La iluminación solar es primero una cuestión tarifaria y después una cuestión de tecnología
La iluminación exterior de un sitio industrial en México opera de noche. Bajo la tarifa Gran Demanda en Media Tensión Horaria (GDMTH) de CFE, aplicable a usuarios en media tensión con demanda de 100 kW o más, la mayor parte de la noche cae en los periodos intermedio y punta. En una planta que trabaja uno o dos turnos, la iluminación de patios y perímetro puede ser la carga que fija la demanda facturada en un periodo en el que no opera nada más. Eso es lo primero que debe revisar el responsable de las instalaciones, porque define si la iluminación solar es una partida de sustentabilidad o una partida de costo.
Entre 2016 y 2022 cambiaron tres cosas, y modificaron la aritmética más que la idea. La eficacia de los LED subió lo suficiente para que México fijara por norma un piso más alto. Los costos de baterías y controladores bajaron. Y el valor de carbono de la electricidad de red desplazada se convirtió en una cifra publicada que un auditor acepta. Lo que sigue es qué especificar, qué rechazar y qué revisar en el recibo de energía eléctrica de CFE. El artículo complementario sobre iluminación LED solar y controles IoT trata con mayor detalle la especificación y la ubicación.
El piso de eficacia que México fija hoy
La NOM-031-ENER-2019, norma mexicana de eficiencia energética para luminarios con diodos emisores de luz destinados a vialidades y áreas exteriores públicas, se publicó en el Diario Oficial de la Federación el 3 de marzo de 2021 y entró en vigor 90 días después de su publicación. Exige una eficacia luminosa mínima de 95 lúmenes por watt para luminarios de vialidad con vida útil nominal de 75,000 horas o menos, y de 105 lúmenes por watt cuando la vida nominal supera las 75,000 horas. Su campo de aplicación alcanza tanto a los luminarios alimentados desde la red pública como a los alimentados con baterías, acumuladores o autogeneración, de modo que un luminario solar queda dentro de la norma y no fuera de ella.
La norma regula vialidades y áreas exteriores públicas, no el patio de una planta privada. Aun así, conviene especificar conforme a ella. Es el piso publicado en México, y un proveedor que no puede entregar un certificado NOM-031 o un informe fotométrico del número de catálogo exacto que cotiza le está pidiendo que compre con base en un folleto. Vigile una sustitución en particular. La eficacia declarada del paquete LED no es la eficacia del luminario armado, y es la cifra del luminario armado la que determina cuántos watts-hora debe sostener la batería del anochecer al amanecer.
Qué ahorra la automatización y qué no
La detección de movimiento y la atenuación programada reducen las horas que un luminario opera a plena salida. Cuando un patio se ocupa solo una fracción reducida de la noche y los controles mantienen un nivel bajo de espera el resto del tiempo, la energía extraída de la batería baja de forma casi proporcional. La vida de la batería no sigue esa curva. La vida útil depende de la profundidad de descarga y del número de ciclos, no de las horas de encendido de la lámpara, y un controlador que somete al banco a ciclos superficiales cada noche lo sigue ciclando cada noche. No se sostiene la afirmación de un proveedor de que reducir el ciclo de trabajo en un factor de diez multiplica la vida de la batería en ese mismo factor, y debe sustituirse por una curva de vida en ciclos a la profundidad de descarga real que implica el diseño.
La pregunta que debe incluirse en la licitación es la autonomía. Cuántos días consecutivos puede la unidad sostener la salida de diseño sin recarga, a qué profundidad de descarga, a qué temperatura ambiente y cuál es el número de ciclos garantizado a esa profundidad. En temporada de lluvias, la autonomía es la especificación que define si un luminario enciende en agosto.
Inclinación, ubicación y paneles que preferiría no ver
La inclinación y el azimut del panel modifican la producción anual, y la ganancia por corregirlos depende del sitio. Ningún porcentaje único aplica por igual en Hermosillo, en Guadalajara y en Mérida, y el proveedor que cotiza uno omitió el modelado. Exija una producción anual modelada con las coordenadas del propio sitio y con la pérdida por suciedad declarada, y exíjala antes de cerrar el dimensionamiento. Cuando un mismo poste soporta el panel y la cabeza del luminario, por lo general conviene orientarlos en direcciones distintas, lo que es una razón real para especificar montajes ajustables de forma independiente y no una preferencia de estilo.
La fotovoltaica integrada en edificios y las cubiertas impresas sobre panel existen para lugares donde un módulo convencional resulta visualmente inaceptable. Ambas cuestan producción. Una cubierta impresa filtra la luz antes de que llegue a la celda, y la pérdida es significativa y específica del producto y del patrón. Solicite por escrito la potencia de salida ya reducida de la cubierta exacta que se va a suministrar y dimensione el sistema con esa cifra, no con la capacidad nominal del módulo sin cubierta.
La cifra de carbono y de dónde proviene
La reducción de carbono por iluminación significa una sola cosa en México. Es la electricidad de red que el sitio deja de comprar, valuada con un factor que publica el gobierno. El aviso de la SEMARNAT del 15 de abril de 2021 fijó el Factor de Emisión del Sistema Eléctrico Nacional de 2020 en 0.494 toneladas de CO2 equivalente por MWh, y ese es el factor que se aplica a las emisiones indirectas por electricidad adquirida en el Registro Nacional de Emisiones. La reducción reportada de un reemplazo es la cantidad de MWh retirados del medidor multiplicada por el factor del año que se reporta. El factor se emite cada año, de modo que una declaración de varios años construida con el factor de un solo año no cuadrará.
A nuestro juicio, la iluminación exterior es un proyecto de descarbonización débil como titular y conveniente para registrar. En la mayoría de las plantas el tonelaje es pequeño frente a la carga de proceso. También es barato, medible y defendible en una auditoría, lo que no puede decirse de buena parte de lo que llena un primer informe de sustentabilidad. Si el sitio busca una certificación de edificación sustentable, la misma reducción medida es la base de evidencia para ambos fines, por lo que conviene preparar la documentación de la certificación con los mismos datos del medidor y no con un segundo estudio.
Dónde interviene la CRE y dónde no
Un luminario solar autónomo no tiene conexión con la Red General de Distribución. No hay contrato de interconexión, ni cambio de medidor, ni estudio por parte de CFE Distribución. Ese ahorro administrativo es parte de la razón por la que el caso resulta más sólido en postes alejados, tramos perimetrales y patios separados, junto con la zanja y el cableado que el sitio no tiene que instalar.
La energía solar en techo que abastece a la propia planta es un régimen distinto. La generación distribuida comprende centrales por debajo de 0.5 MW de capacidad de generación, conforme al Manual de Interconexión de Centrales de Generación con Capacidad menor a 0.5 MW de la SENER (DOF, 15 de diciembre de 2016) y a la Resolución RES/142/2017 de la CRE (DOF, 7 de marzo de 2017). El umbral aplica a la capacidad de generación, no a la carga de la instalación, y está expresado en MW y no en kWp de panel en corriente directa. La CRE emite esas reglas. CFE Distribución opera la red y tramita la interconexión, y no es el regulador.
Preguntas para un proveedor de iluminación
- En qué tarifa de CFE está el sitio y si la iluminación exterior contribuye a la lectura de demanda en punta o intermedia de los últimos 12 recibos.
- Eficacia del luminario armado en lúmenes por watt para el número de catálogo cotizado, con certificado NOM-031 o informe fotométrico completo.
- Autonomía en días a la salida de diseño, la profundidad de descarga supuesta y el número de ciclos garantizado a esa profundidad.
- Producción anual modelada en las coordenadas del sitio, con inclinación, azimut y pérdida por suciedad declaradas.
- Potencia de salida ya reducida de cualquier cubierta impresa o módulo integrado, declarada por el fabricante y no por el instalador.
- Costo de reemplazo y tiempo de entrega del banco de baterías, que es el componente que falla primero y el que nadie presupuesta.
Cualquier rango de ahorro que cotice un proveedor se mide contra su suministro actual de CFE y varía con la clase tarifaria, la región, el factor de carga y las horas de encendido. Trátelo como ilustrativo hasta que se reconstruya con 12 meses de facturación y el programa real de iluminación del sitio. Cuando el sitio ya cuenta con medición por intervalos, esa reconstrucción es un ejercicio breve y no un estudio, lo que es un argumento más para medir la carga antes de especificar la solución.
Dimensionar un reemplazo de iluminación con su propio recibo
Mexico Energy Partners revisa la carga de iluminación exterior y de proceso contra la facturación de CFE y la clase tarifaria de la instalación, y separa el ahorro de energía del ahorro de demanda para que no se contabilicen dos veces. Una revisión inicial requiere 12 meses de recibos de CFE, la clase tarifaria, un programa de iluminación o una estimación de horas de encendido, y un conteo de luminarios por tipo.