Hacia la autosuficiencia energética en las ciudades. Análisis del potencial solar fotovoltaico a escala urbana en el Principado de Andorra

Abstract

INTRODUCCIÓN. Una parte importante de países y ciudades se han comprometido a la neutralidad de carbono en 2050. Incluso algunos van más allá y hablan de autosuficiencia energética en las ciudades. Ante estos retos mayúsculos, las energías renovables se presentan como una de las opciones principales a tener en cuenta. Conocer su potencial a gran escala es el primer paso para conseguir una implantación masiva. OBJETIVO. Este artículo describe un caso de estudio en el que se analiza el potencial de generación eléctrica a escala de país mediante sistemas fotovoltaicos instalados en los tejados de los edificios. MÉTODO. Para ello se utiliza una metodología que combina Sistemas de Información Geográfica (SIG) y datos LiDAR (Lighting Detection And Ranging). RESULTADOS. Los resultados muestran que, con la instalación de sistemas fotovoltaicos en prácticamente la totalidad de los edificios del país, se cubriría el 48% de la demanda eléctrica actual. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES. A pesar de que el potencial estimado es significativo, una reflexión profunda sobre los resultados lleva a pensar que la autosuficiencia energética en un contexto urbano es difícilmente viable. De todas maneras, análisis como el presentado en este estudio son de vital importancia para dar apoyo a la definición de políticas que conduzcan a países y ciudades a cumplir con sus objetivos en materia energética y de cambio climático.

Full text

CienciAmérica (2021) Vol. 10 (3)
ISSN 1390-9592 ISSN-L 1390-681X
Travesset-Baro, Vilella & Borges. Hacia la autosuficiencia energética en las
ciudades. análisis del potencial solar fotovoltaico a escala urbana en el
principado de andorra.
Julio – Diciembre 2021
http://dx.doi.org/10.33210/ca.v10i3.369
HACIA LA AUTOSUFICIENCIA
ENERGÉTICA EN LAS CIUDADES.
ANÁLISIS DEL POTENCIAL SOLAR
FOTOVOLTAICO A ESCALA URBANA
EN EL PRINCIPADO DE ANDORRA
Towards energy self-sufficiency in cities. Analysis of the solar
photovoltaic potential at urban scale in the Principality of Andorra
Rumo à auto-suficiência energética nas cidades. Análise do
potencial solar fotovoltaico à escala urbana no Principado de
Andorra
Oriol Travesset-Baro1,2 , Marc Vilella1 & Patricia Borges1,2
1 Observatori de la Sostenibilitat d’Andorra. Sant Julià de Lòria-Andorra. Correo:
otravesset@obsa.ad, mvilella@obsa.ad, pborges@obsa.ad
2 Institut universitari de recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat. Universitat
Politècnica de Catalunya. Correo: oriol.travesset@upc.edu, patricia.borges@upc.edu
Fecha de recepción: 10 de junio de 2021.
Fecha de aceptación: 27 de agosto de 2021.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN. Una parte importante de países y ciudades se han comprometido a la
neutralidad de carbono en 2050. Incluso algunos van más allá y hablan de autosuficiencia
energética en las ciudades. Ante estos retos mayúsculos, las energías renovables se presentan
como una de las opciones principales a tener en cuenta. Conocer su potencial a gran escala es
el primer paso para conseguir una implantación masiva. OBJETIVO. Este artículo describe un
caso de estudio en el que se analiza el potencial de generación eléctrica a escala de país
mediante sistemas fotovoltaicos instalados en los tejados de los edificios. MÉTODO. Para ello
se utiliza una metodología que combina Sistemas de Información Geográfica (SIG) y datos LiDAR
(Lighting Detection And Ranging). RESULTADOS. Los resultados muestran que, con la
instalación de sistemas fotovoltaicos en prácticamente la totalidad de los edificios del país, se
cubriría el 48% de la demanda eléctrica actual. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES. A pesar de
que el potencial estimado es significativo, una reflexión profunda sobre los resultados lleva a
pensar que la autosuficiencia energética en un contexto urbano es difícilmente viable. De todas
maneras, análisis como el presentado en este estudio son de vital importancia para dar apoyo a

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la definición de políticas que conduzcan a países y ciudades a cumplir con sus objetivos en
materia energética y de cambio climático.
Palabras claves: Energía, autosuficiencia, potencial solar, Andorra.
ABSTRACT
INTRODUCTION. A significant number of countries and cities have committed to carbon neutrality
by 2050. Some even go further and talk about energy self-sufficiency in cities. In the face of these
major challenges, renewable energies are one of the main options to take into account. Knowing
their potential on a large scale is the first step towards mass implementation. OBJECTIVE. This
article describes a case study in which the potential for electricity generation on a country scale
using photovoltaic systems installed on the roofs of buildings is analyzed. METHOD. A
methodology combining Geographic Information Systems (GIS) and LiDAR (Lighting Detection
And Ranging) data is used. RESULTS. The results show that, with the installation of photovoltaic
systems on practically all the buildings in the country, 48% of the current electricity demand would
be covered. DISCUSSION AND CONCLUSIONS. Although the estimated potential is significant,
a thorough reflection on the results leads to think that energy self-sufficiency in an urban context
is hardly feasible. In any case, analyses such as the one presented in this study are of vital
importance to support the definition of policies that lead countries and cities to meet their energy
and climate change objectives.
Keywords: Energy, self-sufficiency, solar potential, Andorra
RESUMO
INTRODUÇÃO. Um número significativo de países e cidades comprometeram-se com a
neutralidade de carbono até 2050. Alguns vão mesmo mais longe e falam de auto-suficiência
energética nas cidades. Face a estes grandes desafios, as energias renováveis são uma das
principais opções a ter em conta. Conhecer o seu potencial em grande escala é o primeiro passo
para se conseguir uma implementação massiva. OBJECTIVO. Este trabalho descreve um estudo
de caso em que é analisado o potencial de produção de electricidade à escala nacional através
de sistemas fotovoltaicos instalados nos telhados dos edifícios. MÉTODO. Para este fim, utiliza-
se uma metodologia que combina dados de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e LiDAR
(Lighting Detection And Ranging). RESULTADOS. Os resultados mostram que, com a instalação
de sistemas fotovoltaicos em praticamente todos os edificios no país, 48% da procura actual de
electricidade seria coberta. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES. Embora o potencial estimado seja
significativo, uma reflexão profunda sobre os resultados leva a pensar que a auto-suficiência
energética num contexto urbano é dificilmente viável. Em qualquer caso, análises como a
apresentada neste estudo são de importância vital para apoiar a definição de políticas que levem
os países e as cidades a cumprir os seus objectivos em matéria de energia e alterações
climáticas.
Palavras-chave: Energia, auto-suficiência, potencial solar, Andorra

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INTRODUCCIÓN
Las ciudades consumen aproximadamente el 65% de la energía a nivel global y
son responsables del 70% de las emisiones de gases de efecto invernadero [1].
Actualmente son hogar del 55% de la población mundial [2] y, se estima que, este valor
puede llegar al 60% en el año 2030 [3].
Existe prácticamente un consenso a nivel mundial de la necesidad de conseguir
el objetivo de llegar a la neutralidad del carbono el año 2050. La Unión Europea, el Reino
Unido, Japón, la República de Corea y más de 110 países se han comprometido a
hacerlo. También lo ha hecho la administración entrante de Estados Unidos y China se
ha comprometido a conseguirlo antes de 2060 [4].
Este contexto exige que todos los países y ciudades adopten planes para
alcanzar el objetivo de cero emisiones. En paralelo a otras medidas, se espera que las
energías renovables contribuyan en gran medida a abordar este reto [2]. El movimiento
hacia el 100% de energía renovable en las ciudades, entendido en la mayoría de casos
como 100% de electricidad renovable, está ganando terreno en los últimos años. En
todo el mundo, 617 ciudades han establecido objetivos de conseguir el 100% de uso de
electricidad renovable en el conjunto de la ciudad o, en algunos casos, se ha limitado a
las operaciones municipales [2]. Incluso algunas ciudades, como Barcelona, han
planteado llegar a ser autosuficientes energéticamente en el año 2050 [5]. En el caso
de las zonas urbanas, buena parte de las opciones de introducción de energías
renovables identificadas pasan por el aprovechamiento de los tejados de los edificios.
Los sistemas solares fotovoltaicos en los tejados han demostrado su capacidad
para convertir barrios residenciales y comerciales en zonas de generación de energía
distribuida [6], [7]. Las zonas urbanas ofrecen una gran cantidad de tejados sin utilizar
con un importante potencial de generación de energía. Grandes ciudades como
Barcelona, Boston o Nueva York han caracterizado las azoteas de sus edificios para
estimar el potencial de generación de energía fotovoltaica y han publicado los resultados
en aplicaciones web públicas para animar a los ciudadanos a instalar estos sistemas
[8].
Los métodos desarrollados para estimar el potencial fotovoltaico de los tejados
van desde simples multiplicadores de la superficie total del edificio, hasta métodos que
emplean complejos sistemas de información geográfica (SIG) o modelos
tridimensionales (3D). A diferencia de los métodos simples, los modelos
tridimensionales basados en SIG son más detallados y pueden reproducirse en varias
regiones. Sin embargo, estos métodos, especialmente cuando combinan SIG y datos
LiDAR (Lighting Detection And Ranging) requieren de mucho tiempo y recursos
informáticos [9]. Más recientemente se han desarrollado metodologías que incorporan
el uso de algoritmos de machine learning. Estos métodos, a pesar de ser menos
precisos que los basados en LiDAR, son menos costosos computacionalmente por lo
que permiten cubrir áreas geográficas más extensas [10].

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Este artículo describe un caso de estudio en el que se analiza el potencial de
generación eléctrica a escala de país mediante sistemas fotovoltaicos instalados en los
tejados de los edificios. El análisis se centra en el Principado de Andorra, un pequeño
país europeo ubicado entre Francia y España. Andorra tiene una población cercana a
los 80000 habitantes y una superficie de 468 km2. Su localización, en medio de los
Pirineos, hace que las montañas de su alrededor provoquen sombras que reducen el
potencial solar. El análisis realizado en este artículo se basa en la combinación de SIG
y datos LiDAR para representar de forma precisa las zonas urbanas y la orografía
influyente en la generación de sombras.
Los resultados obtenidos son específicos para el Principado de Andorra, pero
pueden servir de referencia para otras zonas, especialmente en regiones de montaña
que no dispongan de los recursos para realizar un análisis basado en SIG y LiDAR.
MÉTODO
Uno de los aspectos clave en el análisis del potencial solar es la caracterización
del terreno mediante modelos digitales de elevación (MDE). A diferencia de otros
estudios también centrados en el ámbito urbano [11]–[13] pero ubicados en zonas
planas, la influencia de la orografía en zonas montañosas es determinante en la
obtención de los resultados finales [14]. En este sentido, es importante caracterizar
adecuadamente las montañas para poder representar las sombras que éstas provocan
y, en consecuencia, la limitación provocada en el número de horas de insolación que se
obtienen en la zona de estudio.
En el caso de Andorra, para representar el terreno, se parte de un MDE de
resolución 15x15 m [15], adecuado para captar el efecto de las montañas sobre la
irradiación pero insuficiente para representar los tejados de los edificios. Así pues, para
representar de forma acurada los edificios, es necesario trabajar en resoluciones
superiores, que obligan a gestionar archivos muy pesados. Para evitar simulaciones
muy costosas, se ha dividido el territorio de Andorra en diferentes zonas de estudio. Es
importante limitar al máximo la zona de estudio, pero asegurándose de incluir en el MDE
el área suficiente que permita captar el efecto de la orografía. La Figura 1 presenta un
diagrama que resume la metodología desarrollada para realizar el análisis de
aprovechamiento fotovoltaico en los tejados de los edificios de Andorra.

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Figura 1. Metodología de análisis de potencial solar en edificios a gran escala
A continuación, se detallan las distintas fases del proceso realizado.
Identificación del área geográfica
Con el objetivo de evitar simulaciones muy costosas, el primer paso consiste en
dividir el territorio en diferentes zonas. En el caso de Andorra, la zonificación consiste
en siete zonas con sus respectivos edificios y MDE. A pesar de la importancia de acotar
las zonas de estudio, es importante tener en cuenta que el terreno representado debe
incluir el área suficiente para tener en cuenta las sombras provocadas por la orografía.
El área de interés a considerar en el MDE se ha determinado mediante el método
viewshed, el cual permite identificar las zonas del terreno con visión directa respecto a
uno o varios puntos (edificios). De esta manera, y teniendo en cuenta la trayectoria solar,
se obtiene la zona a incluir en el MDE teniendo en cuenta tanto el terreno como los
edificios. El punto 1 de la Figura 1 muestra el viewshed de la Vall Central con el que se
ha delimitado esta zona de estudio. El color azul representa el área visible desde los
observadores (puntos rojos) ubicados en edificios representativos de la zona en análisis.
Implementación del MDE
Basándose en los límites establecidos previamente, se construye el MDE de alta
resolución representando los edificios y la orografía del terreno de forma precisa.
Aunque un MDE de resolución 15x15 m es suficiente para representar la orografía, las
infraestructuras urbanas requieren una resolución mayor. En este modelo se utilizan
datos LiDAR con una densidad de 1 punto/m2 [16] con los que se ha construido un MDE
de 1x1 m de resolución, el mínimo para representar de forma acurada características de
los tejados como el pendiente, la orientación o estructuras adyacentes y vegetación [17].
El punto 2 de la Figura 1 muestra el MDE de la zona Vall Central, representando tanto
las edificaciones de la zona urbana con las montañas que provocan sombras.

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Simulación de la irradiación
Para calcular la insolación de las áreas de estudio se ha utilizado la herramienta
Solar Analyst de ArcGIS [18]. Esta estimación del valor de irradiación en cada celda del
MDE tiene en cuenta la trayectoria solar en la zona estudiada, así como las sombras
provocadas por el resto de celdas del modelo.
La disponibilidad de datos históricos de producción de las instalaciones fotovoltaicas
existentes ha permitido ajustar los parámetros de simulación para representar con
mayor precisión las condiciones de Andorra. A partir de la producción del año 2020 de
20 instalaciones fotovoltaicas, se ha ajustado la transmisividad. Esta es una propiedad
de la atmósfera que se expresa como la relación entre la energía (medida en todas las
longitudes de onda) que llega a la superficie de la tierra en relación con la que se recibe
en el límite superior de la atmósfera (extraterrestre). Los valores varían de 0 (sin
transmisión) a 1 (transmisión completa). Habitualmente se observan valores de 0,6 o
0,7 para condiciones de cielo muy claro y 0,5 para un cielo generalmente claro. En el
caso de Andorra, el valor que minimiza el diferencial entre las horas solar pico (HSP)
anuales simuladas y las reales es 0,55. En la Tabla 1 se presentan los valores de los
parámetros de simulación aplicados a las zonas del país consideradas.
Tabla 1. Valores de los parámetros utilizados en las simulaciones
Time configuration
Whole year
Year
2020
Hour interval
1
Sky size resolution
200
Calculation directions
32
Zenith divisions
8
Azimuth divisions
8
Diffuse model type
Uniform overcast sky
Diffuse proportion
0,3
Transmittivity
0,55
Calculando las diferencias entre las simulaciones de HSP y las reales, se
observa que las mayores sobreestimaciones y subestimaciones son del 15,3% y del -
17,1%, respectivamente. Teniendo en cuenta toda la muestra, de promedio, las
simulaciones sobrestiman las HSP en un 0,35%.
Estimación de la irradiación útil
A continuación de simular la irradiación anual en la totalidad del terreno que
incluye la zona de estudio, se extrae la irradiación de interés mediante una capa vectorial
de edificios. A la irradiación anual simulada en los edificios, se ha aplicado un conjunto
de filtros que permiten identificar la superficie aprovechable de cada tejado junto con la
irradiación útil a utilizar en hipotéticas instalaciones fotovoltaicas futuras. Los umbrales

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mínimos de irradiación establecidos, de pendiente máxima y de orientación se muestran
en la Tabla 2.
Tabla 2. Filtros aplicados en la identificación del área e irradiación útil (*filtro aplicado
únicamente en pendientes superiores a 15º)
Irradiación >= 1200 kWh/m2·any
Pendiente <= 80 ͦ
337,5 ͦ >= Orientación* >= 22,5 ͦ
El punto 4 de la Figura 1 muestra la irradiación y las áreas aprovechables
de los tejados de los edificios de una pequeña parte de la zona de estudio.
Análisis técnico
La metodología para estimar el potencial de aprovechamiento fotovoltaico se
basa en el cálculo de la conversión de la irradiación útil anual recibida en cada tejado
en el potencial de generación de electricidad. En paralelo a la producción estimada, se
calculan también diferentes indicadores económicos (costes de inversión y explotación,
ingresos, período de retorno de la inversión y beneficios) y medioambientales (ahorro
de emisiones de CO2 y equivalencia de la producción en número de viviendas). En la
integración de los cálculos económicos se ha tenido en cuenta la subvención en la
inversión inicial proporcionada por el programa Renova 2021 [19], enfocado a promover
la eficiencia energética y la implantación de energías renovables en los edificios. Las
características técnicas y los costes económicos de las instalaciones se han establecido
en base al criterio de la empresa SUD Pirineus S.L. y la Oficina de la Energía y del
Cambio Climático de Andorra. La Tabla 3 presenta los parámetros técnicos y
económicos considerados en los cálculos.
Tabla 3. Parámetros técnicos y económicos considerados en los cálculos (*incluye
mantenimiento, seguro y compensación a las distribuidoras eléctricas)
Paneles fotovoltaicos
1,8 m2
380 Wp
Eficiencia de les instalaciones
83%
Tiempo de vida de les instalaciones
25 años
Coste de les instalaciones
Potencia (kWp)
€/Wp
P<=2
1,50
2>P<=6
1,30
6>P<=20
1,15
20>P<=50
1,10
P>50
1,00
Coste de operación* P≤50 kWp
25
€/kWp·año
Coste de operación* P>50 kWp
18
€/kWp·año

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Los ingresos por inyección a la red de la electricidad generada se calculan en
base al precio actual de la Tarifa C (0,0853 €/kWh) asumiendo un incremento de un
1,5% anual. El ahorro aportado por la electricidad autoconsumida se calcula en base a
un precio de 0,10 €/kWh teniendo en cuenta el precio actual de la Tarifa Blava Doméstica
y una familia tipo de cuatro personas. En este caso, el incremento del precio durante el
tiempo de vida de las instalaciones se establece también en un 1,5% anual.
Las emisiones de CO2 anuales evitadas por las instalaciones fotovoltaicas se
calculan teniendo en cuenta el factor de emisiones del mix eléctrico andorrano (124
gCO2eq/kWh) [20]. La equivalencia de la producción en número de viviendas se calcula
teniendo en cuenta el consumo eléctrico medio anual de una vivienda en Andorra (5768
kWh el año 2019).
RESULTADOS
Potencial de generación
La zona de estudio analizada incluye los tejados de un total de 11109 edificios, de los
cuales se han excluido 324 por tener actualmente usos incompatibles con la instalación
de paneles fotovoltaicos. La superficie de los tejados compatibles con instalaciones
fotovoltaicas asciende a 2,38 km2, resultando en una superficie promedio de tejado de
220 m2. Después de aplicar los filtros para determinar la irradiación útil (ver Tabla 2),
1374 edificios han sido descartados por no disponer de superficie suficiente para una
instalación fotovoltaica que cumpla los criterios de irradiación, pendiente y orientación,
previamente establecidos. La superficie útil promedio de las instalaciones identificadas
es de 116 m2 y su irradiación útil promedio de 1382 kWh/m2.
El potencial de generación fotovoltaica en los tejados del Principado de Andorra se
estima en 266 GWh con una potencia instalable de 229 MWp.
La Tabla 4 presenta los resultados desagregados para las distintas regiones del
Principado de Andorra.
Tabla 4. Resultados obtenidos en las siete parroquias del Principado de Andorra
Canillo
Encamp
Ordino
La
Massana
A. la
Vella
St. Julià
de Lòria
Escaldes-
Engordany
Número de edificios
1184
1514
1054
2222
1823
1655
1333
Número de
instalaciones
1087
1288
954
1954
1595
1356
1177
Superficie (km2)
0,26
0,34
0,17
0,37
0,60
0,33
0,31
Superficie
útil (km2)
0,14
0,17
0,07
0,16
0,29
0,13
0,13
Irradiación promedio
(kWh/m2)
1444
1417
1386
1389
1353
1347
1368
Potencial fotovoltaico
(GWh)
35
44
17
40
68
31
32

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Comparando los resultados obtenidos con el consumo final de electricidad del conjunto
del Principado de Andorra (555 GWh el año 2019), observamos que, aprovechando la
totalidad del potencial fotovoltaico de los tejados del país, se podría cubrir el 48% de la
demanda eléctrica actual.
El ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero teniendo en cuenta el mix
eléctrico actual sería de 32954 tCO2eq/año, el 6,3% de las emisiones anuales del país
[21].
Rentabilidad económica de las instalaciones
La rentabilidad económica de las instalaciones se ha estudiado teniendo en cuenta el
coste de inversión, la subvención, el coste de operación y los ingresos por la inyección
de electricidad a la red durante el tiempo de vida de estas. Considerando que el 100%
de la electricidad generada es inyecta a la red, el período de retorno de la inversión
(PRI) promedio de las instalaciones analizadas es 7,8 años. Tal como se observa en la
Figura 2, los PRI’s de las instalaciones se encuentran en un rango entre los 5 y los 13
años.
Figura 2. Distribución de frecuencias de los PRI’s de las instalaciones identificadas
Situándonos en un escenario de 100% autoconsumo, el PRI promedio de las
instalaciones analizadas descendería hasta los 6,4 años.
La subvención proporcionada por el programa Renova 2021, limita la ayuda a 20000 €
y a un 40% del coste total de la instalación. Este aspecto favorece a las instalaciones
de pequeña potencia que, por contra, tienen un coste nominal (€/Wp) superior. Ambos
factores, tal como se observa en la Figura 3, provocan que las instalaciones con PRI’s
más bajos son las que se encuentran alrededor de los 50 kWp.

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Figura 3. Relación entre la potencia instalable, el PRI y la subvención
Por el contrario, los valores más altos de PRI se encuentran en las instalaciones de
mayor potencia y especialmente en las inferiores a 2 kWp.
Plataforma de divulgación
Como fase final del estudio realizado a escala de país, se ha desarrollado una
plataforma web destinada a la ciudadanía y a los profesionales del sector con el objetivo
de promover la implantación de la energía solar fotovoltaica a gran escala. La plataforma
potencial.solar presenta dos capas cartográficas que proporcionan información a
distintas escalas espaciales.
La capa Potencial d’aprofitament fotovoltaic, presentada en la Figura 4, presenta la
información agrupada a escala de edificio e incluye los indicadores económicos y
ambientales. A nivel visual, los edificios se categorizan según su potencial de
aprovechamiento (ver Tabla 5), teniendo en cuenta el PRI calculado. Los edificios
categorizados como No aprofitable (no aprovechables) son aquellos en los que una vez
aplicados los filtros descritos en la Tabla 2, no disponen de superficie útil para instalar
un solo módulo fotovoltaico.
Tabla 5. Umbrales considerados en la categorización (PRI en años)
Muy bueno
PRI < 6,5
Bueno
6,5 <= PRI < 8
Moderado
8 <= PRI < 10
Bajo
PRI >= 10

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Figura 4. Visualización interactiva del potencial de aprovechamiento fotovoltaico
(https://www.potencial.solar/)
La capa Irradiació útil per coberta, mostrada en la Figura 5, presenta la información a
escala de tejado e incluye información sobre la irradiación media y la instalación
potencial en los distintos tejados de un edificio. El nivel de detalle aportado en esta capa
puede ser de gran utilidad para identificar las mejores zonas a utilizar en cada edificio.
Figura 5. Visualización interactiva de la irradiación útil en los tejados
(https://www.potencial.solar/)
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Uno de los resultados principales de este estudio muestra cómo, mediante la instalación
de sistemas fotovoltaicos en los tejados de los edificios, Andorra podría cubrir el 48% de
la demanda eléctrica actual. Este valor está en línea con el obtenido en otros estudios con

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metodologías similares, 56% en Ludwigsburg (Alemania) [22], 67% en Bardejov
(Eslovaquia) [23] y 48% en un barrio de Lisboa (Portugal) [11]. Tampoco difiere en
exceso del obtenido en estudios con metodologías que incorporan machine learning,
25,3% en Suiza o 38,6% en Estados Unidos [10].
A pesar de que el potencial estimado es significativo, sin una reducción considerable de
la demanda, la autosuficiencia energética en el contexto urbano es difícilmente viable.
Hay que tener en cuenta que, en el caso de Andorra, la electricidad representa poco
más del 20% del consumo final de energía [24], por lo que, en todo caso, siendo
optimistas podríamos aspirar a la autosuficiencia eléctrica. Independientemente del
potencial estimado, análisis como el presentado en este estudio son de vital importancia
para dar apoyo a la definición de políticas que conduzcan a países y ciudades a cumplir
con sus objetivos en materia energética y de cambio climático. También se han
demostrado como herramientas potentes para fomentar la aceptación e interés de esta
tecnología por parte de la ciudadanía.
Aunque este trabajo ya incorpora filtros bastante restrictivos en la identificación del área
e irradiación útil a emplear en hipotéticas instalaciones fotovoltaicas (ver Tabla 2),
cuando comparamos los resultados con instalaciones ya existentes, se observa que el
ajuste de la insolación simulada es muy bueno, pero las instalaciones propuestas por
este estudio son generalmente de mayor potencia que las implementadas en la realidad.
Esto es debido a los condicionantes económicos que buscan maximizar el rendimiento
tendiendo a implementar instalaciones más pequeñas.
A nivel metodológico, la propuesta plateada en este artículo es exigente en cuanto al
acceso a datos históricos de producción fotovoltaica para ajustar los parámetros de
simulación a las condiciones de la zona de estudio, la disponibilidad de cartografía SIG
detallada de los edificios y datos LiDAR.
El ajuste realizado con datos históricos es una de las mejoras de este estudio,
pero aflora también una limitación. Por motivos de disponibilidad de datos históricos de
producción fotovoltaica, el ajuste se ha realizado en base a los datos de una de las
zonas (Vall Central) y el valor obtenido del parámetro transmisividad se ha aplicado en
las simulaciones del resto del país. Esta simplificación provoca que no se tengan en
cuenta las particularidades específicas de ciertas zonas (p.ej., períodos mayores de
nubosidad). Debido a las dimensiones y condiciones climáticas de Andorra, este aspecto
no se prevé crítico, aunque puede tener importancia en una de las zonas (Pas de la
Casa, ubicada al extremo noreste del país).
Entre el trabajo futuro previsto en esta línea de investigación, destaca la voluntad de
realizar un ajuste específico de los parámetros para cada una de las zonas a medida
que la disponibilidad de datos históricos lo permita. En paralelo, es de especial interés,
ampliar el análisis a otras escalas temporales (p.ej., mensual, diario) para poder estudiar
la estacionalidad del recurso y compararlo con la demanda eléctrica.

CienciAmérica (2021) Vol. 10 (3)
ISSN 1390-9592 ISSN-L 1390-681X
Travesset-Baro, Vilella & Borges. Hacia la autosuficiencia energética en las
ciudades. análisis del potencial solar fotovoltaico a escala urbana en el
principado de andorra.
Julio – Diciembre 2021
http://dx.doi.org/10.33210/ca.v10i3.369
FUENTES DE FINANCIAMIENTO
Obra no financiada.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS
Los autores declaran la no presencia de conflicto de intereses.
APORTE DEL ARTÍCULO EN LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
A pesar de que la metodología utilizada en este trabajo es similar a la de estudios
previos, este representa el primer análisis realizado a escala de país combinando datos
SIG i LiDAR. La metodología propuesta incorpora como novedad una adaptación que la
hace especialmente útil para zonas de montaña y un ajuste de los parámetros de
simulación a partir de los datos reales de las instalaciones fotovoltaicas existentes.
DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE CADA AUTOR
Oriol Travesset-Baro ha coordinado la definición de la metodología y los trabajos
de ajuste y simulación. Patricia Borges ha estado involucrada en la preparación de la
cartografía y en la revisión bibliográfica. Por último, Marc Vilella ha desarrollado la
plataforma web de divulgación destinada a la ciudadanía y a los profesionales del sector.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a la Oficina de la Energía y del Cambio Climático de
Andorra y al Departamento de Cartografía del Gobierno de Andorra haber proporcionado
la cartografía, los datos históricos de producción fotovoltaica y los datos LiDAR
imprescindibles para la realización de este estudio.
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NOTA BIOGRÁFICA
Oriol Travesset-Baro. ORCID iD https://orcid.org/0000-0001-9997-9789
Es investigador en el Observatorio de la Sostenibilidad de Andorra (OBSA). Es ingeniero
de telecomunicaciones y doctor en ciencia y tecnologías de la sostenibilidad por la
Universidad Politécnica de Catalunya (UPC). Sus investigaciones recientes se han
centrado principalmente en explorar cómo el Principado de Andorra puede avanzar
hacia un sistema energético más sostenible. Sus principales intereses de investigación
incluyen la modelización de sistemas energéticos, la planificación energética, las
energías renovables y la movilidad sostenible.
Marc Vilella. ORCID iD https://orcid.org/0000-0002-5838-7645
Es desarrollador en el Observatorio de la Sostenibilidad de Andorra. Obtuvo su grado
en Ingeniería de Telecomunicaciones por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
y una maestría en automatización por La Salle – Universitat Ramon Llull (URL). Su línea
de trabajo se centra en el desarrollo de interfaces de interacción y visualización de datos.
Patricia Borges. ORCID iD https://orcid.org/0000-0002-4447-2822
Es investigadora en el Observatorio de la Sostenibilidad de Andorra (OBSA). Obtuvo su
grado en Ingeniería de la Edificación, y tiene una maestría en Ciencia y Tecnología de
la Sostenibilidad por la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Actualmente es
doctoranda del programa de Sostenibilidad de la UPC, y sus principales líneas de
investigación son la edificación y la energía.
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