Rural Electrification in Cuba
as a Resource for Community Sustainability

María Rodríguez Gámez
Centro de Investigaciones de Energía Solar
[Center for Solar Energy Research]
Santiago de Cuba, Cuba

The province of Santiago de Cuba, in the southeast of the island, has high mountains which make access difficult and isolate the rural communities in the zone. Santa María de Loreto, 46 houses and 200 inhabitants is one of these communities. Its population works mainly on fruit and coffee production.

Its infrastructure is pretty basic, but provides the population with social facilities such as a medical clinic, a primary school, a convenience store, a coffee processing factory and a farm management office.

For more than 25 years, the community electric power was supplied by a 32 Kilo Diesel generator, but frequent oil shortages and maintenance difficulties allowed for only a four hour daily performance. Its service was therefore very irregular and gave constant signs of unreliability due to lack of spares, fuel and lubricants.

In view of the situation (by no means unique to this community), the Cuban in 1986 government launched a program of rural electrification for the house-clinics of family doctors consisting of independent solar panel systems. Santa María de Loreto’s Photovoltaic Plant soon became one of the most important experiences in the country. Not only because it was the first mid-scale plant built in the country, but also because it meant the opportunity to learn how this type of facility would work in a tropical environment under the effect of high temperatures – a particularly important aspect when considering effectiveness of future investments in renewable energy sources.

As it was equipped with a Data Acquisition System (DAS) for monitoring the main operation parameters in the functioning of this type of facility, it was possible to fine-tune the methodology used in its design.

The project was a complete success; mainly due to the value the community attributed to the system. The population fully collaborated in the building and setting up of the facility. The local government representative was trained to understand the functioning of the plant, so he would be able to troubleshoot and make decisions that could guarantee a quality electrical supply service to all the houses in the community.

The environment also reaped benefits when the diesel plant was stopped. A high level of noise was eliminated and 60 to 80 liters of oil per day were saved with the consequent elimination of carbon dioxide emissions, approximately 15 tons a year. Add to these the protection of the soil surrounding the plant which was frequently contaminated by oil and lubricant spills.

The terrain's layout was favorably used in the construction of the solar panel field and, therefore, a minimum land movement was required. This prevented topographical changes. Arable land and crops with little foliage were chosen. The setting up of the photovoltaic plant has had significant indirect impact on Santa María Loreto’s economy.

For example, there has been an increase in the community’s labor productivity. After setting up the plant, coffee production has steadily risen, from 30 thousand cans [a measurement used in Cuban coffee plantations] in 1997 to 50 thousand in 1999. A significant amount of diesel fuel has been saved in the manufacturing process and in fuel transportation to the locality.

The social benefits clearly mean a better quality of life for the more than 200 people in the community. The uninterrupted electrical power service now guarantees home lighting, means of communication and food preservation. Medical assistance quality has improved because the clinic now has better equipment and possibilities for primary care, vaccine storage and quick communication with specialized health centers for serious cases.

In general, community members' education has improved as they now have more information by means of radio and TV; children have access to computers and recreation options in the evening.

Before the photovoltaic plant was inaugurated the light bulb average per house was two and most of these were incandescent and of low efficiency. There were only six radios, eight TV sets and two home refrigerators in the community. Seven years later, each house had an average of six light bulbs, a TV set, electric fans and refrigerators.

The biggest obstacles in Cuba for a sustainable generalization of photovoltaic systems are micro-management and maintenance schemes capable of guaranteeing a stable long-term operation of this technology. But the problem was solved by involving the neighbors in the construction, setting up, and support for the technical team.

Repairs, operational follow-up and specialized maintenance are the responsibility of the Departamento de Electrificación del Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES) [Electrification Department of the Center for Solar Energy Research] with support from the municipal provincial government and Cuban NGO Cubasolar.

Presently the plant is working adequately and has been considered a reference experience in Cuba. This has generated considerable scientific and technological interest in manufacturers and installers because it has served as a laboratory for the study of the social, economic and environmental impact aspects of the project.

With the research carried out and evidence of stable functioning for 20 years, it is possible to talk about sustainability of this technology and its benefits for Cuba's rural areas.

Besides, the partial payment for the service has contributed to create a greater responsibility in the users and the promotion of an energy-saving mentality.

These lessons prove that the best tool for sustainable development under such circumstances is to provide the community with basic knowledge on the functioning of the plant, and turning the facility into a fundamental element of their survival and social development in situ.

Santa María de Loreto has become a reference point in the upgrading and professional training of national and foreign personnel interested in photovoltaic technologies. From the start, it was seen as an alternative to stimulate social development in the region. This had a decisive influence on the design and operational parameters. This goal was achieved. The job now is to keep it working.

http://www.jornada.unam.mx/2006/01/30/eco-j.html

La electrificación rural en Cuba
como recurso comunitario para la sustentabilidad

La provincia de Santiago de Cuba, ubicada en la zona sur oriental de la isla, se caracteriza por su zona montañosa que deja aisladas y con un difícil acceso a las comunidades que ahí se encuentran. En este lugar se localiza Santa María de Loreto, núcleo poblacional compuesto por alrededor de 46 viviendas donde habitan unas 200 personas que tienen como actividad fundamental la producción de café y frutales.

Su infraestructura, aunque básica, proporciona a la población instalaciones sociales como consultorio médico, escuela primaria, tienda mixta, círculo social, una planta de beneficio de café y una oficina de la granja.

Por más de 25 años, la comunidad contó con una planta diesel de 32 kVA para abastecerse de energía eléctrica, aunque la constante escasez de petróleo y las dificultades para su mantenimiento permitían que funcionara solamente cuatro horas diarias. Su servicio era, así, irregular y demostraba con creces que era insostenible por la falta de repuestos, combustible y lubricantes.

Ante esta situación (que no era exclusiva de dicha localidad), el gobierno cubano puso en marcha en 1986 un programa de electrificación rural para médicos de familia con sistemas fotovoltaicos independientes. La Central Fotovoltaica de Santa María de Loreto se convirtió pronto en una de las experiencias más importantes del país, no solamente porque era la primera en construirse en una escala media, sino porque representaba una oportunidad para conocer cómo este tipo de instalaciones se comportan en un clima tropical ante el efecto de las altas temperaturas, aspecto de especial interés para la efectividad de futuras inversiones en el campo de las energías renovables.

Al ser dotada por un Sistema de Adquisición de Datos (SAD) para el monitoreo de los principales parámetros operativos que caracterizan el funcionamiento de este tipo de instalación, se pudo perfeccionar la metodología utilizada en su diseño.

El proyecto resultó todo un éxito, debido fundamentalmente a la importancia que la comunidad le dio al sistema para su convivencia. Los habitantes del lugar colaboraron y ayudaron a la construcción y puesta en marcha de la instalación, además que el delegado de la comunidad se capacitó para conocer el funcionamiento de la central, conocer sus fallas y poder tomar decisiones y brindar un servicio eléctrico de calidad a todas las casas de los comunitarios.

En la parte ambiental, al no funcionar más la planta diesel, además de eliminarse el alto nivel de ruido propio de su funcionamiento, dejaron de consumirse entre 60 y 80 litros de petróleo diarios, evitando la emisión de más de 15 toneladas anuales de bióxido de carbono, a lo que se sumaba la contaminación de terrenos aledaños causados por derrames de combustibles y lubricantes.

Para la construcción del campo de los paneles solares, se aprovechó el perfil del terreno, requiriéndose un mínimo movimiento de la tierra con lo que se evitaron cambios en la topografía y se aprovecharon las áreas cultivables con siembras de poco follaje. La instalación de la central fotovoltaica ha impactado indirectamente al sector económico de Santa María Loreto.

Por ejemplo, la productividad del trabajo en la comunidad se ha elevado. A partir de su establecimiento, la producción de café ha ido en aumento, desde unas 30 mil latas en 1997 hasta más de 50 mil en 1999. De la misma manera, se ha dejado de consumir una cantidad considerable de combustible diesel utilizado en los procesos de manufactura, que además implicaba transportarlo hasta la localidad.

Los beneficios sociales a más de las 200 personas se hacen patentes al mejorarse su calidad de vida. El servicio eléctrico continuo que ahora se ofrece garantiza iluminación doméstica, medios de comunicación y conservación de alimentos; se brinda un servicio de atención médica de mayor calidad dado que el consultorio ahora cuenta con mejores condiciones de equipamiento y posibilidades para la atención primaria, conservación de vacunas y rápida comunicación con centros especializados de la salud en caso de casos graves.

Por otro lado, la población en general ha elevado su nivel de conocimiento al tener mayores posibilidades de información a través de la radio y la televisión; los niños han incrementado sus habilidades teniendo acceso a la computación y a la posibilidad de realizar actividades recreativas propias de su edad en horas nocturnas.

Antes de la instalación de la central fotovoltaica, se contaba solamente con dos bombillas como promedio por vivienda (siendo la mayoría incandescente o de baja eficiencia) y en toda la comunidad existían sólo seis radios, ocho televisores y dos refrigeradores domésticos. Siete años después, en cada hogar había seis bombillas como promedio y tenían también televisores, ventiladores y refrigeradores.

El mayor obstáculo reconocido en Cuba para la generalización sustentable de los sistemas fotovoltaicos es la micro administración y el esquema de mantenimiento que garanticen la operación estable a largo plazo de la tecnología. Pero este problema se resolvió al incorporar a los vecinos a los trabajos de construcción y montaje, así como en lo relativo a la atención del equipo de técnicos.

Las reparaciones, el seguimiento operativo y el mantenimiento especializado están a cargo del Departamento de Electrificación del Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES) con el apoyo del gobierno municipal provincial y de la ONG cubana Cubasolar.

Actualmente, la central se encuentra funcionando satisfactoriamente, por lo que se ha constituido como experiencia modelo para Cuba despertando un considerable interés científico y tecnológico para fabricantes e instaladores, ya que ha servido como laboratorio para estudiar aspectos sociales, económicos y ambientales del impacto del proyecto.

Con las investigaciones realizadas y su probado funcionamiento de manera estable durante 20 años, se puede ya hablar de la sustentabilidad de esta tecnología y de sus beneficios para el entorno rural cubano.

Además, el cobro parcial del servicio ha contribuido a crear una mayor responsabilidad de los actores y a facilitar el intercambio con los usuarios entre los que se promueve una cultura de ahorro energético.

De las lecciones aprendidas, se ha podido constatar que la mejor herramienta para lograr el desarrollo sustentable bajo estas condiciones es brindarle a los comunitarios todos los conocimientos básicos del funcionamiento de la central y hacer de esta instalación un elemento fundamental para la supervivencia y desarrollo social in situ.

Santa María de Loreto se ha convertido en un punto de referencia, superación y entrenamiento de personal, tanto nacional como internacional en materia de tecnologías fotovoltaicas. Desde su construcción, se visualizó como una alternativa para fomentar el desarrollo social de la zona, lo cual tuvo una decisiva influencia en los parámetros de diseño y de operatividad. Este objetivo se logró y se trabaja ahora en que ésta continúe funcionando.