Tesis Corregido IMPRIMIR 1
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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA TEMA USO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA COMO FACTOR DE DESARROLLO EN LA POBLACIÓN RURAL DE PASCO INTEGRANTES: ALBORNOZ ESTRADA OMAR ASTETE HUAYNATE JHONATAN ARZAPALO CORDOVA JOEL CELIS HERMITAÑO PAOLA NESTARES HERRERA KENIA VASQUEZ SOTOMAYOR STEVIN DOCENTE: RAMIREZ RIVERA JULIAN PASCO 2014
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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA
TEMA
USO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA COMO FACTOR DE
DESARROLLO EN LA POBLACIÓN RURAL DE PASCO
INTEGRANTES:
ALBORNOZ ESTRADA OMAR
ASTETE HUAYNATE JHONATAN
ARZAPALO CORDOVA JOEL
CELIS HERMITAÑO PAOLA
NESTARES HERRERA KENIA
VASQUEZ SOTOMAYOR STEVIN
DOCENTE:
RAMIREZ RIVERA JULIAN
PASCO 2014
26 de junio de 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE METALURGIA
DEDICATORIA:“Este presente trabajo de investigación está dedicada a los estudiantes de ingeniería metalúrgica e interesados del curso para lograr planificar con éxito el curso de investigación científica”
pág. 1
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INTRODUCCIÓN
La presente investigación recoge los resultados en torno a las características
sociales, ambientales, económicas y de política, con relación al uso de la
energía fotovoltaica y su incidencia en el desarrollo rural. El estudio se llevó a
cabo en la población rural de Pasco.
La presente investigación tiene como misión impulsar la adopción de Políticas,
es en este sentido necesario e importante ampliar la frontera eléctrica en el
ámbito delas Provincias de Pasco y Daniel Carrión en sus Distritos y
Comunidades permitiendo el acceso a esta fuente de energía solar a las
localidades y comunidades que a la fecha no cuentan con este servicio
importante. Con un medio para contribuir al desarrollo socioeconómico
reducirla pobreza, mejora su calidad de vida y disminuirla migración del campo
a la ciudad mediante la implementación de proyectos de electrificación rural
con sistemas Fotovoltaicas. La fuente de energía a utilizarse en las
electrificación es de las localidades y comunidades de las provincias de Pasco
y Daniel Carrión, es la solar que viene a ser inagotable y renovable, limpias
incontaminación, amigable con el medio ambiente y de menor costo ya que no
requiere quemar combustibles fósiles como el petróleo, o la implementación de
líneas y redes eléctricas como los sistemas convencional es de electrificación
cuyos costos son elevadas en relación a la lejanía de las comunidades
beneficiarias, los sistemas fotovoltaicos en la actualidad se utilizan como fuente
de energía para diversos fines como para satélites o naves espaciales,
telecomunicaciones, equipos electrónicos, o como en nuestro caso para la
implementación de proyectos de energía solar fotovoltaica en áreas rurales las
comunidades no interconectadas tienen como alternativas energéticas, la
energía solar y la eólica.
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I. DATOS GENERALES
USO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA COMO
FACTOR DE DESARROLLO EN LA POBLACIÓN RURAL
DE PASCO
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
II.1. Determinación del problema
El uso de energía en los espacios rurales se relaciona con el
consumo de combustibles fósiles empleados en equipos agrícolas y
como insumo esencial preparación de alimentos. Las aplicaciones de
estos recursos naturales representan factores de riesgo ambiental y
de salud, como la contaminación atmosférica o calentamiento global,
por el aumento del dióxido de carbono, uno de los gases
responsables del efecto invernadero. Con el calentamiento global
que estamos experimentando actualmente, las zonas rurales se
verán seriamente afectados en la agricultura por el aumento de
lluvias e inundaciones1.
De igual manera, el consumo de energía calórica, especialmente
para la preparación de alimentos en zonas rurales, se fundamenta en
el consumo de leña, champas y otros; al utilizar estos recursos tienen
1 SENAMI. Pronostico del clima.pág. 4
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un efecto grave en la reducción de recursos naturales como:
bosques, biodiversidad, aguas y suelos.
Por otro lado, la falta de energía eléctrica en las zonas rurales de
Pasco repercute de manera negativa en la calidad de vida de los
habitantes de dichas zonas e igualmente dificulta el desarrollo de las
actividades domésticas y agrícolas.
En la política del gobierno de Pasco, generalmente se le atribuye al
desconocimiento de las energías renovables, a la falta de interés
para desarrollarlas por la pequeña población de dicha zona.
Las energías renovables eólicas, geotérmicas, solares térmicas
presentan un impacto económico. La energía fotovoltaica tiene un
costo de inversión de recuperación a largo plazo como se muestra en
el cuadro Nro. 012.
2 OSINERMIN Lima. Tarifa eléctrica para sistemas fotovoltaicos.pág. 5
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Cuadro Nro. 01
A continuación se presenta un cuadro en el cual se muestra el pago
mensual aproximado por consumo de energía eléctrica en el
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departamento de Pasco, en base al consumo unitario que se tiene en
la zona como se muestra en el siguiente Cuadro Nro. 023:
Cuadro Nro. 02
En las Provincias de Pasco y Daniel Carrión más de 10,000 personas
no tienen acceso a la electricidad y se ubican predominantemente en
las áreas rurales pobres de estas Provincias. La cobertura estimada
en estas áreas es del 30%, siendo uno de los coeficientes de
electrificación rural más bajos del país4. Junto con la escasez de
otros servicios de infraestructura, la falta de electricidad, el cuidado
de la salud y una educación limitados tienen como resultado una baja
calidad de vida y limitadas oportunidades para un desarrollo
económico.
3 OSINERMIN Lima. Calculo de pago mensual de energía eléctrica.4 INEI. Estadística de personas que no cuentan con energía eléctrica.
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La incidencia de la pobreza en áreas rurales destaca la importancia
de invertir en la provisión de la infraestructura básica, tal como la
electricidad, como la parte de la agenda del desarrollo rural nacional.
Las barreras técnicas para el desarrollo de le energía fotovoltaica se
ven comprometidas con la falta de investigación de las tecnologías
asociadas a este recurso energético. Es así que el problema no solo
es regional sino nacional.
Estas características geográficas justifican el uso, el consumo
eléctrico y la capacidad de autosuficiencia, sin la dependencia de
macro-redes eléctricas, las cuales dificultan su conectividad, dadas
las distancias y los enclaves geográficos del país donde se presenta
reducción de la cobertura eléctrica rural.
II.2. Formulación del problema
¿EN QUÉ MEDIDA CONTRIBUIRÁ EL EMPLEO DE LA ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL DESARROLLO DE LA
POBLACIÓN RURAL DE LA PROVINCIA DE PASCO?
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II.3. Formulación especifica
¿Cuáles son los factores que influyen en el escaso empleo de la
energía solar fotovoltaica que contribuyen en el desarrollo de la
población rural de la provincia de Pasco?
II.4. Objetivos
II.4.1.Objetivos generales
DETERMINAR LOS FACTORES QUE CONTRIBUIRÁN EL EMPLEO
DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL DESARROLLO
DE LA POBLACIÓN RURAL DE LA PROVINCIA DE PASCO.
II.4.2.Objetivos Específicos
Establecer los indicadores sociales (salud, educación, satisfacción
de necesidades básicas, comunicación, servicios públicos),
económicos (actividad productiva) y de política (programas,
recursos y estrategias locales para innovación energéticas).
Generar el desarrollo rural a partir de la implementación de
proyectos de energía solar fotovoltaica.
Uso de generación de energía eléctrica poco costosa.
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Ingresos económicos cubren los costos de operación y
mantenimiento.
II.5. Justificación
II.5.1.¿Por qué se realiza la investigación?
Porque en las comunidades campesinas de la Provincia de Pasco conformado
por sus 12 distritos: Huachón, Huariaca, Tinyahuarco, Ninacaca, Vicco,
Yanacancha, Ticlacayan, San Francisco de Yarusyacan, Pallanchacra,
Paucartambo, Simón Bolivar y Huayllay, se caracterizan por un bajo desarrollo
social y económico, la carencia de energía eléctrica impide su ingreso a la
modernidad y su desarrollo económico social, esta situación se evidencia por
su bajos índices de desarrollo humano, con ingresos económicos que no
cubren sus necesidades básicas, con indicadores de carencias muy elevados.
Dichas comunidades al no contar con energía eléctrica, tienen poco desarrollo
sociocultural y comercial. Los servicios públicos (escuelas, puestos de salud,
comedores comunales, etc.) disponibles se encuentran limitados de manera
considerable; la calidad en la prestación de estos servicios a la comunidad
también representa un grave problema. En consecuencia, los pobladores viven
en la pobreza con acceso a servicios básicos de poca calidad.
La pobreza en que viven dichas comunidades, el poco nivel cultural de los
pobladores y el limitado acceso a la información hacen necesaria la ejecución
del proyecto de electrificación de la zona, para así fomentar el desarrollo
socioeconómico de estas comunidades.
La lejanía, el aislamiento y la poca accesibilidad, son las principales
características de estas comunidades. Además, este mercado objetivo es de
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bajo poder adquisitivo, con una demanda eléctrica reducida y con cargas
dispersas que impiden las economías de escala.
Esta situación se muestra en el cuadro siguiente5:
II.5.2.¿Para qué se realiza la investigación?
Esta investigación se realiza para promover el desarrollo de infraestructura
energética y la calidad de vida en los lugares aislados y lejanos de Pasco como
medio que permite un crecimiento homogéneo de la economía, de equidad
social y generadora de empleo.
Asi mismo ampliar la frontera eléctrica a nivel nacional con calidad, seguridad y
optimizando los costos de inversión con el fin de brindar la posibilidad de
acceder al uso de la energía eléctrica.
5 INEI. Informe de desarrollo humano pág. 11
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En el contexto regional y local es el de mejorar los servicios básicos como el de
energía Eléctrica. El proyecto es de interés social en el que, el mayor beneficio
se obtiene por la posibilidad de generación de desarrollo de los pueblos, al
mejorar las posibilidades de contar con nuevas fuentes de trabajo y mejorar las
condiciones socio económicas.
II.5.3.¿A quién beneficia la investigación?
Esta investigación beneficiara garantizando el acceso de la población sin
exclusión a los servicios de educación de calidad, salud integral, electrificación
y seguridad ciudadana; que facilita al desarrollo de capacidades y aptitudes
personales sin marginalidad.
II.6. Importancia y alcances de la investigación
La importancia de este proyecto de investigación es de generar una mejor
calidad de vida a los pobladores de las zonas rurales de Pasco que no cuentan
con energía eléctrica.
II.7. Limitaciones
Las limitaciones de este trabajo de investigación fueron:
El tiempo para realizar el trabajo de investigación.
Los accesos a las localidades que no cuentan con energía eléctrica.
III. MARCO TEORICO
III.1. ANTECEDENTES:
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El interés por la energía solar en el Perú tiene sus comienzos, cuando algunas
las universidades centraron principalmente sus estudios en este campo de los
sistemas de energía solar térmica y fotovoltaica, en aplicaciones como
calentamiento de agua, secadores solares, paneles y sistemas climatizados.
En la cumbre realizada en la Isla Margarita, Venezuela (El Tiempo, 2007)6,
para la unión de los países suramericanos alrededor de la energía solar, se
expuso la necesidad de que los gobiernos incentiven energías renovables,
entre ellas la energía solar, que a mediano plazo puede conllevar soluciones
energéticas sostenibles.
La electrificación rural en Latinoamérica de acuerdo con Fonseca (2000)7 se
enmarca cronológicamente en tres momentos históricos: el primero se produce
en la década de los años setenta, donde el Estado controla y es dueño de los
servicios públicos domiciliarios y a su vez lanza programas de electrificación
rural con una cobertura que pasó del 15% al 40%. Estos programas tienen
como propósitos mejorar la calidad de vida de la población rural; aumentar el
desarrollo agrícola; sustituir las fuentes energéticas costosas como el diésel y
el petróleo; disminuir las migraciones a las ciudades; reducir el consumo de
leña (disminuyendo la tala indiscriminada de árboles). Las tarifas en esta época
estaban subsidiadas, beneficiando a los estratos bajos; sin embargo, las
empresas de energía eléctrica que contribuían con las conexiones en zonas de
población dispersa, aumentaron sus costos internos, lo que las llevó a afrontar
una crisis económica más adelante.
6 Cumbre en la Isla Margarita, Venezuela (El Tiempo, 2007)7 Fonseca (2000). Electrificación rural en Latinoamérica
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En esta etapa las aplicaciones solares fotovoltaicas en zonas rurales eran
pobres, generalmente para bombeo de agua en pequeñas comunidades
rurales. Durante este periodo empiezan a conocerse los sistemas solares y a
experimentar con ellos; llegan a los sectores rurales por donaciones y sin
ningún programa de capacitación para los habitantes rurales; además, quienes
reciben el servicio no se sienten dueños ni responsables de los sistemas, lo
que llevaría a dejar de lado esta tecnología.
El segundo momento encaja en la década de los ochenta se presenta una
recesión mundial en la economía, aumento del precio del petróleo lo cual
coincide con la crisis económica de las empresas prestadoras del servicio,
crisis reflejada en inflación, costos de administración, operación y
mantenimiento de los sistemas, lo cual detuvo los proyectos de electrificación
rural. Durante este periodo se presenta una gran difusión de los sistemas
solares fotovoltaicos, se realizan análisis de la demanda en zonas rurales,
observando que las zonas no interconectadas y con población dispersa
necesitan de poca energía para el consumo doméstico, generalmente
representado en iluminación y uso de electrodomésticos. Esta nueva visión
lleva a comerciantes y a empresarios de esta tecnología a capacitar a técnicos
y usuarios, con lo cual su implementación empieza a recibir los primeros
créditos financieros.
El tercer momento se enmarca en la década de los noventa: el Estado,
siguiendo el modelo Neoliberal y siguiendo el consenso de Washington como lo
afirma Vélez (2006), entra en el proceso de privatización de los servicios. Las
instituciones energéticas privadas penetran en el país con el ánimo de lucrarse
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con la prestación del servicio; en este momento, la energía para el sector rural
en zonas alejadas y no-interconectadas no puede resolver los problemas
energéticos por medio de la red convencional; tampoco les interesa a estas
instituciones la penetración de energías renovables en los países
latinoamericanos que presentan barreras de índole económica y política.
Posteriormente, y de acuerdo con Fonseca (2000) los servicios públicos de
cuarta generación, con capital social, girarán alrededor de las comunidades,
que asociadas, serán usuarios y dueños a la vez de los servicios públicos
domiciliarios; en el caso de la energía fotovoltaica, se deberán crear los
huertos solares con módulos fotovoltaicos, bancos de baterías, reguladores
propios, que suministrarán energía limpia a las comunidades y se presentarán
excedentes de energía eléctrica que serán suministrados al anillo nacional.
Sin embargo, se conocen antecedentes y experiencias en países
latinoamericanos que emplearon los sistemas solares fotovoltaicos,
demostrando que sí puede existir un desarrollo rural alrededor de la energía
solar.
A nivel fotovoltaico se han realizado estudios sobre celdas solares con el fin de
convertir la energía solar en eléctrica y emplear ésta en iluminación, sistema de
bombeo para irrigación, transporte de agua, movimiento de motores para
diferentes aplicaciones. Estas aplicaciones han sido dirigidas especialmente a
zonas no-interconectas, pero también a zonas interconectadas rurales que a
largo plazo pueden resultar beneficiadas, debido a los incrementos de las
tarifas de electrificación.
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La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación8,
mediante el documento “Pasos hacia la Modernización en el Sector Rural: La
Energización como Polo Central” FAO (1998)9, plantea que en Latinoamérica y
el Caribe, el sector rural es usuario y productor de energía. Si se tiene en
cuenta el concepto de cadena agro empresarial, cada agente económico
requiere del uso de energía: la siembra, el regadío, la cosecha, el transporte,
hasta que lleguen los productos al usuario final. La energía fotovoltaica
favorece la posibilidad de elaborar e instalar sistemas tecnológicos viables que
cumplan el requisito de suplir necesidades específicas como iluminación,
comunicaciones y medios audiovisuales para escuelas y centros comunales, y
refrigeración para medicinas en los centros de salud. Lo anterior facilita la
inclusión de los servicios de energía solar en programas de desarrollo
sanitarios (promoción de agua potable para consumo), agrícolas (irrigación y
micro riegos), educativos y económicos.
Por lo tanto, se debe tener alguna forma de energía ambientalmente eficiente
que brinde posibilidades de una agricultura sostenible a las comunidades
rurales. En este documento la FAO hace un llamado para incentivar las
energías renovables como alternativas a mediano y largo plazo, con la
intención de disminuir la pobreza y aumentar la calidad de vida de los
habitantes en sectores rurales.
En la tabla 1 se muestra la experiencia de algunos países latinoamericanos,
que en diferentes espacios de tiempo optan por instalar energía fotovoltaica
para zonas no interconectadas, con proyectos para poblaciones pequeñas.
8 La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación9 FAO (1998). “La Energización como Polo Central”
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Fuente: (Adaptado de diferentes fuentes)
Entre los recursos renovables se encuentra la energía solar como posible
solución energética en sistemas térmicos y fotovoltaicos para las zonas rurales
de Pasco; sin embargo y siguiendo a Opazo (2004)10, “el costo de los sistemas
solares es alto, pero a medida que se incrementa su uso, los precios son más
competitivos, lo que hace que la energía solar empiece a ser atractiva para
soluciones energéticas rurales”.
ANTECEDENTES:
El interés por la energía solar en el Perú tiene sus comienzos, cuando algunas
de las universidades centraron principalmente sus estudios en este campo de
los sistemas de energía solar térmica y fotovoltaica, en aplicaciones como
calentamiento de agua, paneles solares, y sistemas climatizados.
En la cumbre realizada en la Isla Margarita, Venezuela (El Tiempo, 2007)11,
para la unión de los países suramericanos alrededor de la energía solar, se
expuso la necesidad de que los gobiernos incentiven energías renovables,
entre ellas la energía solar, que a mediano plazo puede conllevar soluciones
energéticas sostenibles.
La electrificación rural en Latinoamérica de acuerdo con Fonseca (2000)12 se
enmarca cronológicamente en tres momentos históricos: el primero se produce
en la década de los años setenta, donde el Estado controla y es dueño de los
servicios públicos domiciliarios y a su vez lanza programas de electrificación 10 OPAZO, Mario. Revista Javeriana. Energías alternativas. Número 702. Tomo 140. Pág. 64. Marzo 200411 EL TIEMPO, Cooperación energética acuerdan países de Suramérica, tras cumbre en Isla Margarita (Ven). 18 de abril 2007.Sección Economía
12 FONSECA, Carlos. Hacia los servicios públicos de cuarta generación: las empresas de capital social.
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rural con una cobertura que pasó del 15% al 40%. Estos programas tienen
como propósitos mejorar la calidad de vida de la población rural; aumentar el
desarrollo agrícola; sustituir las fuentes energéticas costosas como el diésel y
el petróleo; disminuir las migraciones a las ciudades; reducir el consumo de
leña (disminuyendo la tala indiscriminada de árboles). Las tarifas en esta época
estaban subsidiadas, beneficiando a los estratos bajos; sin embargo, las
empresas de energía eléctrica que contribuían con las conexiones en zonas de
población dispersa, aumentaron sus costos internos, lo que las llevó a afrontar
una crisis económica más adelante.
En esta etapa las aplicaciones solares fotovoltaicas en zonas rurales eran
pobres, generalmente para bombeo de agua en pequeñas comunidades
rurales. Durante este periodo empiezan a conocerse los sistemas solares y a
experimentar con ellos; llegan a los sectores rurales por donaciones y sin
ningún programa de capacitación para los habitantes rurales; además, quienes
reciben el servicio no se sienten dueños ni responsables de los sistemas, lo
que llevaría a dejar de lado esta tecnología.
El segundo momento encaja en la década de los ochenta se presenta una
recesión mundial en la economía, aumento del precio del petróleo lo cual
coincide con la crisis económica de las empresas prestadoras del servicio,
crisis reflejada en inflación, costos de administración, operación y
mantenimiento de los sistemas, lo cual detuvo los proyectos de electrificación
rural. Durante este periodo se presenta una gran difusión de los sistemas
solares fotovoltaicos, se realizan análisis de la demanda en zonas rurales,
observando que las zonas no interconectadas y con población dispersa
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necesitan de poca energía para el consumo doméstico, generalmente
representado en iluminación y uso de electrodomésticos. Esta nueva visión
lleva a comerciantes y a empresarios de esta tecnología a capacitar a técnicos
y usuarios, con lo cual su implementación empieza a recibir los primeros
créditos financieros.
El tercer momento se enmarca en la década de los noventa: el Estado,
siguiendo el modelo Neoliberal y siguiendo el consenso de Washington como lo
afirma Vélez (2006), entra en el proceso de privatización de los servicios. Las
instituciones energéticas privadas penetran en el país con el ánimo de lucrarse
con la prestación del servicio; en este momento, la energía para el sector rural
en zonas alejadas y no-interconectadas no puede resolver los problemas
energéticos por medio de la red convencional; tampoco les interesa a estas
instituciones la penetración de energías renovables en los países
latinoamericanos que presentan barreras de índole económica y política.
Posteriormente, y de acuerdo con Fonseca (2000) los servicios públicos de
cuarta generación, con capital social, girarán alrededor de las comunidades,
que asociadas, serán usuarios y dueños a la vez de los servicios públicos
domiciliarios; en el caso de la energía fotovoltaica, se deberán crear los
huertos solares con módulos fotovoltaicos, bancos de baterías, reguladores
propios, que suministrarán energía limpia a las comunidades y se presentarán
excedentes de energía eléctrica que serán suministrados al anillo nacional.
Sin embargo, se conocen antecedentes y experiencias en países
latinoamericanos que emplearon los sistemas solares fotovoltaicos,
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demostrando que sí puede existir un desarrollo rural alrededor de la energía
solar.
En la Provincia de Pasco más de 10,000 personas no tienen acceso a la
electricidad y se ubican predominantemente en las áreas rurales pobres de
esta Provincia (fuente OSINERGMIN). La cobertura estimada en estas áreas es
del 30%, siendo uno de los coeficientes de electrificación rural más bajos del
país. Junto con la escasez de otros servicios de infraestructura, la falta de
electricidad, el cuidado de la salud y una educación limitados tienen como
resultado una baja calidad de vida y limitadas oportunidades para un desarrollo
económico. La incidencia de la pobreza en áreas rurales destaca la importancia
de invertir en la provisión de la infraestructura básica, tal como la electricidad,
como la parte de la agenda del desarrollo rural nacional.
A nivel fotovoltaico se han realizado estudios sobre celdas solares con el fin de
convertir la energía solar en eléctrica y emplear ésta en iluminación, sistema de
bombeo para irrigación, transporte de agua, movimiento de motores para
diferentes aplicaciones. Estas aplicaciones han sido dirigidas especialmente a
zonas no-interconectas, pero también a zonas interconectadas rurales que a
largo plazo pueden resultar beneficiadas, debido a los incrementos de las
tarifas de electrificación.
La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación,
mediante el documento “Pasos hacia la Modernización en el Sector Rural: La
Energización como Polo Central” FAO (1998), plantea que en Latinoamérica y
el Caribe, el sector rural es usuario y productor de energía. Si se tiene en
cuenta el concepto de cadena agro empresarial, cada agente económico
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requiere del uso de energía: la siembra, el regadío, la cosecha, el transporte,
hasta que lleguen los productos al usuario final. La energía fotovoltaica
favorece la posibilidad de elaborar e instalar sistemas tecnológicos viables que
cumplan el requisito de suplir necesidades específicas como iluminación,
comunicaciones y medios audiovisuales para escuelas y centros comunales, y
refrigeración para medicinas en los centros de salud. Lo anterior facilita la
inclusión de los servicios de energía solar en programas de desarrollo
sanitarios (promoción de agua potable para consumo), agrícolas (irrigación y
micro riegos), educativos y económicos.
Por lo tanto, se debe tener alguna forma de energía ambientalmente eficiente
que brinde posibilidades de una agricultura sostenible a las comunidades
rurales. En este documento la FAO hace un llamado para incentivar las
energías renovables como alternativas a mediano y largo plazo, con la
intención de disminuir la pobreza y aumentar la calidad de vida de los
habitantes en sectores rurales.
En la tabla siguiente se muestra la experiencia de algunos países
latinoamericanos, que en diferentes espacios de tiempo optan por instalar
energía fotovoltaica para zonas no interconectadas, con proyectos para
poblaciones pequeñas.
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Fuente: (Adaptado de diferentes fuentes)
Entre los recursos renovables se encuentra la energía solar como posible
solución energética en sistemas térmicos y fotovoltaicos para las zonas rurales
de Pasco; sin embargo y siguiendo a Opazo (2004)13, “el costo de los sistemas
solares es alto, pero a medida que se incrementa su uso, los precios son más
competitivos, lo que hace que la energía solar empiece a ser atractiva para
soluciones energéticas rurales”.
III.2. BASES TEORICO- CIENTIFICOS
MEDIO RURAL :Siguiendo a Pérez y Farah (2002), el medio rural “es una
entidad socioeconómica como un espacio geográfico, compuesto por un
territorio, una población, un conjunto de asentamientos y un conjunto de
instituciones públicas y privadas”; por tanto, el medio rural interactúa entre lo 13 OPAZO, Mario. Revista Javeriana. Energías alternativas. Número 702. Tomo 140. Pág. 64. Marzo 2004
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natural, fuente de pureza ambiental, y lo ocupado por asentamientos humanos
con características culturales propias quien modifica este espacio, para dar
paso a diferentes actividades; ambos casos están regidos por leyes
institucionales dando un conjunto de estatutos para un ordenamiento jurídico.
El medio rural es un tejido social, político, cultural, económico que determina un
grupo de habitantes que realizan una serie de actividades como: la agricultura,
la pesca, los procesos agroindustriales, pequeñas y medianas industrias, la
transformación de la energía con las grandes y pequeñas hidroeléctricas, la
bioenergía a través de los biodigestores, la energía eólica, y la energía
fotovoltaica que ya empieza a incursionar en este medio. Además, las
comunicaciones, el ecoturismo, las artesanías y el comercio.
Entonces, el medio rural se puede considerar como un espacio abierto, con
poblaciones que la OCDE define “Comunidad Rural como aquel ámbito
territorial con menos de 150 habitantes/km. ” Esta noción debe ir más allá de
una definición de espacio territorial, debe delimitar lo rural y lo urbano, se debe
definir dentro del contexto de cambio y crecimiento social y económico, para
mejorar las condiciones de vida de los habitantes de estos territorios, además
de la conservación del medio ambiente el cual beneficia a lo urbano.
Existen entre otros dos componentes que deben interrelacionarse para permitir
un enfoque en las estrategias que permitan un crecimiento del sector rural: El
Desarrollo Rural y el Desarrollo Rural Energético.
Desarrollo rural.
Definir Desarrollo Rural, implica asociar múltiples términos sociales, culturales,
políticos, económicos, en la búsqueda de un acercamiento y de acuerdo con el
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(profesor Amartya Sen)14 quien plantea que “el desarrollo puede ser
considerado como un proceso de expansión de las libertades reales que
disfruta la gente”; estos procesos son asociados a varios factores como planes
sociales, económicos, de educación, salud y recreación. Además los adelantos
tecnológicos y la modernización de los medios de producción pueden permitir
una libertad para el desarrollo humano. De la misma forma el Desarrollo
implica la disminución de la pobreza, erradicación del hambre, el aumento de la
cobertura en los servicios públicos.
Asociado el termino Desarrollo con lo rural y siguiendo a Castillo (2008) “El
Desarrollo Rural tal como lo expresa su nombre, estará dirigido a un sector
particular de la sociedad, al sector rural, en contraposición de lo urbano”; así
Castillo15 enfrenta los conceptos de “la economía dual”, donde lo atrasado se
asocia a lo rural y lo moderno a las ciudades, lo tradicional a lo rural y lo
industrial a la ciudad; lo anterior asocia la modernidad con las actividades
económicas, políticas, las cuales se reúnen en los centros urbanos mientras en
el sector rural se concentra la pobreza.
Por lo tanto, desarrollo rural implica un proceso de desencadenamiento de
diferentes aspectos que lleven a la dignificación de la población rural, a través
de políticas públicas que involucren conceptos sociales, económicos,
energéticos y ambientales, que se concreten en proyectos como:
transformación de los medios de producción de la agricultura, conservación
ambiental, transformación y adaptación de nuevas tecnologías acordes con la
14 Profesor Amartya Sen, Premio Nobel de Ciencias Económicas 1998. Investigación bienestar económico.
15 CASTILLO, Olga Lucia. Paradigmas y conceptos de Desarrollo Rural.2008.
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situación colombiana. Con esto se busca la generación de empleo para el
poblador del campo y por ende reducir la desigualdad social y la pobreza rural.
Pero el Desarrollo Rural debe contemplar horizontes más alejados, como
enfrentarse a la globalización de los mercados, el acceso a nuevos desarrollos
tecnológicos e innovación de tecnologías, adecuar las políticas públicas a los
sectores rurales, creación de agroindustria y tener en cuenta la sustentabilidad
del medio ambiente y considerar las tecnologías energéticas de recursos
renovables.
Energías renovables y el desarrollo rural.
El porcentaje de población rural que no es atendida con energía es cercana al
56%, lo cual repercute en la desigualdad de lo urbano y lo rural, y según
Pérez y Farah (2002), el desarrollo rural de los países emergentes presenta
disminución de los recursos rurales no renovables, produciendo agotamiento
de las fuentes hídricas, de vegetación, llevando a efectos de aridez y
desertificación.
Es así como en los cuadernos de Desarrollo Rural (49), las autoras destacan
como nuevos enfoques de lo rural: “el equilibrio territorial, equilibrio ecológico
de recursos y servicios ambientales, producción de alimentos limpios u
orgánicos, usos agrarios no alimentarios, establecimiento de agroindustrias y
empresas manufactureras, espacios para actividades de esparcimiento y
recreación al aire libre”. De lo anterior se destaca que la energía no se
encuentra aislada, al contrario, está muy ligada al territorio, en donde se deben
dar condiciones especiales, (geográficas, económicas, políticas, financieras y
técnicas) ayudando a crear nuevas funciones de lo rural. La energía
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fotovoltaica (FV) está muy difundida y esto se demuestra en los proyectos de
electrificación rural realizados en todo el mundo, teniendo auge los sistemas
fotovoltaicos domésticos. Actualmente aparecen procesos de crecimiento
económico para este sistema energético, debido a la disminución de sus
precios y a la experiencia en su aplicación en sectores como los servicios
sociales y comunales, la agricultura y otras actividades productivas capaces de
repercutir significativamente en el desarrollo rural.
Las energías renovables, de acuerdo con Ortega (2003) son las que se
aprovechan directamente de las fuentes naturales que se estiman inagotables,
y que se muestran respetuosas del medio ambiente, es decir tienen un menor
impacto en la contaminación ambiental. Entre estas se pueden clasificar la
energía solar térmica activa o pasiva, la energía solar fotovoltaica, la eólica, la
biomasa y la geotérmica.
Con el agotamiento de los recursos no renovables como los fósiles, el petróleo,
el carbón y el gas natural, los países dependientes de estas fuentes
energéticas se verán abocados en un futuro a crisis, a guerras de tipo
geopolítico y a la violencia entre naciones por el apoderamiento de los recursos
naturales, lo cual lleva a pensar en cómo los países emergentes deben y
pueden proyectar la generación y uso de la energía, resaltando la importancia
de los recursos energéticos renovables, tanto para los países emergentes
como para los países desarrollados, planteado por Jutglart (2004).
La (ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA) EFV en el Desarrollo Rural
La energía solar como fuente inagotable es un desafío para la técnica y la
ingeniería; al captarla para fines de transformación busca elevar la calidad de
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vida para los habitantes citadinos y rurales, dejando un ambiente más amigable
para las futuras generaciones. La radiación es la emisión de ondas
electromagnéticas que se desplazan desde el sol y que llegan a la superficie
terrestre en forma de rayos solares, los cuales tienen diferentes longitudes de
onda; de acuerdo con Perales (2006) la banda radiante visible es del 47% de la
radiación total, los infrarrojos el 46% y los ultravioletas el 7%. De estos, los
rayos solares que inciden directamente.
Son los aprovechables mediante el brillo solar - número de horas en el cual el
sol brilla en una zona determinada- y es medida través de la irradiación. La
transformación de la radiación electromagnética en electricidad se logra a
través de la célula fotovoltaica. Los materiales más utilizados son los
semiconductores, siendo el silicio el más difundido en el efecto fotovoltaico. La
célula fotovoltaica une dos semiconductores generando un campo eléctrico
debido a la difusión de los electrones; esta célula transforma la energía de la
radiación solar en corriente eléctrica. Las aplicaciones generales de este tipo
de energía en zonas rurales tienen que ver con electrificación rural de
viviendas, sistemas de abastecimiento de agua, comunicaciones, centros de
salud, iluminación, refrigeración de medicinas y neveras.
Es así como "Los sistemas de energía solar fotovoltaica, además de la energía
eólica y otras aplicaciones de energía renovable, son la única solución
técnicamente viable para suministrar la energía necesaria a las comunidades
rurales aisladas" afirma Gustavo Best, Coordinador Principal de Energía de la
FAO. "Pequeñas cantidades de energía pueden representar una gran
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diferencia al mejorar la vida rural, incrementar la productividad agrícola y crear
nuevas oportunidades de ganar ingresos".
Teniendo en cuenta el aumento de la población en diferentes décadas, la
población mundial ha aumentado al igual que la población rural de los países
en desarrollo, siendo evidente la necesidad de energizar esta última.
Actualmente se han implementado sistemas de energía FV para los servicios
sociales, como suministro de agua potable, centros de salud, escuelas y
centros comunales. La energía FV a menudo ha resultado ser la solución más
eficaz y económica para mejorar esos servicios en las zonas rurales alejadas y
no electrificadas de los países emergentes. Alrededor de estos servicios, los
sistemas FV pueden influir positivamente en la vida de los habitantes de las
zonas rurales, siempre que se tenga cuidado de hacerlos llegar hasta los
grupos más marginados.
El suministro de servicios sociales y comunales que pueden desarrollarse a
través de este tipo de energía, puede poner en marcha la generación de
actividades que disminuyan la pobreza rural.
Los sistemas fotovoltaicos de bajo consumo eléctrico también contribuyen a la
creación de acciones productivas diferentes a producción agrícola como,
comunicaciones, carpintería, talleres técnicos y artesanales, gracias a que
facilitan la utilización de herramientas y máquinas de pequeña potencia
(taladros, sierras, soldaduras con cautín, licuadoras, alumbrado, radio y
televisión). Siguiendo a Best (2000)16 se ha verificado que la instalación y el
16 BEST, Gustavo. CAMPEN Van. Energía solar fotovoltaica para la agricultura y desarrollo
sostenibles. Documento de trabajo sobre medio Ambiente y recursos Naturales, No 3. FAO, Roma,
2000. pág. 29
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mantenimiento de los sistemas FV y el comercio de electricidad FV originan
ocupaciones al habitante rural.
En la siguiente tabla, fruto de encuestas realizadas por la FAO e incluidas en
el documento de Best (2000), muestra el panorama general del potencial y
algunas limitaciones de la energía FV. Se destacan de esta tabla algunas
oportunidades y debilidades de este tipo de energía.
Panorama general del potencial de los sistemas de energía fotovoltaica.
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Dentro de las debilidades se encuentran las baterías por su corta vida
comparada con los paneles; aquellas se pueden reemplazar por tanques
elevados que se llenen durante las horas de irradiación y suplan las
necesidades en las horas nocturnas y durante periodos largos de acumulación
de agua (para las bombas de agua).
Fuente y transformaciones de energía solar
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La radiación solar es inagotable, como lo indica Serway (2005)17: “cada
segundo 1.340 julios de radiación electromagnética del sol, pasan
perpendicularmente a través de un (1) m en la parte superior de la atmósfera
terrestre”; parte de esta energía es reflejada hacia el espacio y la otra llega a la
superficie de la tierra, la cual de ser captada puede ser utilizada de manera
eficiente. La energía del sol es la fuente de mayor cantidad de energía del
planeta; es a través del proceso de fotosíntesis que se generan los
combustibles fósiles, y lo que representa la mayor cantidad de energía
disponible.
Energía solar térmica
La energía objeto de estudio es de temperatura por debajo de 100 ºC, aunque
por estos medios se alcanzan temperaturas de 600°c.La producción de este
tipo de energía se desarrolla a través de la radiación solar, por medio de
placas absorbentes, aislamientos y carcasa. Entre sus aplicaciones en zonas
rurales están el calentamiento de agua doméstica, el calentamiento de agua
para centros de salud, la calefacción para invernaderos, las destilaciones y la
desalinización de agua.
III.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS – BÁSICOS
Energía solar fotovoltaica: Es una fuente de energía que
produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de
la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula
17 SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para ciencias e ingeniería. Editorial Thomson 2005.
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fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato
denominada célula solar de película fina.
Población rural: Es una entidad de población de menor tamaño que
la ciudad y dedicada principalmente a actividades económicas propias
del sector primario, ligadas a las características físicas y los recursos
naturales de su entorno próximo (agrícola, ganadero, forestal, pesquero o a
veces minero); aunque en la actualidad han aumentado mucho las actividades
terciarias, y en algunos casos el turismo rural.
Contaminación: La contaminación es la introducción de sustancias en un
medio que provocan que este sea inseguro o no apto para su uso. El medio
puede ser un ecosistema, un medio físico o un ser vivo. El contaminante puede
ser una sustancia química, energía (como sonido, calor,luz o radiactividad).
Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo
general, se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose
una forma de impacto ambiental.
Calidad de vida: Es un concepto que hace alusión a varios niveles de
generalización pasando por sociedad, comunidad, hasta el aspecto físico y
mental, por lo tanto, el significado de calidad de vida es ambiguo, contando con
definiciones desde sociología, ciencias políticas, medicina, estudios del
desarrollo, etc.
Política: Es una rama de la moral que se ocupa de la actividad, en virtud de la
cual una sociedad libre, compuesta por hombres libres, resuelve los problemas
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que le plantea su convivencia colectiva. Es un quehacer ordenado al bien
común. Ciencia que se encarga del estudio del poder público o del Estado.
Energías renovables: A la energía que se obtiene de fuentes naturales
virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que
contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Entre
las energías renovables se cuentan
la eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, la biomasa y
los biocombustibles.
Geotérmicas: Es aquella energía que puede obtenerse mediante el
aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Este calor interno calienta
hasta las capas de agua más profundas: al ascender, el agua caliente o el
vapor producen manifestaciones, como los géiseres o las fuentes termales,
utilizadas para calefacción desde la época de los romanos.
FOSE: Fondo de Compensación Social Eléctrica.
Autosuficiencia: Es aquella persona que se basta por si misma sin la
necesidad de recibir ayuda de otros. En general los autosuficientes se creen
que no necesitan de nadie, y la verdad es que no descubren el verdadero valor
que tiene no sentirse solo en el camino. Pues todos en algún momento
necesitamos de alguien.
Energía eléctrica: A la forma de energía que resulta de la existencia de
una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer
una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio
de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas
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otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía
mecánica y la energía térmica.
Sociocultural: Del estado cultural de una sociedad o grupo social o
relacionado con él.
Salud integral: Es un programa dedicado a promover y difundir las diversas
alternativas que existen para la adecuada conservación de la salud y conocer
diversos métodos de tratamiento a distintas enfermedades, así como para dar
al público espectador un mayor conocimiento acerca de las diferentes
corrientes de estudio de la medicina, y cultura de salud.
Marginalidad: La marginación puede ser el efecto de prácticas explícitas
de discriminación que dejan efectivamente a la clase social o grupo
social segregado al margen del funcionamiento social en algún aspecto o, más
indirectamente, ser provocada por la deficiencia de los procedimientos que
aseguran la integración de los factores sociales, garantizándoles la oportunidad
de desarrollarse plenamente.
Privatización: Es un proceso jurídico-económico mediante el cual las
actividades empresariales son transferidas del sector público al sector privado,
es decir, traspasadas o tomadas ya sea desde el estado o
la comunidad (ver Bien público y propiedad comunitaria) hacia agentes
económicos privados.
Celdas solares: es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación
solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir
agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y a
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los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía
solar fotovoltaica.
Recursos renovables: Es un recurso natural que se puede restaurar por
procesos naturales a una velocidad superior a la del consumo por los seres
humanos. La radiación solar, las mareas, el viento y la energía
hidroeléctrica son recursos perpetuos que no corren peligro de agotarse a largo
plazo. Los recursos renovables también incluyen
materiales como madera, papel, cuero, etc. si son cosechados en forma
sostenible.
Bioenergía: Es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento
de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o
mecánico, generalmente es sacada de los residuos de las sustancias que
constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus
restos y residuos.
Biodigestores: En su forma más simple, un contenedor cerrado, hermético e
impermeable (llamado reactor), dentro del cual se deposita el material orgánico
a fermentar (excrementos de animales y humanos, desechos vegetales-no se
incluyen cítricos ya que acidifican, etc) en determinada dilución de agua para
que a través de la fermentación anaerobia se produzca
gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y
además, se disminuya el potencial contaminante de los excrementos.
Equilibrio ecológico de recursos: Es el estado de balance natural
establecido en un ecosistema por las relaciones interactuantes entre los
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miembros de la comunidad y su hábitat, plenamente desarrollado y en el cual
va ocurriendo lentamente la evolución, produciéndose una interacción entre
estos factores.
La energía solar térmica activa: Es un término referido a aquellas tecnologías
utilizadas para transformar la energía solar en calor utilizable, para producir
corrientes de aire para ventilación o refrigeración o para almacenar el calor
para uso futuro, todo ello por medio de equipamientos mecánicos o
eléctricos tales como bombas y ventiladores. Los sistemas que captan y utilizan
la energía solar sin usar estos dispositivos se clasifican dentro de la tecnología
solar pasiva. Un ejemplo típico de solar pasiva sería una chimenea solar para
mejorar la ventilación natural de una vivienda.
La energía solar térmica pasiva: La tecnología solar pasiva es el conjunto de
técnicas dirigidas al aprovechamiento de la energía solar de forma directa, sin
transformarla en otro tipo de energía, para su utilización inmediata o para su
almacenamiento sin la necesidad de sistemas mecánicos ni aporte externo de
energía, aunque puede ser complementada por ellos, por ejemplo para su
regulación.
La biomasa: Es la cantidad de materia acumulada en un individuo, un nivel
trófico, una población o un ecosistema.
La geotérmica: es una rama de la ciencia geofísica que se dedica al estudio
de las condiciones térmicas de la Tierra. Uno de los frutos de la técnica más
notables, es la extracción de la energía geotérmica.
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III.4. HIPOTESIS
Por lo tano definiremos 2 proyectos alternativos para la generación de energía
eléctrica diferenciados por el tipo de intervención a realizarse en cada uno de
los proyectos. Estos son los siguientes:
Proyecto Alternativo 1: Instalación de paneles fotovoltaicos
Consistente en la instalación de paneles solares fotovoltaicos en cada vivienda,
que genere la suficiente energía para satisfacer las demandas básicas de
alumbrado e información (radio, TV, laptops, carga de celulares etc.). Las
cargas especiales se atenderán con paneles de mayor capacidad.
Componente I: Instalación de Equipo Fotovoltaico de Energía Solar.
Componente II: Mejora de la gestión del servicio de generación local de
energía eléctrica.
Proyecto Alternativo 2: Instalación de grupos electrógenos
Consiste la utilización como fuente energética algún derivado del petróleo como
es la gasolina, o bien otros como gas natural, carbón mineral, residuos
vegetales, etc.; que son sometidos a combustión (arder o combustionar) para
mover los equipos generadores que
Producen electricidad, o para generar vapor en el caso de plantas térmicas con
turbinas movidas por vapor. Las obras principales son: el grupo electrógeno
(unidades generadoras, sala de control, sistema de abastecimiento de
combustible y equipos auxiliares).
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Componente I: Instalación de Grupos electrónicos para cada una de las
viviendas.
Componente II: Mejora de la gestión del servicio de generación local de
energía eléctrica.
Considerando el Proyecto Alternativo I:
La instalación de los Sistemas Fotovoltaicos en las viviendas de las
Comunidades Campesinas de la Provincia de Pasco , demostrará que una
electrificación de áreas remotas(como los caseríos y anexos), en base de una
generación eléctrica local con grupos electrógenos como Diésel y redes
eléctricas convencionales no es sostenible económicamente en el tiempo, ya
que estos habitantes de esta zona rural no cuentan con los recursos
económicos necesarios para adquirirlo, por lo tanto, su empleo es más
elevada económicamente que una electrificación con sistemas fotovoltaicos
(SFV), y además al emplear esta alternativa para la generación de energía
eléctrica , producirá una mayor contaminación sobre el medio ambiente .
Frente a esta realidad tenemos la electrificación por sistemas fotovoltaicas
como una alternativa de solución viable frente a este problema planteado.
Teniendo como sustento que en nuestro País se dispone de una alta radiación
solar en la mayor parte del territorio nacional durante todo el año con valores
promedios de 5-6 KWH/día un sistema fotovoltaico (SFV) que puede
proporcionar 5-KWH por día, cuesta hoy alrededor 500 dólares incluyendo los
impuestos, los costos de instalación, la capacitación del usuario y del servicio
de postventa.
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Esta cantidad de energía eléctrica es suficiente para satisfacer las necesidades
de iluminación y telecomunicaciones (radio, televisión, etc.) de una familia
campesina.
Adicionalmente los SFV son modulares, que permiten ser ampliados en su
potencia en cualquier momento si existe necesidad y la disponibilidad
económica del usuario. Se espera que el número de horas de sol y la
inclinación de los rayos respecto de la horizontal generen una mayor cantidad
de energía en relación con otras alternativas de fuentes no convencionales.
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