“evaluación técnica y económica de un sistema...
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Facultad de Ingeniería
Ingeniería Industrial
Trabajo de Investigación
“Evaluación técnica y económica de un
sistema solar fotovoltaico para un complejo
deportivo”
Gloria Maryam Kamalvand Bardales
Para optar el Grado Académico de Bachiller en:
Ingeniería Industrial
Arequipa - Perú
2019
ii
DEDICATORIA
En principio a Dios.
A mis padres Mahmoud y Mirtha por su apoyo incondicional en toda mi etapa universitaria.
A mi hermana Stefany, que a pesar de la distancia me motiva a seguir adelante y a cumplir
mis metas y sueños.
iii
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar y simular el sistema
fotovoltaico para un complejo deportivo, presentando un sistema de ahorro energético.
Busca ahorrar los costos por energía eléctrica que tiene el complejo deportivo actualmente
al incorporar paneles solares fotovoltaicos para generar electricidad. Se analizó la
demanda de consumo de energía eléctrica del complejo deportivo obteniendo un consumo
de 171 296.4706 kWh
año con un costo total S/ 99 351.95 al año, analizando la posibilidad de
realizar las instalaciones desde el punto de vista económico. Se determinaron los costos
del sistema fotovoltaico resultando una inversión total de S/ 260 570.69 incluido IGV,
resultando un VAN de S/ 948 075.00 y un TIR de 44 %.
Palabras claves: Energía solar, Paneles fotovoltaicos, Sistema solar, Irradiancia, Efecto
fotovoltaico.
iv
ABSTRACT
This research work aims to design and simulate the photovoltaic system for a sports
complex, presenting an energy saving system. It seeks to save the costs for electric energy
that the sports complex currently has by incorporating photovoltaic solar panels to generate
electricity. The demand for electric power consumption of the sports complex was analyzed,
obtaining a consumption of 171,296,4706 𝑘𝑊ℎ
𝑦𝑒𝑎𝑟 with a total cost of S/ 99,351.95 per year,
analyzing the possibility of carrying out the installations from an economic point of view. The
costs of the photovoltaic system were determined resulting in a total investment of S/ 260
570.69 including IGV, resulting in a NPV of S/ 948 075.00 and an IRR of 44 %.
Keywords: Solar energy, Photovoltaic panels, Solar system, Irradiance, Photovoltaic effect.
v
ÍNDICE
DEDICATORIA .................................................................................................................. ii
RESUMEN ........................................................................................................................ iii
ABSTRACT ...................................................................................................................... iv
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................... viii
LISTA DE GRÁFICOS ...................................................................................................... ix
LISTA DE TABLAS ............................................................................................................ x
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. xi
CAPÍTULO 1 ..................................................................................................................... 1
GENERALIDADES ........................................................................................................... 1
1.1. Planteamiento del problema ...................................................................................... 1
1.2. Pregunta de investigación .......................................................................................... 2
1.3. Objetivos de la investigación ...................................................................................... 2
1.3.1. Objetivo general ...................................................................................................... 2
1.3.2. Objetivos específicos .............................................................................................. 2
1.4. Justificación de la investigación ................................................................................. 3
1.4.1. Ambiental ................................................................................................................ 3
1.4.2. Económica .............................................................................................................. 3
1.5. Alcances y limitaciones de la investigación ................................................................ 3
CAPÍTULO 2 ..................................................................................................................... 4
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ....................................................................................... 4
2.1. Matriz energética mundial .......................................................................................... 4
2.2. Energía eléctrica ........................................................................................................ 4
2.2.1. Consumo de energía eléctrica en la ciudad de Arequipa ........................................ 5
2.3. Energía renovable ...................................................................................................... 6
2.3.1. Tipos ....................................................................................................................... 6
2.4. Energía solar ............................................................................................................. 7
2.4.1. Sol .......................................................................................................................... 8
2.4.2. Efecto fotovoltaico ................................................................................................... 9
2.4.3. Sistema fotovoltaico ...............................................................................................10
2.4.3.1. Tipos ...................................................................................................................10
2.4.4. Transformación de la energía solar ........................................................................10
2.4.5. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica .........................................11
2.5. Radiación Solar ........................................................................................................11
2.6. Irradiancia .................................................................................................................11
2.6.1. Horas solar pico (HSP) ..........................................................................................12
vi
2.7. Irradiación .................................................................................................................12
2.8. Radiación solar .........................................................................................................12
2.8.1. Tipos de radiación solar sobre una superficie ........................................................12
2.8.2. Radiación solar en la ciudad de Arequipa ..............................................................13
2.9. Panel solar ................................................................................................................14
2.9.1. Funcionamiento .....................................................................................................14
2.9.2. Tipos ......................................................................................................................15
2.9.3. Componentes básicos ............................................................................................15
2.10. Potencia eléctrica ....................................................................................................16
2.10.1. Tipos de potencia eléctrica……………………………………………………………..16
CAPÍTULO 3 ....................................................................................................................17
ESTADO DEL ARTE........................................................................................................17
3.1. En el ámbito internacional .........................................................................................17
3.2. En el ámbito nacional ................................................................................................23
3.3. En el ámbito local ......................................................................................................30
CAPÍTULO 4 ....................................................................................................................31
MARCO METODOLÓGICO .............................................................................................31
4.1. Metodología de la investigación ................................................................................31
4.2. Diseño de la investigación ........................................................................................31
4.3. Tipo de investigación ................................................................................................32
4.4. Técnica .....................................................................................................................32
4.5. Instrumentos .............................................................................................................32
4.6. Variables ...................................................................................................................33
4.6.1. Variable dependiente .............................................................................................33
4.6.2. Variable independiente ..........................................................................................33
4.7. Operacionalización de variables ...............................................................................34
CAPÍTULO 5 ....................................................................................................................35
DESARROLLO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN .........................................................35
5.1. Recopilación, procesamiento y análisis de la información .........................................35
5.2. Presentación de resultados .......................................................................................42
CAPÍTULO 6 ....................................................................................................................43
DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................................................43
6.1. Discusión, evaluación e interpretación de resultados ................................................43
6.2. Trabajos futuros ........................................................................................................44
CONCLUSIONES ............................................................................................................45
GLOSARIO TÉCNICO .....................................................................................................46
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................48
vii
ANEXO 1: Presupuesto del sistema fotovoltaico ..............................................................54
ANEXO 2: Carta de confidencialidad ...............................................................................57
ANEXO 3: Adquisición de datos ......................................................................................59
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Consumo de energía eléctrica por región........................................................... 5
Figura 2. Capacidad total instalada. .................................................................................. 7
Figura 3. Tipos de radiación sobre una superficie. ...........................................................13
Figura 4. Temperatura mínima y máxima en la ciudad de Arequipa. ................................13
Figura 5. Energía solar de onda corta incidente diario promedio. ....................................14
Figura 6. Piranómetro. .....................................................................................................32
Figura 7. Amperímetro. ....................................................................................................33
Figura 8. Multímetro. ........................................................................................................33
Figura 9. Presupuesto del sistema fotovoltaico. ...............................................................54
Figura 10. Presupuesto del sistema fotovoltaico. .............................................................55
Figura 11. Presupuesto del sistema fotovoltaico ..............................................................56
Figura 12. Carta de confidencialidad. ...............................................................................57
Figura 13. Adquisición de datos. ......................................................................................60
ix
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Demanda del consumo de energía eléctrica de un complejo deportivo. ..........35
Gráfico 2. Demanda del consumo de energía eléctrica del día 2/06/2018........................36
Gráfico 3. Potencias.........................................................................................................37
Gráfico 4. Diferencia de ángulos en grados de la potencia abastecida. ...........................38
Gráfico 5. Diferencia de ángulos en grados de la potencia abastecida. ...........................39
Gráfico 6. Costos del complejo deportivo con y sin proyecto. ..........................................41
x
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Composición del sol. ........................................................................................... 9
Tabla 2. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica. ....................................11
Tabla 3. Operacionalización de variables. ........................................................................34
Tabla 4. Adquisición de datos. .........................................................................................59
xi
INTRODUCCIÓN
Según el banco mundial entre el 2011 y 2030 debido al crecimiento demográfico que se
presenta en los últimos años, la demanda energética crecerá un 80 % en el Caribe y
América Latina, en el caso de Centroamérica el crecimiento será mayor al 120 %, lo cual
conlleva a utilizar más veces los aparatos electrodomésticos y eléctricos en sus viviendas
[1]. Debido a este crecimiento países como Brasil, Chile, México, Perú y otros que
pertenecen a la ECPA están aprovechando la abundancia de sus recursos renovables para
sustituir parte de la demanda energética [1].
En el 2018 China fue el primer país mayor consumo de energía eléctrica, resultando un
valor de 5 920 000 000 000 kWh [2].
Según el Organismo Internacional de Energía, aproximadamente 500 mil paneles solares
se instalan alrededor del mundo cada día y sigue en aumento [3]. Se espera que para el
2021 la energía limpia aumente un 42 % [3]. La EESL ha entregado más de 275 millones
de bombillas led impidiendo la emanación de 29 millones de toneladas de CO2 al año [4].
En Perú contamos con una central hidroeléctrica llamada Gallito Ciego ubicado en
Lambayeque y la Central Hidroeléctrica Mantaro con una potencia de 1 GW suministrando
aproximadamente 15 % de toda la electricidad al SEIN [5]. Perú cuenta con cinco parques
eólicos:
xii
Ica cuenta con tres parques eólicos que cuentan con una potencia máxima de 32, 126 y
97.15 MW, una producción de 148.378, 573 y 415.76 GWh
año respectivamente, en La Libertad
cuenta con una potencia máxima de 83.15 MW y una producción de 302.952 GWh
año, en Piura
cuenta con una potencia máxima de 30.86 MW y una producción de 119.673 GWh [5].
Por otro lado, existen siete parques solares: Arequipa cuenta con dos parques solares que
cuenta con una potencia de 20 y 20 MWp y una producción de 37.63 y 37.44 GWh
año
respectivamente, Tacna cuenta con una producción de 47.196 GWh
año, Moquegua cuenta con
cuatro parques con una potencia de 20, 16, 144.48 y 40 MWp y una producción de 50.676,
43, 415 y 108.40 GWh
año respectivamente [5].
1
1.
CAPÍTULO 1
GENERALIDADES
1.1. Planteamiento del problema
Durante los últimos años el consumo de energía eléctrica se ha incrementado [6]. La
demanda energética aumentó un 2.3 % en el 2018, la razón es por la necesidad de
sistemas de calefacción, frigoríficos, alumbrado, entre otros [6]. La producción solar
también aumentó en un 31 % a pesar de ello no satisface la demanda eléctrica en el
mundo [6]. Como consecuencia al aumento de la demanda energética, las emisiones
de CO2 aumentaron un 1.7 % a 33 Gt, en el caso del carbón superaron las 10 Gt
representando un tercio de las emisiones totales, esta información forma parte de la
última evaluación de la IEA [6].
En el 2018 China fue el primer país en consumir mayor cantidad de energía eléctrica,
contando con un valor de 5 920 000 000 000 kWh, en segundo lugar, Estados Unidos
con un valor de 3 911 000 000 000 kWh y en tercer lugar India con un valor de 1 048
000 000 000 kWh y en el caso de Perú, está ubicado en el puesto 55 con un valor de
41 000 000 000 kWh, en lo que respecta a nivel mundial [2].
En el caso de Sudamérica Brasil es el país en liderar la tabla de consumo de energía
eléctrica con un valor 501 000 000 000 kWh, en segundo lugar, Argentina con un valor
de 123 000 000 000 kWh y en tercer lugar Venezuela con un valor de 74 000 000 000
kWh y Perú se encuentra en el sexto lugar [7].
2
Siendo estos los principales países junto con México, Chile, Colombia, Ecuador que
concentran casi el 90 % de consumo de energía eléctrica [8].
A finales de primavera, en zonas del sur que están sobre los 1000 m.s.n.m. como es
el caso de Arequipa, Moquegua y Tacna, se tiene radiación solar mayor que cualquier
época del año y de todo Perú [9].
Como consecuencia del excesivo consumo energética, en el mundo se produce el
agotamiento de energías naturales y limpias, contaminación ambiental, aumento de
emisión de CO2, efecto invernadero, entre otros [10].
1.2. Pregunta de investigación
¿En qué medida se reduce el costo de consumo de energía eléctrica de un complejo
deportivo utilizando un sistema solar fotovoltaico?
1.3. Objetivos de la investigación
1.3.1. Objetivo general
Evaluar técnica y económicamente la aplicación de paneles solares fotovoltaicos
para un complejo deportivo para generar energía eléctrica.
1.3.2. Objetivos específicos
Evaluar la demanda actual de consumo de energía eléctrica de un complejo
deportivo.
Diseñar y simular el sistema fotovoltaico para el complejo deportivo.
Determinar los costos del sistema fotovoltaico para el complejo deportivo.
3
1.4. Justificación de la investigación
1.4.1. Ambiental
Promover el uso de energías naturales y limpias, favoreciendo a la reducción de
los impactos de contaminación ambiental, disminución de emisión de CO2, efecto
invernadero, entre otros.
1.4.2. Económica
Reemplazar la obtención de energía eléctrica convencional por paneles solares
para obtener electricidad limpia resulta económico y beneficioso para el complejo
deportivo por la reducción de costos en los recibos de luz.
1.5. Alcances y limitaciones de la investigación
El alcance contempla la evaluación de la demanda, para ello, se diseñó y simuló el
sistema fotovoltaico. La limitación que se presentó en la construcción del presente
trabajo de investigación fue la falta de acceso a la información de consumo de energía
eléctrica del complejo deportivo.
4
CAPÍTULO 2
2.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.1. Matriz energética mundial
La entrada de una energía alcanzable, fiable y sostenible es importante y necesario
para el desarrollo del planeta Tierra, sin ella las empresas, instituciones, hospitales,
colegios, clínicas; realizarían sus actividades con limitaciones viéndose afectados
económicamente [11].
Según estudios realizados por algunas organizaciones como el Banco Mundial, IEA,
IRENA, UNSD, y por último OMS; se tiene como información que 1000 millones de
habitantes del planeta Tierra viven sin acceso a electricidad ya sea por vivir en zonas
rurales y ciento de millones cuentan con electricidad inestable e insuficiente para
realizar sus actividades diarias, 3000 millones siguen utilizando combustibles que
contaminan la Tierra como carbón y/o madera para calefacción del hogar o cocción de
alimentos [12]. El 100 % de los habitantes de España tienen acceso a electricidad [12].
2.2. Energía eléctrica
La energía eléctrica juega un rol importante en el mundo, posibilitando el
funcionamiento de distintos sistemas los cuales satisfacen las necesidades humanas
[13].
5
A medida que incrementaba la civilización, incrementaban las necesidades y
consumos energéticos de la humanidad [14]. Anteriormente los medios energéticos
eran conseguidos a partir de la madera y posteriormente del carbón, el petróleo y el
gas natural [14]. La energía se obtiene de la transformación de la energía mecánica,
química u otra fuente mediante los generadores de corriente eléctrica [15].
2.2.1. Consumo de energía eléctrica en la ciudad de Arequipa
La ciudad de Arequipa tiene un SIN, es decir, conjunto de centrales que generan
energía eléctrica y sistemas de distribución interconectados entre sí por el SNT
[16]. La operación integrada del SIN está a cargo del CNDC [16]. En el año 2015
Arequipa se estableció como la una de las regiones con mayor consumo de
electricidad a nivel nacional siendo 2566 GWh [17].
Figura 1. Consumo de energía eléctrica por región.
Fuente: [17].
6
2.3. Energía renovable
Las energías renovables se producen continuamente y a escala humana son
consideradas inagotables [18], de estas se puede obtener calor y electricidad [19].
Hoy en día el uso de las energías renovables se ha maximizado gracias a sus ventajas
en comparación a otras fuentes utilizadas como es el caso del gas, el petróleo y el
carbón, los cuales solo se pueden conseguir en pocos países; sin embargo, la
existencia de diferentes energías naturales y limpias las podemos localizar en casi
cualquier parte y es posible hacer uso de ellas para beneficios propios y del planeta
Tierra como es la reducción de GEI [20]. A continuación, se hará mención de algunos
recursos naturales los cuales son utilizados para generar energía:
2.3.1. Tipos
a) Energía solar
Proveniente de los rayos solares [21].
b) Energía geotérmica
Se obtiene del calor interior de la Tierra [22].
c) Energía hidráulica
Se origina de la caída del agua o también de las cascadas [21].
d) Energía mareomotriz
Se origina del movimiento de las olas y mareas de los océanos [21].
Puede producir entre 300 y 400 kW siendo posible abastecer hasta 70 000
habitantes [23].
e) Energía eólica
Se origina del constante movimiento del viento o brisa [21]. Empezó en 1887
por el profesor James Blyth fabricando un aerogenerador con el cual pudo
alimentar su casa de campo, no obstante, pocos meses después Charles F.
Brush diseñó un tipo Western Mill con el cual pudo alimentar de electricidad
su casa por más de 20 años [24].
7
La manera tradicional de generar energía eólica es mediante el montaje de
aspas de acero en tierra firme donde haya movimiento atmosférico
permanente [25]. Casi a finales del 2018, se llegó a instalar 596 556 MW de
energía eólica apto para atender las necesidades de electricidad del 5 % de
la humanidad, según las estadísticas preliminares que publicó WWEA [26].
Figura 2. Capacidad total instalada.
Fuente: [26].
f) Biomasa
Aquella que posee más medios de desarrollo y/o uso, puesto que, la
tecnología a emplear es vasta y tiene un costo por debajo al de las otras
energías renovables [23]. Se explica como un conjunto de materia orgánica
renovable proveniente de origen vegetal, animal o de la transformación
realizada por el humano o natural de la misma [23].
2.4. Energía solar
La energía solar que recibe el planeta Tierra es consecuencia del proceso de fusión
nuclear que sucede en el interior del sol [27]. Dicha radiación solar puede
transformarse en electricidad de manera directa mediante paneles solares y/o en calor
[27].
8
Es una energía renovable, interminable, pura y limpia [28]. La energía aspirada por la
atmósfera, el planeta Tierra y los océanos deja un conjunto de sucesos naturales, es
decir, conservar una temperatura promedio, circulación de masas de aire, fotosíntesis,
producción de biomasa [28]. La radiación se diferencia en si es directa o difusa, no
obstante, ambas son aprovechables [27]. El sol tiene un potencial ilimitado, dejando
caer 4 mil veces más energía de la que consume la humanidad, la cantidad de energía
recolectada depende de la orientación del recolector, hora y clima [27]. La energía
solar es origen del resto de energías en la Tierra, siendo este un recipiente de vida
[27]. Cuando la radiación solar u otra cae sobre la parte más externa de un material
semiconductor, los electrones de valencia aspiran energía intensificando su actividad
para elevarse y saltar la banda de conducción y ser libres; ese fenómeno produce una
fuerza electromotriz transformando en energía eléctrica la energía solar [29].
2.4.1. Sol
El sol es la estrella más cercana al planeta Tierra, siendo separada por una
distancia media de 149 600 000 km, siendo la única estrella que puede ser
estudiada al detalle, la temperatura en su núcleo es de 15 000 000 ºC y en la
superficie es de 5770 ºC, posee un diámetro de 1.4 x 109 m y una masa 333
000 veces mayor que la del planeta Tierra y la densidad es de 1411 kg
m3 [30]. Rota
alrededor de nuestra galaxia con una velocidad orbital de 240 km
s [30].
9
Tabla 1. Composición del sol.
ELEMENTO PORCENTAJE (%)
Hidrógeno 92.1
Helio 7.8
Oxigeno 0.061
Carbono 0.030
Nitrógeno 0.0084
Neón 0.0076
Hierro 0.0037
Silicio 0.0031
Magnesio 0.0021
Azufre 0.0015
Otros elementos 0.0015
Fuente: [31].
En el interior del sol se lleva a cabo reacciones de fusión nuclear, donde átomos
pequeños se unen para formar átomos más grandes y pesados liberando
enormes cantidades de energía, siendo nuclear la energía que el sol emite, un
rayo del sol tarda aproximadamente 8 minutos en llegar a la tierra [32].
2.4.2. Efecto fotovoltaico
Genera corriente eléctrica mediante un material participe a la irradiación solar,
esta generación es un fenómeno físico-químico basado en el efecto fotoeléctrico,
es decir, transforma la energía solar en energía eléctrica, estimulando a los
electrones despedidos del material semiconductor, dicho material semiconductor
no almacena ni junta energía eléctrica solo genera y/o cambia la energía solar
cuando cae sobre él [33].
10
2.4.3. Sistema fotovoltaico
Agrupación de componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos que trabajan
juntos para percibir y recoger energía del sol disponible y así transformarlo a
energía eléctrica [34].
Transforma en energía eléctrica la radiación solar,
Guarda energía,
Regula la entrada de la energía [35].
2.4.3.1. Tipos
a) Autónomos
Los SFA suelen estar integrados con generadores, acumuladores y carga;
están hechos con el propósito de suministrar energía eléctrica requerida a
unas cargas [36].
b) Conectados a la red
Los SFCR están formados por un generador fotovoltaico el cual a través de
un inversor está conectado a la red eléctrica convencional, aporta energía en
la red y saca energía de ella en caso sea necesario [36].
2.4.4. Transformación de la energía solar
a) Energía solar térmica
Usa una parte del espectro electromagnético de la energía proveniente del sol
para hacer posible la elaboración de calor, esta transformación se efectúa por
medio del uso de colectores térmicos [37].
b) Energía solar fotovoltaica
Usa la otra parte del espectro electromagnético de la energía proveniente del
sol para elaborar electricidad mediante el uso de paneles solares [37].
11
2.4.5. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica
Tabla 2. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica.
VENTAJAS DESVENTAJAS
Energía limpia y renovable [38]. La radiación solar es discontinua, algunos días se puede presentar nubosidad o lluvia reduciendo su efectividad [39].
No consume combustibles, por ende, no genera residuos contaminantes para el medio ambiente [38].
Las fabricaciones de algunos paneles solares son de materiales raros como: telurio de cadmio o selenio, galio, indio y cobre [39].
Tiene bajo costo de operación, disminuyendo los costos de consumo de energía eléctrica [38].
Requiere de una inversión inicial alta, ya que, tienen un costo de instalación alto [40].
Requiere de un mantenimiento mínimo [41].
Tiene un costo de mantenimiento alto [41].
Es ideal para zonas en donde es inaccesible la energía eléctrica [38].
La instalación de los paneles es limitada en algunas zonas [38]. Si se desea obtener energía a gran escala, se requiere de terrenos extensos [38].
Fuente: Autoría propia.
2.5. Radiación Solar
Es el flujo de energía que el sol emite en forma de ondas electromagnéticas
permitiendo transferir energía solar a la tierra [42]. La atmosfera recibe en promedio
una radiación solar de 1367 W
m2 pero a nivel de suelo varía aproximadamente entre 0 a
1000 W
m2 [43].
2.6. Irradiancia
Magnitud que se emplea para explicar la potencia o radiación incidente que transcurre
por unidad de superficie, no obstante, la distancia que existe entre el planeta Tierra y
el Sol no es constante, por ende, no hay un dato preciso y/o único para la Irradiancia,
su unidad es [W
m2] o [kW
m2 ] [21].
12
2.6.1. Horas solar pico (HSP)
Tiempo en horas de una hipotética irradiación solar constante de 1000 W
m2 [44].
2.7. Irradiación
Es la cantidad de energía que cae sobre el objeto expuesto a la irradiación en un
periodo dado [36]. Es la suma de las irradiancias en un tiempo definido, su unidad es
[Wh
m2 ] y como múltiplos está el [kWh
m2 ] o [MWh
m2 ] [45].
2.8. Radiación solar
El sol es una estrella en cuyo interior sucede una serie de acontecimientos donde
existe pérdida de masa el cual se vuelve energía, dicha energía que se emite al exterior
se le conoce como radiación solar [14]. Se tiene conocimiento que un gran porcentaje
de masa solar es hidrógeno, por eso uno de los primeros cambios nucleares reside en
la unión de los núcleos de los átomos de deuterio para poder realizar un núcleo de
helio, en dicho cambio se deja libre grandes cantidades de energía como radiación
electromagnética, por lo tanto, la radiación se extiende por el espacio y una parte
pequeña llega a la tierra [14].
2.8.1. Tipos de radiación solar sobre una superficie
a) Radiación directa
Es la más importante, ya que capta directamente la luz solar en línea recta sin
descaminar su camino por la atmósfera, es decir, no hay cambios en su
dirección [46].
b) Radiación difusa
Capta la luz solar después de ser descaminada por la dispersión de
contaminantes atmosféricos, aquella que se capta a través de las nubes [46].
De no existir dicha radiación el cielo se vería negro en el día [46].
13
c) Radiación de albedo
Radiación reflejada por la superficie terrestre hacia el receptor [45].
d) Radiación total.
La suma total de todas las radiaciones [45].
Figura 3. Tipos de radiación sobre una superficie.
Fuente: [45].
2.8.2. Radiación solar en la ciudad de Arequipa
La temperatura en Arequipa varia de 9 °C a 23 °C y muy pocas veces baja menos
de 7 °C o sube a más de 25 °C [47]. En relación, el 28 de septiembre del 2019
será el día más caluroso del año, con temperaturas que varían de 10 °C a 23 °C,
mientras que el 19 de julio del 2019 será el día más frío del año, con temperaturas
que varían de 9 °C a 22 °C [47].
Figura 4. Temperatura mínima y máxima en la ciudad de Arequipa.
Fuente: [47].
14
El período del año donde despide más rayos de luz dura 2.5 meses, con una
energía de onda corta incidente diario por metro cuadrado superior a 7,6 kWh
[48]. El día más brillante del año tiene una potencia de 8,2 kWh [48]. Teniendo
como hora promedio de salida del sol a las 06:00 a.m. [49].
Figura 5. Energía solar de onda corta incidente diario promedio.
Fuente: [47].
2.9. Panel solar
Elemento principal de cualquier instalación de energía solar [25].
2.9.1. Funcionamiento
Convierte en electricidad las partículas luminosas provenientes del sol de
manera directa, su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico [25]. Un
panel fotovoltaico tiene una vida útil de hasta 30 años, cuyo mantenimiento
consiste en limpiar el polvo que se acumula en el vidrio para que se pueda
capturar la radiación solar [25].
15
2.9.2. Tipos
a) Silicio monocristalino
El material de dicha celda es de cristal de silicio de alta pureza, su eficiencia
es hasta de un 16 % en uso comercial y 24.7 % en laboratorio [21]. Dichos
paneles brindan confiabilidad en el dispositivo, es así que los fabricantes
garantizan una vida útil de hasta 25 años [21].
b) Silicio Policristalino
Es reconocible por su superficie, el cual tiene un aspecto granulado [21]. La
fabricación de estas celdas consta en convertir en líquido trozos de silicio
puro, después se deja reposar y enfriar hasta que este solidificado para
después cortar las obleas y obtener las celdas, si comparamos con la celda
monocristalina, este tipo de celda tiene un costo y eficiencia menor [21]. En
laboratorio se tiene una eficiencia del 19.8 % y en uso comercial del 15 % [21].
c) Amorfo
Presenta altos índices de defectos estructurales en su combinación química,
la fabricación es menos costosa que los mencionados anteriormente, consta
en depositar una película delgada de silicio amorfo en distintas superficies;
presentan una eficiencia del 13 % en laboratorio y 8 % en uso comercial [50].
2.9.3. Componentes básicos
a) Contador bidireccional (FRONIUS SMART METER)
Optimiza el autoconsumo y capta la curva de carga de la casa, ofrece el
consumo de energía eléctrica del hogar de manera detallada [51].
b) Inversor trifásico
Tiene como finalidad generar energía a partir de una fuente de energía de
corriente continua a corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada
[52].
16
2.10. Potencia eléctrica
Capacidad que tiene un aparato eléctrico para efectuar un trabajo en unidad de
tiempo, su unidad de medida es [W] y/o [kW] [36].
2.10.1. Tipos de potencia eléctrica
a) Potencia nominal
Es la suma de potencia nominal de los inversores que participan en las tres
fases de la instalación en condiciones de funcionamiento [53].
b) Potencia pico (W/M2)
Es la unidad de medida de un módulo solar fotovoltaico, es decir, potencia
máxima que puede producir dicho módulo (1000 W
m2, 25 °C y 1.5 masa de
aire) [53].
c) Potencia reactiva
Aquella potencia que consumen los motores, dispositivos y/o aparatos
eléctricos que poseen algún tipo de bobina, mientras más bajo sea la
potencia, mayor será el consumo de potencia reactiva [36]. La unidad de
medida es [VAR] y/o [kVAR] [36].
d) Potencia activa
Aquella potencia útil, es decir, energía solar que se aprovecha realmente
cuando funciona algún electrodoméstico, también es conocida como
energía contratada [36].
e) Potencia total
Es la suma de la potencia reactiva y activa [36].
17
CAPÍTULO 3
3.
ESTADO DEL ARTE
3.1. En el ámbito internacional
En la India se realizó un artículo de investigación que propone técnicas de
revestimiento anti reflectante utilizando agentes químicos, este se prepara empleando
un agitador magnético, no obstante, la velocidad que emplea el agitador debe
mantenerse a ciertos rpm para impedir el desbordamiento de la solución [54]. Se
utilizará una solución HF el cual servirá para eliminar las resinas en la superficie de la
célula solar, la solución Al2O3 reducido a partículas pequeñas se deja secar bajo la luz
de 100 W durante veinte min y después se deja expuesta a temperatura ambiente por
un lapso de quince min, este recubrimiento se debe realizar dos veces para poder
tener una capa doble [54]. De igual manera se debe hacer con la solución Ta2O5 se
debe recubrir la celda de la misma forma que la solución Al2O3, después se recubre
nuevamente con la solución Al2O3 [54]. Se realizaron pruebas acerca de la diferencia
de temperatura que hay en la celda solar revestida y no revestida con la cámara de
procesamiento térmico de imágenes FLIR [54]. Se llegó a la conclusión que el uso de
agentes anti reflectante aumenta la utilidad eléctrica, a la vez este agente ayuda a
reducir las pérdidas y aumenta la eficiencia eléctrica [54]. Esta investigación es de
costo económico ya que los agentes químicos son económicos [54].
18
En el artículo de investigación realizado en Brasil se inauguró la oficina verde (GO) en
la Universidad Tecnológica Federal de Paraná - Curitiba, optando por la técnica de
generar energía eléctrica y brindar la energía recaudada a un edificio de 150 m2 con
el fin de analizar la eficiencia de la energía recaudada [55]. En el 2016 se instaló un
GCPVS en otro campus de dicha universidad, este panel tiene una potencia instalada
de 10.2 kWp [55]. Se analizó el funcionamiento de GO desde el año 2012 hasta el mes
de septiembre del 2017, teniendo como dato la energía generada en ese periodo con
valor de 13.64 MWh [55]. La cantidad de energía generada depende de la irradiación
solar en el panel, es decir, en verano hay mayor luz solar por eso genera más energía
eléctrica, por el contrario, en invierno hay menor luz solar por ende hay menor energía
solar generada [55]. Después de cinco años y nueve meses de la ejecución de GO se
observó que genera en promedio 2.25 MWh
año con un rendimiento promedio anual de
1.070 kWh
kWp, en el caso de Neoville después de un año y seis meses de ejecución se
observó que genera en promedio 9.86 MWh
año con un rendimiento promedio anual de
966.4 kWh
kWp [55]. Se llegó a la conclusión que el sistema solar fotovoltaico conectado en
Neoville es mucho más eficiente, presentando mejores resultados que GO [55].
En el trabajo de investigación realizado en Ecuador tiene como finalidad realizar un
estudio de viabilidad para el uso de paneles solares fotovoltaicos y así generar energía
eléctrica en viviendas del complejo habitacional San Antonio detallando los parámetros
necesarios para producir energía eléctrica en base a la energía solar obtenida de los
paneles solares fotovoltaicos, calculando la cantidad de energía eléctrica requerida
para un hogar del complejo [25]. Se determinó como resultado que es factible el uso e
implementación de los paneles solares fotovoltaicos en el complejo habitacional ya que
en Ecuador se tiene ocho horas de radiación solar teniendo rayos de sol de manera
perpendicular facilitando la captación de energía solar [25]. Se utilizaron nueve paneles
solares policristalinos de 100 Wpico, para cubrir una demanda de 18 737.4 W
día cc [25].
19
En el trabajo de investigación realizado en México desarrollado con una metodología
científica, tiene como meta solucionar el inconveniente actual que tiene el poblado de
Cañada sobre la energía eléctrica, aprovechando la energía solar mediante los
paneles solares [56]. Se realizó encuestas en veintiocho viviendas con un total de
sesenta pobladores, resultando un valor de 1790 Wh de energía utilizada en una
vivienda [56]. Se llegó a la conclusión de utilizar tres paneles de 200 W (tensión de
28.9 V y una corriente de 6.93 A) para cubrir con el consumo de energía del poblado
de Cañada [56].
En el trabajo de investigación realizado en Chile tiene como finalidad estimar técnica
y económicamente el montaje de un sistema solar térmico en una construcción de
ciento diez departamentos [57]. Se obtuvo información del consumo diario de ACS
obteniendo como valor 15 838 litros teniendo un costo anual de $ 24 045 773 ya que
la demanda de energía anual para la producción de ACS es de 713 524.96 MJ
año [57]. El
SST cubrirá el 62,5 % de la demanda anual de energía eléctrica para la producción de
ACS [57]. El costo de inversión del SST será de $ 60 637 343, siendo $ 551 249 el
pago por cada departamento, recuperando la inversión en casi cinco años [57].
Con la implementación del SST se tendría un ahorro anual de $ 12 618 371 para
solventar los gastos de consumo eléctrico [57]. Se llegó a la conclusión de que este
tipo de proyectos son viables en viviendas multifamiliares ya que el tiempo promedio
para recuperar la inversión de estos SST son entre tres a cinco años, en cambio en
viviendas unifamiliares el tiempo estimado sería de entre ocho a diez años [57].
En el trabajo de investigación realizado en México tiene la finalidad de diseñar un
sistema solar fotovoltaico para generar energía eléctrica y a la vez brindar sombra a
los vehículos en la Universidad Tecnológica de Salamanca, también se quiere efectuar
el estudio de cargas del edificio de docencia para así determinar la cantidad de paneles
solares para poder cubrir con la demanda mediante el tipo de panel necesario, la
ubicación y tipo de inversor [58].
20
Este proyecto ayudará a solventar los gastos de consumo de energía eléctrica, ya que
el sistema fotovoltaico estará conectado a la red de suministro, a la vez la energía
recaudada se utilizará para ciertas áreas de la universidad donde no cuentan con
energía eléctrica [58]. Mediante estudios efectuados por la NASA sobre incidencia
solar en la universidad y una gráfica se pudo observar que hay una irradiancia de entre
600 y 750 W
m2 [58]. Se tomaron mediciones de consumo energético durante el mes de
febrero del 2014, en ese mes se registró mayor consumo dando un valor de 229.21 kW
h
[58]. Se llegó a la conclusión que es viable usar paneles solares ya que 750 W
m2 es un
valor alto y aceptable para este tipo de proyectos [58]. Se necesitarán ciento sesenta
y dos paneles solares fotovoltaicos resultando un costo total de $ 486 000 y del inversor
de 295 kW es de $ 545 042.73 [58].
En el artículo de investigación realizado en Ecuador está dirigido en incrementar la
cantidad de electricidad que es generada de una planta fotovoltaica incluyendo micro
convertidores DC/DC e implementar un seguidor del punto máximo de potencia
correcta [59]. La planta fotovoltaica ubicada en Salinas genera aproximadamente 300
MW de potencia activa, esta planta está dividida en dos etapas de configuración
similar, pero de potencia nominal distintas, es decir 1 MW y 2 MW respectivamente,
en este artículo solo se analizó la etapa de 1 MW [59]. Se buscó sacar la mayor
cantidad de electricidad del sistema, examinando detalladamente el desempeño del
sistema mediante tres topologías DC/DC de convertidores estáticos de potencia
distintas (buck-boost, cuk y sepic) [59]. Se realizaron dos pruebas de comparación del
modelo con micro convertidor DC/DC y sin con una variación de temperatura y
radiación solar [59]. Se llegó a la conclusión que con los micro convertidores la energía
eléctrica podría incrementarse en un 0.01 % cada día [59].
De los tres convertidores mencionados anteriormente, con los convertidores cuk y
sepic se obtienen mejores resultados en la generación de energía eléctrica [59].
21
En el artículo de investigación realizado en Argentina tiene como finalidad abastecer
de electricidad y agua caliente en zonas donde haya buena insolación y oscilación
térmica mediante paneles fotovoltaicos y térmicos, el cual está construido con una
capa de agua encima del panel solar fotovoltaico de tal manera que reduce la pérdida
de energía eléctrica que se llegó a generar [60]. Se aplicó cuatro paneles solares
fotovoltaicos de la misma marca y modelo agrupados en dos pares (panel térmico PST
y panel solar PSR) [60]. Para la obtención de agua caliente se implementó un tanque
el cual tiene una capacidad máxima de 10 dm3 [60]. Se realizaron ensayos entre el 15
de julio y el 30 de setiembre del 2014, no obstante, las radiaciones solares en esos
meses no fueron óptimas [60]. También se efectuaron ensayos sobre la potencia
fotovoltaica del PST y del PSR registrando los datos con una frecuencia de un minuto
[60]. Para el cálculo térmico del panel se realizaron mediciones de las temperaturas
de entrada y salida de agua del tanque durante el día y la noche con una frecuencia
de un minuto [60]. Como resultado se tiene que en los días soleados en Buenos Aires
es factible alzar la temperatura entre 15 y 20 °C de 130 litros de agua por día por metro
cuadrado de panel, también se demostró que es accesible abastecer electricidad y
agua caliente de forma simultánea [60].
En el trabajo de investigación realizado en México tiene como objetivo estudiar la
viabilidad técnica-económica de un sistema eléctrico que se abastezca solo [61].
El Municipio de Tlayacapan tiene radiación solar alta el cual es atractivo para el
proyecto a realizar [61]. Se analizaron las diferentes calidades de los paneles solares
fotovoltaicos, los diferentes voltajes de trabajo con y sin batería; así como el costo de
inversión, mantenimiento y operación de los paneles fotovoltaicos a elegir [61]. La
radiación solar diaria en México es de 5 kWh
m2día y en Morelos es de 800
W
m2 [61].
22
La vivienda donde se realizará el proyecto tiene un área habitable de 115.73 m2 en el
cual viven cuatro personas, esta vivienda tiene un consumo de energía eléctrica diaria
de 8144.709 Wh, se llegó a la conclusión de que el uso de energía solar es favorable
en el estado de Morales [61].
En el artículo de investigación realizado en África expone un estudio experimental de
un panel solar fotovoltaico, este se refrigera a sí mismo asistiendo al rendimiento de
energía eléctrica, sobre todo en las horas donde mayor calor hace, a la vez evita que
se acumule polvo [62]. Se realizó un estudio experimental con un panel solar
fotovoltaico el cual consta de cuarenta células solares cilíndricas hechas de CIGS
recolectando luz solar a más de 360 ° actuando con radiación solar directa, difusa y
reflejada [62]. El estudio experimental se realizó en tres días consecutivos del mes de
abril, el día 19 se realizó con un panel horizontal para un suelo blanco, el día 20 con
un panel horizontal para un suelo gris y el día 21 con un panel inclinado para un suelo
gris [62]. Las mediciones se realizaron cada media hora [62]. Se tienen resultados de
las medidas tomadas del panel horizontal inclinado para un suelo gris y blanco,
teniendo como ventaja la inclinación ya que recolecta mayor luz solar produciendo
mayor electricidad para el suelo blanco que en el suelo gris [62].
En Colombia se realizó un artículo de investigación e innovación, donde se evaluó y
analizó las propiedades de los nuevos materiales para conseguir una mejor eficacia
en los paneles solares utilizados en redes de telecomunicación e instalaciones
domésticas [63]. Se realizó una comparación entre los materiales que se usan
actualmente en la fabricación de los paneles y los nuevos materiales que se comienzan
a utilizar, se tomó en cuenta los siguientes materiales: panel solar tipo silicio
monocristalino teniendo un valor de 39 437 kWh de energía eléctrica producida
anualmente con un sistema de 36 600 kWpico, panel solar tipo silicio policristalino
teniendo un valor de 40 072 kWh de energía eléctrica producida anualmente con un
sistema de 36 600 kWpico y por ultimo panel solar tipo cobre teniendo un valor de 46
23
883 kWh de energía eléctrica producida anualmente con un sistema de 36 520 kWpico
[63]. Con el siguiente estudio, se obtuvo como resultado que el panel solar hecho de
cobre produce mayor cantidad de electricidad a través del proceso de absorción de
energía fotovoltaica frente a los paneles solares de tipo monocristalino o policristalino
[63].
3.2. En el ámbito nacional
En el trabajo de investigación desarrollado con un método científico y una investigación
aplicada con un nivel de investigación exploratorio, tiene como fin diseñar un sistema
solar fotovoltaico [64]. El autor realizó primero el estudio de campo del lugar siendo
este el Anexo de Tinco el elegido, seguido de la ingeniería del sistema solar
fotovoltaico, es decir, irradiación, dimensionamiento y brillo solar [64]. Se realizaron
cuestionarios para la recolección de datos teniendo como resultado la aprobación por
parte de los pobladores a la implementación de paneles solares ya que les parecía
injusto el precio que pagaban por el servicio de energía eléctrica [64]. Se supo que al
día los pobladores consumen un promedio de 1287 Wh
día [64]. Entonces como resultado
se obtuvo que con un sistema de 500 W de potencia, un inversor de onda de 12 V 600
W, un controlador de carga 20 A, una batería solar descarga profunda 100 Ah puede
suministrar 3000 Wh
día cubriendo con los 1287
Wh
día que los pobladores consumen [64].
El trabajo de investigación tiene como finalidad implementar un regulador de carga
utilizando un microcontrolador PIC 16C711 y una tarjeta de adquisición de datos
aplicado a sistemas convencionales fotovoltaicos [65]. Después de realizar los análisis
y cálculos necesarios se llegó a la conclusión de que el regulador que se quería
implementar cumplió con su función y el nivel de tensión de la batería permaneció
entre los intervalos permitidos siendo estos valores 11 V y 13.5 V [65].
24
También el realizar la lectura de tensión cada minuto a través del tipo de memoria
ROM – EEPROM permite obtener datos con precisión sobre la curva de carga y
descarga de la batería [65].
El trabajo de investigación tiene como fin plantear un proyecto que genere energía
eléctrica de la energía solar con el fin de ahorrar económicamente con lo que respecta
a el consumo de kWh del campamento minero, asimismo ayudar con el cuidado del
medio ambiente [66]. Se supo que en todo el año la radiación solar en el Departamento
de Huancavelica tiene un valor cercano a los 5 kWh, siendo un lugar estable para
recaudar energía solar y transformarla en energía eléctrica, esta información fue
obtenida por Clean Energy Project Analysis Software [66]. Se realizó un cuadro de
consumo de energía mensual por cada zona resultando un valor total de 44 426.448
kWh
mes, la zona que mayor energía eléctrica consume es la zona de las habitaciones con
un valor total de 36 328 kWh
mes con un costo de S/ 0.17 [66]. Mediante un gráfico se pudo
observar que en el campamento minero Comihuasa el 82 % de consumo de energía
eléctrica es por los calefactores y termas eléctricas [66]. Ese 82 % será abastecida con
energía térmica y el 18 % restante será sustituida con energía fotovoltaica [66]. El
proyecto tendrá una duración de 104 días y el costo total del proyecto será de S/. 757
815.52 y en el caso del proyecto de energía solar fotovoltaica tendrá una duración de
180 días con un costo de S/. 1 427 544.92, después de todos los cálculos realizados
se determinó que se necesitan doscientos ochenta y ocho paneles fotovoltaicos,
ochocientos sesenta y cuatro baterías conectadas, treinta y seis reguladores y diez
inversores con un costo total de S/ 1 347 387 y para dicho proyecto se necesitará un
área de 541.93 m3 [66]. Como resultado se obtuvo que dicho proyecto tiene una
eficiencia del 93 % logrando un ahorro anual de consumo de energía eléctrica de S/68
794.18 y a la vez disminuirá las emisiones de CO2 siento este un total de 283.25 tCO2
anual
[66].
25
El trabajo de investigación tiene como objetivo estudiar la factibilidad del uso de
paneles solares fotovoltaicos para generar electricidad para los reflectores de la
segunda cubierta del patio principal, analizando los parámetros óptimos en la
obtención y producción de energía eléctrica cuantificando el flujo de energía necesaria,
en el Callao – La Punta se tiene una energía solar incidente diaria de 3.3 kWh
día con tres
horas de radiación solar [21]. Se tiene como opción 1 la distribución de dos paneles
solares fotovoltaicos por separado para así poder abastecer de energía eléctrica a dos
pasadizos, sistema fotovoltaico “A” que contiene el pasadizo 1 y 2 y el sistema
fotovoltaico “B” contiene a los pasadizos 3 y 4 [21]. Se tuvo como dato una carga total
diaria de 660 Wh
día que sería 55
Ah
día con una corriente pico del sistema de 16.67 A [21].
Como opción 2 se tiene la distribución de cuatro paneles solares fotovoltaicos por
separado de forma centrada con la misma finalidad de la primera opción que es
abastecer de energía eléctrica los cuatro pasadizos que viene a estar formado de la
siguiente manera sistema fotovoltaico “A” pasadizo 3, sistema fotovoltaico “B” pasadizo
2, sistema fotovoltaico “C” pasadizo 1 y por último el sistema fotovoltaico “D” pasadizo
4 [21]. Del sistema fotovoltaico “A” y “B” se tuvo como dato una carga total diaria de
360 Wh
día que sería 30
Ah
día con una corriente pico del sistema de 9.09 y del sistema
fotovoltaico “C” y “D” de tuvo como dato una carga total diaria de 360 Wh
día que sería 25
Ah
día con una corriente pico del sistema de 7.58 A, para la opción 1 se utilizará dos
paneles de tipo monocristalino de 150 Wp y 12 V con un valor total de S/1 800.00 [21].
Para la opción 2 de corriente pico 9.09 A se utilizará dos paneles de tipo monocristalino
de 90 Wp y 12 V con un valor total de S/1 080.00; y para la corriente pico de 7.58 A se
utilizará dos paneles de tipo monocristalino de 90 Wp y 12 V con un valor total de S/1
080.00 [21]. Según la gráfica realizada se determinó que la opción 1 es la más rentable
debido al menor costo [21].
26
Se llegó a la conclusión que el proyecto es factible ya que se ahorraría 1900 Wh
día, es
decir, 41 % de ahorro del sistema de iluminación actual, a la vez se tiene una
disminución de generación de CO2
kWh, disminución de emisiones de GEI [21].
En el trabajo de investigación realizado con una investigación tipo tecnológico con nivel
propositiva, tiene como objetivo decidir el equipamiento de un sistema solar
fotovoltaico para generar energía eléctrica y cubrir con la demanda que los pobladores
requieren y así también contribuir con la reducción de emisiones de GEI [67]. Se
tomarán datos de la población que tienen tarifa BT5BR (151 a 300 kWh) siendo en
total tres mil pobladores [67]. Chimbote tiene una irradiación mensual de 2178.32 kWh
m2 ;
la radiación diaria mínima fue en el mes de julio con un valor de 4.51 kWh
m2 , con ese
valor se determinará el número de paneles necesarios para abarcar con la demanda
de energía eléctrica que los pobladores requieren [67]. Se realizaron cálculos y análisis
del consumo de energía mensual resultando 234 kWh y un consumo diario promedio
de 7.55 kWh [67]. Mediante gráficos se determinó que el sistema solar fotovoltaico de
autoconsumo directo cubrirá con el 43.31 % de energía eléctrica diaria, el resto que es
56.69 % se necesitará de la red pública de la empresa Hidrandina S.A. [67]. Se
determinó que el número de paneles solares para autoconsumo directo serán cuatro
tipo policristalino con conexión serie-paralelo con una potencia 270 Wp, este panel
tiene un costo de 9 209.34 soles
kWp [67]. También se determinó que la cantidad de paneles
solares para autoconsumo con almacenamiento será seis tipos policristalinos con
conexión serie-paralelo con una potencia de 320 Wp, este panel tiene un costo de 11
344.29 soles
kWp [67]. Como resultado se obtuvo un ahorro de costo por energía producida,
siendo 0.315 soles
kWp del sistema de autoconsumo directo y 0.357
soles
kWp del sistema de
autoconsumo con almacenamiento, el costo que actualmente los pobladores de
Chimbote que pertenecen en la tarifa BT5BR pagan es de 0.559 soles
kWp [67].
27
También se llegó a la conclusión que estos dos sistemas contribuyen al cuidado del
medio ambiente reduciendo de GEI CO2, SO2 y NOX [67].
En el trabajo de investigación desarrollado con una investigación descriptiva cuasi-
experimental, se realizó unas encuestas donde se determinó el consumo de energía,
resultando 434 W
día por vivienda, teniendo como base referencial que el consumo es de
300 y 500 W
día según empresas dedicadas al rubro de instalación de paneles solares,
de los seis tipos de colectores propuestos y existentes en el mercado (colector
parabólico compuesto, reflector lineal de Fresnell, reflector de disco parabólico,
colector por campo de heliostato, colector solar Fresnell y por ultimo captador
Rawlemon) resultó elegido el colector solar Fresnell, debido a la fácil instalación, fácil
y rápida obtención de los materiales debido a su comercialidad y demanda económica
siendo accesible para la población local [68].
En el trabajo de investigación desarrollado con una metodología práctica e
investigativa, tiene la finalidad de promover el ahorro de energía eléctrica, propagar el
uso de energía proveniente del sol y fomentar el uso de energía sostenible en zonas
donde no cuenten con energía eléctrica con las respectivas autoridades locales [69].
El prototipo a ejecutar lleva consigo paneles solares el cual cumplirá dos funciones: la
primera es iluminar y por último calentar el agua en un módulo de baño ecológico [69].
Se realizaron mediciones de la potencia solar durante doce días en el horario de 11:00
a.m. a 14:00 p.m., resultando viable la implementación del prototipo en zonas donde
no cuentan con energía eléctrica, teniendo también la opción de introducir termas
solares en partes de la Costa y Selva resultando también viable reduciendo así el
consumo energético [69].
En el trabajo de investigación desarrollado con un tipo de investigación aplicada
experimental, tiene como finalidad estimar la cabida de un panel solar HDPE articulado
para obtener agua temperada [70].
28
Se elaboró una plataforma metálica con dimensiones de 2x2 m con una elevación de
75 °, también se colocó una tubería de HDPE con una longitud de 100 m con 50.70
litros de espacio de almacenamiento de agua [70]. Se evaluó la radiación solar en tres
horarios: el primer horario fue de 06:00 a.m. a 10:00 a.m., el segundo fue de 10:00
a.m. a 13:00 p.m. y finalmente el tercero fue de 13:00 p.m. a 17:00 p.m. tomando
temperaturas diarias de ingreso y salida del agua, se llegó a la conclusión de que se
obtuvo agua templada de manera amable con el medio ambiente dejando de producir
63.5 kg de CO2 y se pudo economizar S/ 44.71 en setiembre del 2016, no obstante en
febrero del 2017 se dejó de producir 46.6 kg de CO2 y se economizó S/ 34.40 [70].
En el trabajo de investigación desarrollado con una investigación aplicada, descriptiva
y explicativa, se desea realizar un dimensionamiento de un sistema eléctrico
fotovoltaico indagando como primera fase el cambio de energía solar a eléctrica
mediante celdas solares y analizando el funcionamiento de sistemas fotovoltaicos
autónomos [71]. Se determinó el consumo de energía diaria de dicho caserío teniendo
como resultado un valor de 13.98 kWh
día [71]. También se tomó el nivel más bajo de
radiación solar resultando un valor de 4.61 kWh
m2 día [71]. El sistema eléctrico
fotovoltaico está conformado por treinta y dos paneles solares fotovoltaicos (cada uno
con potencia de 140 Wpico), también consta de veinte baterías las cuales se
encargarán de acumular toda la energía solar, finalmente un regulador de carga y un
inversor [71]. Este sistema eléctrico fotovoltaico tiene un costo de S/195 281.85 [71].
El trabajo de investigación tiene como finalidad estudiar las circunstancias
climatológicas y geográficas efectuando los cálculos para el diseño del sistema
determinando la cantidad de energía eléctrica necesaria para abastecer los hogares
del distrito de Sanagoran [72]. El distrito de Sanagoran cuenta con una irradiación solar
mínima mensual anual de 4.81 kWh
m2día [72].
29
Mediante la observación y la encuesta se determinó el consumo promedio de energía
eléctrica en la viviendas cuyo valor es de 25 – 30 kWh
mes, no obstante, hay hogares que
aún no cuentan con el servicio de electricidad, entonces se determinó que el consumo
diario total sería de 0.81 kWh
día [72]. Se llegó a la conclusión de que las circunstancias
climatológicas fueron las adecuadas para poder implementar el sistema solar
fotovoltaico determinando una cantidad de cuatro paneles policristalinos de 170 Wp,
dos baterías con capacidad de 150 Ah – 12 V [72].
En el trabajo de investigación realizado con una investigación aplicada no experimental
tiene como finalidad evaluar la demanda de energía eléctrica de los treinta y siete
hogares del Centro Poblado La Calerita estudiando la radiación solar del lugar para
poder instalar los paneles solares fotovoltaicos y saber el costo del kWh que se utilizará
[15]. Mediante una encuesta se determinó el consumo siendo de 31.82 kWh
día [15]. En el
mes de febrero fue el mes con radiación más baja con un valor de 4.47 kWh
m2 día [15].
Con el valor obtenido de consumo de energía eléctrica se determinó que serán los
treinta y cinco paneles tipo policristalino con potencia de 300 Wp y 12 V, los necesarios
para cubrir con la demanda, estos paneles estarán conectados en paralelo; a la vez se
necesitará cinco reguladores de carga de 70 A y una corriente de salida de 80 A,
setenta y tres baterías de 12 V, dos inversores de 4.0 kW y finalmente una potencia
nominal de 4000 W [15]. Por lo tanto, la inversión inicial para el proyecto será de S/ 22
229.25 con una duración de 20 años, con un costo de S/ 500 al mes durante 20 años
por el mantenimiento [15].
El trabajo de investigación tiene como finalidad determinar la potencia eléctrica y las
horas de utilización para el sistema de alumbrado del hostal Lancelot realizando su
respectivo presupuesto [73]. El hostal cuenta con ciento treinta y ocho lámparas con
una potencia de 18 W, resultando un consumo de 17.39 kWh
día [73].
30
Mediante cálculos se determinó que la potencia de la carga es 3.89 kW y la potencia
del generador es de 6.48 kW [73]. Con dichos cálculos se determinó que se necesitan
veinticuatro paneles policristalinos de 320 Wp, dos controladores, veinticuatro baterías,
un inversor de corriente, así como la estructura y accesorios necesarios resultando un
costo de S/ 119 600.00 a ese monto se le deben sumar otros gastos adicionales como
transporte de materiales, montaje electromecánico, entre otros resultando una
inversión total de S/ 146 382.30 para el sistema fotovoltaico [73]. Con una tasa efectiva
anual del 17.52 % y una proyección de 20 años se tiene un VAN de S/ -162 481.48
resultando ser un proyecto no rentable para el hostal [73].
3.3. En el ámbito local
En el trabajo de investigación, se menciona tres propuestas de sistema de transporte
público eléctrico, la primera propuesta es el tren ligero, la segunda es el trolebús o bus
y por último el monorriel [74]. Se realizó distintos estudios de cada una de las
propuestas como por ejemplo las ventajas y desventajas, beneficios, la ventaja de la
utilización de energías renovables, análisis de factibilidad técnica, entre otros [74].
Después de los estudios realizados, se optó por la propuesta del sistema de transporte
eléctrico monorriel, teniendo en cuenta que el precio del pasaje seria de S/ 2.00 siendo
un precio accesible para los Arequipeños y/o extranjeros [74]. Este sistema de
transporte eléctrico atravesaría tres distritos de la ciudad de Arequipa siendo los
siguientes: Paucarpata, Cerro Colorado y José Luis Bustamante y Rivero,
garantizando un recorrido de ida y vuelta para más de treinta mil pasajeros [74].
31
CAPÍTULO 4
4.
MARCO METODOLÓGICO
4.1. Metodología de la investigación
El método de investigación se desarrollará en 3 etapas
La primera etapa consta en evaluar la demanda actual de consumo de energía
eléctrica de un complejo deportivo, mediante la adquisición de datos en un archivo
CSV. Estos datos se obtuvieron mediante a los siguientes instrumentos: multímetro,
piranómetro, amperímetro y por último una tarjeta microSD para almacenar la
información.
La segunda etapa consta en diseñar y simular el sistema fotovoltaico para el
complejo deportivo, donde se calculará la cantidad de paneles solares fotovoltaicos
que se requieren para cubrir con la demanda de energía eléctrica existente.
La tercera etapa consta en determinar los costos del sistema fotovoltaico para el
complejo deportivo, para ello se realizó el cálculo de inversión, costos y gasto
operativos con proyecto y sin proyecto, periodo de recuperación, VAN y TIR.
4.2. Diseño de la investigación
El presente trabajo de investigación tiene un diseño no experimental.
32
4.3. Tipo de investigación
El presente trabajo de investigación según la finalidad es aplicado, según la dimensión
es descriptivo y según el paradigma de investigación es cuantitativo.
4.4. Técnica
Las técnicas realizadas para el presente trabajo de investigación fue la medición,
gráficos de análisis mediante Excel y revisión bibliográfica, donde se obtendrán datos
y gráficas del consumo de energía eléctrica de un complejo deportivo e información de
estudios previos los cuales sean similares al presente, respectivamente.
4.5. Instrumentos
Para el presente trabajo de investigación se utilizó el amperímetro el cual nos ayudó a
medir la intensidad de una corriente eléctrica, piranómetro el cual ayudó a medir la
radiación solar de manera precisa y por último el multímetro el cual nos ayudó a medir
la corriente, tensión y potencia.
Figura 6. Piranómetro.
Fuente: Laboratorio de energías renovables UTP.
33
Figura 7. Amperímetro.
Fuente: Laboratorio de energías renovables UTP.
Figura 8. Multímetro.
Fuente: Laboratorio de energías renovables UTP.
4.6. Variables
4.6.1. Variable dependiente
Costo de energía eléctrica.
4.6.2. Variable independiente
Sistema solar fotovoltaico.
34
4.7. Operacionalización de variables
Tabla 3. Operacionalización de variables.
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES SUB-
INDICADORES
Consumo de energía eléctrica.
Variable dependiente.
Energía eléctrica.
Medición. kWh
Costo por consumo. soles
kWh
Sistema solar fotovoltaico.
Variable independiente.
Energía solar.
Radiación solar. W
m2
Potencia fotovoltaica.
W
Características del sistema solar
fotovoltaico.
Rendimiento: Tiempo de uso.
Horas (h)
Número de paneles solares.
Unidades
Costo. Soles (S/.)
Factores económicos.
VAN.
TIR.
Tasa de interés mínima.
Fuente: Autoría propia.
35
CAPÍTULO 5
5.
DESARROLLO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
5.1. Recopilación, procesamiento y análisis de la información
Gráfico 1. Demanda del consumo de energía eléctrica de un complejo deportivo.
Fuente: Autoría propia.
36
Gráfico 2. Demanda del consumo de energía eléctrica del día 2/06/2018.
Fuente: Autoría propia.
En el Gráfico 1 se observa la demanda del consumo de energía eléctrica en kWh de
un complejo deportivo del mes de junio del año 2018 y en el Gráfico 2 se tiene datos
del día 2 del mismo mes y año.
Los trabajadores al término del tercer turno usan el gimnasio ubicado en el complejo,
por ende, a partir de las 18:00 horas hasta la medianoche se tiene una alta demanda
de consumo de energía eléctrica.
Para el presente trabajo de investigación se seleccionó la demanda total del día 2 de
junio del 2018, siendo este el valor de 523.3 W. A las 06:30 a.m. se tiene una demanda
de 17.4 kWh, siendo este valor el más alto del día y a las 17:00 p.m. se tiene una
demanda de 2.4 kWh siendo este el valor más bajo del día, resultando un valor
promedio de 10.9 kWh
día.
37
Gráfico 3. Potencias.
Fuente: Autoría propia.
En el Gráfico 3 se tiene la potencia abastecida, la potencia no abastecida y la potencia
desperdiciada para obtener el punto donde la energía abastecida tenga una gradiente
superior. Para poder determinar la máxima potencia, se realizó la simulación con
distintas potencias instaladas de 10 a 100 kW, donde el mayor punto de energía
abastecida y la menor cantidad de potencia desperdiciada, es el punto óptimo del
diseño.
38
Gráfico 4. Diferencia de ángulos en grados de la potencia abastecida.
Fuente: Autoría propia.
En el Gráfico 4 se calculó la gradiente de cada una de estas propuestas con un
intervalo de 10 kW de potencia instalada con las diferentes variaciones que tiene la
energía abastecida, obteniendo así, el crecimiento en cada punto.
Para hallar dichos ángulos se realizaron los siguientes cálculos en una tabla de Excel:
Primero se calcularon los datos de potencia abastecida y los valores de las
potencias instaladas.
Paso seguido, se halló la pendiente con la siguiente formula:
pendiente =y2 − y1
x2 − x1
Finalmente, se halló el ángulo en grados utilizando la siguiente función en Excel.
=grados(atan(pendiente))
Entonces se observó que en el rango de 40 a 50 kW de potencia instalada se encuentra
el valor óptimo para el diseño del sistema fotovoltaico para el complejo deportivo, por
ello se filtraron estos datos para visualizar de mejor forma las gradientes como se
presenta en el Gráfico 5.
39
Gráfico 5. Diferencia de ángulos en grados de la potencia abastecida.
Fuente: Autoría propia.
En el Gráfico 5 se filtraron los datos que se encuentran en el rango de 40 a 50 kW de
potencia instalada con un intervalo de 1 kW, en donde se supo que valor óptimo es 46
kW de potencia instalada, abasteciendo 6624.5 kW.
40
Teniendo los datos de cotización en la Figura 10, se procedió a calcular los costos y
gastos operativos con proyecto.
Mantenimiento anual y monitoreo (tres primeros años) = S/ 6 000.02
Demanda de energía no abastecida durante un año = S/ 17 687.00
Luego, se calcularon los costos y gastos operativos sin proyecto.
Demanda de consumo de energía eléctrica = S/ 99 356.00
En ambos casos, costos y gastos operativos con y sin proyecto, se realizó una
proyección de hasta 15 años con un crecimiento de 2 %, debido a la inflación propia
de la economía del país.
Antes de obtener los valores de VAN y TIR, se tuvo que calcular los siguientes
indicadores utilizando las siguientes fórmulas.
Egresos operativos
=(costos y gastos op. con proyecto – costos y gastos op. sin proyecto)
Módulo de operación
=(ingresos – egresos operativos)
Flujo de caja nominal
=(inversión + módulo de operación)
Flujo de caja acumulado
Para el año 1 es el mismo valor que se obtuvo en el flujo de caja nominal, para el
año 2 se aplica la siguiente formula.
=(Flujo de caja acumulado año 1 + caja nominal año 2)
Teniendo en cuenta estos valores se halló VAN y TIR, con una tasa de interés mínima
del 15 %. [75]
41
VAN
VAN = INV0 + ∑Ft
(1 + r)t
n
i=1
INV0 – Inversión inicial.
𝐹t – Flujo futuro.
R = Tasa de retorno.
VAN ≥ 0, el proyecto resulta rentable.
VAN < 0, el proyecto no resulta rentable.
TIR
TIR = r %
Gráfico 6. Costos del complejo deportivo con y sin proyecto.
Fuente: Autoría propia.
VAN S/ 948 075.00 y TIR 44 %. Se tiene un periodo de recuperación de 3 años.
A partir del año 4 se tiene una ganancia de S/ 50 000.00.
42
5.2. Presentación de resultados
Los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación son:
La demanda actual de consumo de energía eléctrica del complejo deportivo es de
171 296.4706 kWh
año resultando un costo de S/ 99 351.95. La alta demanda nocturna
se da porque en las noches los trabajadores al terminar su jornada laboral ingresan
al gimnasio que se encuentra dentro del complejo deportivo.
Para el diseño del sistema fotovoltaico para el complejo deportivo, se necesitarán
152 paneles solares fotovoltaicos 345 Wp los cuáles se utilizarán desde las 06:30
a.m. hasta las 17:00 p.m. abasteciendo la mayor demanda de consumo de energía
eléctrica que se da entre esas horas. Dicho sistema fotovoltaico tiene una vida útil
>25 años.
El costo del sistema fotovoltaico para el complejo deportivo resulta un total de S/260
570.69. A partir del cuarto año la empresa empieza a generar ganancia de S/ 50
000.00, es decir, para el tercer año ya terminan de pagar la implementación del
sistema fotovoltaico.
43
CAPÍTULO 6
6.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6.1. Discusión, evaluación e interpretación de resultados
En el trabajo de investigación con su estudio realizado ahorran 1900 Wh
día que viene
a ser 41 % de ahorro con respecto al consumo diario del sistema de iluminación
inicial que es de 360 Wh
día. El costo de reemplazo para un periodo aproximado de 30
años es de S/ 16 345.84 con un retorno de inversión al año 28, obteniendo
ganancias a partir de ese año y los dos siguientes con un monto de S/ 2229.74
resultando no rentable el proyecto [21]. En el presente trabajo de investigación se
tiene una inversión total de S/ 260 570.69 el cual al cuarto año se genera una
ganancia de aproximadamente S/ 50 000.00. Con el estudio realizado, dicho
sistema abastece 5845 kWh
mes que es casi el 70 %.
En el trabajo realizado se dimensionó el sistema fotovoltaico para el alumbrado en
el hostal Lancelot ubicado en Chiclayo, el cual está compuesto por treinta y dos
módulos fotovoltaicos de 210 Wp, veinticuatro baterías de acumuladores 503 Ah,
dos reguladores de carga MPPT 150/70 y un inversor 48/5000-230 , brindando una
potencia instalada de 6.48 kWp para abastecer una demanda de energía eléctrica
de 17.39 kWh
día [73].
44
En el presente trabajo de investigación se diseñó el sistema solar fotovoltaico el
cual está compuesto por ciento cincuenta y dos paneles policristalino 345 Wp 24Vdc
marca INTIPOWER, dos inversores de Red ECO 25.0-3 (380v 3~ 60Hz) marca
FRONIUS, un smart meter 50KA – 3 marca FRONIUS, un data manager 2.0 WLAN
marca FRONIUS y estructura metálica para los paneles dando una producción
diaria de 340.86 kWh
día para abastecer una demanda de 14 274.71
kWh
día. Dicho sistema
fotovoltaico tiene una vida útil >25 años.
En el trabajo realizado se determinaron los costos del sistema fotovoltaico para el
alumbrado en el hostal Lancelot ubicado en Chiclayo el cual tiene un presupuesto
total de S/ 146 382.30 con una tasa efectiva de 17.52 % se tiene un VAN de S/ -162
481.48 [73]. En el presente trabajo de investigación se determinaron los costos del
sistema fotovoltaico para el complejo deportivo resultado un presupuesto total de S/
260 570.69 incluido IGV con una tasa efectiva del 15 % se tiene un VAN de S/ 948
075.00 y un TIR de 44 %.
6.2. Trabajos futuros
A partir del presente trabajo de investigación se recomienda evaluar la rentabilidad de
adicionar fuentes de almacenamiento para cubrir con una mayor demanda de energía
eléctrica del complejo deportivo y reducir el índice de energía desperdiciada.
45
CONCLUSIONES
Se determinó la evaluación técnica y económica de la aplicación de paneles solares
fotovoltaicos para un complejo deportivo para generar energía eléctrica resultando un
total de S/ 260 570.69 incluido IGV.
Se determinó la demanda actual de consumo de energía eléctrica de un complejo
deportivo, obteniendo una energía de 171 296.4706 kWh
año.
Se dimensiono el sistema fotovoltaico para el complejo deportivo el cual está compuesto
por ciento cincuenta y dos paneles policristalino 345 Wp 24Vdc marca INTIPOWER, dos
inversores de Red ECO 25.0-3 (380v 3~ 60Hz) marca FRONIUS, un smart meter 50KA
– 3 marca FRONIUS, un data manager 2.0 WLAN marca FRONIUS y estructura metálica
para los paneles. Dando una producción diaria de 340.86 kWh
día. Dicho sistema fotovoltaico
tiene una vida útil >25 años.
Se determinaron los costos del sistema fotovoltaico para el complejo deportivo,
resultando un presupuesto total de S/ 260 570.69 incluido IGV con una tasa de interés
mínima de 15 % se tiene un VAN de S/ 948 075.00 y un TIR de 44 %.
46
GLOSARIO TÉCNICO
1. VAN: Valor actual neto.
2. TIR: Tasa interna de retorno.
3. ECPA: Alianza de Energía y Clima de las Américas.
4. EESL: Energy Efficiency Services Limited (Servicios de eficiencia energética limitados).
5. SEIN: Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.
6. Gt: Gigatoneladas.
7. IEA: International Energy Agency (Agencia Internacional de Energía).
8. CIA: Central Intelligence Agency (Agencia Central de Inteligencia).
9. Rpm: Revolución por minuto.
10. HF: Fluoruro de hidrógeno.
11. GCPVS: Protection of grid connected photovoltaic systems (Protección de sistemas
fotovoltaicos conectados a la red).
12. CC: Corriente continua.
13. ACS: Agua caliente sanitaria.
14. MJ: MegaJoule.
15. SST: Sistema solar térmico.
16. NASA: National Aeronautics and Space Administration (Administración Nacional de
Aeronáutica y del Espacio).
17. Kw: Kilovatio.
18. MW: Megawatts.
19. PST: Panel solar termodinámico.
20. PSR: Panel solar de referencia.
21. CIGS: Copper indium gallium selenid (Cobre, indio, galio y selenio).
22. EEPROM: Electrically erasable programmable read-only memory (Memoria
eléctricamente programable y borrable – solo lectura).
23. GEI: Gases de efecto invernadero.
47
24. HDPE: High density polyethylene (Polietileno de alta densidad).
25. IRENA: Agencia Internacional de Energías Renovables.
26. UNSD: División de Estadística de las Naciones Unidas.
27. OMS: Organización Mundial de la Salud.
28. SIN: Sistema interconectado nacional.
29. SNT: Sistema nacional de transmisión.
30. CNDC: Centro Nacional de Despacho de Carga.
31. WWEA: World Wind Energy Association.
32. SFA: Sistemas fotovoltaicos autónomos.
33. SFCR: Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica.
34. VAR: Voltiamperio reactivo.
35. CSV: Comma-Separated Values (Valores Separados por Coma).
48
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[68] J. R. Facho Valdivieso y R. C. Vidal Alvarado, «Diseño de un panel solar de autoposicionamiento con accesorio colector para vivienda familiar en el caserío Pañalá – Morrope,» Pimentel, 2019.
[69] I. Y. Piriz Sagahon, «Energía solar térmica y fotovoltaica aislada para pequeñas comunidades en Perú,» Barcelona, 2013.
[70] D. E. Cóndor Sánchez, «Evaluación del panel solar con HDPE articulado para la obtención de agua temperada de uso doméstico en la ciudad de Huaraz – 2016,» Huaraz, 2018.
[71] A. J. Céspedes Guevara, «Dimensionamiento de un sistema eléctrico fotovoltaico para el caserío Chorro Blanco ubicado en el distrito de San Andrés de Cutervo provincia de Cutervo departamento de Cajamarca,» Lambayeque, 2018.
[72] J. H. Méndez Marquina, «Diseño de un sistema fotovoltaico estándar para alimentación con energía eléctrica a viviendas en el distrito de Sanagoran – Sánchez Carrión – 2017,» Trujillo, 2017.
[73] J. C. Cieza Coronado, «Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico para las instalaciones eléctricas de alumbrado en el hostal Lancelot ubicado en Chiclayo - Chiclayo - Lambayeque,» 2017.
[74] V. H. Cardenas Pinto, «Propuesta técnica y económica para un sistema de transporte público en la ciudad de Arequipa con energía solar,» Arequipa, 2018.
[75] Banco Central de Reserva del Perú, «Banco Central de Reserva del Perú,» 24 01 2019. [En línea]. Available: http://www.bcrp.gob.pe/docs/Publicaciones/Notas-Estudios/2019/nota-de-estudios-07-2019.pdf. [Último acceso: 15 06 2019].
54
ANEXO 1: Presupuesto del sistema fotovoltaico
Figura 9. Presupuesto del sistema fotovoltaico.
Fuente: Energía Innovadora.
55
Figura 10. Presupuesto del sistema fotovoltaico.
Fuente: Energía Innovadora.
56
Figura 11. Presupuesto del sistema fotovoltaico
Fuente: Energía Innovadora.
57
ANEXO 2: Carta de confidencialidad
Figura 12. Carta de confidencialidad.
58
Fuente: Área de Investigación.
59
ANEXO 3: Adquisición de datos
Dentro de la recopilación de datos se necesitó la información de:
Tabla 4. Adquisición de datos.
NOMBRE DE COLUMNA UNIDADES
Dt [min] Minutos
Dt [día] Días
Dt [mes] Meses
Radiación solar kW
m2
Irradiancia kW
m2
Potencia Solar W
Energía Solar kW
Demanda kW
Demanda en horas sol kW
Potencia abastecida kW
Potencia no abastecida kW
Potencia desperdiciada kW
Energía abastecida kWh
Energía no abastecida kWh
Energía desperdiciada kWh
Fuente: Autoría propia.
60
Figura 13. Adquisición de datos.
Fuente: Autoría propia.