Análisis del potencial híbrido energético en la comuna de Puerto Aysén

Abstract

Los sistemas híbridos de energía (HRES) combinan diferentes fuentes de energía para ofrecer soluciones más eficientes y estables en comunidades aisladas y rurales. En Chile, su implementación es reciente y se concentra en el norte y centro del país, dejando las zonas australes, como la región de Aysén, con escasos estudios. La comuna de Puerto Aysén enfrenta desafíos energéticos como cortes de energía, baja cobertura eléctrica y baja eficiencia de energías renovables debido a condiciones climáticas y geográficas. Ante esto, se analizó el potencial de HRES mediante el software HOMER, simulando un sistema compuesto por paneles solares, aerogeneradores, baterías y diésel en 622 puntos distribuidos por toda la comuna utilizando los datos de radiación, velocidad del viento y temperatura extraídos del Explorador solares y eólico, plataformas del Ministerio de Energía, junto al perfil de consumo residencial elaborado en base a bibliografía. Esto entregó que la combinación óptima en toda la comuna corresponde a paneles solares con baterías. Sin embargo, los resultados evidenciaron una baja variabilidad en la capacidad instalada, inversión inicial, Costo Presente Neto (NPC) y Costo Nivelado de Energía (LCOE), siendo esta última menor a 1 CLP entre puntos. Por esto, se revisaron los datos climáticos extraídos de los Exploradores solares y eólicos utilizados en la simulación. Aunque estos poseen una estacionalidad marcada, la diferencia entre meses consecutivas es mínima lo que afecta la precisión del modelo. Posteriormente se compararon los datos del Explorador con mediciones in situ para un punto específico (Fiordo Aysén) entre 2022 y 2024. A través de métricas como BIAS, RMSE, Sigma y R², se identificó que el Explorador tiende a sobreestimar anual y mensualmente las variables, especialmente la velocidad del viento y radiación, llegando hasta tres veces más que lo observado. Esta sobreestimación conlleva una subestimación en la arquitectura y en los costos energéticos del sistema, con errores de hasta 30% en el LCOE, lo que compromete la confiabilidad del suministro. Por ellos, la creación de Exploradores específicos para la zona austral del país es necesario para una toma de decisiones más precisa y un uso de los recursos públicos y privados más eficiente.

Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) combine different energy sources to provide more efficient and stable solutions for isolated and rural communities. In Chile, their implementation is recent and mostly concentrated in the northern and central regions, leaving southern areas such as the Aysén region with limited studies. The commune of Puerto Aysén faces energy challenges such as power outages, low electricity coverage, and poor renewable energy efficiency due to climatic and geographic conditions. In this context, the potential of HRES was assessed using the HOMER software, simulating a system composed of solar panels, wind turbines, batteries, and diesel generators at 622 points across the commune. The simulation was based on solar radiation, wind speed, and temperature data obtained from the Solar and Wind Explorers—platforms developed by the Ministry of Energy—along with a residential consumption profile constructed from relevant literatura. The analysis identified that the optimal combination throughout the commune consists of solar panels with batteries. However, there was low variability in installed capacity, initial investment, Net Present Cost (NPC), and Levelized Cost of Energy (LCOE), with the latter differing by less than 1 CLP between points. Therefore, the climatic data used in the simulations were reviewed. Although they show clear seasonality, the difference between consecutive months is minimal, which affects the accuracy of the model. Subsequently, the data from the Solar and Wind Explorers were compared with in situ measurements at a specific point (Fiordo Aysén) from 2022 to 2024. Using metrics such as BIAS, RMSE, Sigma, and R², it was found that the Explorer data tends to overestimate the variables both annually and monthly—especially wind speed and solar radiation—by up to three times compared to actual observations. This overestimation results in an underestimation of system architecture and energy costs, with errors of up to 30% in LCOE, ultimately compromising supply reliability. Therefore, the development of region-specific Explorers for the southern part of the country is essential to enable more accurate decision-making and more efficient use of public and private resources.