Evaluación del rendimiento energético-técnico-económico de tecnologías fotovoltaicas emergentes y su degradación en distintas zonas climáticas del Perú: aplicación de modelos de Inteligencia Artificial e implementación de una plataforma pública en línea para el acceso de datos.
CÓDIGO DE PROYECTO #013-2020-FONDECYT-BM
Información General
Numero de Subvención
013-2020-FONDECYT-BM
Líder de Proyecto
Descripción
Resumen
Para fomentar la transición energética mediante el uso de la energía solar fotovoltaica (FV) en el Perú, es imprescindible conocer su rendimiento energético, particularmente bajo la peculiar orografía y diversidad climática que presenta el país. El acceso a este tipo de información permite optimizar aspectos técnicos y económicos en el diseño de instalaciones fotovoltaicas bajo las condiciones de operación del lugar de instalación. Su conocimiento mediante datos experimentales requiere la monitorización de sistemas fotovoltaicos (FV), no solo para asegurar su correcto funcionamiento, también para analizar el comportamiento energético e identificar anomalías que puedan aparecer.
En el presente proyecto se desarrollará una plataforma en línea adecuada para el tratamiento inteligente y divulgación de un gran volumen de datos de Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Red (SFCRs) que se encuentran instalados en seis universidades peruanas situadas en distintas zonas climáticas del Perú: Lima (costa y centro de ciudad), Arequipa, Tacna, Amazonas y Puno. Los SFCRs fueron implementados utilizando tres tecnologías de módulos emergentes en el mercado FV de las que se desconoce su funcionamiento real en el país. Se investiga su rendimiento energético y técnico-económico. Mediante el acceso a los datos de la plataforma se podrán fomentar nuevos proyectos de electrificación rural, urbana e industrial con energía renovable solar FV.
Concretando, el presente proyecto conlleva las siguientes acciones:
1. Se ampliarán las estaciones de monitoreo, adquiriéndose datos meteorológicos adicionales que permitan un modelado más refinado y una interpretación de su comportamiento más exhaustiva.
2. Se desarrollará y validará experimentalmente un prototipo de sistema para monitoreo FV que permita la adquisición y almacenamiento, tanto en local como en remoto, de los parámetros ambientales y principales parámetros eléctricos que permiten la evaluación de los sistemas siguiendo las normas de la Comisión Electrotécnica Internacional.
3. Se desarrollará una plataforma informática online para el manejo, visualización y evaluación de la data adquirida del sistema de monitoreo desarrollado. Esta plataforma incluirá un módulo de inteligencia artificial para la predicción de rendimiento energético. La plataforma será pública en línea con acceso a la data para divulgar resultados de la evaluación del rendimiento energético-técnico-económico. Se destaca que, el módulo de inteligencia artificial no solo será capaz de predecir la generación energética en base a la data adquirida. Se prevé que también podrá predecir la generación energética FV en lugares que aún no cuentan con SFCRs.
4. Se adquirirá instrumentación que permita comenzar estudios que analicen procesos de degradación y fallas de las diferentes tecnologías FV.
Objetivo General
Desarrollo de una plataforma pública en línea para la visualización, análisis y divulgación de resultados científicos de rendimiento de diferentes tecnologías fotovoltaicas emergentes en distintas zonas climáticas del Perú. Entre los datos y resultados a divulgar se encuentran:
A. El potencial de radiación solar del lugar en kWh diarios, mensuales y anual.
B. El rendimiento energético de los SFCRs que permite estimar la cantidad de energía generada por potencia nominal instalada (kWh/kWp) y su predicción.
C. Comparación de rendimiento global (performance ratio) entre las 3 tecnologías para análisis de pérdidas y ganancias basadas en las tecnologías y su respuesta al clima local.
D. Visualización de resultados económicos para cada tecnología y lugar: coste normalizado de la energía (LCOE) fotovoltaica generada, tiempo de retorno de inversión.
E. Basado en los resultados anteriores: recomendación de la tecnología de mayor rendimiento energético-técnico-económico para el clima local.
F. Predicción a tiempo real de la generación energética para cada tecnología y lugar, basado en el módulo de Inteligencia Artificial.
G. Posibilidad de descargar la data de la plataforma para desarrollar proyectos de instalaciones fotovoltaicas a toda la comunidad peruana.
Para alcanzar este objetivo se realizarán los siguientes pasos:
1. Se ampliarán y mejorarán las estaciones de monitoreo de los SFCRs para la obtención de todos los parámetros meteorológicos y eléctricos relevantes según las normas IEC.
2. Se implementará una plataforma IT para el manejo, la visualización y análisis de la data. La plataforma incluirá un módulo de Inteligencia Artificial para el aprendizaje mediante la data experimental, tanto meteorológica y eléctrica de los SFCRs.
3. Se amplía el equipo técnico multidisciplinario del proyecto base, constituido ya por físicos, ingenieros mecánicos y eléctricos, por expertos en áreas adicionales:
- Incorporación de una especialista de Alemania, Dra Vlada Pleshcheva, experta en modelos económicos de predicción, análisis y visualización de macrodatos (Data Science y Big Data), Inteligencia Artificial y Machine Learning.
- Participación de un informático del grupo de Inteligencia Artificial de la PUCP, Dr. Edwin Villanueva, experto en series temporales y Machine Learning.
- Participación investigadores de la Universidad de Jaén - España, Dr. Juan de la Casa, Dr. Emilio Muñoz y Dr. Gustavo Nofuentes, Los tres con amplia trayectoria internacional y probada experiencia en la temática del proyecto.
4. Adquisición de equipo mediano portátil de caracterización en campo de paneles fotovoltaicos mediante electroluminiscencia con alimentación por batería para un estudio a largo plazo de: control de calidad, efectos de degradación, análisis de fallas mecánicas y eléctricas. Este equipo aún no existe en el Perú. Es un equipo de primera necesidad de laboratorios de investigación, para la calibración, certificación y control de calidad de tecnologías fotovoltaicas.
Palabras Clave
Energía renovable solar, sistemas fotovoltaicos, rendimiento energético, tratamiento gran volumen de datos, sistemas predictivos basados en inteligencia artificial, degradación, PROCIENCIA, CONCYTEC.
Tipo de intervención
Entidad ejecutora
Nombre de la Organización
Dependencia / Unidad
Región
LIMA
Tipo de organización
UNIVERSIDAD
País
PERÚ
Entidades Asociadas
DEPENDENCIA:
PAÍS:
PERÚ
REGIÓN:
LIMA
DEPENDENCIA:
PAÍS:
PERÚ
REGIÓN:
AREQUIPA
DEPENDENCIA:
PAÍS:
PERÚ
REGIÓN:
TACNA
DEPENDENCIA:
PAÍS:
PERÚ
REGIÓN:
AMAZONAS
DEPENDENCIA:
PAÍS:
PERÚ
REGIÓN:
PUNO
DEPENDENCIA:
PAÍS:
ESPAÑA
Datos actualizados al 31/12/2024
Equipo Técnico
ROL:
Personal Técnico
ROL:
Co-investigador
ROL:
Co-investigador
ROL:
Co-investigador
ROL:
Personal Técnico
ENTIDAD:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
ROL:
Personal Técnico
ROL:
Co-investigador
ENTIDAD:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA
ROL:
Co-investigador
ENTIDAD:
UNIVERSIDAD DE JAÉN
ROL:
INVESTIGADOR PRINCIPAL
ROL:
Personal Técnico
Datos actualizados al 31/12/2024
Información Adicional
Área / Subárea OCDE
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA / INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA
País ejecución
PERÚ
Región ejecución
LIMA
Periodo de Ejecución
13/01/2021
al 12/07/2022
Disciplina OCDE
INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Monto total
Monto total
S/ 1,200,000.00
Publicaciones
DOI:
10.1016/j.solener.2023.04.067
AUTORES:
SEVILLANO BENDEZU ,MIGUEL ANGEL | TÖFFLINGER PALOMINO ,JAN AMARU | DE LA CASA HIGUERAS ,JUAN
REVISTA:
Solar Energy
AÑO:
2023
TIPO PUBLICACION:
Artículo
QUARTIL:
Q1
INDEXACIÓN:
Scopus
ScopusPUBLISHER:
Academic Press Inc.
DOI:
10.1016/j.solener.2023.05.010
AUTORES:
ZAMALLOA JARA ,MARCO ANTONIO | TÖFFLINGER PALOMINO ,JAN AMARU | GRIESELER -- ,ROLF | SEVILLANO BENDEZU ,MIGUEL ANGEL
REVISTA:
Solar Energy
AÑO:
2023
TIPO PUBLICACION:
Artículo
QUARTIL:
Q1
INDEXACIÓN:
Scopus
ScopusPUBLISHER:
Academic Press Inc.
DOI:
10.1016/j.renene.2022.07.011
REVISTA:
Renewable Energy
AÑO:
2022
TIPO PUBLICACION:
Artículo
QUARTIL:
Q1
INDEXACIÓN:
Scopus
PUBLISHER:
Academic Press Inc.
Datos actualizados al 03/06/2026
Propiedad Intelectual
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Tesis
AUTORES:
QUISPE OCHOA ,GERARDO RAUL
ASESOR:
TÖFFLINGER PALOMINO ,JAN AMARU
NIVEL ACADÉMICO:
Pregrado
GRADO ACADÉMICO:
Bachiller en Ciencias con mención en Ingeniería Mecatrónica
AÑO:
2020
UNIVERSIDAD:
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU
Datos actualizados al 03/06/2026
Presentaciones Orales
NOMBRE EVENTO:
2021 Peruvian Workshop on Solar Energy, JOPES 2021
AUTORES:
SEVILLANO BENDEZU ,MIGUEL ANGEL | TÖFFLINGER PALOMINO ,JAN AMARU | DE LA CASA HIGUERAS ,JUAN | CONDE MENDOZA ,LUIS ANGEL
PAIS:
PERÚ
REGION CIUDAD:
LIMA/LIMA/LIMA
NOMBRE EVENTO:
2021 Peruvian Workshop on Solar Energy, JOPES 2021
AUTORES:
TÖFFLINGER PALOMINO ,JAN AMARU | MUÑOZ CERON ,EMILIO | DE LA CASA HIGUERAS ,JUAN | CONDE MENDOZA ,LUIS ANGEL | ANGULO ABANTO ,JOSE RUBEN
PAIS:
PERÚ
REGION CIUDAD:
LIMA/LIMA/LIMA
Datos actualizados al 03/06/2026
Pasantías
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MONTO CONT:
S/ 350,000.00
NOMBREESTADO:
Cerrado
Datos actualizados al 12/05/2026
