El mito de la heladera fotovoltaica

Hace poco mas de una década participe de una charla sobre pantallas fotovoltaicas en el en el Centro de Técnicos del Neuquén en donde discutimos las posibilidades de ser utilizadas para el accionamiento de heladeras eléctricas. Por supuesto que nadie dudó del aspecto técnico pero al momento de hacer los números las cosas no fueron tan categóricas. Tampoco ocurrió lo mismo con una noticia periodística aparecida en un matutino de Buenos Aires en donde Greenpeace explicaba al periodista que en las oficinas de Olivos la energía necesaria la generaban con pantallas fotovoltaicas y que el sobrante lo vendían a la red de servicio público. Recuerdo que mi indignación fue tan grande que me ví obligado a llamar telefónicamente para recriminar la falsedad de la información que solo originaba, por un lado, confusión en la opinión publica y por el otro, expectativas erróneas a los potenciales usuarios que como consecuencia se sienten defraudados y por extensión trasladan su escepticismo a la aplicación de otras formas de energía no convencionales. Como la apreciación subjetiva es una cosa pero la ciencia es otra, indiscutible, me he propuesto mostrar objetivamente, paso a paso, el análisis necesario para demostrar que no es casualidad que si bien es cierto que la radiación solar es 12700 veces mayor que lo que la Tierra necesita, no existe en ninguna parte del planeta una usina fotovoltaica instalada que genere electricidad comunitaria. Los resultados hablan por si mismos. Siendo que el consumo de una heladera familiar representa mas del 50% del gasto de electricidad de una familia tipo, lo hemos tomado como ejemplo para evaluar distintas alternativas de lograr el propósito tan ansiado para obtener electricidad autónoma ininterrumpida cuando no tenemos la suerte de acceder a la línea de Servicio Publico.

La heladera fotovoltaicaConsumo diario de heladera familiar de 250 litros:
Potencia 180 W . Tiempo funcionamiento promedio efectivo:
1800 W hora/180 w = 10 horas 1,8 Kwhora
Perdidas por rendimiento conversor 12/ 220 :
a) Perdidas en stand by:

14 horas en vacío a 40 w, 40x 14 = 560 w hora
b) Perdidas por rendimiento

70 %: 1800/0,7 – 1800= 771 w hora
Subtotal- Necesidad Diaria en 220 Vca 3130 w hora
Perdidas por rendimiento carga de baterías:
Tomando el coeficiente de utilización 12,5 %

(estadístico de 8 a 25 %) Significa que 12,5 % de la

energía será tomada directamente de las
celdas y el 87,5 restante de las baterías .

Rendimiento de carga
y descarga 0,70 ; 3130 x 0,875/ 0,7 - 2740 = 1174 w.

Perdida 1174 w hora
ALTERNATIVA GENERACIÓN FOTOVOLTAICA
Total energía diaria necesaria a generar por las pantallas

4304 w hora
Energía Radiante Disponible en San Luis :
2,83 Kw hora / m2 día en invierno mes de Junio,
7,90 Kw hora / m2 día para verano mes de Diciembre
Rendimiento celda 0,12
Energía efectiva : 2,83 x 0,12= 0,34 para invierno,

0,95 para verano. Debe tomarse invierno en razón

de que la heladera no lo siente como tal. Lo mismo

ocurre con la iluminación, debido a que las noches

son mas largas.
Superficie de captación necesaria:S= Energía Necesaria/ energía efectiva disponible =
4304/ 0,34 = 12,65 m2 Precio u$s/ m2 1000.-

Total 12.650 u$s- $ 38.000.
Acumulación:Cuatro dias de consumo diario: 4 x 3130 = 12,5 Kwhora
Capacidad en A hora 12.500/12,5 v = 1000 Amperes hora
4 Baterías de 230 A hora . Precio estimativo $ 8000.-
Depreciación mensual en 30 meses vida úti

$ 266 / mes
Conversión: ConversorXantrec 12 / 220

u$s 2700 $ 8100.-
Regulador de carga: u$s 400.- $ 1200.-
Precio total sistema de accionamiento

fotovoltaico para Heladera Familiar $ 55.300.-

ALTERNATIVA AEROGENERADOR DE 12 VOLTIOS:
Energía necesaria :Sub total 3130 Kwhora/día
Perdidas por rendimiento Carga Baterías:
30 % factor utilización 939 whoraTotal Energía Diaria Aero 12 / 24 Vcc = 4069 w hora /dia
Energía Eólica disponible Ciudad San Luis (12,6 a 20,8 Km/h,

promedio anual 15,9 Km/hora ). Capacidad generación

70 Kwhora/mes . Cantidad unidades 2-

Precio $ 5760 x2 = 11520.- para 140 . Equivalente

para 122 Kwhora mensuales $ 10.038.-(Regulador carga incluido)
Baterías: Proporcional $ 7570 Amortizacion mensual 252
Precio total $ 25708

ALTERNATIVA AEROGENERADOR DE 220 VOLTIOS:Consumo heladera 1800 w hora
Perdidas por rendimiento conversor
a) Stand By: 14 hs x 5 w = 70 w hora
b) Perdidas por rendimiento conversor 280 Vcc/220 46 w hora
Subtotal 1916 w Hora
Perdidas por rend. Carga Bat. 575 whora
Total Energía Diaria Aero 220 Vca 2491 whora/dia
Generación con Aerogenerador WW 15 – 3x 220 $10.335.-
AcumulaciónNo menos 4 días consumo diario = 2491x 4 = 9964 Kwhora
Costo proporcional $ 6375.-
Depreciación mensual en 30 meses $212.-
Conversión: Inversor trifásico 1 HP 3 x 220 50 Hz $ 902.-
Regulador de carga $ 0.- ( incluido )
Valor Total Aerogenerador de 3 x 220 $ 17612.-

ALTERNATIVA TÉRMICA ININTERRUMPIDA
Generación grupo electrógeno de 0,6 Kva,

acumulación en 280 Vcc y conversión a 3 x 220 Vca
Grupo electrógeno de 0,65 Kva $ 1000.-
AcumulaciónNo menos 2 días consumo diario = 2491 x 2 = 4,98 Kwhora
Costo proporcional $ 3185.-
Depreciación mensual en 30 meses $ 106.-
Gasto Combustible Mensual $ 80
Conversión: Inversor trifásico 1 HP 3 x 220 50 Hz

y tablero $1902.-
Valor Total URA Termica $ 6087

ALTERNATIVA TÉRMICA SEMI CONTINUA
Generación grupo electrógeno de 2,5 Kva,

acumulación en 12 vcc y modulos criogénicos.
Inversión estimada Grupo $1500Módulos criogénicos $ 400.
Consumo Mensual combustible para la heladera $ 15
Valor Total $ 1900.-CONCLUSION
Gastos de inversión:
Tomando como base la Alternativa 5, semi continua,

cuyo valor para accionar una heladera familiar de

250 litros es $ 1900, la relación de costos de las

cuatro alternativas son:
Ura térmica ininterrumpida 3,2 veces mayor
Ura eolica 3 x 220 ininterrumpida 9,3 veces mayor
Ura eolica 12/ 24/48 Vcc 13,7 veces mayor
Pantallas fotovoltaicas 29 veces mayor
Gastos Mensuales de depreciación baterías

y combustible:
Térmica semi continua $ 10 y $15
Ura Térmica ininterrumpida $ 170 y $ 80
Ura Eólica 3 x 220 $ 212 y
Ura Eólica 12/24/48 Vcc $252 y 0
Fotovoltaica $ 266.- y 0

Nota1: Los valores se corresponden con la necesidad de una heladera familiar tipo. Dado que la incidencia de la reposición del sistema de baterías es sumamente importante, se contempla la acumulación de frío por medio de módulos criogénicos perennes. Se entiende que, además se necesita energía para iluminación, agua potable e higiene, televisión, comunicaciones, computación, artefactos domésticos etc. cuya suma duplica, como mínimo, el presente calculo orientativo.
Los precios son los vigentes a agosto de 2008.
Nota 2: Se deja constancia que no han sido cuantificados los adicionales de costo correspondientes a la trasmisión de energía por cuanto dependen de los lugares de instalacion. Debe recordarse que, a igualdad de condiciones, o bien los conductores deben ser 400 veces de mayor sección para 12 V frente a 220V o bien la perdida será 400 veces mayor a igualdad de sección.

Ing. Enrique O.Nielsen

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