SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EN INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA: DESAFIOS DE LA SOSTENIBILIDAD

En las últimas décadas ha habido grandes esfuerzos en la región para lograr brindar energía a toda la población. Como resultado de diversas iniciativas públicas y privadas, la cobertura eléctrica se ha incrementado de 89% a más del 97% entre 1990 y 2018[1]. No obstante, en muchas regiones aún resta “el ultimo kilometro”, donde se encuentran las poblaciones de más difícil acceso, alejadas de la red, y muchas veces con poca densidad.

Hoy en día, gracias a la reducción de los costos de producción, los sistemas fotovoltaicos representan una gran solución para suministrar energía en lugares donde aún no hay red eléctrica, ya sea a través de soluciones domiciliarias, o sistemas con una red de distribución (mini grid). Adicionalmente, y gracias al desarrollo de marcos normativos para “generación distribuida” estos sistemas se emplean cada vez más donde sí existe red eléctrica, como forma de reducir el costo de la energía que se paga al proveedor de la red. Algunos países cuentan incluso con un marco normativo que permite vender a la red pública la energía excedente generada por los sistemas fotovoltaicos, o ganar créditos de energía por su consumo, lo que también representa un incentivo económico para los usuarios. Estos sistemas no solo se usan en viviendas, para suministra energía a hogares, sino que el empleo de esta tecnología, considerada limpia y renovable, se ha expandido en toda América Latina y el Caribe y se aplica cada vez más en proyectos de infraestructura social, como ser escuelas y centros de salud.

En la infraestructura educativa, la energía es esencial porque permite generar condiciones de confort en el aula como la iluminación y la temperatura que son claves para poder ensenar y aprender. Mas aun, la energía da la oportunidad a los docentes y alumnos de usar tecnologías para el aprendizaje. Para ello los sistemas fotovoltaicos representan una gran solución, especialmente en sitios donde no existe red eléctrica y donde el acceso a la educación es clave para llegar a las poblaciones más vulnerables.

Inicialmente, la principal limitación a la instalación de sistemas fotovoltaicos era el alto costo de inversión de los paneles, lo que limitaba su aplicación a casos muy particulares, donde otras alternativas (como la generación fósil) no eran viables. Sin embargo, el costo de los paneles ha ido disminuyendo en los últimos años, gracias a desarrollos tecnológicos, y a su producción masiva.

Otra limitación era el del costo del almacenamiento de la energía generada por esos sistemas fotovoltaicos durante el día, para poder utilizarla en la noche o cuando no brilla el sol. En sitios donde no existe red eléctrica, se requieren baterías para almacenar la energía fotovoltaica. Hasta hace pocos años estos sistemas empleaban baterías de plomo y ácido, las cuales tienen una vida útil de tres a cinco años, lo que incrementa los costos de operación del sistema. De no sustituirse, todo el sistema quedaba prácticamente fuera de uso, o disponible solo durante las horas de luz solar. Desde hace unos años, se han comenzado a emplear baterías de iones de litio, cuya vida útil es de aproximadamente de ocho a diez años, con un costo menor, y mejores prestaciones de seguridad (son cerradas). El avance tecnológico ha permitido una mayor vida útil del sistema, menores costos de mantenimiento, y todo indica que la tendencia es que exista cada vez mayor autonomía.

Otro limitante para el uso de esta tecnología era la falta de información sobre la misma, tanto en lo relacionado con los beneficios de su uso, como con los requerimientos técnicos, forma de instalación, costos, posibilidades de financiamiento, y necesidades de operación y mantenimiento. Este tema también se está resolviendo paulatinamente, y la tecnología ha logrado una mayor expansión.

Particularmente, el Banco Interamericano de Desarrollo a través de la unidad de infraestructura social, ha publicado recientemente +Sol+Luz, una guía práctica para la implementación de los sistemas fotovoltaicos en proyectos de infraestructura social[2], de amplia aplicabilidad en infraestructura educativa. Esta guía facilita la comprensión de la tecnología y los procesos de dimensionamiento, instalación y mantenimiento de los sistemas de forma simple, a los tomadores de decisión que no necesariamente tienen formación eléctrica.

 

 

Superado el tema del costo de inversión y el conocimiento tecnológico, la infraestructura educativa tiene otro desafío que aun requiere una solución: la sostenibilidad.

Los sistemas fotovoltaicos, si funcionan correctamente, una vez instalados requieren un mantenimiento preventivo periódico y relativamente sencillo (limpieza, identificación de roturas, etc.), y no tienen otro costo que el de la reposición de los elementos cuando alcanzan su vida útil. Si bien al aumentar la vida útil de los componentes debido al avance tecnológico, la necesidad de reposición de los elementos es cada vez menos frecuente, sigue siendo necesario un mecanismo de soporte técnico que monitoree y garantice el funcionamiento de los sistemas en condiciones óptimas y seguras, y que garantice su vida útil.

El mantenimiento es crítico en los proyectos de infraestructura educativa, particularmente en áreas rurales de América Latina y el Caribe, donde las instituciones encargadas del mantenimiento y reposición de partes no cuentan con capacidad técnica o financiera para poder afrontar la tarea. En estos casos, generalmente existe una fuerte inversión inicial en sistemas fotovoltaicos, producto de donaciones o programas específicos, pero en pocos casos existe continuidad o un seguimiento posterior de la instalación. El periodo de operación y mantenimiento del sistema queda por fuera de los plazos de ejecución de los proyectos, y se convierte en el eslabón débil de la cadena, y por ello, no es difícil ver proyectos con sistemas fotovoltaicos abandonados, pocos años después de instalados.

¿El problema es sólo el mantenimiento?

Habitualmente se dice que el problema por el cual los sistemas fotovoltaicos dejan de funcionar es “porque no les hacen mantenimiento”, “no se destinan recursos al mantenimiento” o “no hay capacidad técnica”, pero esa afirmación parece ser una respuesta fácil, y es necesario analizar las verdaderas causas por lo que esto ocurre.

Por un lado, es real que el “mantenimiento” como tal es un tema que abordar en todos los proyectos de infraestructura, y que puede incluir actividades diversas como el mantenimiento mismo (preventivo y correctivo), la operación de la instalación, el cuidado ante el vandalismo o el clima y el reemplazo de partes cuando los sistemas han llegado a su vida útil. Pero también, es posible que la causa de este problema no esté solo en el “mantenimiento”, sino que, yendo hacia atrás en el proceso, los sistemas hayan sido mal instalados, mal diseñados, mal dimensionados, o incluso, se haya seleccionado una tecnología que no era la apropiada para el medio o tipo de infraestructura.

Adicionalmente, experiencias anteriores demuestran que existen otros factores que inciden en los sistemas fotovoltaicos y su poca vida útil, relacionados con que una vez que se cuenta con ellos, la demanda de energía aumenta exponencialmente (más allá de la capacidad máxima del sistema), por lo cual su capacidad queda rápidamente superada.

En el BID estamos realizando un estudio con el objetivo de identificar las medidas que pueden ser implementadas durante todo el ciclo de vida de los proyectos, que nos permitan asegurar la sostenibilidad de los sistemas fotovoltaicos y el suministro de energía de calidad a los proyectos de infraestructura educativa en la región.

 

Referencias:

[1] https://publications.iadb.org/handle/11319/7678

[2] https://publications.iadb.org/handle/11319/9077

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