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Análisis del recurso solar en San Francisco de Paján
(Ecuador): bases para la implementación de sistemas
fotovoltaicos sostenibles
Analysis of solar resources in San Francisco de Paján (Ecuador):
foundations for the implementation of sustainable photovoltaic
systems
Guerrero-Calero, Juan Manuel
1
Romero-Castro, Martha Irene
2
https://orcid.org/0000-0002-1356-0475
https://orcid.org/0000-0001-5043-8295
juan.guerrero@unesum.edu.ec
martha.romero@unesum.edu.ec
Universidad Estatal del Sur de Manabí; Ecuador,
Jipijapa
Universidad Estatal del Sur de Manabí; Ecuador,
Jipijapa
Mieles-Giler, Jorge Washington
3
Moran-González, Miguel Ramon
4
https://orcid.org/0009-0003-4739-8968
https://orcid.org/0000-0002-6072-3599
jorge.mieles@unesum.edu.ec
miguel.moran@unesum.edu.ec
Universidad Estatal del Sur de Manabí; Ecuador,
Jipijapa
Universidad Estatal del Sur de Manabí; Ecuador,
Jipijapa
Autor de correspondencia
1
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v3/n4/102
Resumen: El presente estudio analiza el recurso solar
disponible en la comunidad de San Francisco de Paján, con el
propósito de evaluar su aplicabilidad en proyectos de energías
renovables, particularmente sistemas fotovoltaicos
comunitarios. Para ello, se recopilaron y procesaron datos
históricos de irradiación solar, nubosidad y temperatura
(2010–2024) provenientes de la plataforma NASA POWER.
La información fue sometida a control de calidad y
posteriormente analizada mediante métodos estadísticos y
modelos de series temporales, complementándose con
herramientas de sistemas de información geográfica. Los
resultados evidencian que la irradiación global diaria promedio
en la comunidad fluctúa entre 3,3 y 3,85 kWh/m²·día, con
picos estacionales en marzo y abril que superan los 4,0
kWh/m²·día. El análisis de tendencia lineal indica una
disminución progresiva de 0,01804 kWh/m²·día por año, lo
que supone una reducción moderada hacia 2050, con valores
proyectados entre 3,2 y 3,3 kWh/m²·día. No obstante, estos
niveles continúan siendo técnicamente viables para la
implementación de sistemas fotovoltaicos de pequeña y
mediana escala.
Palabras clave: energía solar; irradiación global; sistemas
fotovoltaicos; desarrollo sostenible
Artículo Científico
Received: 09/Oct/2025
Accepted: 22/Oct/2025
Published: 05/Nov/2025
Cita: Guerrero-Calero, J. M., Romero-Castro,
M. I., Mieles-Giler, J. W., & Moran-González,
M. R. (2025). Análisis del recurso solar en San
Francisco de Paján (Ecuador): bases para la
implementación de sistemas fotovoltaicos
sostenibles. Revista Científica Ciencia Y
Método, 3(4), 177-
188. https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v3/n4
/102
Revista Científica Ciencia y Método (RCyM)
https://revistacym.com
revistacym@editorialgrupo-aea.com
info@editoriagrupo-aea.com
© 2025. Este artículo es un documento de
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Internacional.
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Artículo Científico
Abstract:
This study analyzes the available solar resource in the community of San Francisco
de Paján, with the purpose of assessing its applicability in renewable energy projects,
particularly community-based photovoltaic systems. For this purpose, historical data
on solar irradiation, cloud cover, and temperature (2010–2024) were collected from the
NASA POWER platform. The information was subjected to quality control and
subsequently analyzed using statistical methods and time series models,
complemented with geographic information system tools. The results show that the
average daily global irradiation in the community ranges between 3.3 and 3.85
kWh/m²·day, with seasonal peaks in March and April exceeding 4.0 kWh/m²·day. The
linear trend analysis indicates a progressive decrease of 0.01804 kWh/m²·day per
year, implying a moderate reduction towards 2050, with projected values between 3.2
and 3.3 kWh/m²·day. Nevertheless, these levels remain technically viable for the
implementation of small- and medium-scale photovoltaic systems.
Keywords: solar energy; global irradiation; photovoltaic systems; sustainable
development.
1. Introducción
En el marco de la transición energética global hacia fuentes más limpias y sostenibles,
la energía solar se ha consolidado como una de las alternativas renovables con mayor
proyección, gracias a su carácter inagotable, amplia disponibilidad y pertinencia para
contextos locales (Rodríguez Espinosa et al., 2022). En Ecuador, la localización en la
franja intertropical constituye una ventaja estratégica, pues asegura altos niveles de
radiación solar durante todo el año, con un promedio diario estimado de 4,38
kWh/m²·día en diversas regiones del país.
De acuerdo con el Mapa Solar del Ecuador (2019), más del 75 % del territorio nacional
presenta niveles de insolación superiores a 3,8 kWh/m²·día, lo que evidencia un
potencial significativo para la implementación de sistemas fotovoltaicos en distintos
escenarios, desde zonas urbanas hasta rurales aisladas. Particularmente, en la
provincia de Manabí, estudios recientes sobre la irradiancia solar entre 2012 y 2022,
realizados a partir de la base de datos NASA POWER, han identificado parroquias
urbanas y rurales con condiciones favorables, destacándose Picoazá y Crucita como
áreas con alto potencial para la captación de energía solar (Saltos Suárez & Mieles
Giler, 2024).
Desde el punto de vista técnico, resulta esencial considerar aspectos como el ángulo
de inclinación y la orientación de los paneles. En el caso ecuatoriano, debido a la casi
perpendicular incidencia de los rayos solares, se recomienda un rango de inclinación
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Artículo Científico
entre 7° y 19°, que además de optimizar la captación, favorece el efecto de
autolimpieza y la regulación térmica de los módulos (Haro-Báez et al., 2023).
En el ámbito regional, las investigaciones de Guerrero-Calero han aportado evidencia
aplicada sobre el aprovechamiento del recurso solar en Manabí. En 2024, el autor y
su equipo diseñaron un sistema fotovoltaico para bombeo de agua en la comuna Joa,
dimensionando paneles, inversores, baterías y sistemas de control adaptados a las
necesidades locales de riego agrícola (Guerrero-Calero et al., 2024). De forma
complementaria, en 2023 analizó junto a otros investigadores el potencial fotovoltaico
de los campus universitarios de la Universidad Estatal del Sur de Manabí en Jipijapa,
lo que permitió establecer lineamientos para la generación distribuida en contextos
institucionales (Guerrero-Calero et al., 2023).
A nivel de infraestructura tecnológica, se ha demostrado que la sostenibilidad no solo
depende de la disponibilidad de fuentes renovables, sino también de la integración de
sistemas y materiales que reduzcan impactos ambientales. En este sentido, las
tecnologías sostenibles aplicadas a infraestructuras de información, como el uso de
energías renovables, la virtualización de procesos y el ecodiseño del hardware, han
sido identificadas como pilares para garantizar eficiencia energética y sostenibilidad
en el marco de la digitalización global (Rodriguez-Vizuete, Viteri-Ojeda & Villa-Feijoó,
2024). De manera complementaria, en el campo de la construcción, el empleo de
materiales reciclados y aditivos ecológicos en pavimentos urbanos evidencia cómo la
innovación puede favorecer tanto la reducción de emisiones como la durabilidad de
las infraestructuras, aunque todavía enfrenta desafíos técnicos, regulatorios y sociales
(Lizarraga-Aguirre, 2024).
Esto resulta oportuno realizar un diagnóstico específico en la comunidad de San
Francisco de Paján, donde las características climáticas, la nubosidad estacional y la
topografía local condicionan la captación solar. Este análisis permitirá determinar la
viabilidad técnica y económica de proyectos fotovoltaicos comunitarios, ofreciendo
bases empíricas para la planificación energética, el impulso de la autonomía local y la
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en zonas rurales de Manabí.
2. Materiales y métodos
Área de estudio:
La comunidad de San Francisco, en el cantón Paján, provincia de Manabí, Ecuador,
se ubica a unos 120 m s. n. m., cerca de los 1,6° S y 80,4° O. Presenta un clima
tropical megatérmico, con temperaturas anuales de 24–26 °C y lluvias concentradas
entre enero y abril.
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Artículo Científico
Figura 1
Mapa de Ubicación
Nota: Datos obtenidos de Google Earth, 2025 (Autores, 2025).
Proceso Metodológico:
El presente diagnóstico se desarrolló para la comunidad de San Francisco, ubicada
en el cantón Paján, provincia de Manabí, considerando un periodo de análisis histórico
comprendido entre los años 2010 y 2024. Los datos fueron obtenidos de la plataforma
NASA POWER Data, seleccionando el punto geográfico correspondiente a la
ubicación de la comunidad. Las variables analizadas incluyeron la irradiación global
horizontal (GHI), la irradiación difusa (DHI), la nubosidad total y la temperatura del aire
a 2 metros, todas en su resolución diaria y posteriormente agregadas a valores
mensuales y anuales.
Los archivos descargados en formato CSV fueron sometidos a un proceso de control
de calidad que contempló la verificación de valores faltantes, la detección y
tratamiento de datos atípicos mediante reglas estadísticas y la estandarización de
unidades a kWh/m²·día para las variables de irradiación.
Se recopilaron datos de irradiación global para cada parroquia del cantón Paján,
también provenientes de la plataforma NASA POWER Data, con el fin de realizar un
análisis espacial complementario. Estos valores se integraron en un sistema de
información geográfica y se empleó ArcMap versión 10.8 para la elaboración de un
mapa temático de irradiación solar promedio anual. El mapa permitió visualizar la
distribución espacial del recurso solar dentro del territorio parroquial, identificando
zonas con mayor potencial para la implementación de proyectos fotovoltaicos.
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Artículo Científico
La base de datos depurada de la comunidad de San Francisco se importó al software
estadístico Minitab versión 19 para el análisis de series temporales. En primer lugar,
se elaboraron gráficas de la variación anual y de la climatología mensual (promedio
de los 12 meses) de la irradiación global. Posteriormente, se aplicó un análisis de
tendencia mediante regresión lineal para identificar la dirección y magnitud de los
cambios en la irradiación a lo largo del periodo 2010–2024, así como su significancia
estadística.
Para la proyección de la irradiación global hasta el año 2050, se empleó el método
Holt-Winters de triple suavizamiento exponencial, considerando una estacionalidad de
12 meses. Se evaluaron las versiones aditiva y multiplicativa del modelo,
seleccionando aquella con menor error de predicción (MAPE y RMSE) y validando el
ajuste mediante la prueba de Ljung-Box. La serie pronosticada se generó con valores
puntuales e intervalos de predicción al 95 %, lo que permitió estimar el
comportamiento futuro de la irradiación solar en la comunidad.
3. Resultados
En la figura 2 se observa que los valores fluctúan entre aproximadamente 3,3 y 3,85
kWh/m²·día. El valor más alto se presenta al inicio del periodo equivalente a 2011,
mientras que el más bajo se registra en el año 2021. En general, existe una ligera
tendencia decreciente a lo largo de los años, lo que sugiere una reducción paulatina
de la disponibilidad de radiación solar promedio diaria en el sitio.
Aunque hay años con recuperaciones parciales 2015, 2017 y 2023, el patrón global
indica que la variabilidad interanual puede estar influenciada por factores climáticos
como nubosidad, fenómenos de El Niño/La Niña o cambios atmosféricos regionales,
lo que debe considerarse en la planificación de sistemas fotovoltaicos.
Figura 2
Irradiación global Anual 2010-2024
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
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Artículo Científico
La figura 3 aprecia un incremento progresivo desde enero 3,6 kWh/m²·día hasta
alcanzar los valores máximos en abril 4,2 kWh/m²·día. A partir de mayo, la irradiación
disminuye bruscamente, llegando a su punto mínimo en junio y julio 3,05 kWh/m²·día.
Posteriormente, se observa una recuperación gradual entre agosto y diciembre,
cerrando el año con un valor cercano a 3,6 kWh/m²·día.
Este patrón refleja la influencia de la estacionalidad climática de la zona, donde los
meses con mayor radiación coinciden con el final de la temporada húmeda y el inicio
de la seca, mientras que los valores más bajos se registran en pleno periodo de mayor
nubosidad.
Figura 3
Irradiación global Mensual 2010-2024
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
3.1. Análisis de tendencia
En la tabla 1 y figura 4 análisis de tendencia lineal de la irradiación global (IG) para el
periodo 2010–2024 muestra una pendiente negativa de 0,01804 kWh/m²·día por año,
lo que indica una disminución progresiva del recurso solar en la comunidad de San
Francisco. El modelo ajustado presenta un valor inicial estimado de 3,7190
kWh/m²·día y refleja que, en promedio, cada año la irradiación global se reduce
ligeramente, acumulando una pérdida aproximada del 0,49 kWh/m²·día en los 15 años
evaluados.
Las diferencias entre los valores observados y los ajustados (residuos) revelan que
algunos años estuvieron por encima de la tendencia, como 2011, 2015 y 2017,
mientras que otros, como 2013, 2021 y 2022, se situaron significativamente por
debajo.
En síntesis, aunque la variabilidad interanual sigue siendo evidente, la tendencia
general apunta a una leve disminución del potencial solar, lo que sugiere la necesidad
de considerar este factor en la planificación de proyectos fotovoltaicos a largo plazo.
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Artículo Científico
Tabla 1
Análisis de tendencia
Tiempo
IG
Tendencia
Eliminar tendencia
1
3.62
3.70092
-0.080917
2
3.83
3.68288
0.147119
3
3.63
3.66485
-0.034845
4
3.52
3.64681
-0.126810
5
3.62
3.62877
-0.008774
6
3.74
3.61074
0.129262
7
3.65
3.59270
0.057298
8
3.54
3.57467
-0.034667
9
3.54
3.55663
-0.016631
10
3.60
3.53860
0.061405
11
3.54
3.52056
0.019440
12
3.34
3.50252
-0.162524
13
3.43
3.48449
-0.054488
14
3.52
3.46645
0.053548
15
3.50
3.44842
0.051583
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
Figura 4
Análisis de Tendencia
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
3.2. Proyecciones de Irradiación Global.
En la tabla 2 y figura 5 el modelo de proyección de irradiación global obtenido mediante
el método Holt-Winters muestra una tendencia general de disminución gradual del
recurso solar entre 2025 y 2054, manteniendo la estacionalidad observada en los
datos históricos.
En el periodo proyectado de 2040 a 2054, los valores estimados fluctúan entre 3,56
kWh/m²·día máximo en el 2041 y 3,07 kWh/m²·día mínimo en el 2051. Esto sugiere
que, aunque se mantendrán oscilaciones anuales producto de la variabilidad
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Artículo Científico
estacional, la tendencia a largo plazo es descendente, lo que podría implicar una
pérdida acumulada de aproximadamente 0,28 kWh/m²·día respecto al promedio de
2025.
El pronóstico indica que la irradiación global en la comunidad de San Francisco podría
experimentar una reducción moderada, lo cual debe considerarse en el diseño y
dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos para garantizar su eficiencia futura.
Tabla 2
Proyecciones de Irradiación global en la comunidad de San Francisco.
Período
Pronóstico
Inferior
Superior
2040
3.34946
3.34946
3.34946
2041
3.55946
3.55946
3.55946
2042
3.35946
3.35946
3.35946
2043
3.24946
3.24946
3.24946
2044
3.34946
3.34946
3.34946
2045
3.46946
3.46946
3.46946
2046
3.37946
3.37946
3.37946
2047
3.26946
3.26946
3.26946
2048
3.26946
3.26946
3.26946
2049
3.32946
3.32946
3.32946
2050
3.26946
3.26946
3.26946
2051
3.06946
3.06946
3.06946
2052
3.15946
3.15946
3.15946
2053
3.24946
3.24946
3.24946
2054
3.22946
3.22946
3.22946
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
Figura 5
Proyecciones de Irradiación global en la comunidad de San Francisco.
Nota: Datos obtenidos de Minitab 19 (Autores, 2025).
3.3. Mapa Solar del cantón Paján
En la figura 6. muestra la distribución espacial de la irradiación global promedio diaria
en el cantón Paján, donde las parroquias de San Francisco y Lascano registran los
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Artículo Científico
valores más altos cercanos a 3,59 kWh/m²·día), mientras que sectores del sur y
sureste, como Guale y Cascol, presentan valores ligeramente menores alrededor de
3,58 kWh/m²·día. Esta variación indica que las zonas del norte poseen un mayor
potencial para el aprovechamiento de energía solar fotovoltaica.
Figura 6
Mapa Solar del Cantón Paján
Nota: Datos obtenidos de NASA POWER Data, 2025 (Autores, 2025).
4. Discusión
Los resultados obtenidos en San Francisco de Paján muestran valores de irradiación
global entre 3,3 y 3,85 kWh/m²·día durante el periodo 2010–2024, con una ligera
tendencia decreciente. Esta variabilidad coincide con estudios en otras localidades de
la costa ecuatoriana, donde factores climáticos como nubosidad, variabilidad
estacional y fenómenos ENOS influyen en la disponibilidad del recurso solar (Saltos
Suárez & Mieles Giler, 2024).
En concordancia, Rodríguez Espinosa et al. (2018) resaltan la importancia de
caracterizar de manera detallada el recurso solar en Ecuador, dado que pequeñas
variaciones anuales pueden incidir significativamente en la eficiencia y rentabilidad de
los sistemas fotovoltaicos. El Mapa Solar del Ecuador (Ministerio de Energía y
Recursos Naturales No Renovables, 2019) respalda estos hallazgos, al señalar que
más del 75 % del territorio nacional mantiene un potencial mayor a 3,5 kWh/m²·día,
especialmente en la región litoral.
Desde el punto de vista técnico, Haro-Báez et al. (2023) recomiendan ángulos de
inclinación entre 7° y 19° para optimizar la captación solar en regiones intertropicales.
En esta línea, Anchundia et al. (2024) demuestran que la implementación de sistemas
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Artículo Científico
de seguimiento solar en la costa ecuatoriana puede incrementar la eficiencia de
conversión hasta en un 19,6 %.
La sostenibilidad ambiental constituye otro eje fundamental. Guerrero-Calero, Santos-
Díaz, Figueroa-Torre y Pulluquitin-Ramírez (2023) subrayan que la energía solar
desempeña un papel decisivo en la reducción de la huella de carbono y en el
cumplimiento de compromisos internacionales de mitigación climática. Paralelamente,
Guerrero-Calero, Diego, Marco y Gema (2023) identifican como principal tendencia
regional el uso de sistemas descentralizados de energía limpia, aunque advierten de
desafíos relacionados con el financiamiento y la aceptación social.
La aplicabilidad de la energía solar en Manabí ha sido demostrada por experiencias
locales. Guerrero-Calero et al. (2023) analizaron el potencial fotovoltaico en campus
universitarios de Jipijapa, estableciendo lineamientos para la generación distribuida.
Asimismo, Guerrero-Calero et al. (2024) diseñaron un sistema fotovoltaico para
bombeo de agua en Joa, lo que confirma la factibilidad de proyectos comunitarios en
contextos rurales de la provincia.
Estos resultados coinciden con tendencias internacionales. Kost et al. (2021)
documentan que el costo nivelado de la electricidad renovable se ha reducido
drásticamente en la última década, aumentando la competitividad de los sistemas
fotovoltaicos. A su vez, el Renewables 2022 Global Status Report de REN21 (2022)
enfatiza que la expansión de la energía solar a pequeña escala fortalece la seguridad
energética y reduce la dependencia de combustibles fósiles.
Estas investigaciones recientes en América Latina señalan que los sistemas solares
comunitarios no solo promueven la sostenibilidad ambiental, sino también el desarrollo
económico local. López-González et al. (2020) muestran que los proyectos
fotovoltaicos rurales en México mejoran la resiliencia comunitaria frente a crisis
energéticas. De forma similar, Hernández-Moro y Martínez-Duart (2013) destacan que
el potencial solar en Iberoamérica es suficiente para satisfacer gran parte de la
demanda energética, siempre que exista planificación estratégica. Pereira et al. (2021)
advierten que el cambio climático podría modificar los patrones de radiación en
Sudamérica, lo que refuerza la necesidad de evaluaciones continuas del recurso solar.
El caso de San Francisco de Paján confirma que la región dispone de un potencial
solar viable para la implementación de sistemas fotovoltaicos comunitarios
sostenibles. No obstante, será crucial integrar tecnologías de optimización, monitoreo
climático permanente y políticas públicas inclusivas para garantizar la resiliencia de
estos proyectos en el largo plazo.
5. Conclusiones
Los datos históricos recopilados entre 2010 y 2024 evidencian que la irradiación global
promedio diaria en San Francisco se mantiene en un rango de 3,3 a 3,8 kWh/m²·día,
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Artículo Científico
alcanzando picos superiores a 4,0 kWh/m²·día durante los meses de marzo y abril.
Estos valores resultan técnicamente viables para garantizar la operación eficiente de
sistemas fotovoltaicos, ya que superan el umbral mínimo recomendado de 3,0
kWh/m²·día para proyectos de generación eléctrica a pequeña y mediana escala.
En cuanto a la evolución del recurso solar, el análisis de tendencia lineal junto con el
modelo de proyección Holt-Winters muestran una ligera disminución hacia el año
2050, con valores estimados que rondarían entre 3,2 y 3,3 kWh/m²·día. A pesar de
esta reducción proyectada, el potencial solar continuará siendo suficiente para
sostener la viabilidad de proyectos fotovoltaicos durante las próximas décadas,
siempre que se incorporen tecnologías de optimización como sistemas de seguimiento
solar o paneles de alta eficiencia.
Finalmente, el análisis espacial confirma que la parroquia San Francisco presenta uno
de los niveles más altos de irradiación dentro del cantón, con promedios cercanos a
3,59 kWh/m²·día. Esta ventaja comparativa respecto a otras parroquias la posiciona
como un territorio idóneo para la implementación de sistemas fotovoltaicos tanto
comunitarios como productivos, lo que podría traducirse en beneficios energéticos,
económicos y ambientales sostenibles para la población local.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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