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Artículo científico
Volumen 4, Número 2, Julio - Diciembre, 2023
Recibido: 09-10-2023, Aceptado: 28-12-2023
https://doi.org/10.47797/llamkasun.v4i2.124
Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
Microrredes eléctricas alimentadas con Energía Solar
Electrical microgrids powered by Solar Energy
Manuel Alexander Arrelucea Arana
Universidad Tecnológica Perú, Perú
Kevin Paul Del Mar Mini
Universidad Tecnológica Perú, Perú
Crhistian Omar Larrea Cerna
Universidad Tecnológica Perú, Perú
Oscar Xavier Calvo Neira
Universidad Tecnológica Perú, Perú
RESUMEN
El artículo explora la evolución de las fuentes de energía desde la biomasa hasta la actualidad, resaltando la relación
histórica entre humanos y naturaleza. El carbón impulsó la Revolución Industrial, con impactos negativos, la actual
prioridad global es la transición a energías más sostenibles. Se sugiere el uso de microrredes distribuidas para generar
energías renovables, brindando beneficios financieros y socioeconómicos. Las microrredes, esenciales en redes
inteligentes, optimizan confiabilidad y costos, gestionando fuentes híbridas y almacenamiento.
La integración eficaz de energía solar en microrredes es crucial, respaldada por investigaciones con redes neuronales.
Microrredes de corriente continua representan un avance. Desde la perspectiva financiera, se analiza la electrificación
rural y la "tecnología blanda" solar, con énfasis en la influencia de “Startups” (es una empresa de nueva creación que
gracias a su modelo de negocio escalable y al uso de las nuevas tecnologías, tiene grandes posibilidades de
crecimiento) en la descarbonización, por ejemplo, en la India, donde se ha venido probando el uso de paneles
fotovoltaicos obteniendo buenos resultados. La predicción precisa de irradiancia solar mediante redes neuronales
recurrentes es vital para optimizar microrredes solares, con un enfoque en comunidades remotas. En resumen, el
artículo destaca la importancia actual de fuentes sostenibles, proponiendo enfoques para desafíos técnicos,
financieros y socioeconómicos, con énfasis en microrredes y gestión de energía.
Palabras clave: Biomasa, carbón, microrredes, energía solar, transición sostenible.
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
ABSTRACT
The article explores the evolution of energy sources from biomass to today's sustainable ones, emphasizing the
historical relationship between humans and nature. Although coal drove the Industrial Revolution, with negative
impacts, the current global priority is the transition to more sustainable energies. It suggests the use of distributed
microgrids to generate energy, promoting investments in renewables and providing financial and socioeconomic
benefits. Microgrids, essential in smart grids, optimize reliability and costs, managing hybrid sources and storage.
Efficient integration of solar energy in microgrids is crucial, backed by research with neural networks. Direct current
microgrids represent a breakthrough. From the financial perspective, rural electrification and solar "soft technology"
are analyzed, with emphasis on the influence of "Startups" (a newly created company that, thanks to its scalable
business model and the use of new technologies, has great growth possibilities) in decarbonization, as for example,
in India, where the use of photovoltaic panels has been tested with good results. Accurate prediction of solar
irradiance using recurrent neural networks is vital for optimizing solar microgrids, with a focus on remote
communities. In summary, the article highlights the current importance of the transition to sustainable sources,
proposing approaches to technical, financial and socioeconomic challenges, with emphasis on microgrids and energy
management.
Keywords: Biomass, coal, microgrids, solar energy, sustainable transition.
INTRODUCCIÓN
A lo largo de la historia, los seres humanos han
aprovechado fuentes de energía renovable, como la
quema de biomasa, que incluye madera, matorrales,
hojas y materia animal, para obtener luz y calor.
Aunque la biomasa puede parecer ineficiente en
comparación con la tecnología moderna, su uso inicial
destaca la conexión profunda entre los humanos y el
mundo natural. Sin embargo, en el siglo XVII, el
carbón se convirtió en una fuente de energía
ampliamente utilizada debido a su eficiencia y aportó
al inicio de la Revolución Industrial en Europa y
América del Norte en la década de 1760. A pesar de
sus ventajas, el carbón también presentó problemas de
contaminación y peligro para la salud. La búsqueda de
fuentes de energía adicionales continuó hasta el
presente, la búsqueda de soluciones energéticas
sostenibles ha sido un desafío constante. Actualmente,
la transición hacia fuentes de energía más sostenibles
se ha convertido en una prioridad global (Liu et al.,
2023). Esto se debe a la creciente demanda energética
y a la urgente necesidad de reducir las emisiones de
gases de efecto invernadero. No obstante, esta
transición no está exenta de desafíos, especialmente en
entornos urbanos con densidades poblacionales altas,
donde factores como el fenómeno de la isla de calor
urbano y fenómenos climáticos extremos pueden
afectar la eficiencia de los sistemas de energía
renovable (Perera et al., 2023; Wang et al., 2023).
Frente a estos desafíos, la generación de energía a
partir de fuentes renovables distribuidas se presenta
como una solución viable (Mengelkamp, 2018). La
comercialización local de energía en mercados de
microrredes, involucrando a consumidores y
prosumidores, no solo fomenta la inversión en
generación renovable, sino también ofrece incentivos
financieros y socioeconómicos para la integración
local de la energía renovable.
Para abordar estos retos, las microrredes desempeñan
un papel fundamental (Rahbar et al., 2018). Estas
microrredes son componentes esenciales de las redes
inteligentes y pueden ser una solución atractiva para la
transición a fuentes de energía renovable (Murty et al.,
2020). La gestión eficiente de microrredes, que
combinan fuentes híbridas y sistemas de
almacenamiento en baterías, es esencial para
garantizar la seguridad energética y reducir las
emisiones.
La evaluación de los recursos energéticos renovables
en sistemas de microrred subraya la optimización de
la confiabilidad y el ahorro de costos, así como su
impacto ambiental positivo (Adefarati & Bansal,
2019). El dimensionamiento óptimo en sistemas de
microrred híbrido eólico/solar/batería también se
presenta como una solución importante (Akram et al.,
2018). La gestión energética en microrredes y la
programación óptima de microrredes basadas en
energías renovables son temas centrales que requieren
enfoque y atención (Zhao et al., 2018; Luo et al.,
2018).
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Además, se ha destacado la importancia de estrategias
para determinar el tamaño óptimo del almacenamiento
de energía en microrredes (Liu et al., 2018). El
comercio de energía entre pares en microrredes
virtuales también se ha convertido en un enfoque
relevante (Anoh et al., 2020). La electrificación rural
en países en desarrollo ha sido un tema clave, con
propuestas específicas para abordar los desafíos de
estas regiones (Nasir et al., 2018).
La integración efectiva y eficiente de la energía solar
en las microrredes es esencial para la transición hacia
un futuro energético sostenible. Esto ha llevado a
investigaciones que utilizan redes neuronales
artificiales para predecir con precisión la generación
de energía fotovoltaica (Rodríguez et al., 2018). La
gestión energética en microrredes, que involucra la
toma de decisiones basada en múltiples agentes, y el
almacenamiento de energía en baterías son aspectos
cruciales que requieren atención (Foruzan et al., 2018;
Dhundhara et al., 2018).
La gestión de microrredes, incluida la relevancia de los
sistemas de gestión de microrredes (MGMS), ha sido
subrayada como parte integral de la transición
energética (Cheng, 2018). Además, las microrredes de
corriente continua se han destacado por su
compatibilidad con fuentes de energía de Corriente
Continua, representando un avance significativo en la
integración de energías renovables (Al-Ismail et al.,
2021).
Considerando la perspectiva financiera, la
electrificación de áreas rurales y la atención a la
"tecnología blanda" en el ámbito solar son temas
fundamentales (Agutu et al., 2022; Klemun et al.,
2023). Además, se ha observado la influencia de
“Startups” de tecnología energética baja en carbono en
la descarbonización de regiones, como en la India
(Krishna et al., 2022).
En términos de fiabilidad y gestión de microrredes, se
han evaluado estrategias de gestión de interrupciones
en sistemas de múltiples microrredes (Farzin et al.,
2018). El comercio de energía en microrredes también
ha sido objeto de innovación (Jadhav, 2018).
La predicción precisa de la irradiancia solar ha sido
resaltada como crucial para optimizar las microrredes
alimentadas por energía solar (Husein & Chung,
2019). Esto ha llevado a la consideración de modelos
innovadores basados en redes neuronales recurrentes.
También se ha destacado el potencial de las
microrredes en comunidades remotas, con un enfoque
en la planificación y desarrollo de microrredes en
áreas menos accesibles (Akinyele et al., 2018). La
provisión de energía en regiones afectadas por
conflictos ha requerido estrategias innovadoras,
enfocándose en la diversificación de fuentes de
energía y sistemas eléctricos con redundancias
(Spyrou et al., 2019).
En resumen, la finalidad de nuestro trabajo busca
abordar la creciente importancia de la transición hacia
fuentes de energía más sostenibles en tiempos
actuales, a su vez concienciar sobre la necesidad de
adoptar fuentes de energía más sostenibles y presentar
enfoques y soluciones para abordar los desafíos
técnicos, financieros y socioeconómicos en este
contexto, con un énfasis en las microrredes y la gestión
de la energía.
METODOLOGÍA
En el panorama actual, la transición hacia fuentes de
energía más sostenibles es un desafío, especialmente
en ciudades con alta densidad poblacional. Los
fenómenos climáticos extremos y la desigualdad
energética dificultan esta transición.
Una solución posible es la implementación de
microrredes eléctricas alimentadas con energía solar.
Estas microrredes se compararán con otras alternativas
de transición energética para determinar su eficiencia
y efectividad. Se espera que esta investigación
contribuya a una transición energética sostenible y
equitativa en ciudades con alta densidad poblacional.
Con base en la información previamente expuesta, se
empleó el enfoque metodológico conocido como
PICO. Este método arrojó una respuesta sustancial al
planteamiento investigativo, lo que facilitó la
identificación del propósito subyacente en el proyecto
actual.
Como consecuencia, se pudo proponer una innovadora
cadena de valor destinada a la estandarización de
procesos y la implementación de acciones efectivas.
Esta estrategia, a su vez, habilitará al investigador para
formular las interrogantes cruciales que encaminarán
su indagación por la senda adecuada, conduciéndolo
así hacia la obtención de los resultados más pertinentes
en su área de estudio. Para la selección de los artículos
científicos que se usarán para dar respuesta a la
pregunta PICO utilizaremos el procedimiento
sistemático de selección PRISMA.
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Pregunta Picoc
¿Cuál sería el tratamiento adecuado para el uso
eficiente de la energía solar y obtener así una fuente de
energía sostenible en ciudades con alta densidad
poblacional?
Con el propósito de ejecutar de manera efectiva esta
metodología, se dará inicio enfocándose en las
palabras clave. Estas palabras clave representan
términos normalizados que son comunes en proyectos
relacionados con energía renovable.
Figura 1
Preguntas PICOC
Metodología
Palabras clave en español
P
Crecimiento poblacional, Desigualdad energética, Fenómenos climáticos, Eficiencia
energética
I
Energía Solar, Implementación, Soluciones energéticas, Microrredes
C
Sostenibilidad, Eficiencia energética, Energías alternativas, Plantas generadoras de
energía estándar
O
Sostenibilidad, Cambio climático, Mejores prácticas, Metodología, Eficiencia
C
Densidad poblacional, Desafíos energéticos, Ciudades sostenibles, Transición energética,
Políticas públicas, Infraestructura urbana
Fuente: Elaboración propia
Figura 2
Palabras clave
Metodología
Palabras clave en inglés
P
Urban population growth, Energy inequality, Climatic phenomena, Energy efficiency
I
Solar Energy, Solar Power, Photovoltaic Power Implementation, Energy solutions,
Micro-grids
C
Sustainability, Energy efficiency, Alternative energies, Standard power plants
O
Sustainability, Climate change, Best practices, Methodology, Efficiency
C
Population density, Energy challenges, Sustainable cities, Energy transition, Public
policies, Urban infrastructure
Una vez que se hayan identificado tanto las palabras
clave en español como en inglés, se procederá a
combinarlas mediante el empleo de operadores
booleanos con el fin de efectuar una búsqueda más
precisa en la base de datos Scopus. Los operadores
booleanos representan símbolos que se utilizan con el
propósito de combinar las palabras clave, lo que
permite obtener resultados más específicos. En
particular, el operador "and" se utiliza para fusionar
palabras clave que deben estar presentes en todos los
resultados obtenidos, mientras que el operador "or" se
emplea para combinar palabras clave que pueden o no
estar presentes en los resultados, ofreciendo así una
mayor flexibilidad en la búsqueda.
Figura 3
Ecuación de búsqueda
Metodología
Ecuación de búsqueda
P
"Urban population growth" OR "Energy inequality" OR "Climatic phenomena"
OR "Energy Efficiency"
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I
"Solar Energy" OR "Solar Power" OR "Photovoltaic Power" OR
"Implementation" OR "Energy solutions" OR "Micro-grids"
C
"Sustainability" OR "Energy efficiency" OR "Alternative energies" OR
"Standard power plants"
O
"Sustainability" OR "Climate change" OR "Best practices" OR "Methodology"
OR "Efficiency"
C
"Population density" OR "Energy challenges" OR "Sustainable cities" OR
"Energy transition" OR "Public policies" OR "Urban infrastructure"
Fuente: Elaboración propia
Las palabras clave que han sido identificadas en el
recuadro superior posibilitan la realización de una
búsqueda destinada a obtener información pertinente
para la investigación en cuestión.
La búsqueda de artículos científicos en las bases de
datos Scopus representa una valiosa fuente de
información que se caracteriza por su confiabilidad y
alta calidad.
El conjunto de términos presentados en el cuadro
superior ofrece la posibilidad de acceder a una amplia
cantidad de información relacionada con el tema de
investigación.
La exploración de los artículos científicos disponibles
en las bases de datos de Scopus se convierte en una
fuente de información confiable y segura. Esto se
traduce en la creación de una ecuación de búsqueda
sólida y efectiva.
Ecuación de búsqueda: "Urban population growth"
OR "Energy inequality" OR "Climatic phenomena"
OR "Energy Efficiency""Solar Energy" OR "Solar
Power" OR "Photovoltaic Power" OR
"Implementation" OR "Energy solutions" OR "Micro-
grids""Sustainability" OR "Energy efficiency" OR
"Alternative energies" OR "Standard power
plants""Sustainability" OR "Climate change" OR
"Best practices" OR "Methodology" OR
"Efficiency""Population density" OR "Energy
challenges" OR "Sustainable cities" OR "Energy
transition" OR "Public policies" OR "Urban
infrastructure".
Criterios de inclusión
• Características: Los artículos deben tratar sobre el
uso de energía solar para alimentar microrredes
eléctricas en áreas urbanas con alta densidad
poblacional.
• Diseño y metodología: Los artículos deben
presentar un enfoque de investigación claro y una
metodología adecuada para abordar el tema.
• Análisis: Los artículos deben ofrecer análisis y
resultados relacionados con la implementación de
energía solar en microrredes eléctricas en entornos
urbanos densamente poblados.
• Límite de acceso: Todos los artículos con acceso
abierto.
• Fecha: Artículos publicados en los últimos 4 años
(2020-2023).
• Idioma: Artículos en español e inglés.
• País / Territorio: Artículos de Alemania, Italia,
España, Reino Unido, Polonia y Estados Unidos.
Criterios de exclusión
• Características: Los artículos que no aborden el uso
de energía solar en la alimentación de microrredes
eléctricas en áreas urbanas con alta densidad
poblacional.
• Diseño y metodología: Los artículos que carezcan
de una metodología clara o que no sean relevantes
para la investigación.
• Análisis: Los artículos que no ofrezcan un análisis
o resultados relacionados con la implementación de
energía solar en microrredes eléctricas en entornos
urbanos densamente poblados.
• Límite de acceso: Todos los artículos que no
cuenten con acceso abierto.
• Fecha: Documentos y/o artículos anteriores al
2020.
• Idioma: Artículos que no estén en español e inglés.
• País / Territorio: Artículos que no sean de
Alemania, Italia, España, Reino Unido, Polonia y
Estados Unidos.
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Figura 4
Diagrama N° 1
RESULTADOS
a) PICOC 1 ¿Cómo ha influenciado el
crecimiento poblacional en el consumo
energético de las ciudades con alta densidad?
En base a la pregunta PICOC 1, se elaboró otras
preguntas para poder obtener los resultados de si
“Hay efectos positivos o negativos del uso de la
Energía Renovable”.
Pregunta 1: ¿Cómo ha influenciado el crecimiento
poblacional en el consumo energético de las
ciudades con alta densidad?
• Efectos Positivos:
Uso de energía renovable en áreas urbanas
densamente pobladas contribuye a la reducción
de emisiones de gases de efecto invernadero y
mejorar la calidad del aire.
Las fuentes de energía renovable, como la energía
solar y eólica, se integra en entornos urbanos para
abastecer la creciente demanda energética de
manera sostenible.
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• Efectos Negativos:
La implementación de infraestructura para la
generación de energía renovable en áreas urbanas
densas presenta desafíos logísticos y de espacio.
Los costos iniciales de inversión en energía
renovable a nivel urbano son elevados, lo que
podría aumentar las cargas financieras en
ciudades densamente pobladas.
Pregunta 2: ¿Cómo ha influido el "verdor" de las
ciudades en países en desarrollo, específicamente
en Ghana?
• Efectos Positivos:
La introducción de áreas verdes y proyectos de
energía renovable mejoran la calidad de vida en
las ciudades y reducir la contaminación del aire y
la dependencia de combustibles fósiles.
El "verdor" de las ciudades, incluida la
vegetación y la energía renovable, contribuye a la
resiliencia urbana y a la sostenibilidad ambiental.
• Efectos Negativos:
La implementación de proyectos de "verdor" y
energía renovable requiere inversiones
significativas de recursos y financiamiento, lo
que plantea desafíos económicos en países en
desarrollo.
Pregunta 3: ¿Cómo ha influido la implementación
de edificios de energía casi nula (NEZB) en la
industria de fabricación en la Unión Europea
(UE)?
• Efectos Positivos:
La implementación de edificios de energía casi
nula en la industria reduciría los costos operativos
a largo plazo y mejorar la eficiencia energética en
la fabricación.
El uso de energía renovable en edificios NEZB
puede disminuir la huella de carbono y contribuir
a los objetivos de sostenibilidad de la UE.
• Efectos Negativos:
La inversión inicial en la construcción y
renovación de edificios NEZB son altas, lo que
podría requerir recursos financieros
significativos.
La transición hacia edificios NEZB implica
desafíos técnicos y logísticos en la industria de
fabricación.
Pregunta 4: ¿Cómo ha influido la contribución de
sistemas fotovoltaicos integrados en edificios
(BIPV) a la noción de ciudades de energía casi
nula en las capitales de los Estados miembros de
la Unión Europea (UE), Noruega y Suiza?
• Efectos Positivos:
La integración de sistemas BIPV en edificios
aumenta la generación de energía renovable a
nivel local, reduciendo la dependencia de fuentes
de energía no renovable.
La generación distribuida de energía a través de
BIPV mejorara la resiliencia energética en las
capitales y contribuir a ciudades de energía casi
nula.
• Efectos Negativos:
La implementación de sistemas BIPV conlleva
costos iniciales de inversión y requerir tecnología
y experiencia específicas para su instalación.
La eficacia de los sistemas BIPV varía según las
condiciones climáticas y la orientación de los
edificios.
Pregunta 5: ¿Cómo ha influido la participación de
los ciudadanos en decisiones de energía local en
Suiza y Alemania, específicamente en el contexto
de las cooperativas energéticas?
• Efectos Positivos:
La participación ciudadana en la generación de
energía renovable fortalece la aceptación social
de proyectos energéticos y fomentar la adopción
de fuentes de energía limpias.
Las cooperativas energéticas empoderan a los
ciudadanos para contribuir activamente a la
transición energética y a la generación de energía
renovable a nivel local.
• Efectos Negativos:
La participación ciudadana en proyectos de
energía renovable requiere una inversión de
tiempo y esfuerzo significativa por parte de los
ciudadanos, lo que podría limitar la participación.
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
Los desafíos legales y regulatorios afectan la
viabilidad de las cooperativas energéticas y la
participación ciudadana en la generación de
energía.
Pregunta 6: ¿Cómo ha influido la gestión de la
eficiencia energética en empresas en la
implementación de tecnologías transversales para
lograr ahorro energético?
• Efectos Positivos:
La gestión de la eficiencia energética en empresas
conduce a reducciones significativas en los costos
operativos y mejorar la sostenibilidad de las
operaciones.
El enfoque en la eficiencia energética fomenta la
adopción de tecnologías innovadoras para el
ahorro de energía en el entorno empresarial.
• Efectos Negativos:
La implementación de tecnologías transversales y
la gestión de la eficiencia energética requiere
cambios en las operaciones existentes y la
inversión en nuevas tecnologías.
Hay efectos positivos o negativos del uso de la Energía Renovable
Efectos
N° de artículos
Efectos positivos
32
Efectos negativos
18
b) PICOC 2 ¿Qué alternativas energéticas
sostenibles y tecnológicas tenemos actualmente
para suministrar energía a ciudades con alta
densidad poblacional?
En base a la pregunta PICOC 2, se elaboraron
otras preguntas para obtener los resultados de
“Sectores donde se ha desarrollado la Energía
Sostenible”.
En los estudios proporcionados, se han
desarrollado temas relacionados con la energía
renovable, la eficiencia energética y la transición
hacia fuentes de energía más sostenibles en varios
sectores. A continuación, se sintetizan los sectores
y temas clave donde se ha abordado el uso de la
energía renovable y la eficiencia energética:
• Ciudades Verdes: Aunque el estudio se enfoca
en indicadores para ciudades verdes, estas
ciudades suelen incluir soluciones de energía
renovable y eficiencia energética como parte de
su enfoque en la sostenibilidad.
• Industria de Fabricación: Se destaca la
eficiencia energética y la transición hacia
edificios de energía casi nula (NEZB). Esto
puede incluir estrategias como la
electrificación, la sustitución de maquinaria
obsoleta y el uso de fuentes de energía
renovable para reducir las emisiones de
carbono.
• Generación de Energía con Sistemas BIPV: Se
centra en sistemas fotovoltaicos integrados en
Efectos positivos Efectos negativos
Series1 32 18
0
5
10
15
20
25
30
35
Número de artículos
Efectos positivos y negativos del uso de las energías renovables
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
edificios (BIPV), que utilizan la energía solar
para la generación de electricidad.
• Cooperativas Energéticas y Transición
Energética: Se discute la generación de energía
a partir de fuentes renovables en el contexto de
cooperativas energéticas y la transición hacia
una energía más limpia.
• Sector Empresarial: El enfoque está en la
gestión de la eficiencia energética en empresas
para lograr ahorros energéticos, que pueden
incluir la implementación de fuentes de energía
renovable.
• Sector Energético de Nigeria: El estudio se
enfoca en la transición hacia una energía más
limpia en el sector energético nigeriano, lo que
podría involucrar el aumento de la participación
de las energías renovables.
• Gestión de Sistemas de Energía Múltiple: Se
centra en la optimización de la programación de
sistemas que involucran múltiples fuentes y
usos de energía, incluyendo sistemas de
almacenamiento de energía, energía solar,
CCHP y vehículos eléctricos.
• Industria y Transición Energética: Se aborda la
transición hacia una energía más sostenible en
la industria, sin especificar tipos de energía,
pero destacando la importancia de los
indicadores de energía.
• Edificios Multifamiliares: Se analiza la
implementación de sistemas de energía
multienergías en edificios multifamiliares,
considerando la generación, consumo y
comercio de electricidad y calor.
• Planificación de Áreas Residenciales
Sostenibles: El estudio se enfoca en la eficiencia
energética en la planificación de áreas
residenciales sostenibles, sin entrar en detalles
sobre tipos de energía.
• Regeneración Urbana: Se centra en la
regeneración urbana y la infraestructura verde y
azul en un contexto urbano, sin mencionar tipos
de energía específicos.
• Sistemas Ciberfísicos y Ciudades Inteligentes:
Se discuten desafíos relacionados con la
eficiencia energética en el contexto de sistemas
ciberfísicos y ciudades inteligentes.
• Vulnerabilidad Energética: Se aborda la
vulnerabilidad energética y su relación con la
equidad en las políticas de transición energética.
• Políticas de Divulgación y Evaluación
Comparativa Energética: Se centra en la
implementación de políticas de divulgación y
evaluación comparativa energética en ciudades
de Estados Unidos.
• Intermediarios Externos y Políticas de
Eficiencia Energética: Se destaca la importancia
de los intermediarios externos en la
implementación de políticas de eficiencia
energética.
• Esquemas de Facturación para la Eficiencia
Energética: Se desarrollan modelos de negocio
de facturación para respaldar la inversión en
eficiencia energética, atrayendo capital privado
al mercado.
• Calefacción Urbana Eficiente: Se examina la
viabilidad de un modelo de negocio de
calefacción urbana eficiente.
• Medidas Regionales de Descarbonización: Se
analizan medidas regionales efectivas para
limitar el aumento de la temperatura global.
• Ciudades Inteligentes y Sostenibles: Se crea un
marco de evaluación basado en KPI (Indicador
Clave de Desempeño) para medir la
sostenibilidad y la inteligencia de las ciudades,
que incluye aspectos de eficiencia energética.
En estos sectores, se ha abordado el uso de la
energía renovable y la eficiencia energética como
parte de los esfuerzos para avanzar hacia fuentes de
energía más sostenibles y reducir el impacto
ambiental.
Cada estudio se enfoca en aspectos específicos de
la transición hacia una energía más limpia y
sostenible en su respectivo campo de investigación.
Sectores donde se ha desarrollado la Energía Sostenible
Desarrollo
N° de artículos
Sectores dónde se implementó el uso de Energía
Renovable
29
Sectores dónde no se implementa aún el uso de
Energía Renovable
21
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
c) PICOC 3 ¿Cuáles son los beneficios del uso de
microrredes eléctricas alimentadas con energía
solar frente a las fuentes de energía eléctrica
actuales?
En base a la pregunta PICOC 3, se elaboraron
otras preguntas para obtener los resultados de
“¿Cuántas empresas obtuvieron beneficios al
implementar el uso de las Energías Renovables?”.
Los artículos proporcionados describen diversos
estudios e investigaciones relacionados con la
energía, la eficiencia energética, las ciudades
sostenibles y otros temas afines. Sin embargo,
ninguno de los artículos proporciona información
específica sobre cuántas empresas obtuvieron
beneficios al implementar el uso de energía
renovable. Los artículos se centran en diferentes
aspectos y enfoques de la energía y la
sostenibilidad, pero no proporcionan datos
concretos sobre el número de empresas que se
beneficiaron de la implementación de energía
renovable.
¿Cuántas empresas obtuvieron beneficios al implementar el uso de las Energías Renovables?
Desarrollo
N° de artículos
Obtuvieron beneficios
10
No se obtuvo beneficios
40
d) PICOC 4 ¿Qué tecnologías existen actualmente
para obtener energías limpias?
En base a la pregunta PICOC 4, se elaboró otras
preguntas para obtener los resultados de
“¿Cuántas tecnologías existen para implementar el
uso de Energías Renovables?”.
El uso de tecnologías de energías renovables es
fundamental para promover la sostenibilidad y
Sectores dónde se implementó el
uso de Energía Renovable
Sectores dónde no se implementa
aún el uso de Energía Renovable
N° de artículos 29 21
0
5
10
15
20
25
30
35
N°de artículos
Sectores dónde se implementó el use de Energía Renovable
Obtuvieron beneficios No se obtuvo beneficios
N° de artículos 10 40
0
5
10
15
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Cuántas empresas obtuvieron beneficios al implementar el uso de las
Energías Renovables?
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Artículo científico
Volumen 4, Número 2, Julio - Diciembre, 2023
Recibido: 09-10-2023, Aceptado: 28-12-2023
https://doi.org/10.47797/llamkasun.v4i2.124
Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
reducir la dependencia de fuentes de energía no
renovable. Los estudios destacan diversas
tecnologías y enfoques para la implementación de
energías renovables en diferentes contextos. Se
proporciona una lista de tecnologías y enfoques
comunes relacionados con las energías
renovables:
• Energía Solar: Incluye paneles solares
fotovoltaicos para generar electricidad a partir de la
luz solar y sistemas de calentamiento solar de agua.
• Energía Eólica: Utiliza turbinas eólicas para
convertir la energía cinética del viento en
electricidad.
• Energía Hidroeléctrica: Aprovecha la energía del
agua en movimiento, como ríos o corrientes, para
generar electricidad.
• Energía de Biomasa: Utiliza materiales orgánicos,
como residuos agrícolas o madera, para generar
electricidad o calor.
• Energía Geotérmica: Explota el calor de la Tierra
almacenado en el subsuelo para generar
electricidad y calefacción.
• Energía de Residuos: Convierte residuos sólidos
urbanos o industriales en energía mediante la
incineración o procesos de conversión.
• Energía de Residuos Orgánicos: Utiliza desechos
orgánicos para producir biogás o biometano.
• Redes de Cogeneración: Genera electricidad y
calor simultáneamente a partir de una sola fuente
de energía, como gas natural o biomasa.
• Sistemas de Almacenamiento de Energía:
Almacena energía generada por fuentes renovables
para su uso posterior, como baterías y sistemas de
almacenamiento térmico.
• Tecnologías de Eficiencia Energética: Incluyen
medidas de eficiencia energética, como
iluminación LED, sistemas de aislamiento y
gestión de la demanda.
• Redes Inteligentes (Smart Grids): Permiten la
gestión eficiente y la integración de energías
renovables en la red eléctrica.
• Edificios de Energía Casi Nula (NEZB): Diseñados
para minimizar el consumo de energía y maximizar
el uso de energías renovables.
• Sistemas de Generación Distribuida: Fomentan la
generación de energía renovable a nivel local,
como paneles solares en techos de edificios.
• Energía de Carreteras: Utiliza tecnologías como
paneles solares en carreteras o sistemas de
recuperación de energía de la carretera.
• Tecnologías para la Flexibilidad Energética:
Incluyen sistemas de almacenamiento y gestión de
la demanda para optimizar la utilización de
energías renovables.
• Energía de Hidrógeno: Produce hidrógeno a partir
de fuentes renovables para su uso como
combustible.
¿Cuántas tecnologías existen para implementar el uso de Energías Renovables?
Desarrollo
N° de artículos
Se implementaron nuevas tecnologías
36
No se logró implementar
14
Se implementaron nuevas tecnologías No se logró implementar
N° de artículos 36 14
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N°de Artículos
Cuántas técnologías existen para emplimentar el uso de Energías Renovables?
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
DISCUSIÓN
La discusión sobre los efectos de la energía renovable
me lleva a una encrucijada en la que se encuentran los
beneficios medioambientales y los retos económicos.
Mi postura se inclina favorablemente hacia la
adopción de energías renovables, considerando los
beneficios a largo plazo y la necesidad imperante de
mitigar los efectos del cambio climático.
Los efectos positivos de las energías renovables son
claros y variados. Reducen nuestra dependencia de los
combustibles fósiles, disminuyen las emisiones de
gases de efecto invernadero y promueven una mejor
calidad del aire, lo que es crucial para las áreas urbanas
densamente pobladas. Además, la capacidad de estas
energías para generar resiliencia local y fomentar la
sostenibilidad es evidente en la creciente tendencia de
cooperativas energéticas y edificios con consumo neto
de energía cero (NEZB). Esto no solo mejora la
eficiencia energética, sino que también puede reducir
significativamente los costos operativos a largo plazo.
Sin embargo, no se pueden ignorar los retos. La
inversión inicial y los costos de implementación
pueden ser prohibitivos, y los desafíos logísticos y
técnicos representan obstáculos significativos. No
obstante, estos no deberían ser vistos como barreras
insuperables, sino como desafíos a superar con
políticas inteligentes, incentivos y la promoción de
tecnologías más eficientes y asequibles.
La transición hacia la energía renovable no es solo una
cuestión de implementación tecnológica, sino también
de cambio social y económico. Las empresas que
adoptan estas energías están invirtiendo en su futuro,
posicionándose como líderes en sostenibilidad y
eficiencia. Aunque faltan datos concretos sobre los
beneficios empresariales, es evidente que hay un
impulso positivo hacia la adopción de estas
tecnologías.
En última instancia, la adopción de energías
renovables es una pieza clave en el rompecabezas de
nuestro futuro sostenible. La innovación continua en
tecnologías de energías renovables, como la solar y la
eólica, así como los sistemas de almacenamiento de
energía, son fundamentales para una transición
energética exitosa. Debemos abordar los desafíos con
políticas proactivas y apoyar la investigación y el
desarrollo que faciliten la integración de estas energías
en todos los sectores de la sociedad. Esta es una
inversión no solo en tecnología, sino en un planeta más
limpio y un futuro económico más estable.
Ahora abordaré la discusión general de los resultados
dónde se subraya una tendencia positiva hacia la
adopción de la energía renovable, con un énfasis claro
en los beneficios a largo plazo a pesar de los desafíos
iniciales.
Los sectores variados en los que se ha desarrollado la
energía sostenible muestran un compromiso creciente
con la transición energética. Sin embargo, la falta de
datos específicos en algunas áreas también destaca la
necesidad de más investigaciones y análisis detallados
para optimizar estrategias y políticas energéticas.
El conocimiento acumulado y las experiencias
documentadas pueden informar mejor las prácticas y
las decisiones políticas para apoyar un futuro
energético más sostenible y equitativo.
Efectos de la Energía Renovable (PICOC 1)
Efectos Positivos:
La implementación de energías renovables, en
general, tiene un impacto positivo significativo en
diferentes contextos. Por ejemplo, en áreas urbanas de
alta densidad, contribuye a la reducción de gases de
efecto invernadero y mejora la calidad del aire. En la
industria de fabricación, los NEZB pueden reducir
costos operativos y mejorar la eficiencia energética.
Los sistemas BIPV y la participación ciudadana en
cooperativas energéticas destacan la capacidad de la
energía renovable para fomentar la resiliencia y la
sostenibilidad a nivel local.
Efectos Negativos:
Los efectos negativos se relacionan principalmente
con la inversión inicial y los desafíos técnicos y
logísticos. Estos retos son considerables, pero no
insuperables, y deben ser vistos como obstáculos
iniciales en el camino hacia la transición energética.
Por ejemplo, los desafíos de espacio en las ciudades
densas y los costos de inversión pueden mitigarse a
través de políticas de apoyo y avances en tecnologías
más compactas y rentables.
Desarrollo de la Energía Sostenible en Sectores
(PICOC 2)
Los resultados muestran que la energía sostenible se
ha desarrollado en una variedad de sectores, desde
ciudades verdes hasta la industria manufacturera y el
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
sector empresarial. Esto demuestra la versatilidad y la
aplicabilidad de las energías renovables en distintos
entornos. La variada implementación también resalta
la transversalidad de la energía sostenible como una
solución integrada a los problemas de sostenibilidad
contemporáneos.
Beneficios para las Empresas al Implementar
Energías Renovables (PICOC 3)
Aunque no se proporcionan cifras específicas sobre las
empresas que han obtenido beneficios, el impacto
positivo en diversos sectores sugiere que las empresas
que adoptan energías renovables pueden esperar
beneficios a largo plazo, como la reducción de costos
y la mejora de la sostenibilidad operativa.
La falta de datos concretos indica una oportunidad
para futuras investigaciones que cuantifiquen los
beneficios empresariales de las energías renovables.
Tecnologías de Energías Renovables (PICOC 4)
La diversidad de tecnologías para implementar el uso
de energías renovables es notable y refleja una
innovación continua en el sector. Desde la energía
solar y eólica hasta sistemas de almacenamiento de
energía y edificios NEZB, hay una amplia gama de
soluciones disponibles. El número de artículos que
informan sobre la implementación de nuevas
tecnologías ilustra un impulso hacia la innovación y la
adopción de energías renovables.
La discusión basada en los resultados revela
tendencias importantes y desafíos en el ámbito de la
energía renovable y sostenible. Los hallazgos pueden
interpretarse para abordar preguntas clave en el sector
energético y proporcionar una visión del impacto
actual de las energías renovables.
CONCLUSIONES
El estudio demuestra que la implementación de
microrredes alimentadas con energía solar es una
solución eficiente y sostenible para enfrentar los
desafíos energéticos en ciudades con alta densidad
poblacional. Estas microrredes no solo contribuyen a
la reducción de emisiones de gases de efecto
invernadero, sino que también fomentan la
independencia energética y la resiliencia frente a
fenómenos climáticos extremos. El análisis realizado
indica un impacto positivo significativo de la energía
renovable en múltiples sectores, desde la industria de
fabricación hasta la gestión empresarial, destacando su
capacidad para mejorar la eficiencia energética y
reducir costos operativos a largo plazo.
El estudio subraya la importancia de la continua
innovación tecnológica en el campo de las energías
renovables, incluyendo el desarrollo de sistemas de
almacenamiento de energía, edificios de energía casi
nula (NEZB) y la integración de tecnologías como los
sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV).
A pesar de los desafíos iniciales relacionados con la
inversión y la logística, el análisis concluye que los
beneficios a largo plazo y la viabilidad de estas
tecnologías son claros. Sin embargo, también destaca
la necesidad de políticas de apoyo y de un marco
regulatorio que facilite la adopción de estas
tecnologías, especialmente en el contexto de la
descarbonización y la transición hacia un futuro
energético más sostenible.
El estudio recomienda intensificar la investigación y
desarrollo de nuevas tecnologías en energías
renovables y optimizar las ya existentes. Es
fundamental reforzar las políticas públicas y los
incentivos económicos para promover la adopción de
estas energías, tanto en el ámbito público como en el
privado. Se enfatiza la importancia de una mayor
participación ciudadana en decisiones energéticas para
aumentar la aceptación de proyectos renovables.
Además, se subraya la necesidad de investigaciones
adicionales que evalúen con precisión los beneficios
empresariales y socioeconómicos de las energías
renovables, para guiar de manera efectiva las políticas
y estrategias de inversión futuras.
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Energía fotovoltaica para el mejoramiento de la eficiencia energética en hogares y edificios: RSL
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