Tiempo de retorno para la disminución de la huella energética y de carbono a través de la implementación de un sistema solar fotovoltaico on-grid en la Universidad Católica Boliviana San Pablo – Santa Cruz

Abstract

La implementación de sistemas de energía solar fotovoltaica se ha vuelto económicamente más accesible y su uso se ha expandido en varios ámbitos incluyendo la educación superior. El objetivo de esta investigación fue determinar el tiempo de retorno de la inversión de un sistema solar fotovoltaico on-grid (SF) para la reducción del uso energético y su correspondiente huella de carbono de la Universidad Católica Boliviana San Pablo en Santa Cruz, Bolivia. Para esto: a) se determinó la demanda histórica anual energética desde el 2014 y se extrapoló la misma por 25 años en tres escenarios (conservador, medio, y extremo), b) se dimensionó el volumen y características de un sistema solar on-grid dependiendo de las características del campus, c) se determinó el tiempo de retorno de esa inversión estimando además el costo por unidad energética (Bs/kWh) (USD/kWh) utilizando el análisis LCOE (Levelized Cost of Energy), y d) se calculó la reducción de la demanda energética y de la huella de carbono para todos los escenarios (kg CO2e). Los resultados indican que la demanda energética promedio es de 750 566 kWh/año con una generación de 375 toneladas de CO2e según datos históricos. El SF requerido, que puede implementarse en cuatro módulos, es de 583 kWp de potencia a un costo de 1.26 USD por Watt instalado. El mismo requiere un número de 1794 paneles solares de 325 Watts. El tiempo de retorno de la inversión es de 5.7 años de forma modular o completa. El LCOE de la red convencional para el 2019 fue de 1.03 Bs/kWh o 0.14 USD/kWh, que con un incremento anual histórico de 3%, puede llegar a costar 1.70 Bs/kWh o 0.25 USD/kWh al año 25 del proyecto. En cambio, el LCOE de energía fotovoltaica es 75% más barata, con un valor de 0.26 Bs/kWh o 0.038 USD/kWh. Luego de la implementación del sistema fotovoltaico, tanto la demanda energética, como la huella de carbono podrían reducirse en magnitudes de 17 millones de kWh y 7 426 toneladas de CO2e, representando 56%, 64%, o 86% de reducción según la demanda proyectada a 25 años por cada escenario. Asimismo, los ahorros del SF pueden ayudar a reducir hasta 95%, 60%, o 51% los costos por todo el tiempo del proyecto dependiendo del escenario. La eficiencia del SF puede maximizarse en el tiempo si también se promueven comportamientos adecuados en los usuarios y políticas universitarias que refuercen disminución de la huella ecológica en la Universidad. Las perspectivas para la energía solar on-grid son alentadoras con costos que tienden a bajar y beneficios ambientales positivos, lo que significa que esta tecnología limpia debe ser considerada en los diseños de futuros emplazamientos en las universidades del país.