Este es el primer módulo del Taller De Usos de Energía Solar en Construcciones Residenciales Dictado por la Ing. Diana C. Gasca y Fernando Luna, Ph.D Con el apoyo de Cientificamente, COEXITO S.A y APROTEC SAS.. Trata sobre las motivaciones del uso de energía solar y algunos tópicos de la legislación existente en Colombia relacionadas con Energía Renovable.

1. ¡Bienvenidos
al Taller!

2. Tomémonos
un
Espacio para
conocernos

3. Ahora sí,
entremos
en materia

5. ¿Por qué es importante
energía solar?

6. Estados Unidos: ¿Qué tan
importante es potenciar la
energía solar?

7. Solar Energy Industries Association. – SEIA. (2012) “Voters’ Perceptions Of Solar Energy AndThe Solar Industry”. Disponible en:
http://www.seia.org/sites/default/files/resources/seia-hart-2012-national-solar-poll-slides-121001133754-phpapp02.pdf
¿De las formas de energía, cuál le
gustaría que el Gobierno
apoyara?

8. ¿Por qué es importante energía
solar?
• RECURSOS ENERGETICOS
• Combustible Diesel 12.8 kWh/kg
• Carbón Antracita 9.7 kWh/kg
• Madera densa 5.5 kWh/kg
• Madera liviana 3.2 kWh/kg
• FUENTES DE ENERGIA
• Sol directo (ecuador) 1.00 kWp/m2
• Viento (5m/s, 0 msnm) 0.08 kW/m2
• Viento (10m/s, 0 msnm) 0.64 kW/m2
• Viento (20m/s, 0 msnm) 5.10 kW/m2
• Agua (1m3/s cayendo 1 m) 9.8 kW
DENSIDAD ENERGETICA
Ej: Se requiere cerca de 1 hora de sol
brillante para que 10 m2 de colector solar
absorba el equivalente de energía
contenida en 1 kg. de carbón, 0,76 kg de
ACPM

9. Bueno con el ambiente
Reduce la dependencia
sobre el combustible
extranjero
Reduce el precio de la
electricidad
Ayuda a la economía
Y es una fuente de
empleo
Es rentable para los
clientes
Es definitivamente verdad Podría ser verdad
Solar Energy Industries Association. – SEIA. (2012) “Voters’ Perceptions Of Solar Energy AndThe Solar Industry”. Disponible en:
http://www.seia.org/sites/default/files/resources/seia-hart-2012-national-solar-poll-slides-121001133754-phpapp02.pdf
¿Por qué es buena la energía
solar?

10. Reino Unido
• De las opciones de energía renovable la
energía solar fue la mejor ponderada por
el público.
• (88%) piensa de ella de forma muy
favorable
• Es seguida por la energía eólica (82%) y
la hidroeléctrica (76%).
• La biomasa se queda de última con un
bajo nivel de popularidad(57%)
Spence, A.; Venables, D.; Pidgeon, N. Pidgeon; W. Poortinga; Demski, C., “Public Perceptions of
Climate Change and Energy Futures in Britain” Resumen de la encuesta realizada entre enero y
marzo de 2010. Escuela de psicología y arquitectura, Universidad de Cardiff

11. “En Europa, por segundo año consecutivo, la solar
fue la primera fuente de electricidad instalada” …”en
varios países la contribución anual de PV* a la
demanda de electricidad ha superado la marca del
1%, encabezados por Italia (5.75%) y la contribución
europea PV global que asciende a alrededor de
2,5% de la demanda de electricidad en Europa.
Australia también ha superado la marca de 1%, pero
mayores consumidores de electricidad, como
Japón, China o los EE.UU. requerirá más capacidad
fotovoltaica para alcanzar este umbral”
International Energy Agency
Solar Fotovoltaica
http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Solar_Energy_Perspectives2
011.pdf

12. De acuerdo a la Agencia Internacional de
Energía IEA, la capacidad instalada de
energía solar en el mundo debe estar
rondando los 100GW, de los cuales sólo
alrededor de 6MW son de Colombia
(CIDET, 2006). 0,006%

13. Pregunta
¿Desde cuándo se tiene conocimiento de
instalaciones de energía solar en Colombia?
1991
1979
1987
2003

14. Matriz energética colombiana

15. Tenemos
No
tenemos
Dependencia
energética exterior
Altas emisiones de
CO2 (electricidad)
Seguridad
energética
Alta dotación de
recursos naturales
Autosuficiencia
energética
Alternativas y
recursos
complementarios
Zonas No
Interconectadas con
población dispersa
“Baja huella de
carbono” (en la
generación eléctrica)
En Colombia:

16. Fuente: UPME 2011

18. ¿Para qué Fuentes No
Convencionales de
Energía entonces?

19. “La alta dependencia en recursos
naturales no renovables/hídricos
introduce un riesgo en nuestra
seguridad energética”

20. No tenemos un
país inmune al
cambio
climático
Para el período 2011 a
2040,
el 20% del país tendría
una reducción
Media de la precipitación
anual entre
10% a 30%
IDEAM (2010)

21. ¿Por qué el sector
residencial?

22. Emisiones de Gases de Efecto
Invernadero por sectores 2009

23. CONSUMO ENERGÉTICO POR
SECTORES (2006)

24. Comportamiento energético del
sector residencial

25. Consideremos dos situaciones
residenciales
1. Dentro del Sistema Interconectado
Nacional
• Usuarios urbanos
regulados
• Usuarios urbanos
no regulados
• Algunos Usuarios
rurales
• 24 horas de
servicio
Costo del kWh promedio nacional
COP$366 (2012)

26. Costo de las FNCES en el SIN en
2010

27. Consideremos dos situaciones
residenciales
2. En las Zonas No Interconectadas
• Cabeceras
municipales fuera
del SIN (Aprox. 11)
• Zonas aisladas
• 4-8 horas de
servicio
Costo del kWh promedio nacional
COP$1200 (2012)

28. Costo de las FNCEs en la ZNI
(2010)

29. Resolución MADS – MME 186 de 2012
PROGRAMA NACIONAL DE USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGIA - PROURE
PLAN DE ACCION INDICATIVO 2010 – 2015

30. La percepción del usuario final
La necesidad del cliente
Las capacidades reales del sistema
El entorno legal
El perfil de consumo
El recurso disponible
El diseño

31. La energía solar
Funciona en
cualquier parte
del País
El recurso disponible
Fuente: Atlas de radiación solar en Colombia. UPME.IDEAM (2010)
Menor radiación solar =
Sistema más robusto

32. Sistemas solares
fotovoltaicos
La necesidad del cliente
Las capacidades reales del
sistema
Versatilidad
Sistemas solares
térmicos
Elementos de
iluminación

33. La percepción del usuario final
El perfil de consumo
Modularidad

34. La percepción del usuario final
El perfil de consumo
Modularidad
“Los estratos más altos, la industria y el comercio, a
quienes más le cuesta la energía porque tienen que
pagar una contribución del 20 por ciento son quienes
mas juiciosos son en el ahorro de energía, mientras
tanto los estratos más bajos que tienen subsidiada una
parte importante de su tarifa de energía son quienes
presentan un crecimiento constante en el consumo de
energía”
Andrés Taboada, MME (2009)
A partir de 2011 ya no se impone la contribución del 20% para el sector industrial

35. El diseño (Arq.)
La necesidad del
cliente
Portabilidad
Pabellón Endesa, Barcelona:
http://socializarq.com/wp-content/uploads/2012/08/genius-spanish-solar-pavilion-innovates-
customized-prefabrication.jpg

36. Autor: Tom Eblen

37. Fuente: http://www.energie.pt/fotos/galerias/dsc038962_1_1327513433.jpg

38. Solar Village, Longmont Colorado
http://www.bellaenergy.com/wp-content/uploads/2009/06/solar-village.jpg

39. CALENTADORES SOLARES DE TUBOS EVACUADOS (CAMPAMENTO PUERTO
BOLIVAR, GUAJIRA)

41. Pregunta
¿Quién firmó la Ley que declara al desarrollo
de Eficiencia y Fuentes No Convencionales de
Energía como asunto de interés social, público
y de conveniencia Nacional?
Cesar Gaviria
Ernesto Samper
Andrés Pastrana
Álvaro Uribe Vélez

42. El entorno legal
Marco de política y normatividad para eficiencia
energética
Ley 697 de 2001
Decreto
Presidencial
2501 de 2007
Decreto
Presidencial
3683 de 2003
Disposiciones para
promover prácticas con
fines de uso racional y
eficiente de energía y
lineamientos generales
del PROURE
Creación CIURE
Definición de
Subprogramas URE
Resolución 180609
de 2006* MME
*Derogada por resolución 180919 de 2010
Plan de Acción Indicativo
2010 – 2015 PROURE
Resolución 180919
de 2010 MME
Resolución 186
de 2012
MADS - MME
Resolución 563
de 2012
UPME

43. Estrategia financiera e impulso al mercado
INCENTIVOS TRIBUTARIOS
Algunas consideraciones:
Por la compra e instalación de un mismo
equipo, elemento o maquinaria, se puede
acceder a los dos beneficios
1. Exclusión de IVA 2. Deducción de renta líquida
El entorno legal

44. • Estos beneficios aplican para el usuario final del
equipo, elemento o maquinaria. Si un importador está
interesado en acceder a los beneficios, deberá incluir
en la solicitud al usuario final
• Es necesario revisar todo el marco normativo
relacionado con el propósito de tener en cuenta todos
los requisitos
• Los tipos de proyectos a los cuales aplican los
beneficios, son los exclusivamente contenidos en
la resolución 186 de 2012

45. ¿Para qué quiero
involucrar energía solar
en mis proyectos?

46. PARA INCLUIR ELEMENTOS DE
SOSTENIBILIDAD Y CONFORT

47. BIPV
Building integrated
Photovoltaics
Reemplaza elementos de construcción tales como
Techos
Fachadas
ventanales
Sin embargo los vidrios fotovoltaicos comerciales tienen sólo entre un 6 y un 9% de eficiencia
Por ello requieren de grandes áreas instaladas para realizar un aporte energético significativo.

48. BAPV
Building Applied Photovoltaics
El acondicionamiento es sencillo pero
no siempre se puede aprovechar el
potencial completo del edificio.

49. Calentadores solares
Fuente: censo de Sistemas Solares Solares Térmicos en Colombia- Instituto de asuntos
Nucleares y Energías Alternativas (1993)

50. Calentadores solares
Fuente: censo de Sistemas Solares Solares Térmicos en Colombia- Instituto de asuntos
Nucleares y Energías Alternativas (1993)

51. “La pregunta de si el usuario considera que el
calentador le economiza energía eléctrica fue
respondida positivamente en el 96.5% de los
casos.
El 82% considera que el uso de energía solar es
importante por ecología y por tener disponibilidad
inmediata de agua caliente”

52. Fuente: “Energy and economics graphs”
:http://homepages.ius.edu/kforinas/ClassRefs/Risk/GDPgraphs.html

53. Fuente: “Energy and economics graphs”
:http://homepages.ius.edu/kforinas/ClassRefs/Risk/GDPgraphs.html

54. Es complemento del diseño solar
pasivo
“La energía más barata es la que
no se consume”

55. “Diseño integral con estrategias bioclimáticas
para el ahorro de energía. Se valora la utilización
de estrategias de diseño solar pasivo para la
calefacción, refrigeración e iluminación del
espacio construido”
Fuente: Sitio web del Premio Nacional a la vivienda social sostenible – Julio Mario Santodomingo
http://www.premioviss.org/index.php?sec=determinantes

57. En un cuarto con temperatura ambiente
controlada de 32°C el consumo de una nevera
clase T es aproximadamente 791 Wh.
Cuando la temperatura promedio es de 23 °C
baja alrededor de 480 wh al día.

58. (Leadership in Energy & Environmental Design - Liderazgo en Diseño de Energía y
Medio Ambiente)
LEED
“Conjunto de normas sobre la utilización de
estrategias encaminadas a la sostenibilidad
en edificios de todo tipo. Se basa en la
incorporación en el proyecto de aspectos
relacionados con la eficiencia energética, el
uso de energías alternativas, la mejora de la
calidad ambiental interior, la eficiencia del
consumo de agua, el desarrollo sostenible de
los espacios libres y la selección de
materiales”.
Fuente: Consejo Colombiano de la Construcción Sostenible

59. (Leadership in Energy & Environmental Design - Liderazgo en Diseño de Energía y
Medio Ambiente)
LEED
Caso de estudio: edificio del centro de distribución de Avon en Guarne (Antioquia).
Acertada selección del Lote (No es de vocación agrícola, ni zona de inundación, ni
de reforestación).
Paraderos para incentivar el transporte público
Duchas y bicicleteros para incentivar el transporte alternativo
Intervención reducida del predio (32%)
Construcción de un tanque de aguas lluvias, tratamiento de aguas grises
Paisajismo con especies nativas que no generan gasto de agua por riego.
18 lámparas fotovoltaicas, sistema solar térmico
Fuente: Consejo Colombiano de la Construcción Sostenible

60. Para producir ahorros
Tener un calentador solar ahorra de 80 a
150 l de gas por hogar por día cuando se
usa sólo para las duchas.
Pero suponen una conducta especial del
usuario, no debe buscar obtenerse mayor
beneficio del que el sistema puede ofrecer.

61. Para generar ahorro
• Sin embargo el costo de gas es bajo, y sin
estímulo directo los flujos de caja positivos
son bajos, lo cual se traduce en largos tiempos
de retorno de inversión.
• Si el calentador se incorpora dentro del precio
de la vivienda no es un gran generador de
costo (entre 2.5 y 4.5M)

62. Para generar ahorro
• El calentador solar es una reserva significativa de
agua caliente, sin embargo exige un perfil de
consumo apropiado para reducir las pérdidas, por
ejemplo: tomar duchas nocturnas, lavar con agua
caliente al medio día, entre otras.
• Si el calentador se incorpora dentro del precio de
la vivienda no es un gran generador de costo
(entre 2.5 y 4.5M)

63. “ Pueden ir acompañados de un
programa de Eficiencia
energética”
Sistemas solares FV

64. Ahorran en uso de combustible
Significan autonomía
Es difícil probar su contribución a
Las metas energéticas Nacionales.
Sistemas solares FV
aislados

65. Especial cuidado con el tamaño
del sistema vs. el tamaño de los
flujos de caja
Sistema expandible
Puede ser mejor incorporarlo a
proyectos ya existentes que a
proyectos nuevos.
Sistemas solares FV
interconectados

66. Sistemas solares FV
interconectados
Fuente: hybrytec energía solar. www.hybrytec.com

68. Caso comparativo 1
Tipo sistema aislado
Radiación solar de
Popayán 4,14 Wh/m2
Eficiencia de las baterías
85%
Eficiencia estimada del
inversor: 90%

69. Caso comparativo 1
Tipo sistema aislado
Costo inicial de la
inversión $21´290.814
Costo de equipos con
IVA: 78,39%
Adecuaciones: 6.32%
Instalación: 15%

70. Caso 2: Piscina
Consumo mensual
caso 1
Consumo anual en el
caso 1
Consumo mensual
en el caso 2
Consumo anual en el
caso 2