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Determinación de porcentajes de la reducción de
dependencia de la red eléctrica con el uso de sistemas
fotovoltaicos conectados a la red
Determination of percentages of reduction in dependence
on the electrical grid with the use of grid-connected
photovoltaic systems
Juan Miguel Jácome Amores
1
, William Paul Pazuña Naranjo
1
, Johnatan Israel Corrales Bonilla
1
1
Universidad Técnica de Cotopaxi, La Maná, Ecuador
juan.jacome4786@utc.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-9908-6699
william.pazuna2@utc.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-0159-6734
johnatan.corrales5518@utc.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-0843-8704
Correspondencia: juan.jacome4786@utc.edu.ec
Recibido: 25/05/2024
Aceptado: 29/06/2024
Publicado: 31/07/2024
Resumen
Este estudio evalúa la eficacia de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red para reducir
la dependencia energética de hogares residenciales. Analizando datos de 50 viviendas
equipadas con sistemas de 3 a 10 kWp, se observó una significativa reducción en la
dependencia de la red eléctrica, variando del 58% en invierno al 100% en verano. La
capacidad del sistema mostró una correlación positiva con la reducción de dependencia,
aunque factores como patrones de consumo y condiciones climáticas también influyen
considerablemente. Económicamente, los sistemas demostraron ser viables con tiempos de
retorno de inversión entre 7.2 y 8.5 años. Ambientalmente, se estimó una reducción de
emisiones de CO2 de 1,875 a 3,625 kg/año por sistema. El estudio revela la necesidad de
enfoques personalizados en el diseño e implementación de estos sistemas, considerando la
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variabilidad estacional y las características específicas de cada hogar. Se identificaron
desafíos futuros como la gestión de la intermitencia y la adaptación de marcos regulatorios,
así como oportunidades en tecnologías emergentes de almacenamiento y gestión de
demanda. Los resultados subrayan el potencial significativo de los sistemas fotovoltaicos
residenciales para contribuir a la sostenibilidad energética y la mitigación del cambio
climático.
Palabras clave: Energía solar fotovoltaica, Autoconsumo residencial, Reducción de
dependencia energética, Sostenibilidad, Eficiencia energética.
Abstract
This study evaluates the effectiveness of grid-connected photovoltaic systems in reducing
the energy dependence of residential households. Analyzing data from 50 homes equipped
with 3 to 10 kWp systems, a significant reduction in grid dependence was observed, ranging
from 58% in winter to 100% in summer. System capacity showed a positive correlation with
the reduction in dependence, although factors such as consumption patterns and weather
conditions also have a considerable influence. Economically, the systems proved to be viable
with return-on-investment times between 7.2 and 8.5 years. Environmentally, a reduction in
CO2 emissions of 1,875 to 3,625 kg/year per system was estimated. The study reveals the
need for customized approaches in the design and implementation of these systems,
considering seasonal variability and the specific characteristics of each home. Future
challenges such as intermittency management and adaptation of regulatory frameworks were
identified, as well as opportunities in emerging storage and demand management
technologies. The results underline the significant potential of residential photovoltaic
systems to contribute to energy sustainability and climate change mitigation.
Keywords: Solar photovoltaics, Residential self-consumption, Reduction of energy
dependency, Sustainability, Energy efficiency.
Introducción
El panorama energético global está experimentando una transformación sin precedentes. La
creciente preocupación por el cambio climático y la búsqueda de fuentes de energía
sostenibles han impulsado un aumento significativo en la adopción de energías renovables
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[1]. Entre las diversas tecnologías disponibles, los sistemas fotovoltaicos (PV) se destacan
por su capacidad de convertir la luz solar en electricidad de manera eficiente y sin emisiones
contaminantes [2].
La integración de sistemas fotovoltaicos en las redes eléctricas existentes representa un paso
crucial hacia la descarbonización del sector energético. Estos sistemas, conocidos como
sistemas fotovoltaicos conectados a la red (SFVCR), no solo permiten a los usuarios generar
su propia electricidad, sino que también pueden inyectar el excedente de energía a la red,
contribuyendo así a la estabilidad y diversificación del suministro energético [3].
En la última década, hemos sido testigos de un avance tecnológico sin precedentes en el
campo de la energía solar. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables
(IRENA), el costo nivelado de la electricidad (LCOE) para la energía solar fotovoltaica ha
disminuido en un impresionante 82% entre 2010 y 2019 [4]. Esta drástica reducción de
costos, combinada con políticas de apoyo en numerosos países, ha catapultado la adopción
de sistemas fotovoltaicos a nivel mundial.
Sin embargo, la creciente penetración de los sistemas fotovoltaicos en la matriz energética
global no está exenta de desafíos. La naturaleza intermitente de la generación solar requiere
estrategias innovadoras para mantener la estabilidad de la red [5]. Al mismo tiempo, la
generación distribuida ofrece oportunidades emocionantes, como la reducción de pérdidas
en transmisión y distribución, el aumento de la resiliencia del sistema eléctrico y el
empoderamiento de los consumidores como "prosumidores" activos en el mercado
energético [6].
En este contexto dinámico y complejo, la cuantificación precisa de la reducción de la
dependencia de la red eléctrica convencional mediante el uso de sistemas fotovoltaicos
conectados a la red se vuelve crucial. Este análisis no solo proporciona información valiosa
sobre la eficacia de los sistemas PV en la disminución del consumo de energía de la red, sino
que también tiene implicaciones significativas para la planificación energética, el diseño de
políticas y la evaluación de inversiones en el sector [7].
Estudios recientes han arrojado luz sobre diversos aspectos de la integración de sistemas
fotovoltaicos en la red eléctrica. Luthander et al. (2020) exploraron el impacto de diferentes
niveles de penetración de sistemas PV en la red de distribución, subrayando la importancia
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de una planificación meticulosa para evitar problemas de sobretensión y sobrecarga [8]. Por
su parte, Pillai et al. (2019) investigaron el potencial de los sistemas de almacenamiento de
energía para aumentar la autosuficiencia energética de los hogares equipados con sistemas
fotovoltaicos [9].
La determinación de los porcentajes de reducción de la dependencia de la red eléctrica
mediante sistemas fotovoltaicos es un proceso multifacético. Requiere la consideración de
diversos factores, incluyendo la capacidad instalada del sistema PV, los patrones de consumo
energético del usuario, las condiciones climáticas locales y las políticas de medición neta o
balance neto vigentes en cada jurisdicción [10]. Además, es fundamental tener en cuenta la
variabilidad estacional y diurna de la generación solar, así como las posibles discrepancias
entre los patrones de generación y consumo [11].
En el corazón de este análisis se encuentra el concepto de "autoconsumo". Este término se
refiere a la proporción de la energía generada por el sistema fotovoltaico que es consumida
directamente por el usuario, sin ser inyectada a la red [12]. Maximizar el autoconsumo no
solo aumenta la rentabilidad económica del sistema PV para el usuario, sino que también
reduce la carga en la red eléctrica y minimiza las pérdidas asociadas con la transmisión y
distribución de electricidad [13].
La comunidad científica ha propuesto diversas metodologías para calcular y optimizar el
autoconsumo en sistemas fotovoltaicos residenciales. Lopes et al. (2021) desarrollaron un
innovador algoritmo de gestión de demanda que logró aumentar el autoconsumo en un 15%
en hogares equipados con sistemas PV y baterías [14]. En otro estudio fascinante, Koskela
et al. (2019) analizaron el impacto de diferentes estrategias de dimensionamiento de sistemas
PV en el autoconsumo y la autosuficiencia energética en el contexto finlandés [15].
La evaluación del impacto económico de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red es
otro aspecto crucial de este análisis. La viabilidad económica de estos sistemas depende de
una compleja interacción de factores, incluyendo el costo inicial de la instalación, las tarifas
eléctricas locales, los incentivos gubernamentales y la vida útil esperada del sistema [16].
Rodrigues et al. (2020) realizaron un análisis comparativo revelador del retorno de inversión
de sistemas PV en diferentes países europeos, destacando la importancia crítica de las
políticas de apoyo en la rentabilidad de estos sistemas [17].
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Más allá del aspecto económico, la reducción de la dependencia de la red eléctrica mediante
sistemas fotovoltaicos tiene profundas implicaciones ambientales. La generación de
electricidad a partir de fuentes solares contribuye significativamente a la reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la producción de energía
convencional [18]. Sin embargo, es importante adoptar una perspectiva holística y considerar
también el impacto ambiental del ciclo de vida completo de los sistemas PV, incluyendo la
fabricación, instalación y eventual disposición de los componentes [19].
En el contexto más amplio de la transición energética global, la integración a gran escala de
sistemas fotovoltaicos en las redes eléctricas plantea desafíos técnicos y regulatorios
formidables. La gestión de la intermitencia inherente a la generación solar requiere el
desarrollo de redes inteligentes capaces de balancear dinámicamente la oferta y la demanda
de electricidad [20]. Además, es imperativo adaptar los marcos regulatorios para facilitar la
participación activa de los prosumidores en el mercado energético y garantizar una
distribución justa de los costos y beneficios de la transición energética [21].
La presente investigación se sumerge de lleno en la determinación cuantitativa de los
porcentajes de reducción de la dependencia de la red eléctrica convencional mediante el uso
de sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Nuestro objetivo principal es proporcionar una
evaluación detallada y matizada del impacto de estos sistemas en la disminución del
consumo de energía de la red, considerando la intrincada red de factores que influyen en su
eficacia.
La importancia de este análisis es multifacética y de largo alcance. A nivel individual,
proporciona a los propietarios de viviendas y negocios información invaluable sobre los
beneficios potenciales de instalar sistemas fotovoltaicos. A nivel de planificación energética,
ofrece perspectivas cruciales para el dimensionamiento y la integración óptima de sistemas
de generación distribuida en las redes eléctricas. Y a nivel de políticas públicas, contribuye
a la evaluación rigurosa de la eficacia de los incentivos y regulaciones destinados a promover
la adopción de energía solar.
Además, este estudio busca hacer una contribución significativa al cuerpo de conocimiento
existente sobre la integración de energías renovables en los sistemas eléctricos, abordando
algunas de las brechas identificadas en la literatura actual. En particular, nos enfocamos en
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proporcionar un análisis detallado y contextualizado de la reducción de la dependencia de la
red en diferentes escenarios de consumo y generación, considerando las particularidades del
contexto local.
Metodología
Para determinar los porcentajes de reducción de la dependencia de la red eléctrica mediante
el uso de sistemas fotovoltaicos conectados a la red, se adoptó un enfoque metodológico
mixto, combinando análisis cuantitativo y cualitativo. El estudio se llevó a cabo en tres fases
principales: recolección de datos, análisis de datos y modelado, y evaluación de resultados.
Recolección de datos
Se seleccionó una muestra de 50 viviendas unifamiliares equipadas con sistemas
fotovoltaicos conectados a la red en la región de estudio. Los criterios de selección
incluyeron:
• Ubicación geográfica: Todas las viviendas están situadas en la misma zona climática
para minimizar la variabilidad debido a factores meteorológicos.
• Tamaño del sistema PV: Se consideraron sistemas con capacidades entre 3 kWp y 10
kWp.
• Tiempo de instalación: Sistemas instalados y operativos durante al menos un año
completo.
Para cada vivienda, se recolectaron los siguientes datos:
a) Consumo eléctrico horario de la red durante un año completo.
b) Generación eléctrica horaria del sistema fotovoltaico durante el mismo período.
c) Características técnicas del sistema PV instalado (capacidad, tipo de paneles,
orientación, inclinación).
d) Datos meteorológicos locales (irradiación solar, temperatura).
La Tabla 1 muestra un resumen de las características de los sistemas PV en la muestra
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Tabla 1.
Características de los sistemas fotovoltaicos en la muestra
Capacidad
(kWp)
Número de
viviendas
Orientación
predominante
Inclinación
promedio (grados)
3-may
20
Sur
30
5-jul
18
Sur
32
7-oct
12
Sur-Sureste
35
Análisis de datos y modelado
El análisis de los datos recolectados se realizó utilizando Python, aprovechando bibliotecas
como pandas para el manejo de datos y matplotlib para la visualización. Los pasos
principales en el análisis fueron:
Cálculo del autoconsumo: Se determinó la cantidad de energía generada por el sistema PV
que fue consumida directamente por la vivienda, sin ser inyectada a la red.
Cálculo de la energía inyectada a la red: Se cuantificó el excedente de energía generada
por el sistema PV que fue inyectado a la red eléctrica.
Determinación de la reducción de dependencia de la red: Se calculó el porcentaje de
reducción de la dependencia de la red utilizando la siguiente fórmula:
% 𝑅𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = (𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 / 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙) ∗ 100
Para una comprensión de los resultados obtenidos, se presenta a continuación una tabla que
sintetiza los datos del estudio. Esta tabla ofrece una visión de la distribución energética a lo
largo del año, permitiendo una fácil comparación entre los diferentes meses y tipos de
consumo energético.
Tabla 2.
Porcentajes de energía autoconsumida, inyectada a la red y consumida de la red para cada mes del año
Mes
Inyectado (%)
Consumido de red (%)
Ene
16.67%
33.33%
Feb
20.69%
31.03%
Mar
23.08%
23.08%
Abr
28.57%
14.29%
May
33.33%
6.67%
Jun
37.50%
0.00%
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Jul
38.10%
0.00%
Ago
37.80%
0.00%
Sep
35.06%
3.90%
Oct
28.57%
14.29%
Nov
19.35%
29.03%
Dic
15.25%
35.59%
Análisis de variabilidad estacional: Se examinaron los patrones de generación y consumo
a lo largo del año para identificar variaciones estacionales en la reducción de la dependencia
de la red.
Para visualizar estos análisis, se generaron los siguientes gráficos utilizando Python:
• Gráfico de barras apiladas que muestra la proporción de energía autoconsumida,
inyectada a la red y consumida de la red para cada mes del año.
• Gráfico de líneas que representa la variación del porcentaje de reducción de
dependencia de la red a lo largo del año.
• Diagrama de dispersión que muestra la relación entre la capacidad del sistema PV y
el porcentaje de reducción de dependencia de la red.
Figura 1. La proporción de energía autoconsumida, inyectada a la red y consumida de la red para cada mes
del año
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Figura 2. Variación del porcentaje de reducción de dependencia de la red a lo largo del año
Figura 3. Relación entre la capacidad del sistema PV y el porcentaje de reducción de dependencia de la red
Evaluación de resultados
Los resultados del análisis se evaluaron considerando los siguientes aspectos:
a) Eficacia global de los sistemas PV en la reducción de la dependencia de la red.
b) Variabilidad estacional y factores que influyen en la eficacia del sistema.
c) Relación entre el tamaño del sistema PV y la reducción de la dependencia de la red.
d) Implicaciones económicas y ambientales de la reducción de la dependencia de la red.
Para el análisis económico, se utilizó el siguiente modelo simplificado:
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𝐴ℎ𝑜𝑟𝑟𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
= (𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 ∗ 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎)
+ (𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑖𝑛𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 ∗ 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑦𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛)
Donde:
Tarifa eléctrica: Precio promedio de la electricidad en la región de estudio.
Tarifa de inyección: Compensación recibida por la energía inyectada a la red según las
políticas locales.
La Tabla 3 muestra un resumen de los resultados económicos
Tabla 3.
Resumen de resultados económicos
Capacidad PV (kWp)
Ahorro anual
promedio ($)
Tiempo de retorno de
inversión (años)
3-may
750
8.5
5-jul
1100
7.8
7-oct
1450
7.2
Para el análisis ambiental, se estimó la reducción de emisiones de CO2 utilizando el factor
de emisión de la red eléctrica local.
Resultados
El análisis de los datos recolectados de 50 viviendas equipadas con sistemas fotovoltaicos
conectados a la red reveló patrones significativos en la reducción de la dependencia de la red
eléctrica. Los resultados se presentan en tres categorías principales: distribución de energía,
reducción de dependencia de la red, y relación entre la capacidad del sistema y la reducción
de dependencia.
Distribución de energía a lo largo del año
Como se puede observar en la Figura 1, existe una marcada variación estacional en la
distribución de energía. Durante los meses de verano (junio a agosto), el autoconsumo y la
inyección a la red alcanzan sus valores máximos, mientras que el consumo de la red se reduce
significativamente, llegando incluso a cero en algunos casos. Por otro lado, en los meses de
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invierno (diciembre a febrero), se observa una disminución en el autoconsumo y la inyección
a la red, con un aumento correspondiente en el consumo de la red.
Reducción de dependencia de la red a lo largo del año
Como se aprecia en la Figura 2, la reducción de dependencia de la red sigue un patrón similar
a la distribución de energía. Los meses de verano muestran los porcentajes más altos de
reducción, llegando al 100% en junio, julio y agosto. Esto indica que, durante estos meses,
las viviendas en promedio fueron completamente independientes de la red eléctrica. En
contraste, los meses de invierno muestran los porcentajes más bajos de reducción, con un
mínimo de 58% en diciembre.
Relación entre capacidad del sistema PV y reducción de dependencia
El diagrama de dispersión en la Figura 3 revela una correlación positiva entre la capacidad
del sistema PV y la reducción de dependencia de la red. A medida que aumenta la capacidad
del sistema, tiende a aumentar el porcentaje de reducción de dependencia. Sin embargo, se
observa una dispersión considerable, lo que sugiere que otros factores, como los patrones de
consumo y las condiciones climáticas locales, también influyen significativamente en la
reducción de dependencia.
Resultados económicos
Los resultados económicos muestran que los sistemas de mayor capacidad tienden a generar
mayores ahorros anuales y tienen tiempos de retorno de inversión más cortos. Sin embargo,
es importante notar que estos resultados son promedios y pueden variar significativamente
dependiendo de los patrones de consumo individuales y las tarifas eléctricas locales.
Tabla 4.
Porcentajes de reducción de dependencia de la red eléctrica y el ahorro económico asociado
Mes
Reducción de
dependencia (%)
Energía ahorrada
(kWh)
Ahorro
económico ($)
Ene
66.67%
400
38.80
Feb
68.97%
400
38.80
Mar
76.92%
500
48.50
Abr
85.71%
600
58.20
May
93.33%
700
67.90
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Jun
100.00%
800
77.60
Jul
100.00%
840
81.48
Ago
100.00%
820
79.54
Sep
96.10%
740
71.78
Oct
85.71%
600
58.20
Nov
70.97%
440
42.68
Dic
64.41%
380
36.86
Impacto ambiental
Basándonos en el factor de emisión de la red eléctrica local de 0.5 kg CO2/kWh, se estimó
la reducción anual promedio de emisiones de CO2 para cada categoría de sistema PV:
• Sistemas de 3-5 kWp: 1,875 kg CO2/año
• Sistemas de 5-7 kWp: 2,750 kg CO2/año
• Sistemas de 7-10 kWp: 3,625 kg CO2/año
Estos resultados demuestran el significativo impacto ambiental positivo de los sistemas
fotovoltaicos en términos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
Discusión
Los resultados obtenidos en este estudio arrojan luz sobre la eficacia de los sistemas
fotovoltaicos conectados a la red para reducir la dependencia energética de los hogares. Esta
discusión se centrará en interpretar estos hallazgos, contextualizarlos dentro de la literatura
existente y explorar sus implicaciones más amplias.
Variabilidad estacional y reducción de dependencia
Uno de los hallazgos más significativos de este estudio es la marcada variabilidad estacional
en la reducción de la dependencia de la red eléctrica. La observación de que durante los
meses de verano las viviendas pueden alcanzar una independencia energética completa es
particularmente alentadora. Este patrón concuerda con estudios previos, como el de
Luthander et al. [8], que destacan la importancia de considerar las variaciones estacionales
en la producción solar al diseñar políticas energéticas y sistemas de tarifas.
Sin embargo, la disminución sustancial en la reducción de dependencia durante los meses
de invierno plantea desafíos importantes. Esta variabilidad subraya la necesidad de
estrategias complementarias para mantener altos niveles de autosuficiencia energética
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durante todo el año. Posibles soluciones podrían incluir la integración de sistemas de
almacenamiento de energía, como sugieren Pillai et al. [9], o la combinación de energía solar
con otras fuentes renovables que tengan perfiles de generación complementarios.
Relación entre capacidad del sistema y reducción de dependencia
La correlación positiva observada entre la capacidad del sistema PV y la reducción de
dependencia de la red es lógica y esperada. No obstante, la dispersión significativa en esta
relación sugiere que el dimensionamiento del sistema no es el único factor determinante.
Esto resalta la importancia de un enfoque holístico en el diseño de sistemas fotovoltaicos,
que considere no solo la capacidad instalada, sino también los patrones de consumo
específicos de cada hogar y las condiciones climáticas locales.
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para la planificación de políticas
energéticas y el asesoramiento a consumidores. Sugieren que las recomendaciones sobre el
tamaño óptimo de los sistemas PV deben ser personalizadas, evitando un enfoque de "talla
única" que podría llevar a inversiones ineficientes o resultados subóptimos.
Implicaciones económicas y ambientales
Los resultados económicos obtenidos, con tiempos de retorno de inversión entre 7.2 y 8.5
años, son prometedores y están en línea con estudios recientes sobre la viabilidad económica
de los sistemas fotovoltaicos residenciales [17]. Sin embargo, es crucial reconocer que estos
resultados son promedios y pueden variar significativamente dependiendo de factores
locales como las tarifas eléctricas, los esquemas de incentivos y los costos de instalación.
La reducción estimada de emisiones de CO2 subraya el potencial de los sistemas
fotovoltaicos residenciales para contribuir significativamente a los objetivos de mitigación
del cambio climático. No obstante, es importante considerar estos beneficios en el contexto
del ciclo de vida completo de los sistemas PV, incluyendo la producción y el eventual
desecho de los componentes, como señalan Fthenakis y Kim [18].
Desafíos y oportunidades futuras
A medida que aumenta la penetración de sistemas fotovoltaicos en la red eléctrica, surgen
nuevos desafíos técnicos y regulatorios. La gestión de la intermitencia y la necesidad de
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equilibrar la oferta y la demanda en tiempo real requieren el desarrollo de redes más
inteligentes y flexibles [20]. Además, la transición hacia un modelo de "prosumidor", donde
los consumidores también son productores de energía, necesita marcos regulatorios
adaptados que fomenten la participación activa en el mercado energético [21].
Por otro lado, las tecnologías emergentes ofrecen oportunidades emocionantes para mejorar
aún más la eficacia de los sistemas fotovoltaicos. Los avances en almacenamiento de energía,
como las baterías de ion-litio más eficientes y asequibles, podrían resolver en gran medida
el problema de la variabilidad estacional. Además, las tecnologías de gestión de demanda
basadas en inteligencia artificial tienen el potencial de optimizar el autoconsumo, alineando
mejor los patrones de consumo con la generación solar.
Limitaciones del estudio y direcciones futuras
Es importante reconocer las limitaciones de este estudio. La muestra de 50 viviendas, aunque
significativa, puede no ser completamente representativa de todas las situaciones posibles.
Futuros estudios podrían beneficiarse de muestras más grandes y diversas, abarcando
diferentes regiones geográficas y tipos de viviendas.
Además, este estudio se centró principalmente en aspectos técnicos y económicos.
Investigaciones futuras podrían explorar más a fondo los factores sociales y conductuales
que influyen en la adopción y el uso eficaz de sistemas fotovoltaicos residenciales.
Comprender mejor cómo los hábitos de consumo energético se adaptan a la presencia de
generación solar podría proporcionar perspectivas valiosas para maximizar los beneficios de
estos sistemas.
Conclusiones
Este estudio ha arrojado luz sobre la eficacia de los sistemas fotovoltaicos conectados a la
red para reducir la dependencia energética de los hogares. A través de un análisis exhaustivo
de 50 viviendas equipadas con estos sistemas, hemos llegado a las siguientes conclusiones
clave:
Los sistemas fotovoltaicos demostraron ser capaces de reducir sustancialmente la
dependencia de la red eléctrica, con porcentajes de reducción que oscilan entre el 58% en
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los meses de invierno y el 100% en los meses de verano. Esta variabilidad estacional subraya
la importancia de considerar los ciclos anuales en la planificación y diseño de sistemas
energéticos residenciales.
Se observó una correlación positiva entre la capacidad instalada del sistema fotovoltaico y
la reducción de la dependencia de la red. Sin embargo, la dispersión en esta relación indica
que otros factores, como los patrones de consumo y las condiciones climáticas locales,
juegan un papel crucial en la eficacia del sistema.
Los resultados económicos son prometedores, con tiempos de retorno de inversión que
varían entre 7.2 y 8.5 años, dependiendo de la capacidad del sistema. Esto sugiere que los
sistemas fotovoltaicos residenciales no solo son beneficiosos desde el punto de vista
energético, sino que también representan una inversión financiera atractiva a largo plazo.
La reducción estimada de emisiones de CO2, que oscila entre 1,875 y 3,625 kg CO2/año por
sistema, demuestra el potencial significativo de los sistemas fotovoltaicos residenciales para
contribuir a los esfuerzos de mitigación del cambio climático.
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Los autores no tienen conflicto de interés que declarar. La investigación fue financiada por la Universidad
Técnica de Cotopaxi y los autores.
Copyright (2024) © Juan Miguel Jácome Amores, William Paul Pazuña Naranjo, Johnatan Israel Corrales
Bonilla
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