REVISTA

JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:

En el camino de la investigación

Energía solar como alternativa a los

problemas energéticos del Ecuador

Darío Alejandro Bedón Mera, Gabriel Antonio Balbi Suarez,

Isaías Yarel Orozco Saltos, Daniel Andrés Mantilla Morocho

Mi nombre es Darío Alejandro Bedón Mi nombres es Gabriel Antonio Balbi Mera, tengo 17 años y estudio el tercer Suarez, tengo 17 años y estudio el tercer año de Mecatrónica en el colegio Domingo año de Mecatrónica en el colegio Domingo

Comín. Me gusta jugar juegos rítmicos. Comín. Me gusta la natación y la lec-

Estoy interesado en la electrónica de tura. Quiero estudiar ingeniería nuclear o

consumo. Quiero estudiar Ciberseguridad mecatrónica en la universidad. en la universidad.

Mi nombre es Isaías Yarel Orozco Mi nombre es Daniel Andrés Man-Salto, tengo 16 años y estudio el tercer tilla Morocho, tengo 17 años y estudio año de Mecatrónica en el colegio Domingo el tercer año de Mecatrónica en el Colegio

Comín. Me gusta hacer ejercicio y es- Domingo Comín. Me gusta escuchar música

cuchar música. Quiero estudiar Ingeniería Quiero estudiar Ingeniería Electrónica en

Electrónica en la universidad. la universidad.

Resumen

La presente investigación resalta la importancia de electricidad alcanzó un récord de emisiones de CO2,

un abastecimiento energético adecuado y su impacto mientras que, en Ecuador, la dependencia de la energía

ambiental. En 2022, el uso del carbón para generar hidroeléctrica ha generado problemas de ineficiencia

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y sobrecarga. Considerando la alta radiación solar pérdida de relevancia generalizada referente a este

del país, se plantea la implementación de paneles tema, lo que ocasiona que se olvide la importancia

solares monocristalinos como una solución viable para del abastecimiento energético adecuado, factible y no

diversificar las fuentes de energía. Los cálculos teóri-dañino para el ambiente y para las ciudades, comu-

cos realizados demuestran que la energía solar puede nidades, etc. En 2022 se reportó que varios países han

satisfacer demandas locales y reducir hasta un 80 % retomado el uso del carbón para generar electricidad,

la dependencia del agua en regiones específicas como registrándose un nuevo récord mundial de emisiones

Manduriacu. Se recomienda fortalecer la inversión en de CO2 a la atmosfera con 40600 Mt, de esto el 90 %

sistemas fotovoltaicos y fomentar políticas públicas son por la quema de los combustibles fósiles. Según

que impulsen su adopción para garantizar un futuro informes de la Organización Naciones Unidas (ONU)

energético sostenible en Ecuador. cerca de 6000 millones de personas dependen del uso

activo de combustibles fósiles importados [1].

Palabras clave: energía solar, paneles solares, Múltiples países a lo largo de los años han au-

hidroeléctricas mentado su demanda eléctrica, y Ecuador no es la

excepción. En el 2023 se reportó que la generación de

Explicación del tema energía bruta fue de 32 117,89 GWh [2].

La energía es un recurso del cual, normalmente las

personas no se suelen preocupar, resultando en una

Figura 1. Producción energética de Ecuador GWh/año

Fuente: [2]

En la Figura 1 se observa la producción energética del evidencia que el 63,28 % del consumo total, se concen-

territorio ecuatoriano, clasificada según las fuentes de tró en CNEL EP que abastece de energía a toda la

generación. región Costa, Oriente y una parte de la Sierra; y, la

El consumo registrado en 2023, se observa en la Figura Empresa Eléctrica Quito el 14,74 % [2].

2, organizado por empresas distribuidoras. Aquí así se

En el camino de la investigación 65

Figura 2. Consumo energético de Ecuador GWh/año

Fuente: [2]

El análisis de las Figuras 1 y 2, permite eviden-Resultados

ciar que la dependencia energética de la electricidad

En Ecuador, existen continuas alertas por parte del

generada por hidroeléctricas aumenta cada vez más

INAMHI sobre radiación ultravioleta, tal es el caso de

con el pasar de los años, siendo que en la actualidad

la alerta que se emitió el 22 de mayo de 2024, como se

la aplastante mayoría del consumo eléctrico debe su-

observa en la figura 3.

plirse únicamente con la industria hidroeléctrica. Esto

Asimismo, en algunas provincias se visualizan aler-

acarreó problemas en la actualidad como: ineficien-

tas de alta y muy alta radiación [8].

cia, racionamiento y sobre exigencia a las centrales

Si se aprovechara esta energía solar, se podría crear

hidroeléctricas.

una alternativa de producción de electricidad eclógica

y amigable con el ambiente.

Figura 3. Pronóstico de radiación ultravioleta

Fuente: [8]

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Para su implementación es necesario contar con con un cierto brillo metálico característico. Además,

algunos elementos entre los que se destacan los que se se informa que alcanzan rendimientos de hasta un 24

describen a continuación. % en laboratorios y un 17 % en paneles comerciales.

También se destaca que, debido a su tecnología, estas

Módulo Solar células tienen garantizada una vida útil de entre 15 y

25 años [6].

Es un dispositivo electrónico que permite almacenar

energía eléctrica a partir de la radiación solar. Su fun-

Cálculo de energía generada con paneles solares

cionamiento se basa en aprovechar la energía de los

fotones presentes en la luz, lo que provoca la emisión Para el cálculo de energía generada por paneles solares

de diversos electrones. El flujo de estos electrones gene-se utilizará la siguiente fórmula:

ra una corriente eléctrica, produciendo electricidad en Energía generada = Tamaño del panel x Radiación

corriente continua (DC) [3]. solar x Eficiencia del panel x 365 días, es decir, que

si un panel solar de 460W vatios con una eficiencia

Sistemas fotovoltaicos del 18 % ubicada en un área con radiación solar de

4.5kWh/m2/día, la energía por año sería: 136kWh. Es

Los sistemas fotovoltaicos son considerados una tec-

importante destacar que esta es una estimación y que

nología con la capacidad de generar corriente continua

la cantidad de energía producida por un panel solar

(DC), usando células solares que convierten la ener-

puede variar debido a diversos factores [9].

gía de los fotones en electricidad cuando la radiación

Si se aprovecha la energía solar, mediante tecnología

solar incide directamente sobre ellas [4]. Por lo tanto,

fotovoltaica que convierte la luz en electricidad, se

estos sistemas tienen una característica que destaca:

puede optimizar el uso energético en Manduriacu,

satisfacer la demanda energética del lugar donde se

Ecuador. La implementación de paneles solares en

instalan los paneles solares. El esquema de conexión

esta región permitirá generar más energía y reducir

del sistema fotovoltaico se presenta en la Figura 2.

hasta en un 80 % la dependencia del agua, aumentando

Los sistemas fotovoltaicos son utilizados en lugares

significativamente la producción de electricidad [10].

alejados de la ciudad o un lugar de costo muy elevado

para los sistemas de distribución común [3].

Radiación solar promedio

Los valores de radiación solar se estiman en función de

la ubicación geográfica y la altitud de cada provincia.

Por ejemplo, estudios indican que Ecuador, debido a su

posición geográfica, tiene una radiación solar promedio

entre 4.5 y 5.5 kW h/mš/día [11].

Consumo eléctrico residencial promedio

Figura 4. Sistema fotovoltaico aislado (buele)

Fuente: [4] Los datos específicos por provincia no están comple-

tamente disponibles. Sin embargo, se sabe que, en

2023, el consumo mensual promedio en Ecuador fue

Paneles solares monocristalinos de 141.42 kWh [12].

Los paneles solares monocristalinos se caracterizan por

Impacto económico y ambiental del Uso de pa-

tener los átomos de forma ordenada y periódica, con

neles solares en Ecuador

una orientación cristalina casi perfecta [5]. Estas célu-

las se obtienen al cortar una gran barra o lingote de El análisis del impacto económico y ambiental del uso

silicio creado a 1400°C y presentan un espesor que varía de paneles solares en Ecuador demuestra su viabilidad

entre 1/3 a 1/2 mm [6]. Tienen un color azulado oscuro como una alternativa energética. A nivel económico,

En el camino de la investigación 67

los paneles solares ofrecen un ahorro significativo en solar es una solución a los problemas energéticos exis-

costos operativos y fomentan la creación de empleo tentes en el Ecuador. Independientemente de su costo,

local. Además, su implementación diversifica la ma-es importante considerar la opción de producción de

triz energética del país, reduciendo la dependencia energía eléctrica en base a energía solar para mantener

de fuentes tradicionales como hidroeléctricas y com-al país operativo sin problemas ni cortes energéticos.

bustibles fósiles. El uso de fuentes renovables, es posible y el Ecuador

A nivel ambiental, los paneles solares contribuyen en el futuro podría liderar la producción de energía

a la reducción de emisiones de CO2, la conservación de eléctrica proveniente de la energía solar.

recursos hídricos y el aprovechamiento de espacios no

productivos [5]. Estos beneficios alinean a Ecuador con Referencias

las metas globales de transición energética y sosteni-

bilidad. [1] Chávez, J. D. G., Vinueza, W. A. Z., Gordón,

La adopción de energías limpias en América Latina J. M. M., & Romero, P. A. (2023). Propuesta de

ya supera el promedio mundial, con un 61 % de su ma- una planta fotovoltaica de 130,24 MW en Chimbo-

triz eléctrica proveniente de fuentes renovables, desta- razo, Ecuador. Revista Científica y Tecnológica

cando el potencial de Ecuador para liderar en energía UPSE. https://doi.org/10.26423/rctu.v10i1.733

solar por los altos niveles de radiación a los que está [2] Operador Nacional de Electricidad CE-

expuesto, si implementase este esquema alternativo de NACE. (2024). Parte 1 Informe Anual CE-

generación de electricidad. NACE 2023. Recuperado el 26 de junio de 2024,

“La energía limpia anima activamente a todos los de https://shorturl.at/srw28

ciudadanos a participar en la protección del medio am- [3] Morales Peñafiel, A. J., & Gómez Bravo, D. A.

biente, porque la energía del sol no produce residuos (2022). Dimensionamiento e implementación de

tóxicos ni gases de efecto invernadero” [7], sin embargo, paneles fotovoltaicos aplicados al área residencial en

toda la infraestructura que se requiere para la imple- un sector costero de la provincia del Guayas,

mentación, es costosa y la recuperación de la inversión Ecuador.

supera el tiempo de vida útil de los equipos, los mismos [4] Zapata Terán, E. M. (2022). Planificación óptima de

que también constituyen un impacto ambiental sino los recursos energéticos que permita establecer una

se efectúa un adecuado proceso de desecho. propuesta de microgeneración distribuida como sis-

Sin embargo, pese a todas las situaciones antes tema alterno a la red eléctrica de distribución Pu-

descritas, es mejor contar con una alternativa ecológi- cayacu. Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica

ca y amigable que no tener energía por lo que deben de Cotopaxi (UTC).

implementarse políticas y alternativas que favorezcan [5] Naranjo-Silva, S. (2024). Una perspectiva del de-

la reducción de precios de los paneles fotovoltaicos y la sarrollo hidroeléctrico en Ecuador: pasado, presente

tecnología relacionada para así estimular la inversión e y futuro. La Granja. Revista de Ciencias de la Vida,

implementación de este tipo de generación de energía 39, 63–77.

eléctrica. [6] Rivera, A. S. G., & Yánez Sarabia, Y. M. (2022).

Repotenciación y eficiencia del sistema de ilumi-

Conclusiones nación fotovoltaico en los laboratorios de control

y máquinas de la Universidad Técnica de Cotopaxi,

Ecuador es un país que recibe altas tasas de ra- utilizando un inversor off grid en conformidad con

diación solar diariamente, lo que hace factible la imple- la norma 003/18. Ecuador: Latacunga: Universidad

mentación de paneles solares para aliviar la carga de Técnica de Cotopaxi (UTC).

la industria hidroeléctrica. Esta opción no se plantea [7] Merchán Sacoto, D. R. (2021). Profitability of the

como un reemplazo, sino como una alternativa sólida implementation of photovoltaic panels in relation

para la generación de energía renovable en el futuro. La to the average consumption per home in the 4

adopción de energías limpias proveniente de la energía natural regions of Ecuador. CCD, 4 (3), 22–39. 68 Juventud y Ciencia Solidaria

[8] Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (I- hidroeléctrica Manduriacu, Ecuador. ReSoFro,

NAMHI). (n.d.). Pronósticos y Alertas HM – Insti- 3 (2), 264–278.

tuto Nacional de Meteorología e Hidrología. Recu-[11] República del Sol. (2023). Impacto de

perado de https://shorturl.at/7iTEd la Energía Solar en Ecuador. Recuperado de

[9] DamiaSolar. (n.d.). ¿Cuánta electricidad genera https://shorturl.at/2UJcI

un panel solar y cómo calcularla? Recuperado de [12] Petroenergía. (2021). Importancia de la catego-

https://shorturl.at/alNKy rización del consumo eléctrico del sec-

[10] Méndez Durán, J. H. (2023). Incorporación de plan- tor residencial en Ecuador. Recuperado de

tas fotovoltaicas flotantes en el embalse de la https://shorturl.at/XuoCG