Adopción y tropicalización de tecnología solar

Tal es el caso de la estación de generación eólica Jepírachi en la Guajira y de múltiples experiencias con energía solar aplicadas a sectores residenciales y empresariales. Estas experiencias incluyen un laboratorio solar (2012), kits solares destinados para familias del Bajo Cauca (2013), zonas verdes de recarga (2013), proyectos solares de bombeo de agua en comunidades indígenas de Vigía del Fuerte (2014), planta móvil de generación para el alumbrado navideño (2015), kits solares en zonas no interconectadas de San Vicente del Caguán en alianza con el IPSE (2015), sistemas de iluminación solar en el ecoparque Pajarito (2015) y en la vía de acceso al cerro el volador (2018), primer parque solar flotante de Hispanoamérica en el embalse de El Peñol-Guatapé (2018), y la puesta en marcha de la solución solar integral para hogares y pymes en todo el territorio nacional a través de ERCO (2019).

Además de las experiencias de adopción de tecnología solar, EPM ha incursionado en el desarrollo de tecnología solar de vanguardia, apoyado en el grupo CIDEMAT de la Universidad de Antioquia. En este esfuerzo participan también empresas como Sumicol y Andercol. El objetivo central es desarrollar celdas solares de última generación que pueden ser fabricadas mediante métodos de impresión. Para esto, EPM dispuso un laboratorio especializado en el complejo Ruta N. Esta iniciativa también ha contado con el apoyo gubernamental, mediante el proyecto de regalías Celdas solares nanoestructuradas: desarrollo y aplicación de las tecnologías en escuelas de

zonas no interconectadas o de intermitencia energética del departamento de Antioquia y la alianza Sostenibilidad Energética para Colombia -SÉNECA-, en el marco de Colombia Científica. Actualmente, el foco de investigación se centra en el desarrollo de celdas solares de perovskita. A diferencia de las celdas tradicionales basadas en silicio, éstas presentan atributos únicos como procesamiento por métodos escalables de bajo costo, flexibilidad, y la posibilidad de modular hasta cierto grado su color y transparencia (ver foto 1). Estas características permiten que las celdas solares de perovskita puedan cubrir nuevos nichos de mercado a través de su integración en automotores, ventanas de edificios, vehículos aéreos no tripulados y dispositivos electrónicos de baja potencia. Las celdas desarrolladas en Ruta N cuentan con un nivel de alistamiento tecnológico (TRL) de 5 y con el proyecto SENECA se aspira a alcanzar un TRL de 7.

Paralelamente, esta línea de investigación ha permitido adquirir capacidades relevantes en la comercialización de tecnología solar, que incluyen:

• Verificación de tecnología. Desarrollo de un laboratorio solar en la Sede de Investigaciones Universitarias – SIU – de la Universidad de Antioquia (ver foto 2). En este laboratorio se monitorean todos los componentes de una instalación solar y variables climáticas en la ciudad de Medellín. Este análisis permite verificar el comportamiento real de la tecnología en campo y seleccionar las tecnologías que maximizan la relación beneficio-costo. La mayor conclusión ha sido evidenciar que existe una discrepancia entre el desempeño esperado, que se obtiene en condiciones de laboratorio estándar, y el desempeño real en campo. Esto se esperaba, pues las condiciones climáticas de la ciudad (temperatura, nivel de radiación directa y difusa, nubosidad) determinan directamente el desempeño. La medición en campo se denomina “tropicalización” de la tecnología solar, entendida como la necesidad de probar la tecnología en las condiciones reales de operación. En esta dirección, se ha desarrollado un prototipo de medición portátil con conectividad a internet para analizar variables eléctricas y climáticas relacionadas con estaciones solares ubicadas en cualquier lugar del país. Con esta metodología se han instalado efectivamente estaciones solares en Medellín (ver video en https://www.youtube.com/watch?v=mnMdwRtKbAI), Bajo Cauca y Urabá. A su vez, el proyecto SENECA arrojará una gran base de datos análogos para sitios ubicados en el Caribe colombiano.

• Operación y mantenimiento. El análisis eléctrico desarrollado facilita el mantenimiento preventivo mediante la identificación de problemas específicos como sombras, suciedad, y desajustes eléctricos (mismatch). Adicionalmente, se cuenta con experiencia en el mantenimiento correctivo mediante técnicas multiespectrales.

• Diseño integral. La experiencia con estos proyectos ha generado capacidades para diseñar integralmente las soluciones fotovoltaicas. Esto incluye criterios para la selección de la mejor tecnología, según el sitio de la instalación, diseño óptico para la minimización de sombras, y diseño eléctrico y mecánico. Este último punto es muy relevante en sitios no interconectados, los cuales han requerido desarrollar estructuras de bajo peso, en asocio con la empresa Futech, que puedan ser fácilmente transportadas a lugares remotos.

En conclusión, EPM le apuesta a la adopción y a la generación de conocimiento alrededor de la tecnología solar. Esto ha demostrado tener un gran impacto en las comunidades y abre la puerta para nuevas aplicaciones, teniendo como foco la sostenibilidad.

Foto 2. Estación solar de la sede de Investigación Universitaria (SIU). Componentes: (1) Estación meteorológica. (2) Estructura de soporte. (3) Módulo de prueba. (4) Caracterizador de paneles solares. (5) Paneles fotovoltaicos de diferentes tecnologías. (6) Sistema para evaluación de generación eléctrica.