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Proyectos de Energía Renovables en Zonas Aisladas: Políticas regionales y ejemplos de proyectos

utilizando energía solar y energía marina

Simposio Internacional IPSE, 22/07/2010, Sabaneta Antioquia

Ing. Patrick Maio, MBAManaging Partner, HINICIO

Agenda

Parte A : Presentación Hinicio1. ¿Quiénes somos?2. ¿Qué hacemos y como lo hacemos?3. Nuestros socios en Latinoamérica a nivel de energías renovables

Parte B : Desarrollar políticas energéticas a nivel regional: Un proceso integral

Parte C: Desarrollo de proyectos de energía solar en zonas aisladas

Parte D: Desarrollo de proyectos de energía oceánica de olas en zonas aisladas

Conclusiones & preguntas2

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Parte APresentación de

Hinicio

1. Hinicio: ¿Quienes somos?

• Compañía de asesoría y desarrollo de proyectos especializada la planificación, definición y ejecución de estrategias y proyectos de energía renovable, así como proyectos de reducción de GES en el sector de energías renovables.

• Enfocados en energía solar, marina, eólica, bioenergía, hidrogeno y pillas de combustible

• Equipo multinacional de ingenieros, economistas, ambientalistas y expertos en políticas energéticas de Francia, Holanda, Portugal, Bélgica y Colombia.

• Combinación de pericia y experiencia en gestión de proyectos internacionales, ingeniería, medioambiente, finanzas y politicas publicas.

• Presencia activa en Europa y Latinoamérica.

• Aprovechamos una red internacional de expertos calificados(más de 100 a través del mundo), socios, proveedores detecnología, promotores de proyectos e inversionistas.

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2. Hinicio: Que hacemos en Latinoamérica?

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Cooperación EU-LAC

• Identificación, y elaboración de proyectos financiados por la U.E.

• Identificación de socios tecnológicos, académicos o institucionales

• Liderazgo o participación como socio en proyectos

Estrategia corporativa

• Desarrollo de participaciones estratégicas:• SEA Solar C.A.

• NOVA OceanicEnergy Inc

• Asesoría: análisis de mercado, análisis financiero y desarrollo de planes de negocio

Transferencia Tecnológica

• Transferencia tecnológica en el sector solar, marino hidrogeno y pillas de combustible

• Organización de talleres de capacitación

3. Nuestros socios en Latinoamérica: Energía solar fotovoltaica: SEA Solar

Grupo Soluciones Energéticas Alternativas C.A. (SEA)

• Una empresa joven de capital mixto francés y venezolano

• Dedicada a desarrollar soluciones de energía renovableadaptadas a las restricciones económicas, sociales yambientales en zonas tropicales

• Una marca dedicada a energía solar fotovoltaica: SEA Solar

Objetivos corporativos:

• Brindar una alternativa energética para zonas aisladas dondeno se dispone de servicio eléctrico.

• Ofrecer soluciones energéticas que a su vez sean ambiental ysocialmente responsables.

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3. Nuestros socios en Latinoamérica: Energía marina de olas: NOVA

NOVA Oceanic Energy Inc:

• Empresa fundada en 2005 para conceptualizar, diseñar ydesarrollar un convertidor de energía de olas oceánicas.

• El convertidor de energía oceánica patentado de Nova esun flotador con un sistema de toma de potenciamecánica novedoso y patentado

• Conceptualizado para ser modular, la primera generacióndel convertidor de energía oceánica Nova tiene unacapacidad instalada de 50 kW por unidad.

• Los socios de NOVA tienen una larga experiencia definanciación de proyectos por organismos multilaterales(CAF, BID, World Bank, GEF, Comisión Europea)

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3. Nuestros socios en Latinoamérica: Energía marina de olas

Objetivos corporativos:

• El convertidor de energía oceánica Nova es:

– Adaptado a los mares tropicales con baja intensidad energética

– Conceptualizado para funcionar cerca de costas, lo que reduce drásticamente los costos de mantenimiento

– Puede ser conectado en sistema de red para también tener una función de protección de costas

– Requiere menos inversión inicial comparativamente a sistemas europeos o norteamericanos mucho más grandes y sofisticados

– Puede ser conectado a la red o directamente en el lugar de operaciones (puerto, comunidad aislada, cooperativa de transformación de pescado o pequeños negocios costeros

– Es modular y puede ser construido/mantenido localmente por talleres especializados

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Parte B

Desarrollar políticas energéticas

a nivel regional:

Un proceso integral

Desarrollar políticas energéticas a nivel regional: un proceso integral

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Estrategia de Desarrollo

local sostenible

Capacidad de operación y

mantenimiento

Impacto social

Recursos energéticos disponibles localmente

Impacto ambiental localmente

Cambio climático:

GES

Atractivita económica

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Parte C

Desarrollo de proyectos de

energía solar en zonas aisladas

Energía Solar Fotovoltaica: Clasificación

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El sol es una gran fuente de energía inagotable cuyo potencial puede extraerse por medio de celdas fotovoltaicas, las cuales transforman la energía solar en energía eléctrica gracias a un fenómeno llamado efecto fotovoltaico.

Existen varias configuraciones de sistemasfotovoltaicos:

Directos (PV Direct)

Conectados a la red (Grid-tie)

Conectados a la red con respaldo de baterías

Aislados (Off-grid)

Sistemas directos (PV Direct)

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• Son sistemas sencillos donde el arreglo fotovoltaico se conecta directamente a la carga a energizar (DC).

• No requieren controladores de carga, inversores o baterías

• Excelente solución para bombeo de agua para ganado o riego en zonas remotas, equipos de señalización, torres de telecomunicaciones, etc.

Arreglo PVVentilador DC

Arreglo PV

Inversor

Tablero de

interruptores

Medidor

Sistemas conectados a la red (Grid-tie)

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• Módulos fotovoltaicos y un inversor los cuales se conectan directamente a la red eléctrica.

• Generación parcial o total del consumo eléctrico.

• El excedente de energía es inyectado a la red• Generación distribuida• Posible compensación monetaria

•Bajo mantenimiento (casi nulo)

• Ideal para el ahorro energético en casas, comercios o urbanizaciones colectivas.

Conectados a la red - respaldo baterías

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• Sistemas un poco mas complejos ya que contienen mas equipos: módulos fotovoltaicos, baterías, controlador de carga de baterias, controlador de bajo voltaje e inversor.

• Generación parcial o total del consumo eléctrico.

• El excedente de energía es inyectado a la red• Proporciona energía cuando la red esta caída

• Posibilidad de interconectar un generador para cargar baterías en caso de cortes prolongados y alta nubosidad

• Sistema más costoso• Baterías de libre mantenimiento pero vida útil de 3 a 4 años

• Solución interesante para aplicaciones criticas como: médico-asistenciales, servicios de emergencia, sistemas informáticos, etc

Sistemas aislados (Off-grid)

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• Estos sistemas son un poco mas complejos de diseñar e instalar que los anteriores.

• Generación total y constante del consumo eléctrico.• Autonomía eléctrica• Alta confiabilidad• Requerimiento de análisis de cargas preciso• Bancos de baterías requieren mayor mantenimiento• Adecuación de horarios para uso de equipos de alto consumo (lavadora, lavaplatos, aspiradora, etc)• Vulnerable a días nublados prolongados (Generador de respaldo)

• Excelente solución en costo para zonas remotas que no poseen tendido eléctrico cercano, así como para alumbrado público.

Potencial de energía solar fotovoltaica en Colombia

• Hoy: +/-9MW de paneles o 15,000 sistemas instalados

• Colombia tiene un buen potencial en todo el territorio con unpromedio diario multianual cercano a 4,5 kWh/m2

• Se podría generar en mayor escala en las zonas del Magdalena, LaGuajira (6,0 kWh/m2) , la Orinoquia, San Andrés y Providencia.

Producción mediana: kWh/m2/año:• GUAJIRA 2.190• COSTA ATLÁNTICA 1.825• ORINOQUIA 1.643• AMAZONIA 1.551• ANDINA 1.643• COSTA PACÍFICA 1.278

(Fuente: Atlas de Radiación Solar de Colombia)

Energía Solar Fotovoltaica: Conclusiones

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Ventajas:

Cero emisiones

Bajo mantenimiento

Tecnología comprobada

Cero costos de combustible

Silencioso

Modular

Costos de módulos PV van bajando de manera rapida

Limitaciones:

Precio de la potencia entregada todavía excede el de otras tecnologías de generación distribuida (requiere subsidios)

Los aspectos climáticos localesy las condiciones solares afectan directamente el potencial de los sistemas fotovoltaicos

Baterías: costo y mantenimiento

Proyectos en zonas aisladas: Comunidades de Indios Warao en el Delta del Orinoco

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• Comunidad de viviendas en una ubicación remota a orillas de un caño o brazo del delta• Difícil acceso, solo mediante curiara• Inexistencia de infraestructura eléctrica• Uso de planta eléctrica a Gasol ruidosa y contaminante• Dificultad para conseguir combustible

Dificultades actuales:

Descripción del sistema propuesto

• Sistema Fotovoltaico Aislado (PV Off-Grid)• Arreglo centralizado de paneles solares de 180Wp• Inversores y controladores de carga de 2kW• Banco de baterías de 12V -28Ah para autonomía de hasta 20 horas

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• 450 viviendas unifamiliares de interés social• Ubicada en las afueras de la ciudad• Altas Pérdidas Técnicas: larga distancia de recorrido de las líneas de distribución• Altas Pérdidas No Técnicas: 40% de las viviendas no pagan el servicio eléctrico

Dificultades actuales:

Descripción del sistema propuesto por vivienda:

• Sistema Fotovoltaico conectado a la red (PV Grid-tied)• Arreglo de 28 paneles solares de 180Wp• Inversor de 4kW• Generación anual promedio de 4.600 kWh

Generación distribuida en urbanización colectiva de “PetroCasas” en Valencia, Edo. Carabobo (Venezuela)

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Parte D

Desarrollo de proyectos de

energía oceánica de olas en

zonas aisladas

Energía Oceánica: Clasificación

Los océanos son una gran fuente de energía renovable cuyo potencial puede extraerse aprovechando diferentes tipos de fenómenos físicos:

Olas

Mareas

Salinidad

Temperatura

Fuente: IEA NEET WORKSHOP, Brasilia, Nov. 2007

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Directamente el movimiento en la superficie de la ola

Las fluctuaciones de presión bajo la superficie de la ola

Energía tanto potencial como cinética puede ser extraída de las olas mediante dispositivos que aprovechan:

Energía de olas

Elevación del agua:En Presas

Flujo del agua:

Corrientes

Mareas

Energía Potencial

Energía Cinética

Mareas

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Gradiente Salino(Energía Osmótica)

Gradiente Térmico(Energía

Maremotérmica)

Aguas de gran salinidad≠

Aguas de baja salinidad

Aguas Superficiales: Alta Temperatura

≠Aguas Profundas: Baja Temperatura

Diferencia de Presión

Gradientes: Salinidad y Temperatura

Diferencia de temperatura

Turbina

El potencial teórico de la energía oceánica en el mundo

Fuente: IEA NEET WORKSHOP, Brasilia, Nov. 2007

Energía Oceánica

Mareas(Corrientes)800 + TWh

Gradiente Térmico

10,000 TWh

Gradiente Salino

2,000 TWh

Mareas(Presas)

300 + TWh

Olas8,000 a 80,000

TWh

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Nú

me

ro d

e S

iste

mas

Grad.Salinidad Mareas (Presa) Gradiente Térmico Mareas (Corrientes) Olas

Fuente: Ocean Energy: Global Technology Development. IEA-OES Doc No. T0104

Madurez de las tecnologías

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Desarrollo a nivel mundial

Olas Oceánicas Mareas/corrientes Gradiente de SalinidadTérmica

Tecn

olo

gías

de

En

erg

ía O

ceán

ica

en

De

sarr

ollo

Bél

gica

Din

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Fran

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Jap

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Co

rea

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Gra

n B

reta

ña

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do

s U

nid

os

Bra

sil

Sur

Áfr

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Fin

lan

dia

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Comparación con otras energías renovables

Densidades energéticas en un sitio específico:

• Energía Solar = 0.17kw/m2

• Energía Eólica= 0.58 kw/m2

• Energía de Olas= 8.42 kw/m2

Fuente: Green Light for Renewable Energy. Nov 2007

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Energía oceánica de olas: Conclusiones

Ventajas: Tecnología respetuosa con el

medio ambiente

Potencial de crecimiento enorme

Aprovechamiento de fenómenos relativamente fácilmente predecibles

Baja Intermitencia

Grandes concentraciones de población en las costas

Posibilidad de integrar comunidades costeras (producción y consumo)

No genera problemas estéticos ni de disponibilidad de espacio

Barreras: Fase de desarrollo temprana

Inexistencia de estudios de potencial de recurso fiables a nivel global

Falta de marcos regulatorios

Dificultad de acceso para instalación y mantenimiento (dispositivos instalados en altamar o en aguas muy profundas)

Accesibilidad a la red eléctrica (en altamar)

Riesgos operacionales (oleaje fuerte, corrosión)

Nuestro Socio Estratégico: NOVA Oceanic Energy Inc

Absorbedor basculante flotante: -> Extracción de energía potencial

+Dispositivo sumergido basculante

horizontal: -> Extracción de energía cinética

Un sistema híbrido adaptado a mares tropicales y zonas aisladas cerco de costas

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Nuestro Socio Estratégico: NOVA Oceanic Energy Inc

Convertidor de Energías deLas Olas para el Proyecto en

Ocumare de la Costa, Venezuela, 24/4/2010.

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Costos

Comparación de Costos

de Generación de

Diferentes Tecnologías

para Electrificación de

Comunidades Aisladas

(centavos de US$/kWh)

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Convertidor Nova 50 kW (CF = 40%)

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Etapa I (1 - 12 meses): Colocación y prueba de un primer convertidor de energíaoceánica NOVA de 50 kW para definir parámetros básicos deoperación y eficiencia de la máquina en el sitio o comunidadespecífica y desarrollar un proyecto integral de desarrollocomunitario (inversión aprox. US$ 400.000);

Etapa II (13 a 24 meses): Colocación de unos 2 a 4 convertidores NOVA (capacidad total200 a 400 kW) para la generación de energía eléctrica paratoda la comunidad y prueba de la eficiencia de la tecnologíacomo rompeolas para bajar el nivel energético de la playa yhabilitarla para turismo de playa (inversión aprox. US$1.500.000); y

Etapa III (más 24 meses): Colocación de rompeolas modulares compuestos de variosconvertidores NOVA en varias playas con una capacidadinstalada total de 2 a 4 MW (inversión aprox. US$ 5 a 10millones).

Un proyecto típico NOVA contempla tres etapas:

Generación de Electricidad a partir de energía de olasComunidades Aisladas Costeras

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Estrategia para consecución de recursos no reembolsables

FUENTE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 - 72

Límite

Superior de

la

Cooperación

Técnica en

US$

Límite Inferior

del

Cofinanciami

ento para el

Solicitante2

Total

Proyecto en

US$

Fondo Energía Sostenible de la

Corporación Andina de Fomento (CAF)3

150.000 45.000 195.000

SECCI del BID 1.000.000 0 1.000.000

Llamados a Propuestas de los

Programas Temáticos de la Comisión

Europea4

1.875.000 1.875.000

Proyectos de Gran Tamaño de Fondo

para Medio Ambiente Mundial (FMAM)5

3.000.000 6.000.000 9.000.000

6.025.000 6.045.000 12.070.000

1 Desde que la Solicitud llega a la Institución Cooperante (con todas las autorizaciones respectivas) hasta que ocurre el primer desembolso

2 Algunos organismos permiten cofinanciameinto en especie

3 CAF tiene pensado la creación de un fondo de cooperación para el financiamiento de energías limpias y renovables a corto plazo para el sector público

4 Desde que se presenta el Documento Síntesis (Concept Note). Se estima que habrá un llamado una vez al año en programas donde Colombia pueda participar

5 Desde que se presenta el Documento de Proyecto. En caso de que se haya solicitado fondos de preparación de proyecto (PPG), hay que sumarle el tiempo del ciclo de proyecto del PPG más el tiempo de la ejecución del PPG

EJEMPLO DE ESTRATEGIA PARA FORMALIZAR LA CONSECUCIÓN DE RECURSOS NO REEMBOLSABLES

ENERGÍA RENOVABLE PROVENIENTE DEL MOVIMEINTO DE LAS OLAS DEL MAR

Ciclo de Proyecto para Obtención de Recursos en Meses1

PARA UN PROYECTO DE ENERGIZACIÓN DE COMUNIDADES COSTERAS RURALES AISLADAS EN COLOMBIA CON

Consecución Ejecución

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• “Introducción de una Tecnología de Conversión de Energía de Olas para Control deErosión Costera y Mitigación de Olas de Tormentas en la Comunidad de Paraíso,República Dominicana” proyecto ganador del Concurso Adaptación al CambioClimático 2009 del Banco Mundial. Proyecto comienza en Julio 2010. PresupuestoUS$300,000.

• Asistencia al Gobierno de Jamaica en el desarrollo de una solicitud al Fondo para elMedio Ambiente Mundial (FMAM) para un Proyecto de Mediano Tamaño deUS$2,135,000 titulado “Introducción de Tecnologías de Conversión de EnergíaRenovable proveniente del Movimiento de las Olas para la Electrificación deComunidades Rurales Costeras en Jamaica”. La propuesta fue aprobada por el FMAM el13 de noviembre del 2009.

• “Introducción de Tecnologías para la Generación Distribuida de Electricidad

Energía a partir de Energía Renovable Oceánica Proveniente del Movimiento

de las Olas en la Comunidad de Ocumare de la Costa, Venezuela” comenzó

octubre del 2009. Presupuesto US$1,000,000.

Ejemplos de proyectos Piloto de Nova Oceanic Energy Systems, Inc. en el Caribe

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Proyecto en Ocumare de la Costa

Etapa I (2009)Convertidores

NOVA

Control de Erosión y

dinámica de la playa

Proyecto en Ocumare de la Costa

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Beneficios para la gente de Ocumare de la Costa

• Elimina la dependencia eléctrica y constantes fallas del

suministro eléctrico por riesgos naturales de la zona

• Otorga una imagen turística de “destino verde”

• Facilita el acceso a recursos financieros internacionales para

asegurar la sostenibilidad y duplicación de experiencias

• Mejora las condiciones físicas y turísticas de las playas

• Permite el desarrollo de un polo tecnológico asociado a esta y

otras energías renovables

http://www.youtube.com/watch?v=Ff1kI6Y6yOw

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Energía marina: potencial en Colombia

• Seminario sobre energía oceánica de olas durante FIMA 2010 revelo interés y actividades muy relevantes en Colombia

• Recurso natural: • Intensidad de potencia interesante en Colombia (Atlántico:

4KW/m2 - Pacifico: 30kW/m2)• 2,900km de costas en Colombia y muchas poblaciones

costeras• Talento humano ya movilizado en Colombia:

• Grupo de Oceanografía e Ingeniería Costera de la Universidad Nacional (OCEANICOS) trabajando con las Empresas Publicas de Medellín

• Muchas zonas aisladas costeras• Financiación posible a través de varios organismos

multilaterales

=> El potencial está presente !

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Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:Península de La Guajira (1)

Localización piloto

Comunidad Aislada a Electrificar

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Costa Pacifica: Mutis

Ejemplos de lugares potenciales en Colombia:Costa Pacifica

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Parte D

Conclusiones

Conclusiones

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• Energía solar fotovoltaica:

• Potencial comprobado a nivel de Colombia con algunas zonas más atractivas

• Programa de electrificación rural con solar fotovoltaico ha empezado y puede ser fortalecido

• El gap económico va disminuyendo:• Precios van bajando cada 6 meses • Costos de combustible van continuar a

incrementarse• A futuro, se pueden instalar nuevos sistemas

• Sistemas híbridos (PV + Diesel) para zonas aisladas• Fincas solares• Iluminación publica

Conclusiones (2)

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• Energía marina de olas:• Existe mucha actividad en el mundo, sin embargo todavía hay muy

pocos proyectos comerciales operativos.• No hay tantas tecnologías de energía alternativa con tanto potencial de

desarrollo: El momento de actuar es ahora.• Las costas de Colombia, Latino América y el Caribe tienen un potencial

gigante y totalmente inexplotado: hay que evaluar este potencial y encontrar la manera de explotarlo de forma sostenible.

• Existen varias oportunidades de financiación por multilaterales• Próximas etapas recomendadas:

• Proyecto(s) piloto(s)• Evaluación del recurso y potencial nacional

• La asociación estratégica Hinicio - Nova Oceanic Energy permite asistir y acompañar al Gobierno nacional, las Gobernaciones, Alcaldes y Institutos públicos como el IPSE en esto proceso.

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Muchas graciasMuito obrigado

Thank youMerci

Preguntas?

Patrick Maio

MSc. Eng, MBA

Socio gerente

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+33 6 71 74 50 34 Francia

+58 414 019 69 88 Venezuela

+32 22 11 34 14 Bélgica

Hinicio: su “knowledge partner” para estrategias de desarrollo de energías renovables en

Latinoamérica y el Caribe

www. hinicio.com48

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