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IV CONFERENCIA LATINOAMERICANA DE ENERGÍA SOLAR XVIII SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR

“POTENCIAL ENERGÉTICO RENOVABLE EN LA REGIÓN TACNA” CARLOS POLO BRAVO HUGO TORR ES MURO

CENTRO DE ENERGIAS RENOVABLES DE TACNA (CERT) FACULTAD DE CIENCIAS UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

UNSA AC

CUSCO, NOVIEMBRE 2010

1

Región Tacna

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA REGIÓN TACNA: extensión territorial 16 076 Km2 : 80 % desierto

Fotovoltaica Solar 470 278 TWh

Solar concentrada 275 556 TWh Eólica en tierra: 105 278 TWh Oceánica por mareas y olas: 91 398 TWh Hidraúlica: 13 899 TWh

ELECTRICIDAD GENERADA EN EL MUNDO AL 2006 : 19 015 TWh

Recursos no renovables: 81,56 % (gas, carbón, petróleo) Hidraúlica: 16,40 % Otras renovables: 1,34 % (leña, biocombustibles) Eólica: 0,68 %

Solar: 0,02 %

Geotérmica: 12 500 TWh

Eólica marina: 611 TWh

ELECTRICIDAD QUE PODRÍA GENERARSE EN EL MUNDO A PARTIR DE LOS RECURSOS RENOVABLES: 975 010 TeraWatts-hora (TWh)

RECURSO ENERGÉTICO HIDRÁULICO EN LA REGIÓN TACNA

4

Principales Instalaciones C. H. A R I C O T A 1 Tubería forzada

Patio de Llaves Turbinas y Gobernador

CC.HH. ARICOTA 2

Casa de Máquinas 3 Patio de Llaves

4

Reservorio

C. H. A R I C O T A 2 Tubería forzada

Reservorio

Casa de Máquinas

Patio de Llaves

COMPARACION DE VOLUMENES REGISTRADOS EN LA LAGUNA ARICOTA

6

POTENCIAL HIDRÁULICO Central C.H. Aricota I C.H. Aricota II C.Hs VILVILANI

Potencia Instalada (MW) 2 x 11,9 1 x 11,9

Pot. Instalada Total 35,7 MW Actualmente genera sólo 15MW

10

EN PROYECTO

TOTAL :

45,7 MW

El potencial energético hidroeléctrico puede verse incrementado si se aprovecha los saltos hidráulicos y pequeños caudales de las diferentes cuencas de la región, es decir para mini, micro y pico centrales hidroeléctricas, como también la velocidad del agua en canales

EL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR EN LA REGIÓN TACNA

8

POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR MUNDIAL SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE

Fuente: NASA

POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL PERÚ

MAPAS DE LA RADIACIÓN SOLAR GLOBAL ESTACIONAL SOBRE UNA SUPERICIE HORIZONTAL EN LA REGIÓN TACNA (Kwh/m2día) FEBRERO

MAYO

Kwh/m2d < 4,0 4,0 – 4,5 4,5 – 5,0 5,0 – 5,5 5,5 – 6,0 6,0 – 6,5 6,5 – 7,0 7,0 – 7,5 > 7,5

AGOSTO

NOVIEMBRE

VARIACIÓN ANUAL DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR GLOBAL DE LA CIUDAD DE TACNA SOBRE UNA SUPERFICIE HORIZONTAL (Fuente: CERT – UNJBG 1995)

PROMEDI O 5,37 Kwh/m2d

FUENTE: SENAMHI TACNA

FUENTE: SENAMHI TACNA

ENERGÍA EQUIVALENTE DE LA RADIACIÓN SOLAR EN LA REGIÓN TACNA

Máximo: 248 l

Tacna

Promedio: 180 l

Mínimo: 134 l

A nivel mundial la RADIACIÓN SOLAR incidente sobre 1 m2 de superficie terrestre es equivalente a la energía contenida en 90 a 230 litros de petróleo, para la ciudad de Tacna, el promedio es 180 l

ANÁLISIS COMPARATIVO DEL POTENCIAL ENERGÉTICO SOLAR de la ciudad de TACNA

Considerando que la radiación solar global en promedio anual incidente sobre una superficie horizontal es de 5,37 Kwh/m2 d, de la cual el 80 % es radiación directa, esto es 4,30 Kwh/m2d

Durante un año, en un kilómetro cuadrado de superficie del desierto, la energía solar incidente: 1,57 Twh, equivalente a: 760 000 barriles de petróleo Lo que consume el Perú en tres días

Considerando que en la región Tacna, la potencia eléctrica diaria promedio consumida es de 30 MW, por lo tanto la energía consumida anualmente es de:

262,8 GWh =

127 6 00 barriles petróleo

Considerando la energía incidente de 1,57 TWh en un kilómetro cuadrado del desierto, durante un año, para generar los 262,8 GWh, se requiere 0,17 Km2 de superficie efectiva de desierto = 17 Ha

AREA EFECTIVA DE TERRENO DEL DESIERTO NECESARIA PARA EL ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO USANDO COMO FUENTE ENERGÉTICA LA ENERGÍA SOLAR PARA LA REGIÓN TACNA ENERGÍA / POTENCIA

2,62 TWh / 30 MW

SISTEMA SOLAR

EFICIENCIA ELÉCTRICA (%)

N° HECTAREAS

Fotovoltaico

10

39

Cilíndrico Parabólico (CPC)

17

31

Fresnell foco lineal Torre Central

10

32

20

30

Disco Stirling

17

31

2,62 TWh equivale: al consumo de 127 600 barriles de petróleo/año dejar de emitir 73 000 Toneladas CO2/año 18

AREA DE TERRENO DEL DESIERTO REQUERIDA PARA GENERAR ENERGÍA ELECTRICA CON SISTEMAS DE CONCENTRACIÓN SOLAR, considerando una eficiencia del 10% POTENCIA (MW)

AREA TERRENO EFECTIVA (Ha)

AREA TOTAL TERRENO (Ha)

30

33

66

60

66

132

100

110

220

150

165

330

200

220

440

1 000

1 100

2 200

4 400

8 800 = 88 Km2

4 000 Lo que consume el Perú

TERRENO DE DESIERTO + ENERGÍA SOLAR, generación de energía eléctrica = DESIERTO PRODUCTIVO: 88 / 16 076 = 0,55%

POTENCIAL ENERGÉTICO GEOTÉRMICO EN LA REGIÓN TACNA

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PROSPECTO CHALLAPALCA (TACNA) Manantiales de agua termales 50°C -87°C Tipo de aguas : Clorurada sódicas y bóricas Geotermometría: SiO2 : 192°C Na/K : 182°C -232°C Na/K/Ca ; 184°C -212°C Na/K/Ca/Mg ; 44°C -179°C Na/Li ; 204°C -240°C K/Mg ; 87°C -183°C

Presencia de domos (domos Purupurini), ponen en evidencia una fuente geotermal poco profunda. Se estima que la actividad volcánica cesó hace 100 000 años.

LOTE CHALLAPALCA Areas Putina, Borateras (Maure), Calachaca, Kallapuma y Chungara

CAMPO GEOTÉRMICO BORATERAS

E n tr e 1 9 7 9 y 1 9 8 0 e l I N G E M M E T r e a liz ó in v e s tig a c io n e s g e o ló g ic a s y g e o q u ím ic a s . L o s g e o t e r m ó m e t r o s l e s e ñ a l a r o n t e m p e r a t u r a s d e 2 0 4 º a 2 4 0 º C c o n N a /L i , d e 1 8 2 º a 2 3 2 º c o n N a /K , 1 9 2 º c o n S iO 2 y d e 1 8 4 º a 2 1 2 º C c o n e l d e N a /K /C a .

LOTE TUTUPACA Área Aguas Calientes VOLCAN TUTUPACA

Volcan Yucamani L a p re s e n c ia d e d o m o s d a c ític o s y fu m a ro la s re la c io n a d a s c o n a c tiv id a d m a g m á tic a re c ie n te , in d ic a la e x is te n c ia d e u n a c á m a ra m a g m á tic a a c tiv a p o s ib le m e n te p o c o p ro fu n d a . L o s g e o te rm ó m e tro s d e N a /K l e e s ti m a n te m p e r a tu r a s d e 2 4 0 º C , y lo s d e S iO 2 a l r e d e d o r d e lo s 1 8 0 º C .

Zona del Maure

Imágenes del Campo geotérmico en Calientes

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El mes de febrero del año 2007, el Ministerio de Energía y Minas suscribió un Memorando de Entendimiento con el Banco de Cooperación Internacional de Japón (JBIC por su siglas en inglés) merced al cual se han desarrollado los estudios de Prefactibilidad de los Campos Geotérmicos de Borateras y Calientes.

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Adicionalmente el MINEM ha solicitado a la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA) una asistencia técnica no reembolsable para la elaboración del Plan Maestro del Desarrollo Geotérmico del Perú

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La evaluación del recurso en base a la información existente indica que en el subsuelo de Borateras existe un potencial de 50 MW, explotable por 30 años a un costo de $ USA 138,2 millones

PROYECTOS DE PLANTAS GEOTÉRMICAS PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN EL SUR DEL PERÚ – REGIÓN TACNA

N°

CENTRAL

POTENCIA

1

CALIENTES

150 MW

2

BOTADERAS

50 MW

Fuente: Ministerio de Energía y Minas

26

RECURSO EÓLICO

POTENCIAL EÓLICO EN EL PERÚ, medido con estaciones terrenas

09/09/2008

CARLOS POLO BRAVO

28

VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la costa de la región Tacna Velocidad Promedio (m/s) de Viento a 10 metros de altura-Costa 4

Velocidad (m/s)

3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Calana

Locumba

JBG

Sama

Distritos Velocidad (m/s) FUENTE: SENAMHI TACNA

Yarada

Ite

VELOCIDAD DEL VIENTO PROMEDIO ANUAL en m/s, para zonas de la sierra de la región Tacna

Velocidad (m/s)

Velocidad Promedio(m/s) de Viento a 10 metros de altura-Sierra 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Bocatoma

Cairani Candarave Chuapalca

Ilabaya

Palca

Distrito Velocidad (m/s) FUENTE: SENAMHI TACNA

Susapaya

Tarata

Vilacota

DIRECCIÓN DEL VIENTO EN ALGUNOS LUGARES DE LA REGIÓN TACNA: ROSAS DE VIENTO

CANDARAVE

PALCA

CHUAPALCA

TARATA

ITE

BOCATOMA

POTENCIAL EÓLICO DE TACNA, medido vía satélite Fuente: MINEM

Fuente: MINEM

POTENCIAL EÓLICO DE LA REGIÓN TACNA, por periodos estacionales, medido por vía satélite

MODELO SIMPLIFICADO DE ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO FUTURO DE LA REGIÓN TACNA

abastecimiento energético diverso

Potencial energético

Consumo de energía

CONCLUSIONES la región Tacna cuenta con buen recurso energético solar, uno de los mejores del país y de esta parte de sud america, la cual la convierte en una región ÓPTIMA para la generación de energía eléctrica gran escala con sistemas fotovoltaicos y sistemas de concentración solar, como también para todas las aplicaciones térmicas: en promedio 5,37 Kwh/m2d, superando valores máximos de 7 Kwh/m2d en verano, y no menor de 4 Kwh/m2d en invierno, En 2011 funcionará una planta de 20 MW FV de conexión a la red El potencial comprobado de 200 MW de la energía geotérmica es también bastante significativo en la zona alto andina de la región, con el cual se puede generar electricidad a gran escala, y calor para diferentes usos, como para la climatización de ambientes y mitigar el friaje, y cultivos bajo invernaderos, y propiciar el ecoturismo andino, es probable que el potencial sea mayor Se puede incrementar el potencial energético con la construcción de las centrales hidroeléctricas de Vilavilani, indicando que el potencial hidroenergetico a nivel de grandes CC. HH. es menor respecto a la energía solar y a la geotermia, puede incrementarse si se establece una política de aprovechamiento a niveles de potencias menores.

Respecto al potencial eólico, se concluye que en toda la costa la velocidad promedio del viento no supera los 3 m/s, excepto en la zona de Ite por lo cual es imposible de instalar grandes aerogeneradores para la generación de electricidad toda vez que estas máquinas requieren de velocidades por encima de 5 m/s;, las vistas satelitales nos indican que en ciertos lugares de la zona inter y alto andina la velocidad del viento promedio supera los 5 m/s, favorable para la generación de electricidad, pero se debe de hacer un estudio en terreno para determinar los emplazamientos óptimos. Actualmente no se cuenta con información del potencial energético regional proveniente de la biomasa y de la energías del océano Con el potencial solar, geotérmico, e hidráulico probado la región Tacna puede ser AUTÓNOMA ENERGÉTICAMENTE, sin necesidad de depender de energías provenientes de otras regiones: GAS y otras, es más, bajo una visión de desarrollo sostenible puede convertirse en exportadora de energía eléctrica, contribuyendo fuertemente a la mitigación del cambio climático - gran zona desértica en un desierto productivo. Con la energía producida con estas fuentes puede SOLUCIONAR el problema de escasez (stress) hídrica regional, orientada al bombeo, descontaminación y tratamiento de sus aguas, y desalinización de agua de mar para múltiples fines.