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Seminario “La energía solar – situación actual y perspectivas” , Lima 1 de julio de 2011
Pico FV en Perú
Ensayos de laboratorio de lámparas LED
para sistemas pico fotovoltaicos
Manfred Horn
Universidad Nacional de Ingeniería, Lima,Peru
[email protected]
http://fc.uni.edu.pe/mhorn
• ¿Porqué Pico FV en el Peru?
• Ensayos de laboratorio
• Conclusiones
Algunos datos generales:
Peru
Area 1,3 x 10 6 km2 (60% selva)
Población 29 x 10 6 (30% pobre)
GDP/capita
$ 5000
Electrificación
80 %
Consumo eléctrico
1000 kWh/cap año
280 000 hogares están
previstos para una
electrificación con ER,
mayormente con FV
Costo de conexión a
la red eléctrica rural:
> $ 1500
Plan Maestro para la electrificación rural con energías renovables,
Ministerio de Energía y Minas, 2008
¿ Qué es un “Sistema pico fotovoltaico”?
• SFD: Sistema Fotovoltaico Domiciliario (tradicional):
• un panel FV de 50 – 75 Wp; 5 – 8 kWh/mes
• una batería de 12 V, 100 -150 Ah de Pb acido (automotriz o “solar”)
• un regulador de carga
• cargas:varias luminarias LFC de 5 – 20 W, 12 V DC, TV b/n, radio, etc
• costo $ 500 - 1000
• Sistema Pico FV (moderno):
• un panel FV de 3 – 10 Wp; 0,3 - 1 kWh/mes
• Cargas: una (s) lámpara(s) LED, radio, celular, etc.
• una batería Li-ion (eventualmente Ni MH),
generalmente incorporada en la luminaria
• un regulador de carga, generalmente incorporado
en la luminaria
• costo $ 50 - 200
¿ Porqué Pico FV en el Perú?
Consumo eléctrico mensual por hogar
(kWh/mes)
262 kWh/mes
12 kWh/mes
61 kWh/mes
Un tercio de los hogares
conectados a la red
eléctrica consume en
promedio
12 kWh/mes.
Estos hogares están
mayormente en áreas rurales,
y usan la electricidad
mayormente para iluminación
Promedio nacional de consumo de electricidad de los hogares
conectados a la red eléctrica: 123 kWh / month
Fuente: Anuario OSINERGMIN 2008
Consumo típico de electricidad en áreas rurales:
promedio de 12 kWh/mes,
mayormente para iluminación.
50 W X 4 horas x 30 días = 6 kWh
50 W X 3 horas x 30 días = 4.5 kWh
10 W X 5 horas x 30 días = 1.5 kWh
TOTAL
= 12 kWh/mes
Con focos incandescentes (11 lm/W) y 10 kWh/mes de
electricidad, se obtiene una energía luminosa de
110 klmh/mes.
Usando buenos LEDs (110 lm/W), se obtiene la misma energía
luminosa con 1 kWh/mes de electricidad, lo que puede
producir un panel FV de 5 – 10 Wp .
Por lo tanto, un sistema Pico FV puede producir prácticamente
los mismos beneficios que tienen la gente en áreas rurales
conectados a la red, pero a un costo mucho menor.
Basado en este argumento, el MEM había previsto en 2010 un proyecto con
la meta de instalar 50 000 sistemas Pico FV. Como un primer paso, y con el
apoyo de la GIZ, 11 diferentes lámparas LED había sido evaluados en el
laboratorio de fotometrpia de la UNI, obteniendo los resultados indicados a
continuación. Como siguiente paso se ha previsto un ensayo de campo con
100 – 200 familias, usando las lámparas con la mejor preformance en el
laboratorio, antes de implementar, finalmente, el proyecto principal.
Ensayos de laboratorio
Parámetros eléctricos, fotométricos y colorimétricos de 11 lámpares
LED comerciales, usados en sistemas pico FV, fueron medidos:
• Flujo luminoso (lm), espectro, temperatura de color,
coeficiente de rendimiento de color
• Tiempo (horas) que las lámparas queden prendidas con las
baterías inicialmente completamente cargadas, y disiminución
del flujo luminoso durante este tiempo
• Capacidad de las baterías (en Ah y en Wh) y DOD
• Consumo eléctrico (W) y eficacia luminosa ( lm/W)
• lluminación (en lux) sobre una mesa de trabajo de 1 m2
Famous Peruvian
gastronomy
Equipment
Integrating sphere
Output of spectrophotometer
Spectrophotometer
Battery test
Resultados principales
Con una batería de Li-ion de 16 Wh y 2 W de LEDs,
se puede obtener:
 Flujo luminoso de 200 lm durante 8 h
 Efficacía global de > 110 lm/W
(varias LEDs sumando 2 W tienen una mayor eficacia
que una sola LED de 2 W.)
 Iluminación de 40 – 60 lux sobre una mesa de 1 m2
 16 Wh de batería pueden cargarse con un panel FV
de 3 Wp durante un día con una radiación solar de
6 kWh/m2 día
Cusco
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Caral, the oldest
city of America
Conclusiones
• Existe un amplio espectro comercial de sistemas pico FV,
con diferentes características y calidades.
• La tecnología de lámparas Pico FV está cambiando rápidamente,
usando baterías de Li – ion y LEDs con una vida muy larga y una
eficacia > 110 lm/W.
• Sistemas Pico FV son una solución para una electrificación rural
básica, pero un control de calidad y ensayos de campo deben
realizarse antes de iniciar proyectos mayores.
Thank you ….See you in Peru