecto
solar fotovoltaico
6. Incentivos, Obstáculos, Estrategia

4. 1. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA FV
1.1. Breve historia de la Fotovoltaica en el Mundo
1.2. Fundamento de la tecnología
1.3. Potencial Energético
Fuente: Bundesministerium für Umwelt und Naturschutz

5. 1.1.Breve historia de la Fotovoltaica
• Descubrimiento del fenómenos físico del efecto fotovoltaico (Conversión de la luz en
electricidad) en 1839.
• Fabricación de las primeras celulas solares (Selenio) en 1877
• Explicación teórica del efecto fotoeléctrico en las primeras décadas del siglo XX.

6. Albert Einstein ganó el
Premio Nobel en 1921 por la
explicación del efecto
fotoeléctrico y no por la teoria
de la relatividad !!!

7. Breve historia de la Fotovoltaica
• Primeras celulas de Silicio en 1918
• En los 50s se propagá la investigación para usos aeroespaciales y sist. Móviles
• La primera fabricación de modulos solares por la empresa Sharp en 1963.
• 70-80s Boom de empresas dedicadas a la industria solar, implementación de plantas
eléctricas y aplicaciones tipo isla en zonas rurales. Esto también debido a la crisis energética en 1970,
que despertó interés, llegando a una reducción de costes de un 20% para ese entonces.
•Construcción de plantas solares a mediana en gran escala aumenta exponencialmente
•Aparición de nuevas tecnologías de capa delgada e híbridas con nuevos materiales,
haciendo las instalaciones mas flexibles.

9. Fundamento de la tecnología
El principio de la Energía Solar Fotovoltaica (FV) se basa en el Efecto Fotoeléctrico.
Mediante este efecto los fotones de la luz solar se convierten en electrones libres dentro
de los átomos de los que están compuestos los paneles fotovoltaicos. Es importante
entender la base de la tecnología para ser conscientes al momento de instalar un equipo
solar.

10. La Radiación Solar en el Planeta
La Radiación Solar es medida comunmente en KWh/m²/a, en la gráfica
observamos que la radiación varía en diferentes latitudes del planeta.s d
Es decir, la producción eléctrica es diferente dependiendo la ubicación del sistema.

11. La Radiación Solar en Colombia
Fuente: Suelo Solar
Colombia presenta un alto potencial en energía solar, principalmente en la zona
norte del país.

12. Aprovechamiento de la Radiación: Directa y Difusa
La Radiación Directa es aquella que se recibe en la superficie terrestre sin que
esta haya sufrido ninguno de los procesos antes mencionados al pasar por la
atmósfera. La Radiación Difusa es la que se recibe después de haber
cambiado su dirección por los procesos de refracción y reflexión que ocurren en
la atmósfera

13. Resumiendo…
Una casa de familia con 4 integrantes podría ser alimentada usando
solamente un área de 10m2 libres de sombras.
Así mismo, a gran escala es posible generar la energía de una
comunidad, ciudad o inclusive a un país.

14. BERLÍN,
ALEMANIA
Nuestro potencial…
ARAUCA,
COLOMBIA
Un sistema fotovoltaico de 100KWp de potencia instalado en la región
de Arauca, Colombia produce un 35-40% mas de electricidad en
comparación con este mimo sistema instalado en Berlín, Alemania.

15. 2. Principales segmentos del mercado

16. Segmentos de Mercado por tipo de proyecto:
Disminución del recibo de la luz mediante la producción de su propia
energía con un sistema de interconexion a la red pública.
Producción eléctrica mediante Sistemas Autonomos para lugares
donde no llega la red eléctrica (SISTEMAS NO INTERCONECTADOS)
Sistemas de Bombeo Solar para la extracción de agua en cualquier
ubicación del territorio colombiano.
Proyectos a gran escala (Power Plants), incluidos proyectos a nivel
industrial y empresas de servicios. Grandes huertas solares.
© Kanndas | 2012 16

17. Sistemas con Interconexión a la red
• Estos sistemas interactuan constantemente con la red pública, los paneles
solares son un generador eléctrica que inyecta energía a la red pública. Durante
la noche, la casa funciona de manera normal tomando la energía de la red
eléctrica.
• Costo actual aproximado: 3 USD/KWp

18. Sistemas Autónomos – Ideales para zonas no
interconectas
• Los sistemas independientes/ Tipo Isla acumulan la energía
producidad en un banco de baterías para luego ser usada.
• Es mucho mas económico invertir en un sistema solar que ampliar
Kms la infraestructura de la red eléctrica.
• Costo actual: 4.5 – 5 USD/Wp
Fuente: Steca

19. Bombeo de agua solar
• Sistemas fiables para el suministro del recurso hídrico
• Dependiendo de la cantidad requerida para el proyecto,
se dimensiona el sistema.
• En este sistema Tipo Isla los tanques de
almacenamiento cumplen una función de
“Almacenadores”, ya que acumulan el agua que será
usada posteriormente.

20. Alumbrado público con Energía Solar
• Entre las 2 modalidades mas importantes para esta
aplicación estan:
1. Sistemas de Iluminación Interconectados a la Red
• Son sistemas mas económicos, el sistema solar va
conectado a la red inyectando la energía necesaria para
el funcionamiento del alumbrado (Microinversores).
1. Sistemas de IluminaciónTipo Isla (Autónomos)
• Apropiadas para zonas no electrificadas, principalmente
áreas rurales
• Los sistemas cuentan con una bateria de almacenamiento
suficiente para operar los sistemas por varias horas al día.

21. Sistemas Tipo Isla Individual

22. Sistema de Alumbrado con Interconexión a la Red

23. 3. Mercados líderes en Energía Solar
Fotovoltaica

24. Comportamiento del Sector FV en Alemania
Capacidad instalada en Alemania Fuente:DGS Comportamiento de precios por KWp instalado Fuente:DGS
2009: 3,87 GW; 2012?

25. Comportamiento del Sector FV en España:

26. Comportamiento del Sector FV en España:

27. Comportamiento del Sector FV en España:

28. y el resultado:

29. Comportamiento del Sector FV en otros países:
Mercado Europeo
Capacidad instalada en Europa Fuente:ASIF Comportamiento de precios por KWp instalado Fuente:DGS

30. Capacidad instalada con sistemas FV a nivel mundial
Capacidad instalada de Alemania actual: Mas de 30 GW

31. Capacidad instalada – Distribución por país

32. Y esto porqué a pasado??
Country Feed-in-Tariffs Overview (€c/kWh) Comments
21.8 22.8  <30kWp systems are awarded 25ct/kWh for auto consumption- tax credits, beneficial credit
Germany terms are available for small scale rooftop installations
22.3 29.7
11.2 23.8  Duration fixed for 20 years
 States set incentives using net metering, rebate programs, sales and property tax incentives,
USA loan programs and tax credits
 NPV of 30% ITC likely to be larger than NPV of German subsidy in 2011
29.7 36.2
 Bonuses are awarded for local auto-consumption and public schools/buildings
Italy 33.3 40.2
 Duration fixed for 20 years
13.9 19.7
27.6 33.2
 BIPV and rooftop installations of <20sqm enjoy one of the highest European FiT
France 34.0 58.0
 Tax credits, reduced VAT and beneficial credit terms are available for residential rooftop use
7.5 12.6
21.6 21.6
 Payments are fixed for 10 years
Japan 43.2 43.2
 FiTs are reviewed annually
24.1
 Incentive for BIPV rooftop projects, subject to government approval
China 2.8 2.8  GoldenSun Solar PV rooftop program amounts to 272MW and targets 20GW installed
capacity by 2020
 Provision of 30% of residential installation costs + local state subisidies of up to 20%
India
 Government targets total installed capacity of 20GW in 2020
33.1 33.1
 A minimum percentage of components must be manufactured in Canada for the installation to
Canada 40.3 53.3 qualify for FiTs
17.6 17.6  Total cap of ~488MW for 2011
Spain
24.0 32.3  RD 1565/2010 has tilted incentive heavily towards rooftop
Rooftop Industrial Industrial Price
Ground Mounted Residential Electricity Price
Source: Bloomberg New Energy Finance, Industry Research
7

33. 4. Mercado Solar FV: Caso México

34. México. Un alto potencial solar?
Fuente: Suelo Solar
México presenta uno de los potenciales mas altos para el aprovechamiento de la
energía solar (Puesto 3 a nivel mundial).
• la totalidad de la demanda eléctrica del país puede ser servida mediante la
generación fotovoltaica si sólo aprovechara 4% de su potencial (6,500 TWh/d)

35. Principales entes regulatorios
• La Comision Federal de Electricidad“ (CFE) es el organismo que administra el
Sector Eléctrico Mexicano en su mayoría.
Actualmente, aproximadamente el 70% de la generación eléctrica en México es
administrada y controlada por este organismo.
• CRE
• SENER – Fondos para la transición energética

36. ¿Existe un marco regulatorio para energía solar en
México?
Actualmente en México es legal que cada persona física o moral genere su
propia electricidad.

37. Capacidad FV instalada en México

38. Sistema de Medición Neta
(Net Metering)
Energía generada por el sist. FV = 200 kWh
Energia inyectada a la red pública = 60 kWh
Energia subministrada por la CFE: 360 kWh
Energia cobrada =360 – 60 = 300 kWh
Consumo real= 360 + 200 – 60 = 500 kWh
Cobro-Escenario 1: 300 kWh = $ 290
Cobro-Escenario 2: 500 kWh = $ 740
Ahorro = $ 450

39. La Generación Eléctrica a partir de Fuentes Renovables en México
• En cuanto a la generación de Energía proveniente de fuentes renovables, el productor
tiene las sigiuentes opciones:
o Autoconsumo
o Inyección a la red (CFE)
o Exportación (A productores independientes)

40. Tarifas por Sectores
Fuente: GTZ
• En la gráfica se pueden observar las diferentes tarifas para diferentes sectores.
• En los sectores Industria y Servicios influyen factores como la demanda contratada y el tipo de
conexión, ya sea en baja, media o alta tensión.

41. Tarifas de alto consumo DAC – Paridad con la red
• Ya es muy rentable para propietarios invertir en energía solar.
• Se observa, para este tipo de tarifa, un periodo de amortización promedio de 5 años.

42. Contratos de interconexión con la CFE

43. Modo de operación del Banco de Energía
Principio de funcionamiento:
“Cuando la diferencia sea negativa, se considerará como un crédito a favor del Generador que
podrá ser compensado dentro del periodo de 12 meses siguientes. De no efectuarse la
compensación en ese periodo, el crédito será cancelado y el Generador renuncia a cualquier pago por
este concepto.”

44. Medidor Bidireccional
• Es un dispositivo de medida electrónico para medición bidireccional,
programable para diferentes tarifas (horario, estaciones, etc).
• En cuanto a la interconexión FV, hay que destacar que permite leer
paralelamente la energía suministrada por el Suministrador y la inyectada a
la red por el Generador.

45. Documentos importantes para entender el
mercado mexicanos
• Reglamento de la ley para el aprovechamiento de energías renovables
• Ley para el aprovechamiento de energías renovables
• Solicitud para la conexión
• Contrato para Interconexión a pequeña escala
• Especificaciones técnicas mediana escala
• Contrato para interconexión a mediana escala
Fuente: http://www.cfe.gob.mx/sustentabilidad/energiarenovable/Paginas/default.aspx

46. 5. Inversión y amortización: Viabilidad

47. Factores mas influyentes en FV
 Costo total del proyecto
 Rendimiento de la instalación (KWh inyectados a la red)
 Costo de Capital (Costo Oportunidad, tasa de descuento y rendimiento)
 % Inversión Privada Vs. Crédito
 Costo recibo de luz (Caso Net Metering)
 Tarifas eléctricas (Sistemas FIT)
 Organismos que financian los proyectos a bajas tasas de interés
 Aumento anual del precios del KWh (Caso Net Metering)
 SUBSIDIOS DEL GOBIERNO: Compromiso con el cambio climático
 Deducible de impuestos?

48. Porque es cada vez mas interesante invertir en
energía solar? Comportamiento del Wp
(Módulos FV)
• En 1980 el costo del Watt rondeaba los 22 USD/Wp
• En 2009 se encontraba en 3 USD/Wp. Hoy en día el Wp se encuentra por
debajo de 1 dolar Curva de aprendizaje: Relación: costo unit-Prod.
Acumulada.

49. Análisis de amortización – Proyecto 6 KWp
Inversión 18,000 USD – 241,000 Pesos
Pagos Anuales: Aprox: 4,300 USD
Amortización en el año 5
Total Ganancia: 109. 065 USD
VPN: 28,732 USD

50. Análisis de amortización – Proyecto 6 KWp
Inversión 18,000 USD – 241,000 Pesos

51. GRID PARITY
Cuando una energía alternativa fuente puede generar electricidad a un
coste normalizado que es menos o igual al precio de compra de energía
de la red eléctrica.

52. GRID PARITY
• Es un punto importante en el desarrollo de nuevas fuentes de energía
• Posibilita el desarrollo generalizado sin subvenciones o ayudas públicas
• El término se usa más comúnmente en particular las fuentes de energía
solar y energía eólica
• El salto en la generación de estas formas de energía se realizará al
llegar a la paridad de red

53. Incentivos, Obstaculos, Estrategia

54. Incentivos para el desarrollo de la FV
 Reducción de emisiones
 No dependencia de subida de tarifas
 Imagen ECOfriendly
 Ganancia económica durante 20 años – Inversión Inteligente
 Generación de empleo – Actualmente: Mas de 100,000 compañías
 Ingresos solamente en Alemania por 75 Billones de Euro hasta 2030

55. Obstáculos a vencer para el desarrollo de la FV
 FINANCIERAS: Monto de Inversión alto.
 LEGALES, REGULATORIAS Y NORMATIVAS
 TÉCNICAS
 FALTA DE INFORMACIÓN: Caso CFE en México. Info dada por fabricantes,
Incertidumbre técnica. Desconocimiento acerca de recursos no renovables.
Desinformación ente regulador eléctrico.
 Mentalidades

56. 6. Limitaciones

57. Estrategia para Colombia: tomando los buenos ejemplos

58. Conclusiones
 Colombia tiene un alto potencial para el desarrollo de la energía solar como
medio de generación.
 Debemos tomar lo positivo de cada mercado ya desarrollado actualmente y
no caer en los mismos errores como en muchos sectores desarrollados de
forma tardía en nuestro país.
 México es un mercado en una fase importante de desarrollo 45-50 MW de
potencia instalada.
 Es necesario promover la Energía Renovable en todos los sectores y actuar
de forma conjunta.
 Plantearse metas fijas para la transición energética

59. Es difícil afrontar un cambio?