FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACIONTITULO

SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA AL CASERIO DE PALO BLANCO MOTUPE LAMBAYEQUE A PARTIR DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Autor(es) Amaya Colmenares Rubn Daro

Hernndez Becerra Thala

Inoan Champoan Roberto Ortiz Ramrez Mariel Padilla Cueva Martha Alexandra

ASESOR

LOPEZ MESONES ELEAZAR MARIO

LINEA DE INVESTIGACION

Chiclayo Per2015ESQUEMA DE PROYECTO DE INVESTIGACION

DATOS INFORMATIVOS:

1.1. ttulo del proyecto de investigacin:

Suministro de energia electrica al caserio de palo blanco -- Motupe Lambayeque a partir de energia solar fotovoltaica (2015)

1.2. Personal de investigacin:

1.2.1 Autor: Amaya Colmenares Rubn Daro

Hernndez Becerra Thala

Inoan Champoan Roberto Ortiz Ramrez Mariel Padilla Cueva Martha Alexandra 1.3. Resumen: El presente trabajo de investigacin es de gran importancia para el casero palo blanco ya que gracias a esto podr tener por primera vez un suministro de energa elctrica atravez de paneles solares; al ver las necesidades de este casero y el abandono de sus autoridades nos vemos en la necesidad de apoyar como estudiantes de ingeniera civil que somos; en resumen encontramos el casero de palo blanco con una total falta de suministros elctricos, esto son de vital importancia para los habitantes dentro de su propio bienestar ya que gracias a la electricidad llega el desarrollo a su caserio. La propuesta que damos es la ms acertada que por aspectos geogrficos y medio ambiente nos son favorables para utilizar la energa solar, dentro del casero existe una institucin educativa la cual es nuestra prioridad para abastecer de suministro elctrico ya que con ello llegara la tecnologa a los estudiantes y generar progreso. La utilizacin de estos paneles nos da un sistema lejos de contaminacin medio ambiental pensando en un futuro saludable y rentable para el casero. En este informe damos a conocer los materiales que usaremos para poder lograr nuestro objetivo dando el apoyo tcnico total a dicha poblacin.

Abstract:

This research work is of great importance to the White House since this may have for the first time a supply of electrical energy through solar panels; to see the needs of this village and the abandonment of its authorities we are in need of support as students of civil engineering that we are; In short, we find the Palo Blanco hamlet with a total lack of electrical supplies, this are of vital importance for residents within their own well-being since thanks to electricity development to his farmhouse. the proposal which is the is the most successful that geographical and environment we are favorable to use solar energy, within the village there is an educational institution which is our priority to provide power supply since this came technology students and generate progress. The use of these panels gives us a system away from cont.

I. INTRODUCCIONActualmente las personas en menor proporcin dudan de la importancia de la electricidad como elemento bsico para el desarrollo humano pero realmente este servicio puede brindar oportunidades en el desarrollo industrial de todos los pases, parte importante del desarrollo social y elemento esencial para el desarrollo tecnolgico. Es imposible para nuestra forma de vida actual sobrevivir sin electricidad; pues por obvio que resulte la energa elctrica est presente casi en todas partes (fbricas, oficinas, seguridad, entretenimiento, iluminacin, etc.), nos damos cuenta de ello slo cuando carecemos del servicio, no reflexionamos sobre su importancia.

En las dos ltimas dcadas la demanda de energa en el Per ha aumentado en forma sostenida como consecuencia del crecimiento econmico; Frente a estas mayores necesidades en el mbito mundial el fenmeno del calentamiento global ha llevado a buscar nuevas alternativas para mantener un desarrollo sostenido y a la vez cuidar el medio ambiente. La luz un servicio bsico tan comn para los que vivimos en la ciudad pero todava no puede ser disfrutada por siete millones de peruanos segn cifras del Ministerio de Energa y Minas (MEM) y las empresas privadas de electricidad. La zona ms afectada es el rea rural ya que un 68% de la poblacin de este sector no cuenta con suministro elctrico; Ello por un lado debido al desinters de las empresas elctricas privadas para desarrollar la cobertura de estas zonas y por otro a la poca prioridad que el Estado muestra respecto al tema.

Palo blanco es un casero costeo, su topografa no es accidentad se ubica en el departamento de Lambayeque Distrito Motupe (Este centro poblado a la fecha no cuenta con ningn tipo de servicio). La poblacin se abastece de agua de una noria artesanal en el centro de salud ms cercano el cual se ubica en el distrito de Motupe; El servicio de energa elctrica no existe estando el probable punto de alimentacin a 4km no existe una cabina publica de telfono, Se dice que este casero esta en plena pobreza que no tiene ni los servicios necesarios para las personas.1.1 Formulacin del problema:

Cules son las necesidades sociales y culturales que existen en el casero de Palo blanco?1.2 Justificacin e importancia de la investigacin:

1.3 Objetivos:

1.3.1 Objetivo general:

Suministrar de energa elctrica al casero de Palo blanco a partir de la generacin de energa solar fotovoltaica.

1.3.2 Objetivos especficos:

a) Generar, transmitir y distribuir electricidad en los diferentes puntos del proyecto para abastecer la demanda energtica del casero de Palo blanco.b) Aportar a la mejora de la calidad de vida del poblador del casero Palo blanco y su consecuente desarrollo social.

1.4 Justificacin e importancia de la investigacin:La gran importancia del proyecto es de generar corriente elctrica a travs de la energa renovable quedando como nicos beneficiarios los pobladores del casero de palo blanco mejorando as el estilo de vida de todos los pobladores logrando as el desarrollo social y cultural del mismo casero Pero pese al avance logrado contamos con una electrificacin a nivel nacional de 75% esto es muy poco si nos comparamos en el mbito sudamericano: Per est en el penltimo lugar en cuanto a electrificacin, slo despus de Bolivia.

Por tanto es imprescindible para vivir en una sociedad justa y que dignifique a la mayora o total de la poblacin del Per debe contar con los servicios bsicos que le sean favorables para su desarrollo, personal familiar, local y como sociedad en su colectivo.1.5 Hiptesis: La Generacin de energa elctrica a partir de la energa solar fotovoltaica, adecuando los dispositivos a usar para satisfacer las necesidades bsicas de electricidad para mejorar las condiciones de vida del poblador del casero Palo Blanco.II. MATERIALES Y METODOS2.1 Elementos elctricos a utilizar en el proyecto: Generador: Es el componente fundamental de la instalacin. Consiste en un conjunto de paneles fotovoltaicos, o de aerogeneradores, o una mezcla de ambos, que captan la sol, o del viento, y la transforman en corriente continua a baja tensin (12 24 V habitualmente).

Acumulador: La energa elctrica producida por los paneles solares o por el aerogenerador puede seguir dos caminos: consumirse en el momento o acumularse. Para poder disponer de esta energa fuera de las horas de luz o das sin viento, es necesario instalar acumuladores, cuya misin es almacenar la energa producida por el generador y mantener razonablemente constante el voltaje de la instalacin.

Cuarto de acumuladores En una instalacin de 200 kW

El sistema de acumulacin consiste en un juego de elementos en batera, generalmente de plomo-cido, cada uno de los cuales produce una tensin de 2 Voltios. Esto quiere decir que para una instalacin a 12 Voltios, se necesitar una batera compuesta por 6 vasos, puestos en serie; mientras que si es de 24 Voltios, la batera tendr 12 vasos en serie.

La cantidad de energa que es capaz de almacenar una batera depende de su capacidad, que se mide en Amperios hora (Por ejemplo: suponiendo un rendimiento del 100% y una descarga total una batera de 100 Ah puede suministrar 1 Amperio durante 100 horas 2 Amperios durante 50 horas, 5 Amperios durante 20 horas).

El nmero de das que la batera puede mantener el consumo de la instalacin (nmero de das de autonoma) depender por tanto de su capacidad: cuantos ms Amperios hora pueda almacenar, mayor nmero de das. Por tanto, habr que dimensionar la batera de forma que, sin ser excesivamente costosa, pueda mantener los consumos durante los das de autonoma deseados.

Regulador de carga: El sistema de regulacin tiene bsicamente tres funciones:

Evitar sobrecargas a la batera, que puedan producir daos irreversibles en la misma. Impedir la descarga de la batera a travs de los paneles en los perodos sin luz.

El regulador es uno de los elementos ms importantes de un sistema solar fotovoltaico, ya que de su correcto funcionamiento depende totalmente la vida de la batera.

Asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de mxima eficiencia.

Regulador digital fabricado por SOLNER en versin OEM2.2 Equipos de iluminacin:

Los equipos de iluminacin han de ser de elevado rendimiento y bajo consumo: lmparas electrnicas, fluorescentes, lmparas de vapor de sodio, etc. Adems, soportan mejor que una lmpara de incandescencia las variaciones en la tensin continua de alimentacin (una variacin de la tensin del 20% en una lmpara de incandescencia puede destruirla, mientras que los equipos fluorescentes soportan estas variaciones).

Lmpara electrnica de alto rendimiento (SOLNER)2.3 Electrodomsticos: Los electrodomsticos han de ser de bajo consumo, especialmente los que funcionan muchas horas como los frigorficos. En la imagen se observan tres frigorficos especialmente diseados para ahorro energtico.

Inversor:

La mayora de los electrodomsticos convencionales necesitan, para funcionar, corriente alterna a 220 V, y 50 Hz de frecuencia. Para poder disponer de este tipo de corriente, hay que aadir a la instalacin un inversor CC/CA (de corriente continua a alterna), que transforma la corriente continua, a 12 24 V, producida por la batera, en corriente alterna, a 220 V y 50 Hz de frecuencia.

El tipo de inversor a emplear depende de la aplicacin que se le vaya a dar. As por ejemplo, si se desea CA nicamente para dar energa a un televisor o un ordenador, y algn aparato elctrico pequeo, se puede utilizar un inversor de onda cuadrada o senoidal modificada. Pero si se trata de dar energa a electrodomsticos tales como una lavadora, un frigorfico, o algn motor de CA, que necesitan para su correcto funcionamiento una fuente con salida en forma de onda senoidal, entonces es preciso utilizar inversores de onda senoidal.

Inversor senoidal SOLNER2.4 Impacto ambientad del panel solar:Garantizar el suministro de energa elctrica a la poblacin rural, con calidad y en forma sostenible, con el menor costo posible y el menor efecto nocivo sobre el medio ambiente, considerando, en especial, el uso de energas renovables como alternativa.

Atributos esenciales: Se debe asegurar la participacin e identificacin de la poblacin beneficiada.

El ente rector debe ser el Estado.

Debe existir un marco legal y un marco normativo.

Se debe asegurar la calidad de los equipos instalados, disponiendo de especificaciones tcnicas.

Debe haber un estudio previo que considere alternativas tecnolgicas.

Debe haber capacitacin a todo nivel, incluyendo usuarios, ente suministrador, etc.

Debe haber participacin del sector privado en la implementacin de los proyectos.

Debe haber una organizacin estructurada para manejar la implementacin de los proyectos.

Debe haber un sistema de informacin sobre todos los proyectos de energas nuevas y renovables.

Debe haber una convocatoria amplia y presencia de todos los actores involucrados.

Debe haber un mecanismo de transicin para facilitar el financiamiento.Impacto socio econmico:A mayor escala, la corriente elctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red, operacin que es muy rentable econmicamente pero que precisa todava de subvenciones para una mayor viabilidad".

Bueno, eso es completamente falso. Precisamente porque esa operacin no es rentable en absoluto, el estado actualmente garantiza por 25 aos la compra de la energa obtenida a nada menos que un 500% del precio de mercado.

La energa fotovoltaica tiene utilidad en lugares donde la red elctrica no est disponible (selvas, desiertos, calculadoras de bolsillo, satlites...) pero a escala global est muy lejos, si es que alguna vez lo consigue, de constituir una alternativa viable.

Variables:

VARIABLESINDICADORES

Luz solar Luxes

VARIABLESINDICADORES

Energa elctricaKWh

VARIABLESINDICADORES

Energa elctricaNuevos Soles

III. MARCO METODOLGICO

3.1 Diseo de contrastacin de la hiptesis:

El proyecto considera la ejecucin de todas las obras necesarias, e instalar los equipamientos que se requieren, para llevar a cabo la captacin de energa solar, transformarla, generar y transmitir energa elctrica o almacenarla hasta el punto de suministro elctrico, y posteriormente distribuir energa elctrica mediante redes en el casero de Palo Blanco.Paralelamente el Proyecto considera la creacin de un comit local, que se encargue en el futuro de las siguientes funciones: 1.- Uso, manejo y mantenimiento del Sistema.

2. Administracin de cuotas y obligaciones.

3.- Instruccin permanente a los usuarios acerca del servicio y precauciones a tomar en cuanto al consumo de energa elctrica, precauciones, etc.

Sern considerados a tal efecto, un programa de sensibilizacin previa a la poblacin, una capacitacin por ejes temticos a los usuarios en general y al comit en particular.El Proyecto considera tambin un seguimiento y asistencia en lo referente a todos los apartados anteriores, durante el transcurso de un ao como mnimo, con visitas e informes trimestrales.3.2 Descripcin del proyecto3.2.1 Captacin de energa solar:Se utilizara la energa solar a travs de la captacin sobre mdulos acondicionados como soporte para paneles solares.

Para ello, se considera instalar los paneles en lugares que tengan total acceso a la iluminacin solar, para evitar sombras que produzcan fluctuaciones en la generacin de energa elctrica y ubicndolos a una altura mnima correspondiente de 1.80 m para evitar posible manipulacin por parte de nios de la localidad protegiendo la instalacin y la poblacin infantil. 3.2.2 Panel Solar:Cada mdulo con los paneles solares sern ubicados de tal manera que se aproveche la mayor eficiencia que garantice la cobertura mnima de electricidad por vivienda teniendo en cuenta los equipos que se utilizaran.

Las caractersticas del panel solar son las siguientes:

MEDIDAS: 150 x 90 x 17 mm

POTENCIA MX. 0,63 W

TENSION NOMINAL: 6 V

TENSIN VOC 9 V

TENSIN DE PICO 8,5 V Se aplica con gran xito en todas las instalaciones a la intemperie que precisan pequeas potencias de alimentacin, incluyendo las aplicaciones de carga lenta de bateras y recarga de bateras de plomo. Los modelos incorporan un diodo de bloqueo que protege la descarga de la batera a travs de la clula cuando no hay insolacin. Estos mdulos son adecuados tanto para aplicaciones estacionarias como semi-porttiles, tales como ventiladores, iluminacin, exteriores, equipos de comunicaciones etc.Caractersticas: Impermeable al agua Carcasa anti corrosiva Resistente a inclemencias meteorolgicas Diodo interno protector de la batera Extremadamente resistente a pesos pesados, puede caminarse por encima. Incluye soporte orientable para la optimizacin del rendimiento del panel. Cables de conexin con pinzas cocodrilo. Libre de mantenimiento.

La energa solar le proporcionar aos se uso, sin coste alguno. Especialmente diseado para su uso en barcos, coches, tiendas de campaa, TV y radios porttiles. Luces de emergencia, iluminacin callejera, en la casa, el garaje, etc. Ventiladores y extractores en garajes, bodegas, etc.3.2.3 Instalacin para la vivienda rural:Este tipo de instalaciones requieren de un sistema de acumulacin ya que el consumo, evidentemente, no siempre coincide con los momentos de irradiacin solar. Adems, es necesario prever dicha acumulacin para hacer frente a periodos de condiciones climticas desfavorables.

Incluye un soporte orientable que puede ser montado, indistintamente, en la pared, el suelo o el techo. Gracias al soporte inclinable, se podr obtener el mximo rendimiento del panel, si se busca la orientacin solar ms adecuada. Tambin es posible fijar el panel directamente (sin usar el soporte) al techo fijndolo firmemente. Los aparatos de consumo deben ser de alta eficiencia existiendo en el mercado electrodomsticos especialmente diseados para trabajar en este tipo de instalaciones y alimentados generalmente en corriente continua 12 Vdc 24 Vdc.

El primer paso en el diseo de una instalacin para electrificacin rural es el de estimar el consumo diario medio de la instalacin, para ello debemos tener en cuenta la potencia consumida y el tiempo de funcionamiento de cada aparato lmpara.

El consumo obtenido lo incrementamos en un 20 % para compensar las prdidas en la instalacin.

La capacidad total del acumulador la calcularemos multiplicando el consumo diario medio obtenido, teniendo en cuenta las prdidas, por el nmero de das consecutivos que es previsible que la irradiacin solar sea nula insuficiente. Este nmero depender principalmente de la zona y el tipo de clima, existiendo tablas en las que podemos obtener dichos valores.

Una vez tenemos la capacidad necesaria para la batera de acumuladores, dividimos por la tensin de suministro y obtendremos el valor de la acumulacin en amperios-hora que es la unidad utilizada para referirnos a capacidades de acumulacin.3.3 Poblacin y Muestra:

3.3.1 Poblacin:Se requerir una potencia estima de 700 watts por vivienda y una capacidad de almacenaje de 2100w equivalente a tres das de consumo. La batera debe tener la capacidad de almacenamiento de 175 A.h. Los paneles solares se orientan siempre hacia el sur y su inclinacin debe ser aproximadamente igual a la latitud del lugar incrementada en 15 para maximizar la energa captada en pocas invernales en los que el consumo normalmente es mayor y las horas de radiacin y altura solar menor. Conociendo este dato, estamos en disposicin de calcular el nmero de paneles necesarios para nuestra instalacin:

N de paneles=Consumo diario / Energa aportada por panel 8000 / 206,9 = 7,3 (8 paneles de 50Wp).

En definitiva, el sistema solar fotovoltaico para el supuesto estudiado se compone de 8 paneles de 50Wp + un cuadro de conexiones + un regulador de carga adecuado + una batera con una capacidad de 175 Ah. Muestra:Se tomo como ejemplo una vivienda rural con lasa siguientes caractersticas elctricas:Cantidad Descripcin Potencia Tiempo Consumo

(W) (h) (Wh)

6 Punto de Luz 20 2 240

3 Puntos de Luz 30 2 180

1 Televisor 50 5 250

Suma

690

+ 20% Total

140

Consumo Total

830 Wh

Una expresin aproximada para determinar el nmero de Watios - hora de energa E que puede aportar, a lo largo de un tpico da de invierno con escasa nubosidad, un panel cuya potencia nominal sea P Watios, instalado en un lugar cuya latitud sea L grados es:

E = (5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P

El valor E obtenido en la frmula anterior puede aumentarse hasta un 25%, o bien disminuirse en el mismo porcentaje, segn sean las condiciones climatolgicas predominantes en los meses invernales, especialmente la nubosidad.

En caso que la nubosidad sea muy escasa, un valor razonable sera un 20% superior al calculado y si, por el contrario, se trata de un lugar en que los inviernos se caracterizan por muchas lluvias y abundante nubosidad, habremos de disminuir de valor E en un 25%.IV. PROYECCION ADMINISTRATIVA:

4.1. Presupuesto:Cada panel solar tiene un valor aproximado de 30 dlares, puesto en obra. El resto de elementos elctricos no se muestran para no profundizar mucho en el tema pero se toma como referencia general el total que s e invertir por familia y el beneficio se vera reflejado en la calidad de vida del poblador del campo y este a su vez retribuir travs de normativas para poder cumplir las expectativas del proyecto que es beneficiar al poblador rural y su calidad de vida, adems de poder llevar estas tecnologas a otros lugares apartados del Per.

Para poder financiar el proyecto por cada familia se tendra que invertir 400 dlares. En el casero Zapotal se contabilizo a 80 viviendas que dara un total para la inversin de 32 000 dlares.4.2 Material de Escritorio . MATERIAL Y EQUIPOS DEINVESTIGACION:CANTIDADDENOMINACIONPRECIO UNITAR. S/.PRECIO TOTAL

01 unidadMquina fotogrfica 400.000.00

4.3 SERVICIOS

A. SERVICIOS NO PERSONALES:

CantidadDenominacinN medias trabajandoPreci total

05Investigadores40.00

B. MATERIAL DE IMPRESIN Y SERVICIO FOTOGRAFICO:

CANTIDADDENOMINACIONPRECIO UNITAR. S/.PRECIO TOTAL

1 unidadesAnillados3.003.00

30 unidadesDigitado de proyecto final0.5015.00

30 unidadesFotocopiado del informe0.103.00

C. PASAJES Y VIATICOS:

NATURALEZA DEL GASTON DE PERSONASN DE DIAS DE TRABAJO DE CAMPOPRECIO UNITAR. S/.PRECIO TOTAL

Pasajes05516.0080.00

Alimentos0556.0030.00

RESUMEN BIENES DECONSUMO:A. MATERIAL DE ESCRITORIO 0.00 SERVICIOS:A. SERVICIOS NO PERSONALES 0.00

B. MATERIAL DE IMPRESIN Y SERVICIOS FOTOGRAFICOS 21 C. PASAJES Y VIATICOS 110.00

TOTAL 131.00 5.3 FinanciamientoSe buscara la fuente financiamiento por parte de organizaciones extranjeras a travs de prstamos que se cumpliran con el aporte mensual de cada familia por un periodo acorde con la realidad familiar del casero de Zapotal que serian recaudados a travs de un comit organizador local.V. DISCUSIN

VI. CONCLUCIONES

Gracias a la energa elctrica el casero de Palo Blanco tendr un crecimiento econmico y tecnolgico para salir del sub desarrollo en que lo hemos encontrado. La utilizacin de la energa fotovolttica es una fuente de gran importancia para ayudar a la no contaminacin del medio ambiente.

Este proyecto de investigacin es de mucha importancia para nuestra formacin acadmica ya que gracias a ello podemos tener un conocimiento de presupuestos en proyectos de ejecucin. VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS http://es.wikipedia.org/wiki/Energia_solar http://es.wikipedia.org/wiki/Energa_solar_fotovoltaica http://www.galeon.com/energiasolar/ http://www.censolar.es/menu2.htm http://www.pucp.edu.pe/grupo/energias/solar/ www.minem.gob.pe/archivos/ogp/GVEP/5%20Horn%20Manfred.pdf www.geocities.com/regorogiram/solar.html www.flexsolar.net/ http://agenda.universia.edu.pe/unsaac/2007/05/30/xiv-simposio-peruano-de-energia-solar www.censolar.es www.solarweb.net http://www.cverdad.org.pe/ifinal/pdf/Tomo%20%20ANEXOS/PDFSAnexo4/ListaPDCEPIURA.pdf http://www.importancia.org/energia-electrica.php http://programacasasegura.org/mx/seguridad/importancia-de-la-energia-electrica-en-nuestras-vidas/pg. 2