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Potencial de Energía Solar en África: Un Estudio de Caso sobre la Reducción de Costos en un Hogar Maliense a Través de la Energía Solar Fotovoltaica y el Almacenamiento en Baterías de Ión de Litio

Autores: Drave, Madani; Mannerhagen, Felix; Kersten, Anton; Eckerle, Richard; Abdul-Jabbar, Thealfaqar A.; Abbas, Furqan A.; Ban, Branko; Xu, Yu; Kuder, Manuel; Weyh, Thomas; Leijon, Mats

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Potencial de Energía Solar en África: Un Estudio de Caso sobre la Reducción de Costos en un Hogar Maliense a Través de la Energía Solar Fotovoltaica y el Almacenamiento en Baterías de Ión de Litio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Energía solar fotovoltaica
Almacenamiento de baterías
Costos de energía
Hogar maliense
Irradiancia solar
Consumo de electricidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio explora el potencial de la energía solar fotovoltaica y el almacenamiento en baterías para reducir los costos de energía en un hogar unifamiliar típico de Malí, destacando ahorros significativos en costos y una mejor fiabilidad energética. La alta irradiancia solar durante todo el año hace que la energía solar sea viable para las necesidades energéticas del hogar. Sin embargo, la mayor parte de la electricidad se consume por la noche debido al aire acondicionado, con un consumo anual de 12,504 kWh. Se desarrollaron modelos de costos para plantas de energía solar y sistemas de almacenamiento de energía en baterías, incluyendo la instalación. Se revisaron los parámetros de costo utilizando la literatura más reciente, distinguiendo entre las tendencias de costos actuales y futuras, denominadas Caso I y Caso II, respectivamente. Además, se consideró una tarifa de alimentación de $0.00 y $0.04 por kWh de electricidad inyectada a la red de corriente alterna. El retorno anual en USD y el retorno de la inversión se consideraron como parámetros económicos. Una pequeña planta de energía solar con una potencia máxima de hasta 3 kW puede lograr un alto retorno de la inversión entre el 70% y el 100%. Debido a las perspectivas de costos futuros reducidos, este retorno de la inversión podría aumentar al 90% al 130%. Sin embargo, tal planta solo puede alcanzar una autosuficiencia máxima de aproximadamente el 40%, ya que la mayor parte de la electricidad se consume durante la noche. Una planta de 4 kW puede lograr una autosuficiencia de aproximadamente un tercio para un retorno de la inversión del 57% al 82%, con un costo de aproximadamente $1330 a $1760. Al utilizar almacenamiento de energía en baterías, se ha fijado una autosuficiencia del 95%. Con el almacenamiento en baterías, el retorno máximo de la inversión varía del 22.5% al 32.0% con un costo de inversión de aproximadamente $9590 a $13,139.

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