Evaluación de eficiencia del sistema fotovoltaico del Centro de Investigación y Prevención en Desastres – UNALM ante escenarios de cambio climático

Abstract

El desarrollo económico e industrial ha aumentado la contaminación ambiental, causando cambios climáticos que afectan a todos los seres vivos, con fenómenos como sequías, inundaciones y derretimiento de glaciares. En respuesta, los gobiernos a nivel mundial han firmado compromisos para mitigar estos efectos, promoviendo energías renovables, siendo los sistemas fotovoltaicos una opción accesible y sostenible para cubrir la demanda energética. Esta investigación evalúa la producción de energía de un sistema solar fotovoltaico formado por 10 paneles solares de 325 W cada uno, instalado en el Centro de Investigación y Prevención de Desastres de la Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú, con proyecciones hasta el año 2100. Se usaron modelos climáticos del Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6), junto con datos de temperatura del banco climatológico PISCO del SENAMHI, corregido con el método BIAS para mejorar la precisión regional. También, se utilizó información de irradiancia extraída de la memoria del sistema fotovoltaico. Los resultados indican que este sistema puede cubrir aproximadamente el 32.3% de la demanda energética del edificio, aunque la producción real fue menor a la esperada por falta de mantenimiento y fallas en el registro automatizado, lo que afectó la calidad de los datos de temperatura, irradiancia y generación eléctrica. Al evaluar las variables climáticas, el modelo CNRM-CM6-1-HR-f2 fue el que mejor representó las condiciones locales según datos históricos. Las simulaciones mensuales para 2024 – 2100 predicen una potencia máxima del sistema fotovoltaico — compuesto por 10 paneles solares — de 2809.4 W y mínima de 1995.1 W, con un promedio anual entre 2424.5 W y 2364.4 W. Se observa una tendencia decreciente en la producción a largo plazo bajo el escenario socioeconómico compartido SSP5-8.5, que representa altas emisiones y desarrollo económico basado en combustibles fósiles, con un patrón consistente en la serie temporal de potencia fotovoltaica.Economic and industrial development has increased environmental pollution, causing climate changes that affect all living beings, with phenomena such as droughts, floods, and glacier melting. In response, governments worldwide have signed commitments to mitigate these effects, promoting renewable energies, with photovoltaic systems being an accessible and sustainable option to meet energy demand. This research evaluates the energy production of a photovoltaic solar system composed of ten solar panels of 325 W each, installed at the Disaster Research and Prevention Center of the National Agrarian University La Molina, Lima, Peru, with projections up to the year 2100. Climate models from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) were used, along with temperature data from SENAMHI’s PISCO climatological database, corrected using the BIAS method to improve regional accuracy. Additionally, irradiance information extracted from the photovoltaic system’s memory was used. The results indicate that this system can cover approximately 32.3% of the building’s energy demand, although the actual production was lower than expected due to lack of maintenance and failures in automated recording, which affected the quality of temperature, irradiance, and electricity generation data. When evaluating climatic variables, the CNRMCM6-1-HR-f2 model best represented local conditions according to historical data. Monthly simulations for 2024–2100 predict a maximum power output of 2809.4 W and a minimum of 1995.1 W for the photovoltaic system—composed of ten solar panels—with an annual average between 2424.5 W and 2364.4 W. A decreasing trend in long-term production is observed under the Shared Socioeconomic Pathway SSP5-8.5 scenario, which represents high emissions and economic development based on fossil fuels, with a consistent pattern in the photovoltaic power time series.