anÁlisis de conveniencia para la implementaciÓn...
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ANÁLISIS DE CONVENIENCIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL ITD JUAN DEL CORRAL EN LA CIUDAD DE
BOGOTÁ D.C
Cristian Camilo Torres Puentes
20081185031
Yennyfer Lizeth Zamudio Bohórquez
20082185072
Autores
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales
Administración Ambiental
Bogotá D.C.
2017
ANÁLISIS DE CONVENIENCIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL ITD JUAN DEL CORRAL EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ
D.C
Cristian Camilo Torres Puentes
20081185031
Yennyfer Lizeth Zamudio Bohórquez
20082185072
Autores
Modalidad: Monografía Para Optar El Título De Administrador Ambiental
Director:
Carlos Yesid Rozo Álvarez
Universidad Distrital Francisco José De Caldas
Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales
Administración Ambiental
Bogotá D.C.
2017
Nota de aceptación
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Carlos Y. Rozo
Director Interno
__________________________________
William Rodríguez
Jurado
__________________________________
Beatriz Guzmán
Jurado
DEDICATORIA
El presente trabajo de grado es dedicado a Dios, que fue el que nos permitió culminar con
éxito esta hermosa etapa de nuestras vidas, etapa en la cual pudimos entender y valorar cada una
de las bendiciones con las cuales él nos rodea.
Dedico este trabajo a mi madre Oliva por ser una madre incondicional y por depositar su
entera confianza en mí y por último a mi hermana María Fernanda quien me inspira a ser cada día
un mejor ejemplo.
Dedico este trabajo especialmente a mi hijo Santiago Torres y a mi esposa Nathaly Acuña, que
más que el motor de mi vida fueron parte muy importante de lo que hoy puedo presentar como
tesis, gracias a ellos por cada palabra de apoyo, gracias por cada momento en familia sacrificado
para ser invertido en el desarrollo de esta, gracias por entender que el éxito demanda algunos
sacrificios y que el compartir tiempo con ellos, hacia parte de estos sacrificios.
A mi madre Amparito por tanto sacrificio y entrega para con mi carrera, a mi hermano
William A. Torres por siempre estar conmigo y ayudarme en todo lo posible, a mi abuelo
Adriano Torres que siempre me impulso a ser mejor cada día, sin importar las dificultades ni los
retos, a ellos dedico todas las bendiciones que de parte de Dios vendrán a nuestras vidas como
recompensa de tanta dedicación, tanto esfuerzo y fe en la causa misma.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos inmensamente a nuestros amigos por su ayuda incondicional, a nuestros
profesores por su asesoría y formación, a Álvaro F. Garzón, Patricia Quiroga y Fernando Acuña,
por su colaboración incondicional.
.
RESUMEN
El presente trabajo de grado consiste en determinar la conveniencia técnica, ambiental,
estratégica y financiera de la implementación de un Sistema Solar Fotovoltaico en el Instituto
Técnico Distrital Juan del Corral.
Este documento consta de cuatro Fases, cada una para determinar la viabilidad técnica,
ambiental, estratégica y financiera respectivamente. Por último, se presentan las respectivas
conclusiones y recomendaciones.
.
CONTENIDO
1 Introducción .......................................................................................................................... 1
2 Planteamiento Del Problema ................................................................................................. 2
3 Justificación........................................................................................................................... 3
4 Objetivos ............................................................................................................................... 4
4.1 Objetivo General ............................................................................................................ 4
4.2 Objetivos Específicos..................................................................................................... 4
5 Marco Referencial ................................................................................................................. 5
5.1 Marco Teórico Y Conceptual......................................................................................... 5
5.1.1 Análisis de conveniencia ........................................................................................ 5
5.1.2 Sistemas fotovoltaicos o instalaciones solares fotovoltaicas: ................................ 6
5.1.3 Clasificación de los sistemas fotovoltaicos: ........................................................... 8
5.2 Marco Contextual........................................................................................................... 9
5.2.1 Evolución de la energía solar en Colombia ............................................................ 9
5.2.2 ITD Juan del Corral .............................................................................................. 10
5.2.3 Antecedentes......................................................................................................... 10
5.3 Marco Normativo ......................................................................................................... 11
6 Metodología ........................................................................................................................ 15
6.1 Alcance......................................................................................................................... 15
6.2 Tipo de investigación ................................................................................................... 15
6.3 Fases de la metodología ............................................................................................... 16
6.3.1 Fase 1: Estudio Técnico........................................................................................ 16
6.3.2 Fase 2: Estudio Ambiental.................................................................................... 17
6.3.3 Fase 3: Planeación estratégica. ............................................................................. 18
6.3.4 Fase 4: Análisis Costo- Beneficio. ....................................................................... 19
7 Fase 1 - Estudio Técnico ..................................................................................................... 20
7.1 Macro Localización...................................................................................................... 20
7.1.1 Características Generales...................................................................................... 20
7.2 Micro Localización ...................................................................................................... 21
7.3 Caracterización Física De Las Instalaciones................................................................ 22
7.4 Condiciones Meteorológicas........................................................................................ 23
7.5 Sistema Solar Fotovoltaico .......................................................................................... 26
7.5.1 Características De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red ............ 26
7.5.2 Componentes De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red .............. 27
7.6 Caracterización Energética De Las Instalaciones ........................................................ 28
7.6.1 Inventario De Luminarias Y Equipos ................................................................... 28
7.6.2 Demanda Energética De Las Instalaciones .......................................................... 30
7.6.3 Distribución del consumo del edificio. ................................................................. 31
7.6.4 Consumo Por Sistemas ......................................................................................... 32
7.6.5 Diagrama De Pareto ............................................................................................. 32
7.6.6 Consumo De Equipos De Cómputo ..................................................................... 33
7.6.7 Picos De Demanda Energética ............................................................................. 34
7.6.8 Facturación del edificio del ITD juan del corral: ................................................. 35
7.7 Dimensionamiento Del Sistema Solar Fotovoltaico Para El ITD Juan Del Corral ..... 36
7.7.1 Plano Edificio ....................................................................................................... 36
7.7.2 Plano ..................................................................................................................... 36
7.7.3 Área Disponible .................................................................................................... 37
7.8 Selección De La Tecnología Para Los Paneles Solares Fotovoltaicos ........................ 38
7.8.1 Fichas técnicas:..................................................................................................... 38
7.8.2 Resumen del análisis Cuantitativo........................................................................ 39
7.8.3 Oferta Energética Del Sistema Fotovoltaico ........................................................ 40
7.9 Demanda Energética Del Edificio A Satisfacer ........................................................... 41
7.9.1 Selección De Pisos A Satisfacer ........................................................................... 41
7.9.2 Comparación Demanda Energética Del Edificio Y Oferta Del Sfv ..................... 42
7.10 Matriz De Evaluación Técnica..................................................................................... 43
7.10.1 Factor Legal ...................................................................................................... 44
7.10.2 Factor Económico ............................................................................................. 45
7.10.3 Factor de Cumplimiento.................................................................................... 45
7.10.4 Resultados de la Matriz de evaluación técnica: ................................................ 46
8 Fase II - Identificación Y Evaluación De Impactos Ambientales ....................................... 50
8.1 Descripción De Las Fases Y Las Actividades Secuenciales Del Proyecto ................. 50
8.2 Parámetros Para Definir Indicadores De Impacto ........................................................ 52
8.3 Transformación De Parámetros En Unidades Comparables:....................................... 55
8.4 Calificación De los Componentes:............................................................................... 55
8.5 Calificación del Impacto Ambiental ............................................................................ 56
9 Fase III Planeación Estratégica Del Proyecto ..................................................................... 58
9.1 Matriz MEFE ............................................................................................................... 58
9.2 Matriz MEFI ................................................................................................................ 60
9.3 Interpretación Matrices MEFE Y MEFI ...................................................................... 61
9.4 Matriz DOFA Y DOFA Cruzada ................................................................................. 62
9.5 Matriz DOFA Cruzada................................................................................................. 62
9.6 Matriz De La Planeación Estratégica Cuantitativa MPEC .......................................... 65
10 Fase IV – Análisis Costo Beneficio................................................................................. 70
10.1 Presupuesto De Inversión Inicial ................................................................................. 70
10.2 Oportunidad De Ahorro Aparente................................................................................ 72
10.3 Evaluación Financiera.................................................................................................. 73
10.3.1 Flujo neto de caja y VPN Con proyecto ........................................................... 73
10.3.2 Flujo neto de caja y VPN Sin proyecto............................................................. 73
10.3.3 Flujo de Caja Incremental y Valor Presente Neto Incremental ........................ 73
10.3.4 Tasa Interna de Retorno .................................................................................... 74
10.3.5 Relación Costo – Beneficio............................................................................... 74
10.4 Pay – Back O Recuperación De La Inversión.............................................................. 75
11 Conclusiones.................................................................................................................... 76
12 Recomendaciones ............................................................................................................ 79
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Marco Normativo ......................................................................................................... 12
Tabla 9 Tabla Inventario luminarias ITD Juan del corral. ........................................................ 29
Tabla 10 Tabla Inventario de equipos ITD Juan del Corral. ..................................................... 29
Tabla 11 Tabla Horarios de clase colegio ITD Juan del Corral ................................................ 34
Tabla 12 Tabla Facturación del consumo de energía eléctrica del ITD Juan del Corral........... 35
Tabla 13. Tabla Comparación de Fichas técnicas ..................................................................... 38
Tabla 14. Tabla Matriz de ventajas ........................................................................................... 39
Tabla 15 Tabla Producción Energética del SFV ....................................................................... 40
Tabla 16 Tabla Consumo De Energía Por Piso ......................................................................... 42
Tabla 17 Tabla Valoración De Importancia Matriz de Evaluación Técnica ............................. 44
Tabla 18 Tabla Calificación Factor Legal ................................................................................. 44
Tabla 19 Tabla Valoración De Importancia Factor Económico Matriz de Evaluación Técnica
........................................................................................................................................................ 45
Tabla 20 Tabla Factor Cumplimiento........................................................................................ 45
Tabla 21 Tabla Viabilidad Según Calificación ......................................................................... 46
Tabla 22 Tabla Matriz de Evaluación técnica ........................................................................... 47
Tabla 23 Tabla Explicación Matriz Evaluación Técnica .......................................................... 48
Tabla 24 Tabla Descripción de las Actividades del Proyecto ................................................... 50
Tabla 25 Tabla Selección de parámetros e indicadores de impacto .......................................... 52
Tabla 26 Tabla Matriz de evaluación de factor externo ............................................................ 59
Tabla 27 Tabla Matriz de evaluación de factores internos. ....................................................... 60
Tabla 28 Tabla Matriz DOFA Cruzada ..................................................................................... 62
Tabla 29 Tabla Cuadro de Mando Integral................................................................................ 66
Tabla 30 Tabla Calculo beneficio por disminución de consumo de energía eléctrica. ............. 72
Tabla 31 Tabla Tasa Interna de Retorno ................................................................................... 74
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Esquema Sistemas Fotovoltaicos. ............................................................................... 7
Figura 2. Sistema Aislado Fotovoltaico. ..................................................................................... 8
Figura 3. Sistema de Conexión a Red. ........................................................................................ 8
Figura 4. Sistema Fotovoltaico Hibrido. ..................................................................................... 9
Figura 5. Instalación eléctrica del sistema fotovoltaico en el colegio Ramón Jimeno. ............ 11
Figura 6. Ubicación del ITD Juan del Corral............................................................................ 22
Figura 7. Área total del ITD Juan del Corral. ........................................................................... 23
Figura 8. Radiación solar diaria ITD Juan del Corral. .............................................................. 25
Figura 9. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico de conexión a red. ........ 27
Figura 10. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a la red. ................................. 27
Figura 11. Porcentaje de participación por áreas. ..................................................................... 31
Figura 12. Consumo de energía eléctrica por sistemas............................................................. 32
Figura 13. Diagrama de Pareto, perfil eléctrico Colegio Juan del Corral. ................................ 33
Figura 14. Uso de Equipos, Luminarias y Otros durante el día. ............................................... 35
Figura 15. Plano General Colegio Juan del Corral ................................................................... 36
Figura 16. Plano General Colegio Juan del Corral ................................................................... 36
Figura 17. Área Disponible del techo para instalación de SFV. ............................................... 37
Figura 18. Área Total del Techo. .............................................................................................. 37
Figura 19. Matriz de comparación ............................................................................................ 39
Figura 20. Producción Anual de Energía del SFV.................................................................... 41
Figura 21. Puntajes de los componentes ambientales. .............................................................. 56
1
1 Introducción
En la actualidad la energía eléctrica es uno de los elementos esenciales para el desarrollo
económico y social; que entre otras razones, permite mejorar y prolongar el desempeño de las
actividades más allá de las horas de luz natural, de donde surge la necesidad de considerar el
análisis y estudio sobre el ahorro de la energía eléctrica como herramienta para disminuir los
efectos causados por la generación de la misma como el cambio climático o mejor aún la
posibilidad de generar energía eléctrica haciendo uso de los recursos renovables a disposición
como lo es la energía solar.
El presente documento está dividido en cuatro partes básicas, en la primera parte, se enuncian
tanto el objetivo general como los específicos; en la segunda parte se define el marco referencial,
que incluye los marcos: Teórico y conceptual donde se explican los conceptos básicos para la
ejecución del trabajo a realizar; en que cosiste el análisis de conveniencia, la evolución de la
energía solar fotovoltaica, la energía solar fotovoltaica en Colombia y la energía solar
fotovoltaica en Bogotá D.C. además se identifica que son los sistemas solares fotovoltaicos y
cuáles son sus componentes y ventajas y se define el marco legal, que incluye la normativa que
rige la energía solar en el país y en el Distrito Capital. La tercera parte del documento contiene
específicamente la metodología y los recursos necesarios para alcanzar los objetivos planteados y
la cuarta y última parte, incluye el presupuesto y el cronograma de actividades del presente
trabajo de grado.
2
2 Planteamiento Del Problema
El gobierno colombiano ha promovido el uso eficiente de la energía desde la expedición de las
Leyes 142 y 143 de 1994, y la integración de energías renovables no convencionales con la ley
1715 de 2014. De tal manera que las instituciones públicas en Colombia que se abastecen por
completo de energía eléctrica, deben regirse dentro del marco de uso racional de energía, la
implementación de estrategias de mejoras energéticas que generen diferentes beneficios tales
como reducciones de emisiones de gases efecto invernadero, consumo energético, reducción en el
valor de la factura, además de reconocimiento a nivel nacional e internacional en materia
ambiental.
Un caso de interés es el ITD Juan Del Corral, que por ser una entidad que fomenta la
educación y la responsabilidad social requiere implementar medidas que incluyan el componente
ambiental y energético. Debido a que la institución presenta la ausencia de un programa de uso
eficiente de la energía, es evidente que necesita plantear acciones para reducir el consumo de
energía debido a que hasta el momento no existe ningún tipo de programa que impulse actitudes
de ahorro y conciencia a nivel ambiental dentro del mismo.
El ITD Juan Del Corral se encuentra interesado en realizar el estudio de conveniencia para
implementar un proyecto piloto de una alternativa de generación eléctrica limpia por medio de un
sistema conectado a red de paneles solares fotovoltaicos. La pregunta a resolver con el presente
trabajo es: ¿Cuáles son los factores que determinan la conveniencia para la implementación de un
sistema fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral, ubicado en Bogotá DC.?
3
3 Justificación
El estudio proporcionará las bases necesarias para la elaboración del análisis de factibilidad y
la toma de decisiones en cuanto a la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el ITD
Juan Del Corral, puesto que plantea el análisis de la viabilidad técnica, económica, ambiental y
administrativa del proyecto.
El proyecto se enmarca en el Plan Nacional de desarrollo 2014-2018, el Plan Energético
Nacional (UPME 2015) y el Programa de Uso Racional y Eficiente de Energía y Fuentes no
Convencionales – PROURE-, en lo referente a Eficiencia Energética, el ITD Juan Del Corral
como institución de carácter distrital, está comprometida así que aportará al logro de objetivos
que como institución pública, en éste ámbito se haya propuesto, se debe tener en cuenta que la
institución educativa Juan Del Corral no ha implementado un Plan Institucional de Gestión
Ambiental (PIGA), Además, en sus instalaciones no se evidencia un programa de uso eficiente de
energía.
Otro de los aportes del presente trabajo es el de incentivar con los resultados del estudio la
generación de nuevas iniciativas a nivel público de proyectos de generación eléctrica con
sistemas fotovoltaicos.
Adicionalmente, para el administrador ambiental este ejercicio es valioso, debido a que
incorpora la aplicación de las herramientas técnicas, administrativas y ambientales adquiridas
durante su proceso de formación, le incentiva a ser creativo, a buscar nuevas soluciones, y a
incursionar en un tema con mucho auge y aceptación a nivel empresarial.
4
4 Objetivos
4.1 Objetivo General
Hacer el análisis de conveniencia de la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el
ITD Juan Del Corral en la ciudad de Bogotá D.C.
4.2 Objetivos Específicos
Determinar la viabilidad y los requerimientos técnicos para la implementación de un sistema
solar fotovoltaico en las instalaciones ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
Evaluar el cambio en la calidad ambiental derivado de la implementación de un sistema solar
fotovoltaico en las instalaciones ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
Determinar los factores de éxito para la administración ambiental la instalación del sistema
solar fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
Elaborar un análisis costo beneficio de la instalación del sistema solar fotovoltaico en el ITD
Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
5
5 Marco Referencial
5.1 Marco Teórico Y Conceptual
5.1.1 Análisis de conveniencia
Estudio de pre-factibilidad:
Comprende el análisis Técnico – Económico de las alternativas de inversión que dan
solución al problema planteado. Los objetivos de la pre-factibilidad se cumplirán a través
de la Preparación y Evaluación de Proyectos que permitan reducir los márgenes de
incertidumbre a través de la estimación de los indicadores de rentabilidad socioeconómica
y privada que apoyan la toma de decisiones de inversión. La fuente de información debe
provenir de fuente secundaria. (Thompson, 2009)
Estudio técnico:
Consiste en resolver las preguntas referentes a dónde, cuándo, cuanto, cómo y con qué
ejecutar lo que se desea, por lo que el aspecto técnico operativo de un proyecto
comprende todo aquello que tenga relación con el funcionamiento y la operatividad del
propio proyecto. (Baca, 2001)
Estudio Ambiental:
La evaluación ambiental es asegurar, al planificador, que las opciones de desarrollo
bajo consideración sean ambientalmente adecuadas y sustentables, y que toda
consecuencia ambiental sea reconocida pronto en el ciclo del proyecto y tomada en cuenta
para el diseño del mismo. (Departamento de Medio Ambiente del Banco Mundial, 2009)
6
Estudio de planeación estratégica:
“La planificación estratégica es el proceso de determinar cómo una organización puede hacer
el mejor uso posible de sus recursos (fuerza de trabajo, capital, clientes, etc.) en el futuro”
(Gerencia, 2010).
Evaluación costo-beneficio:
Un análisis de costo – beneficio consiste de cuatro pasos principales: 1. Identificación
de los costos y beneficios relevantes 2. Medición de los costos y de los beneficios 3.
Comparación de los flujos de costos y beneficios procedentes durante el periodo de vida
del proyecto 4. Selección del proyecto. (Pérez, 2011)
5.1.2 Sistemas fotovoltaicos o instalaciones solares fotovoltaicas:
“Un sistema fotovoltaico es el conjunto de componentes mecánicos eléctricos y electrónicos
que concurren para captar la energía solar disponible y transformarla en utilizable como energía
eléctrica” (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 12). Estos sistemas independientemente de su
utilización y del tamaño de potencia se pueden clasificar según el siguiente esquema:
7
Figura 1. Esquema Sistemas Fotovoltaicos.
Fuente: (Mendez & Cuervo, 2009).
Hay diferentes opciones para construir un sistema fotovoltaico, pero esencialmente este esta
compuesto por los siguientes elementos:
Generador Fotovoltaico: encargado de captar y convertir la radiación solar en corriente
eléctrica mediante módulos o paneles fotovoltaicos.
Baterías o acumuladores: almacenan la energía eléctrica producida por el generador
fotovoltaico para poder utilizarla en periodos en donde la demanda exceda la capacidad de
producción del generador fotovoltaico.
Regulador de carga: encargado de proteger y garantizar el correcto mantenimiento de la
carga de la batería y evitar sobretensiones que puedan destruirla.
Inversor o acondicionador de la energía eléctrica: encargado de transformar la corriente
eléctrica producida por el generador fotovoltaico en corriente alterna.
Elementos de protección del circuito: como interruptores de desconexión, diodos de
bloqueo, etc. (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 12)
SIST
EMA
S FO
TOV
OLT
AIC
OS
AISLADOS: con baterias y s in baterias.
CONECTADOS A RED
HIBRIDOS: Combinados con otro tipo de generacion de
energia electrica.
8
5.1.3 Clasificación de los sistemas fotovoltaicos:
5.1.3.1 Sistemas aislados
Producen electricidad sin ningún tipo de conexión con la red eléctrica. “Los sistemas aislados
normalmente están equipados con sistemas de acumulación de energía durante el día y la
demanda se produce a lo largo del día o la noche” (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 19). Ver Figura
2.
Figura 2. Sistema Aislado Fotovoltaico.
Fuente: (McGraw-Hill, 2012).
5.1.3.2 Sistemas de conexión a red
En ellas, el productor no utiliza la energía directamente, sino que es vendida al organismo
encargado de la gestión de la energía en el país. Tienen la ventaja de que la producción de
electricidad se realiza precisamente en el periodo de tiempo en el que la curva de demanda de
electricidad aumenta, es decir, durante el día, siendo muy importantes los kilovatios generados de
esta forma. (McGraw-Hill, 2012).
.
Figura 3. Sistema de Conexión a Red.
Fuente: (McGraw-Hill, 2012).
9
5.1.3.3 Sistemas híbridos
Cuando un sistema fotovoltaico además del generador incorpora otro generador de energía se
denomina sistema hibrido, y en general se utiliza la energía eólica. En la Figura 4 se muestra un
sistema que combina la energía solar fotovoltaica con la energía eólica (McGraw-Hill, 2012).
Normalmente la generación fotovoltaica es compatible con cualquier otra forma de generación de
energía. (Mendez & Cuervo, 2009)
Figura 4. Sistema Fotovoltaico Hibrido.
Fuente: (McGraw-Hill, 2012).
5.2 Marco Contextual
5.2.1 Evolución de la energía solar en Colombia
La tendencia de las políticas energéticas de los diferentes países ha sido aumentar
gradualmente el suministro de energía renovable, elaborándose para ello una estrategia de
desarrollo que en regiones como la Unión Europea se ha propuesto la meta de alcanzar el 20%
del suministro de su energía con renovables para el 2020, acordes con su política de reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero.
Iniciativas regionales también han estado en marcha, como la que ha resultado de la
“Conferencia Regional para América Latina y el Caribe sobre Energías Renovables” en la que
los países miembros de esta región acordaron impulsar estas energías para lograr que en el año
10
2010 la región utilice por lo menos un 10 % de energías renovables del consumo total
energético.
Consecuencias de la denominada “Plataforma de Brasilia sobre energías renovables”
no son cuantificables hasta la fecha. En el caso particular de Colombia, se ha proferido la
Ley 697 de 2001 o comúnmente llamada Ley URE (Uso Racional de Energía) y el
Decreto 3683 de 2003. La primera busca dar el régimen general y los principios
esenciales que rigen este tema y el segundo reglamentario de la ley, crea una estructura
institucional 89 #28 revista de ingeniería dossier contemplando otras figuras que lo
complementan. Esta Ley y este Decreto, si bien son necesarios, no han resultado
suficientes para la promoción de estas fuentes como lo demuestra la realidad de los
resultados desde su promulgación. (Fundación PESENCA., 1995, págs. 35, 84,85)
5.2.2 ITD Juan del Corral
El ITD Juan del Corral es una institución de educación distrital. Preescolar y básica primaria.
Mixto. Está ubicado en la Calle 78 #79-80 en el barrio Las Ferias.
5.2.3 Antecedentes
5.2.3.1 Energía solar en los colegios
Bogotá ya cuenta con un colegio (El colegio Ramón Jimeno) donde funcionan paneles solares
capaces de generar energía para la institución educativa, Además de reducir impactos
ambientales, redujo en un 71% el costo en los recibos de energía eléctrica, los paneles solares que
11
han sido dispuestos en sitios estratégicos de la institución, logran abastecer en su totalidad la
demanda de energía de los 420 estudiantes del centro educativo. (EEAB, 2015)
Figura 5. Instalación eléctrica del sistema fotovoltaico en el colegio Ramón Jimeno.
Fuente: (EL TIEMPO, 2015)
Por otro lado, en Montería se puso en marcha un sistema de energía solar autónomo,
básicamente 16 paneles solares con baterías de carga que soportan 12 hora de funcionamiento los
cuales proveen de energía a la Institución Educativa Martinica ya que en Montería la energía
eléctrica no es constante. (EL ESPECTADOR, 2015)
5.3 Marco Normativo
Para el trabajo, se hace necesario citar las normas y leyes implícitas descritas en la tabla 1.
12
Tabla 1
Marco Normativo
NORMA PRINCIPIO ENTIDAD QUE
LA EXPIDE
Constitución Política 1991
ARTICULO 79. Todas las personas tienen derecho a
gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la
participación de la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo.
Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia
ecológica y fomentar la educación para el logro de estos
fines. ARTICULO 80. El Estado planificará el manejo y
aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o
sustitución.
Además, deberá prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir
la reparación de los daños causados. Así mismo, cooperará con otras naciones en la protección
de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas.
Asamblea Nacional
Constituyente
Leyes
Ley 697 de 2001
Mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías
alternativas y se dictan otras disposiciones
Congreso de
Colombia
Ley 1715 de 2014
Por medio de la cual se regula la integración de las
energías renovables no convencionales al Sistema Energético Nacional.
Son finalidades de esta lev:
a) Orientar las políticas públicas y definir los instrumentos tributarios, arancelarios, contables y de' participación en el
mercado energético colombiano que garanticen el cumplimiento de los compromisos señalados en el párrafo
anterior.
b) Incentivar la penetración de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de
carácter renovable en el sistema energético colombiano, la eficiencia energética y la respuesta de la demanda en
todos los sectores y actividades, con criterios de
sostenibilidad, medioambientales y socioeconómicos.
Congreso de la
República.
13
c) Establecer mecanismos de cooperación y coordinación
entre el sector público y el sector privado y los usuarios para el desarrollo de fuentes no convencionales de
energía, principalmente aquellas de carácter renovable, y
el fomento de la gestión eficiente de la energía. d) Establecer el deber a cargo del Estado a través de las
entidades del orden nacional, departamental, municipal o de desarrollar programas y políticas para asegurar el
impulso y uso de mecanismos de fomento de la gestión
eficiente de la energía de la penetración de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de
carácter renovable, en la canasta energética colombiana. e) Estimular la inversión, la investigación y el desarrollo para la producción y utilización de energía a partir de
fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, mediante el
establecimiento de incentivos tributarios, arancelarios o contables y demás mecanismos que estimulen desarrollo detalles fuentes en Colombia. Establecer los criterios y
principios que complementen el marco jurídico actual, otorgando certidumbre y estabilidad al desarrollo
sostenible ·de las fuentes no convencionales de energías, principalmente aquellas de carácter renovable y al
fomento de la gestión eficiente de la .energía.
Suprimiendo o superando gradualmente las barreras de tipo jurídico, económico y de mercado, creando así las
condiciones propicias para el aprovechamiento de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas ·de carácter renovable, y el desarrollo de un
mercado de eficiencia energética y respuesta de la demanda.
g) Fijar las bases legales para establecer estrategias nacionales de cooperación Que contribuyan al propósito
de la presente ley.
En la presente ley se formuló una normatividad para la promoción de estas energías, en esta ley en sus artículos
19, 30 y 41 se expresa que todas las administraciones públicas del país deben incentivar el uso de estas energías por medio de proyectos de uso eficiente de la energía en
los edificios. Ley 142 de
1994
Por la cual se establece el régimen de los servicios
públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones
Congreso de la
República.
Ley 143 de 1994
Establece el régimen de las actividades de generación,
interconexión, transmisión, distribución y comercialización de electricidad, que en lo sucesivo se
denominarán actividades del sector, en concordancia con
Congreso de la
República.
14
Marco Normativo. Fuente: (Alcaldia de Bogota, 2015).
las funciones constitucionales y legales que le
corresponden al Ministerio de Minas y Energía.
Decretos y
resoluciones
Decreto 2811
de 1974
Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos
Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.
Presidencia de la
Republica de Colombia
Decreto 142 de 2015
Por el cual se corrige un yerro en la Ley 1715 del 13 de
mayo de 2014, “por medio de la cual se regula la integración de las energías renovables no convencionales
al Sistema Energético Nacional”.
Presidencia de la Republica de
Colombia
Resolución
40393 de 2015
Por la cual se establecen los requisitos para la aprobación de la viabilidad técnica y financiera de los
proyectos de inversión relacionados con el estudio y diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento,
mejoramiento, ampliación, interventoría, equipos y bienes
requeridos para la operación, mantenimiento y dotación de infraestructura en el sector energético, para financiar
proyectos para el desarrollo sostenible de las Regiones con recursos de la línea de redescuento con tasa
compensada de Findeter S. A.
Ministerio de Minas y de Energía
15
6 Metodología
6.1 Alcance
El presente trabajo corresponde a una Investigación descriptiva, ya que el estudio es un
análisis de conveniencia, que inicia con un estudio técnico de la situación actual y culmina con la
Pre-Factibilidad para la implementación del sistema fotovoltaico en el edificio principal del ITD
Juan Del Corral, el estudio servirá de base para estudios posteriores como el de factibilidad para
poder tomar decisiones administrativas.
6.2 Tipo de investigación
La metodología empleada para este proceso será la investigación Acción Participativa,
reconocida por su combinación de la praxis con la teoría, generalmente, en este tipo de
investigación, la comunidad en la que se hace la investigación, o para la cual se hace, no tiene
injerencia en el proceso, ni en los resultados; ella, solo puede llegar a conocer las conclusiones,
sin quitar los valores que tiene.1 Lo que cumple con las expectativas de un trabajo de grado con la
modalidad “monografía de análisis de experiencias”. Bajo esta el investigador realiza el papel
tanto de observador como de participe de los planes trazados. Cumpliendo con los siguientes
ítems:
Definición del plan de trabajo y los procesos durante la investigación:
1 Rojas, José Raúl. Amauta-internacional.com. [En línea] 2012. [Ci tado el: 2 de Mayo de 2013.] http://amautra-international.com/iap.html.
16
Para el desarrollo del proyecto se plantearon cuatro objetivos que respondieran al problema
planteado y lograr la determinación de la viabilidad del proyecto se formularon siguiendo el
orden de, viabilidad técnica, ambiental, administrativa y económica del proyecto.
6.3 Fases de la metodología
6.3.1 Fase 1: Estudio Técnico
El primer objetivo, es el Estudio Técnico del proyecto, que permitirá describir la localización a
nivel macro y micro, las características físicas y condiciones climáticas del lugar, identificar los
insumos necesarios de acuerdo al proceso del SFV, determinar la demanda energética del
edificio, realizar el dimensionamiento del sistema, precisar la oferta de energía del SFV y el
porcentaje a satisfacer, el beneficio económico y los costos de inversión necesarios para la
implementación del proyecto.
Tabla 2
Tabla Fase 1 de la Investigación.
OBJETIVO 1 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Determinar la viabilidad y los
requerimientos técnicos para la
implementación de un sistema solar fotovoltaico en las
instalaciones ITD Juan Del Corral de la
Analizar y definir la
localización del proyecto a nivel
macro y micro.
Visitas técnicas, recolección de
información y análisis documental.
Documento final de estudio técnico, que
permite determinar la óptima localización,
tamaño, los insumos, el proceso, los
recursos humanos
necesarios para la ejecución del
Establecer el tamaño del proyecto,
dimensionar el sistema solar
fotovoltaico, determinar oferta y demanda energética.
Analizar la disponibilidad y el
17
ciudad de Bogotá
D.C.
costo de los
suministros e insumos necesarios.
proyecto y en general
la viabilidad técnica.
Identificar y
describir el proceso del sistema solar
fotovoltaico.
Análisis documental, flujo de programas.
Elaboración de matriz de evaluación
de conveniencia técnica y análisis de
resultados
Matriz de evaluación
de conveniencia técnica
Fase 1 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
6.3.2 Fase 2: Estudio Ambiental
Esta fase permite evaluar la conveniencia ambiental del proyecto, para su elaboración se hará
uso de la herramienta de evaluación de Impacto ambiental Batelle Columbus, así que se llevaron
a cabo todos los pasos que describe la metodología de la investigación.
Tabla 3 Tabla Fase 2 de la Investigación.
OBJETIVO 2 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Evaluar el cambio en
la calidad ambiental derivado de la implementación de un
sistema solar fotovoltaico en las
instalaciones ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá
D.C.
Realizar un análisis del proyecto.
Información secundaria,
interpretación propia.
Información primaria y
secundaria recolectada y organizada.
Definir el área de
influencia del proyecto. Identificar las acciones
del proyecto potencialmente
impactantes.
Listas de registros, chequeo,
interpretación de información.
Identificar los recursos del medio potencialmente
impactados Identificar las relaciones
causa efecto. Listas de chequeo
18
Predecir la magnitud del
impacto sobre cada recurso.
Sistema de evaluación de
impacto ambiental Batelle Columbus
Evaluación y conveniencia
ambiental del proyecto.
Valorar el impacto
ambiental. Emitir el informe final de
EIA Fase 2 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
6.3.3 Fase 3: Planeación estratégica.
Ésta fase se desarrolla con el fin de determinar los factores críticos de éxito para la
administración ambiental del proyecto, para ello se hace uso de herramientas de evaluación de
variables gobernables y no gobernables del ambiente externo e interno, se plantean los objetivos
estratégicos, se elaboran las estrategias, indicadores y metas para responder a dichos objetivos,
simplificando los resultados en el mapa estratégico y el cuadro de mando Integral.
Tabla 4 Tabla. Fase 3 de la Investigación.
OBJETIVO 3 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Determinar los factores de éxito para
la administración ambiental la
instalación del sistema solar fotovoltaico en el
ITD Juan Del Corral de la ciudad de
Bogotá D.C.
Evaluar factores
externos e internos que puedan afectar el
proyecto.
Matriz MEFE - MEFI Resultados e interpretación MEFE-MEFI
Identificar fortalezas, debilidades,
oportunidades y amenazas
relacionadas con el proyecto.
Matriz DOFA Resultado matriz
DOFA
Definir los factores
críticos de éxito para la implementación
del proyecto.
DOFA CRUZADA Análisis DOFA
cruzada
Elaborar el cuadro de mando para la
gestión ambiental
Mapa estratégico Cuadro de Mando
Integral
Fase 3 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
19
6.3.4 Fase 4: Análisis Costo- Beneficio.
Esta es la última fase, se elabora con el fin de determinar la viabilidad financiera del
proyecto con la relación costo-beneficio, para ello se valoran los Costos privados y sociales de
Inversión, mantenimiento y cierre del proyecto, se cuantifican los beneficios monetarios
derivados de la producción energética del SFV y se realiza la comparación de la situación actual
y esperada aplicando indicadores financieros.
Tabla 5
Tabla Fase 4 de la Investigación.
OBJETIVO 4 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Elaborar un análisis
costo beneficio de la instalación del
sistema solar fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral
de la ciudad de Bogotá D.C.
Identificar el
problema ambiental.
Listas de chequeo,
listas de registro, flujo de fondos.
Viabilidad financiera
del proyecto.
Cuantificar la línea
base.
Indicadores
financieros de decisión Identificar los
controles y cuantificarlos.
Relación costo-
beneficio Evaluar
económicamente los beneficios
Realizar la comparación de los costos y beneficios
TIR
Tabla Fase 4 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
20
7 Fase 1 - Estudio Técnico
En esta fase se definirá y se realizara de manera detallada la descripción de todos aquellos
elementos inmersos en el diseño, instalación y funcionamiento del sistema solar fotovoltaico
ahora en adelante (SFV), dentro de los cuales se encuentran los materiales, maquinaria y equipo
necesario para el funcionamiento del SFV, la caracterización meteorológica del sector, las
dimensiones del SFV.
7.1 Macro Localización
El análisis de conveniencia para la implementación de un sistema fotovoltaico se realizará en
el Instituto Técnico Distrital Juan del Corral Ubicado en el departamento de Cundinamarca en la
ciudad de Bogotá D.C.
7.1.1 Características Generales
Bogotá, D.C. es la ciudad capital de la República de Colombia y se constituye en el principal
centro geográfico, político, industrial, económico y cultural del país.
A una altura de 2.630 metros sobre el nivel del mar, y con un área de 1587 Kms², es sede del
Gobierno y la más extensa de las ciudades de Colombia. La ciudad de Bogotá se encuentra
situada en la Sabana de Bogotá, enmarcada por los cerros Monserrate y Guadalupe y por el río
Bogotá al occidente.
La Posición Geográfica Bogotá es la siguiente:
21
Coordenadas Geográficas: Latitud Norte 4°35’56’’57 Longitud Oeste de Greenwich
74°04’51’’30.
Coordenadas planas: 1.000.000 metros norte 1.000.000 metros este.
El Distrito Capital cubre un área de 1.587 Kms² y el Departamento al cual pertenece,
Cundinamarca, cubre 22.246 Kms²; además, Bogotá se halla ubicada a una altura sobre el nivel
del mar de 2.630 metros, mientras que el cerro de Monserrate está a 3.190 metros y el de
Guadalupe a 3.316 metros. Otros datos son:
Temperatura media anual: 14.0° C
Temperatura máxima media anual: 19.9° C
Temperatura mínima media anual: 8.2° C
Temperatura mínima absoluta: 5.2° C
Precipitación media anual: 1.013 mm.
Presión atmosférica: 752 milibares
Humedad relativa media anual: 72%
(Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas, 2015)
7.2 Micro Localización
El Edificio del Instituto Técnico Distrital Juan del Corral está ubicado en el barrio las Ferias,
Localidad de Engativá, entre las calles 77 y 78 y entre las carreras 69 H y 69 B.
Las Coordenadas de la ubicación del edificio son:
Latitud: 4° 41´13.658 ´´ N
Longitud: 74° 4´56.074 ´´ O
22
Altitud: 2549 Metros
7.3 Caracterización Física De Las Instalaciones
El instituto técnico Distrital Juan del Corral, consta de un edificio principal en el cual está el
alcance de este trabajo de grado, dicho edificio consta de 4 niveles los cuales están distribuidos
así:
Tabla 6
Tabla Distribución física del edificio principal ITD Juan del Corral
Piso Distribución
Primero Subestación Eléctrica, salones de clase, Salón de
Juntas
Segundo Laboratorios, Salones de clase, Oficinas
administrativas
Tercero Salones de Clase, Salas de Sistemas.
Cuarto Salones de clase, secretaria académica y
mantenimiento. Distribución del edificio ITD Juan del Corral. Fuente: (Autores, 2016).
Figura 6. Ubicación del ITD Juan del Corral
Fuente: (Google Eart, 2016)
23
Para el cálculo del área de la edificación se recurre a una herramienta de posicionamiento
global y calculo por medio de polígonos ya que esta información no nos fue suministrada.
Figura 7. Área total del ITD Juan del Corral.
Fuente: (Google Eart, 2016)
Área Total de Salida:
4549.749 m²
0.005 km²
1.124 Acres
0.455 Hectáreas
48973.094 Pies²
7.4 Condiciones Meteorológicas
En desarrollo de las actividades propias del análisis técnico fue necesario recurrir a la
plataforma de la NASA para determinar las condiciones meteorológicas del lugar en estudio
(Nasa, 2016). La información se presenta en las tablas 7 y 8 del siguiente modo:
24
Tabla 7 Condiciones meteorológicas del ITD Juan del Corral
Medida/Valor Unidad ubicación de los datos del clima
Latitud °N 4.616
Longitud °E -74.167
Elevación M 1431
Heating design temperatura °C 14.35
Cooling design temperatura °C 24.22
Amplitud de la temperatura de la Tierra
°C 7.8
Días de heladas en el sitio Días 0 Condiciones Meteorológicas del sector. Fuente: (Nasa, 2016)
Tabla 8 Tabla de Meteorología de superficie y Energía Solar: Datos RETScreen.
Mes
Tempe
ratura
del
Aire
Humeda
d
Relativa
Radiac
ión
solar
diaria-
Horizo
ntal
Presión
Atmosfé
rica
Velocidad
del viento
Temper
atura de
la tierra
Aument
o
tempera
Disminució
n
Temperatur
a
°C %
kWh/
m2/d
kPa m/s °C °C-d °C-d
Enero 19.2 76.6% 4.86 85.7 1.6 20.6 0 292
Febre 19.7 75.1% 4.83 85.7 1.7 21.4 0 277
Marz 19.7 78.8% 4.91 85.7 1.7 21.4 0 305
Abril 19.6 80.8% 4.65 85.7 1.6 21.2 0 289
Mayo 19.4 79.7% 4.72 85.8 1.6 20.8 1 292
Junio 18.9 77.8% 4.83 85.9 1.9 20.2 2 267
Julio 18.9 70.8% 5.00 85.9 2.0 20.3 3 275
Agost 19.7 63.9% 5.07 85.9 1.8 21.4 0 303
25
Septie 20.2 65.0% 5.03 85.8 1.7 22.1 0 307
Octub 19.7 74.5% 4.70 85.8 1.5 21.4 0 302
Novie 19.2 81.1% 4.60 85.7 1.5 20.5 0 278
Dicie 19.0 80.7% 4.60 85.7 1.7 20.2 0 286
Anual
measurd (m)
19.4 75.4% 4.82 85.8
1.7 20.9
6 3473
10.0 0.0
Meteorología de Superficie y Energía Solar. Fuente: (Nasa, 2016).
A partir de la información aportada por la plataforma de la NASA, y teniendo en cuenta que la
ubicación de la institución educativa cuenta con un amplio espacio sin cobertura vegetal y
contacto directo con la radiación solar, la estimación de producción energética se calcula
teniendo en cuenta la variable de Radiación solar diaria- Horizontal, la cual se presenta en la
Figura 8.
Figura 8. Radiación solar diaria ITD Juan del Corral.
Fuente: (Autores, 2016).
Según la información del grafico anterior, la radiación solar diaria tiene el pico más alto en
agosto, y los índices más bajos en noviembre y diciembre, por lo tanto, la producción energética
es en este mes cuando el SFV tendría el mayor ciclo de producción.
4,86 4,83 4,91
4,65 4,724,83
5 5,07 5,03
4,74,6 4,6
Radiacion Solar Diaria ITD Juan del Corral
26
7.5 Sistema Solar Fotovoltaico
Un sistema solar fotovoltaico convierte la luz solar o energía lumínica en energía eléctrica apta
para el consumo.
La viabilidad técnica del sistema solar fotovoltaico que se analizará en el presente estudio, es
la del Sistema Interconectado a la red, ya que la energía producida por éste abastecerá un
porcentaje de la energía total demandada por el edificio, y la red eléctrica local seguirá
abasteciendo de forma continua el excedente restante.
7.5.1 Características De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red
Un sistema fotovoltaico conectado a la red consiste básicamente en un generador fotovoltaico
acoplado a un inversor que convierte la energía directa proporcionada por los paneles en energía
alterna que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. La diferencia fundamental entre
un sistema fotovoltaico autónomo y los conectados a red, consiste en la ausencia, en este último
caso, del subsistema de acumulación, formado por la batería y la regulación de carga. Además, el
inversor, en los sistemas conectados a red, deberá estar en fase con la con la tensión de la red
(Universidad de Jaén, 2005).
En la Figura 9 se muestra un diagrama de los componentes principales de un sistema
fotovoltaico de conexión a la red.
27
Figura 9. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico de conexión a red.
Fuente. (Universidad de Jaèn 2005).
7.5.2 Componentes De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red
Figura 10. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a la red.
(Fuente. Belsolar green 2014).
La diferencia básica entre los sistemas autónomos y los sistemas conectados a la red es que los
sistemas autónomos cuentan con acumuladores para almacenar la energía y los reguladores de
carga de los mismos, mientras que en las instalaciones conectadas a la red la energía no se
almacena si no que se pone a disposición de la red eléctrica según la producción que este sistema
brinde. En el sistema conectado a la red existen contadores tanto para la energía que se consume
como para la energía que se distribuye a la red (Autores.2016).
Célula o celda solar: Una célula fotoeléctrica, también llamada celda, fotocélula o célula
fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa en energía
eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico, generando energía solar fotovoltaica.
28
Paneles o módulos fotovoltaicos: Agrupaciones de celdas fotovoltaicas con estructuras fijas u
orientables (seguidores solares "Trackers").
Inversor de red: Transforma la corriente continua producida, en corriente alterna y sincroniza
la fase con la de la red pública.
Contador de energía eléctrica: Para medir y facturar la energía eléctrica producida e
inyectada a la red. Será necesario otro contador independiente para medir el consumo del
emplazamiento (ADR infor, 2015).
7.6 Caracterización Energética De Las Instalaciones
Es necesario indagar en cómo se comporta la dinámica de consumo energético de las
instalaciones y los factores que en ella inciden para poder hacer un cálculo acertado en la
demanda energética y así identificar la cantidad máxima y mínima de abastecimiento del SFV.
7.6.1 Inventario De Luminarias Y Equipos
Para identificar el perfil energético del ITD Juan del Corral, se realizó el conteo manual de las
luminarias y equipo que en el edificio funcionan en las tablas 9 y 10 se muestra dicha
información
29
Tabla 2 Tabla Inventario luminarias ITD Juan del corral.
Inventario de Luminarias ITD Juan del Corral
Piso Marca Luminaria Tipo Potencia(W) Lámparas Total Luminarias
1 PHILIPS BALA 20 74 148
TECNOLITE AHORRADOR 20 15 15
2 PHILIPS BALA 20 50 100
TECNOLITE AHORRADOR 20 13 13
3 PHILIPS BALA 20 44 88
TECNOLITE AHORRADOR 20 4 4
4 PHILIPS BALA 20 16 32
TECNOLITE AHORRADOR 20 4 4 Inventario Luminarias. Fuente: (Autores, 2016).
Tabla 3 Tabla Inventario de equipos ITD Juan del Corral.
Inventario de Equipos ITD Juan del Corral
Piso Equipo Cantidad
1
Impresora Hp laser Jet 3390 2
CPU 1
Portátil 4
Monitores 1
Televisor 1
Microondas 1
2
Monitores 60
CPU 60
Impresora EPSON L355 3
Impresora y fotocopiadora
KIOCERA FS2026 1
VideoBem inteligente 1
Teléfono 2
Televisor 1
3
Monitores 128
CPU 128
Multicopiadora Xerox 6505 1
Impresora Hp Deskjet 4615 3
Portátil 40
30
ventilador 1
Videobem 5
Televisor 6
4 Video Beam 1 Inventario de equipos. Fuente: (Autores, 2016).
7.6.2 Demanda Energética De Las Instalaciones
Para realizar este análisis es necesario tener en cuenta el consumo de todos los equipos y
luminarias que actualmente funcionan en la institución, además de esto es necesario identificar la
cantidad de energía usada para el funcionamiento de los anteriores descritos, las horas/día que
permanecen activos y el número de paneles necesarios para abastecer el consumo del mes.
Se realiza un perfil energético el cual se puede observar como Tabla 1 en los anexos, en esta
tabla se puede observar que el área que más consume energía es la del tercer piso con
aproximadamente 48 Kwh/día.
En la tabla se determinó el número total de paneles necesarios para abastecer la demanda
energética del edificio en un mes, este valor se calculó con la siguiente fórmula:
Paneles Necesarios = Pn *�̅�R-solar* D.
Dónde
Pn = Potencia nominal en kW de un panel fotovoltaico
�̅�R-solar = Promedio de Radiación Solar diaria en kWh/m2/d
D= Es el número de días de consumo de energía por mes.
Se reemplazaron las variables para obtener la energía total de la producción de energía total en
un mes por panel:
Paneles necesarios= 0,255 𝑘𝑊 ∗4,82 𝑊ℎ 𝑚2 ⁄ 𝑑 *30 𝑑
31
Por último, se procedió a dividir el resultado del consumo total del edificio en kWh/mes para
hallar el número necesario de paneles que satisficiera la demanda energética. Esto da un total de
175 paneles fotovoltaicos.
Distribución Del Consumo
7.6.3 Distribución del consumo del edificio.
En la Figura 11 se muestra la distribución de los consumos por piso y área del edificio:
Figura 11. Porcentaje de participación por áreas.
(Fuente. Autores).
En la Figura 11 se evidencia que el área que más consume energía eléctrica es el piso 3 con un
55% seguido del piso 2 con un 30%, después sigue el piso 1 con un 13% por último el piso 4 con
un 2%.
55%30%
13% 2%
DISTRIBUCION DEL CONSUMO
Piso 3 Piso 2 Piso 1 Piso 4
32
7.6.4 Consumo Por Sistemas
En lo que respecta al consumo de energía por sistemas en la Figura 12 se evidencia que el
mayor consumo de energía en el colegio Juan del Corral está en los equipos de cómputo y oficina
con un 76% del consumo total lo que representa el más alto consumo de energía de los sistemas.
Figura 12. Consumo de energía eléctrica por sistemas.
(Fuente. Autores).
7.6.5 Diagrama De Pareto
De acuerdo al perfil energético del colegio Juan del Corral realizado anteriormente, se realizó
un diagrama de Pareto con el fin de identificar de una forma más clara las áreas de consumo que
requieren mayor atención. Según este diagrama de Pareto, los equipos de cómputo son los
equipos que causan el 80% de los problemas de consumo en el edificio del colegio Juan del
Corral.
76%
22%
2%
% PARTICIPACION POR SISTEMAS
E. Computo Iluminacion Otros
33
En la figura 13 se muestra el consumo actual de equipos de cómputo del edificio y el número
de paneles fotovoltaicos necesarios para abastecer la demanda de energía:
Figura 13. Diagrama de Pareto, perfil eléctrico Colegio Juan del Corral.
(Fuente. Autores).
Según el principio de Pareto, el cual predica que “el 20% de tus actos producen el 80% de las
consecuencias” (Trabajar desde casa, 2014), se pueden solucionar el 80% de los problemas
energéticos del edificio se solucionan si se interviene el 20% de sus causas, por tal motivo en este
trabajo se va a realizar un análisis más exhaustivo del sistema de cómputo, para verificar y
asegurar que el sistema instalado surta principalmente el sistema de los equipos de cómputo.
7.6.6 Consumo De Equipos De Cómputo
Se calcula el consumo actual de los equipos de cómputo y se presenta como tabla 2 en anexos,
en esta tabla se puede evidenciar que solo el sistema de equipos de cómputo consumo
aproximadamente 4876,68 Kwh/mes, por lo tanto, haciendo el cálculo como se realizó
0%
20%
40%
60%
80%
100%
020406080
100120140160180200
E. Computo Iluminacion Otros
CONSUMO ELECTRICO POR SISTEMAS COLEGIO
JUAN DEL CORRAL
CONSUMO…%…
34
anteriormente para verificar los paneles requeridos para la demanda energética total del edificio,
el número de paneles requeridos para abastecer el sistema es de 133.
7.6.6.1 Horarios
Para determinar el pico de demanda energética fue necesario revisar el horario de clases del
edificio, el Colegio no abre sus puertas los fines de semana. A continuación, se muestra la tabla
11:
Tabla 4 Tabla Horarios de clase colegio ITD Juan del Corral
Horarios colegio ITD Juan del Corral.
7.6.7 Picos De Demanda Energética
El pico de demanda energética se halla revisando consumo por hora de Kilovatios hora (kWh),
sin embargo, para este estudio se tuvo en cuenta el cálculo aproximado del número de equipos y
luminarias encendidas a una hora determinada del día, debido a que los valores de los consumos
no se pudieron determinar por falta de acceso. En la tabla 3 de los anexos y la figura 14 se
muestra el cálculo del pico de energía en un día de clases normal: Se debe tener en cuenta que el
consumo vario cada día de la semana dependiendo del calendario académico de la misma
previamente programado, también varía de acuerdo al horario de las clases y las jornadas. Por lo
HORARIOS DE CLASE COLEGIO JUAN DEL CORRAL
DIAS DE ESTUDIO HORARIO DE
ENTRADA
HORARIO DE
SALIDA JORNADA
DIURNA Lunes a viernes 05:50:00 a. m. 11:40:00 a. m.
JORNADA TARDE
Lunes a viernes 12:30:00 p. m. 05:30:00 p. m.
35
tanto, el siguiente es un valor aproximado de acuerdo a los testimonios de los funcionarios
encargados de la parte del mantenimiento del mismo.
7.6.8 Facturación del edificio del ITD juan del corral:
En las facturas de energía del primer semestre del presente año, los datos más relevantes son el
valor del consumo (el valor de la factura), el precio del kWh y el consumo en kWh.
Es importante aclarar que en la factura de energía se muestran los consumos del edificio de
clase y del edificio de los talleres y cafetería.
En la tabla 12 se muestran los consumos en kWh de los últimos 5 meses, el valor de la factura
y del precio del kWh de los meses en cuestión.
Tabla 5
Tabla Facturación del consumo de energía eléctrica del ITD Juan del Corral
MES CONSUMO EN
Kwh VALOR FACTURA PRECIO PROMEDIO DEL Kwh
Marzo 6.357 2.839.950,97 446,7439
Abril 6.095 2.843.714,39 466,5345 Mayo 6.183 2.766.189,49 447,3863
Junio 6.047 2.642.559,23 437,0178
Julio 5.907 2.539.117,45 429,8489
Facturación consumo de energía. (Fuente: CODENSA).
0
100
200
300
400
5001
:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:0
09
:00
10:0
011
:00
12:0
013
:00
14:0
015
:00
16:0
017
:00
18:0
019
:00
20:0
021
:00
22:0
023
:00
24:0
0:0
0
NUMERO DE EQUIPOS DE COMPUTO, LUMINARIAS Y OTROS EQUIPOS FUNCIONANDO
Figura 14. Uso de Equipos, Luminarias y Otros durante el día.
Fuente: Autores.
36
Se debe aclarar que, aunque en los recibos mostrados en el Figura 1 del trabajo se relaciona el
valor de la factura por el consumo de energía eléctrica del colegio, el total a pagar es cero dado
que, este valor es cubierto por la secretaria de educación o el gobierno distrital y no por la
administración del colegio.
7.7 Dimensionamiento Del Sistema Solar Fotovoltaico Para El ITD Juan Del Corral
7.7.1 Plano Edificio
En la figura 15 se muestra el plano general del edificio del colegio Juan del Corral.
Figura 15. Plano General Colegio Juan del Corral
(Fuente: Autores)
7.7.2 Plano
Figura 16. Plano General Colegio Juan del Corral
(Fuente: Autores).
37
7.7.3 Área Disponible
El área disponible se calcula de acuerdo al área total del techo menos el espacio que no se
puede usar por sus condiciones, y un área que se ha calculado prudente para dejar libre según las
observaciones realizadas en campo.
Figura 17. Área Disponible del techo para instalación de SFV.
(Fuente: Autores).
Figura 18. Área Total del Techo.
(Fuente: Autores).
38
7.8 Selección De La Tecnología Para Los Paneles Solares Fotovoltaicos
Para realizar la selección del panel solar óptimo a emplear en el Sistema Solar fotovoltaico, se
han tomado 2 referencias de las marcas más reconocidas en el mercado y que son actualmente
comercializadas por empresas colombianas, para así poder realizar la compra sin incurrir en
costos adicionales como importación y similares, se procede a detallar las características de cada
uno y luego se analiza cuál es la mejor opción.
7.8.1 Fichas técnicas:
Tabla 6. Tabla Comparación de Fichas técnicas
Solicitud Opción 1 Opción 2
Empresa Comercializadora Solen Technology SAS Volumen
Marca Talesun TrinaSolar
Referencia TP660P TSM- PC05A
Potencia Nominal 260W, llega hasta 270W 255W
Voltios 37,8 Voc y 30,7 Vmp Ver datos en la ficha técnica
Medidas 1640*990*35mm 1650mm X 992mm
Precio (Pesos) $840.000 IVA incluido 750.000 + IVA
Area Panel (AP)M2 1,62 Mts2 1.636 m2
Eficiencia Energetica 260W/1,62 Mts2 = 160,49 255W/1,64 Mts2= 155,49
Numero de Paneles/Área Disponible
348 Mts2/1,62 Mts2= 215 348 Mts2/1,64 Mts2= 212
Energía Total Generada Et: 348*260W=
90480W~90,48KW Et: 348*255W=
88740W~88,74KW Comparación de fichas técnicas (Fuente: Autores).
Para determinar cuál es la opción que mejor se acomoda a las necesidades del proyecto, se ha
recurrido a una matriz de análisis cuantitativo el cual ha sido diseñado con tres ítems los cuales
son: Precio, capacidad energética y garantía.
39
Tabla 7. Tabla Matriz de ventajas
Matriz de Ventajas y desventajas
Ítems Ponderación Opción 1 Opción 2
Calificación Ponderación Calificación Ponderación
I Precio 45% 4 1,8 5 2,25
II Capacidad Energética 30% 3 0,9 4,5 1,35
III Garantía 25% 4 1 5 1,25
TOTAL 100% 3,7 4,85 Matriz de Ventajas (Fuente: Autores).
7.8.2 Resumen del análisis Cuantitativo
Figura 19. Matriz de comparación
(Fuente: Autores).
De acuerdo a los resultados del análisis comparativo entre Volumen y Solen Tecnología, se
elige el producto comercializado por la empresa Volumen de marca TrinaSolar a 255 Watts, por
ser el que posee más ventajas para este proyecto.
Solen Technology ; 3,7
Volumen; 4,85
0 1 2 3 4 5 6
1
MATRIZ DE COMPARACION
40
7.8.3 Oferta Energética Del Sistema Fotovoltaico
Para poder realizar una estimación de la producción energética del sistema fotovoltaico, se
tiene en cuenta la radiación solar diaria, la potencia nominal del panel escogido que es igual a
255 Watts, y un porcentaje de pérdida del sistema del 10 % de esta manera es posible detallar de
manera diaria, mensual y anual la cantidad de energía producida.
Tabla 8
Tabla Producción Energética del SFV
Producción Energética Sistema Fotovoltaico
Mes
Daily
solar
radiation -
horizontal
kWh/m2/d
Numero
de
Días/mes
Potencia
nominal
en KW
Eficiencia
del
Sistema
Numero
de
paneles
Total,
producción
Energética
KW
Producción
energética
por día
January 4,86 31
0,26 90% 133
5.677 183
February 4,83 29 5.278 182
March 4,91 31 5.736 185
April 4,65 30 5.257 175
May 4,72 31 5.514 178
June 4,83 30 5.460 182
July 5 31 5.841 188
August 5,07 30 5.732 191
September 5,03 30 5.686 189,55
October 4,7 31 5.490 177
November 4,6 30 5.200 173
December 4,6 31 5.374 173,34
PRODUCCION TOTAL ANUAL 66.246 182 Producción total anual SFV (Fuente: NASA).
Teniendo en cuenta la información de la tabla 15, los resultados del análisis indican que la
producción anual del SFV que consta de 133 paneles producirá aproximadamente 66.246
KW/Año.
41
Figura 20. Producción Anual de Energía del SFV
(Fuente: Autores).
Según la Figura 20 los picos más altos de producción de energía se dan en los meses de marzo
con 5.736 KW, Julio con 5.841 KW y agosto con 5.732 KW, ahora bien, los meses donde se
evidencia una baja producción de energía son febrero con 5.278 KW abril con 5.257 Y
Noviembre con 5.200, el promedio estimado de producción diaria del sistema fotovoltaico es de
182 KW.
7.9 Demanda Energética Del Edificio A Satisfacer
7.9.1 Selección De Pisos A Satisfacer
Según la identificación de la demanda energética por sistemas, se llegó a la conclusión que los
equipos de cómputo son los que más energía requiere por lo tanto los pisos 2 y 3 donde se
encuentra las salas de sistemas y demás equipos de procesamiento de datos será donde se centre
el SFV.
5.677
5.278
5.736
5.257
5.514 5.460
5.841 5.732 5.686
5.490
5.200
5.374
Produccion Energetica SFV
42
Ahora bien, el consumo estimado KW/Día para los equipos de cómputo de los cuatro pisos del
edificio es de 162,56 KW y la producción diaria de energía del SFV oscila entre 173,3 KW y
191,1 KW día; por tal razón se tomarán los cuatro pisos para el abastecimiento de la energía
producida por el SFV. Teniendo en cuenta que la producción de energía en los meses de febrero,
marzo y noviembre es en gran medida menor a producida en los demás meses, en caso que sea
necesario el SFV estará conectado a la fuente principal de energía, de esta manera no tendrá
dificultades para abastecerse.
Tabla 9 Tabla Consumo De Energía Por Piso
Piso CONSUMO ESTIMADO
KW/Día
1 38,92
2 509,66
3 1.076,99
4 0,000008
Total 1.626
Consumo Estimado (Fuente: Autores).
7.9.2 Comparación Demanda Energética Del Edificio Y Oferta Del Sfv
Según la información recolectada en los recibos de energía de la institución, esta consume en
promedio 6.442 KW al mes en contraste con el consumo de energía calculado en el inventario de
equipos es 4.876,68 KW lo que quiere decir que los equipos de cómputo del ITD Juan del Corral
consume 75,7 % de la energía facturada, en términos económicos traduce que de la factura en
promedio es de $2.152.807.
43
Ahora bien, el SFV según el cálculo de producción mensual representado en la Figura 20, en
promedio es de 5.853 esto quiere decir que será capaz de producir el 90% de la demanda
energética de la institución que en términos monetarios es igual a $2.583.369.
7.9.2.1 Presupuesto
El valor total del proyecto es de $234´463.198 Millones de pesos expresados en la tabla 4 de
los anexos. Para que el ejercicio fuera real se acudió a la empresa VOLUMEN, que cotizo en
tiempo efectivo el costo de la instalación del proyecto.
Cabe anotar que VOLUMEN cotizo mano de obra para no incurrir en gastos adicionales de
contratación y dar un precio total.
7.10 Matriz De Evaluación Técnica
En aras de realizar un ejercicio contundente y determinar la viabilidad de la implementación
del proyecto, se ha recurrido a una matriz de evaluación técnica, que recoge todas las variables
implicadas, de esta manera realizar la evaluación individual y general del proyecto.
Para cumplir con la funcionalidad de la matriz se ha asignado valor a cada requisito, para
medir la importancia que tienen en el proyecto así de esta manera lo muestran las tablas 17,18,
19,20 y 21:
44
Tabla 10 Tabla Valoración De Importancia Matriz de Evaluación Técnica
Puntuación Observación
3 Es fundamental para la implementación y ejecución del proyecto
2 Es importante pero no afecta la ejecución del proyecto
1 No afecta la implementación del proyecto ni los resultados
Valoración de importancia (Fuente: Autores).
Para definir de manera cuantitativa los requisitos, se han definido tres factores los cuales son:
7.10.1 Factor Legal
Es necesario evaluar el grado de compromiso legal y normativo para el cumplimiento de los
requisitos del proyecto.
Tabla 11 Tabla Calificación Factor Legal
Factor Legal
Valoración Clasificación
3 Baja 2 Media
1 Alta
* Medido en Cumplimiento
Factor Legal (Fuente. Autores).
45
7.10.2 Factor Económico
Refiere a la inversión necesaria para el cumplimiento de los requisitos del proyecto.
Tabla 12 Tabla Valoración De Importancia Factor Económico Matriz de Evaluación Técnica
Factor Económico
Valoración Clasificación
3 Baja
2 Media
1 Alta
*Medida en inversión
Factor Económico (Fuente: Autores).
7.10.3 Factor de Cumplimiento
Se refiere al tiempo necesario que será utilizado para cumplir con los requisitos del proyecto
Tabla 13
Tabla Factor Cumplimiento
Factor Cumplimiento
Valoración Clasificación
3 Corto
2 Mediano
1 Largo
* Medido en Tiempo
Factor Cumplimiento (Fuente: Autores).
Ahora bien, estas tres variables son evaluadas en una sola matriz la cual nos dará como
resultado la viabilidad técnica del proyecto según la suma de estos tres ítems multiplicada por el
factor de importancia, como lo muestra la tabla 21
46
Tabla 14 Tabla Viabilidad Según Calificación
Tipificación % Calificación
Viable 60 - 100 % >15 -13
Regularmente viable 31 - 59 % 12,9 -7
No Viable 0 - 30 % 6,9 – 3 Viabilidad (Fuente: Autores).
7.10.4 Resultados de la Matriz de evaluación técnica:
Según el resultado de la matriz de evaluación técnica la cual arroja que el 83 % de las
variables son viables, podemos inferir que el proyecto es factible con tan solo 17 % de
indicadores regularmente viable, en ninguno de los casos el proyecto es inviable.
47
Tabla 15
Tabla Matriz de Evaluación técnica
Matriz de Evaluación Técnica
Ítems Requisitos Importancia Legal Económico Cumplimiento Calificación Viabilidad
Viabilidad L+E+C I*(L+E+C)
Loca
liza
ción
del
pro
yec
to
Brillo Solar Diario 3 2 3 1 6 18 Viable
Radiación Solar diaria 3 3 3 1 7 21 Viable
Red Eléctrica 3 3 3 1 7 21 Viable
Pro
yec
to
Materiales 3 3 1 3 7 21 Viable
Equipos 3 3 1 3 7 21 Viable
Diseño 3 3 1 3 7 21 Viable
Modificación Estructural 3 2 2 1 5 15 Viable
Mantenimiento 2 3 3 3 9 18 Viable
Tec
nolo
gía
Factibilidad de uso 3 3 3 3 9 27 Viable
Garantías de fabricación 2 3 2 1 6 12 Medianamente Viable
Potencia instalada 2 2 2 2 6 12 Medianamente Viable
Obsolescencia tecnológica 2 2 2 1 5 10 Medianamente Viable
Rec
urs
os
Eco
nóm
ico
s
Costos de Inversión 3 3 1 3 7 21 Viable
Costos de mantenimiento 3 3 3 1 7 21 Viable
Costos de Cierre o abandono 3 3 3 1 7 21 Viable
Evaluación Técnica (Fuente: Autores).
48
Tabla 16 Tabla Explicación Matriz Evaluación Técnica
Matriz de Evaluación Técnica
Ítems Requisitos Explicación
loca
liza
ción d
el p
royec
to
Brillo Solar Diario Está directamente relacionado con la producción de la
energía, no refiere normas legales.
Radiación Solar diaria
Es indispensable para determinar la eficiencia del sistema, En este proyecto se encuentra ubicado en un
lugar que genera niveles óptimos para su
alimentación
Red Eléctrica
Es altamente importante ya que es un sistema que se
encuentra interconectado a la red, se necesitan permisos para realizar la conexión del sistema.
Pro
yec
to
Materiales
Necesarios para la intervención y para la ejecución
del proyecto, inversión alta y nivel de cumplimiento baja
Equipos Necesarios para la implementación del proyecto, inversión alta, garantía extendida en tiempo, no
registra cumplimiento de norma
Diseño Es muy importante, se realiza al principio del
proyecto, su costo es la escala medio y su tiempo de
ejecución es bajo.
Modificación Estructural Es necesario para la instalación de los soportes donde irán instalados los paneles solares, su instalación es a
mediano plazo, la inversión es moderada.
Mantenimiento El mantenimiento es considerado a largo plazo puesto
que se realizan 2 al año, la empresa VOLUMEN
realizara el mantenimiento el primer año.
Tec
nolo
gía
Factibilidad de uso De gran importancia puesto que indica el uso
continuo (todo el año), y la utilidad que genera al
proyecto
Garantías de fabricación
Se debe tener en cuenta, ya que los paneles no se
encuentran exentos de defectos de fábrica, en todos los casos la empresa proveedora se hará responsable y
evitar así costos adicionales, no refiere normas
legales.
Potencia instalada
De gran importancia ya que garantiza la potencia
mínima para el funcionamiento del sistema fotovoltaico, no refiere normas legales.
49
Obsolescencia tecnológica
Requisito moderado, los PFV no están exentos de
pasar a un segundo plano, en cuanto a tecnología de punta, ya que día a día la tecnología avanza y las
energías limpias siempre están en continuo avance.
Rec
urs
os
Eco
nóm
icos
Costos de Inversión
De carácter indispensable ya que este proyecto en
esta instancia se requiere un alto costo de inversión, se requiere un grado legal moderado.
Costos de mantenimiento
Son necesarios para el óptimo funcionamiento del
sistema, la empresa provee 1 año de mantenimiento, por el cual la inversión es baja.
Costos de Cierre o abandono
Para asegurar una correcta disposición final en el escenario de desmonte del sistema, es necesario personal calificado para la remoción de dichos
desechos resultantes, la normativa es moderada, así como el tiempo.
Explicación Matriz Evaluación Técnica (Fuente: Autores).
50
8 Fase II - Identificación Y Evaluación De Impactos Ambientales
Con el fin de identificar todos los aspectos e impactos asociados a cada fase del proyecto a
realizar se procede a realizar un estudio ambiental basado en la metodología Battelle-Columbus
para la priorización de impactos y por lo tanto formular los planes de manejo respectivos.
Para el objeto de este trabajo al establecer el impacto ambiental con el proyecto y sin el
proyecto, se analizará el consumo de energía utilizada actualmente por el Colegio la cual es
comercializada por CODENSA S.A. dicha energía proviene según la canasta energética expuesta
en el Plan de expansión de referencia generación – transmisión 2015-2029 de la UPME de la
hidroelectricidad, con 69.7% de la capacidad instalada, incluyendo las plantas menores, seguida
por las centrales térmicas (gas, carbón y líquidos) con de 29.6%. Las demás tecnologías
representan alrededor del 0.6% del total de la capacidad instalada del sistema (Unidad de
Planeación Minero Energética – UPME, 2015).
8.1 Descripción De Las Fases Y Las Actividades Secuenciales Del Proyecto
A continuación, en la tabla 24 se describen las actividades del POA:
Tabla 17 Tabla Descripción de las Actividades del Proyecto
DESCRIPCION ESPECIFICA
DE LA ACTIVIDAD COMO Y DONDE SE REALIZA
DISEÑO DEL
PROYECTO
Inventario y demanda Energética. Se hace una suma total de las luminarias y equipos, se verifica su potencia y se
hacen los cálculos respectivos.
Se identifica y se determina el área disponible para la instalación del
sistema SFV.
Se hacen los planos de la terraza y se resta el área que nos e puede usar de la
terraza. Caracterización física y energética
del edificio. Haciendo cálculos totales de consumo,
áreas de consumo, sistemas de
51
consumo, picos de demanda energética
y características físicas del mismo. Se estipula la cantidad de paneles
necesarios y las características
técnicas de los mismos.
Se calculan de acuerdo al área disponible, tipo de estructura y a la
capacidad instalada total de los paneles.
CONSTRUCCI
ON
Instalación y alistamiento de las
bandejas donde van situados los paneles.
El coordinador de la obra se encarga del
levantamiento de las estructuras y del alistamiento de los materiales.
Instalación completa del sistema y conexiones del mismo.
Se hace el tendido del cableado, la
instalación de inversores, conversores, interruptores por parte del personal
contratista.
FUNCIONAMI
ENTO
Puesta en marcha y funcionamiento
del sistema solar fotovoltaico.
Monitoreo y toma de datos mediante el programa utilizado para el mismo, se
toman estadísticas de reducción de consumo.
Mantenimientos programados según las especificaciones técnicas
del sistema, se realizará
aproximadamente un mantenimiento al año.
Se hacen cambios de partes siempre y cuando se necesiten y no estén en
condiciones óptimas, se hace orden y aseo.
ABANDONO
Se hace la separación de los residuos resultantes del desmonte
del mismo.
El residuo resultante según su característica es entregado para disposición final a una empresa
destinada para lo mismo; dicha empresa debe tener licencia ambiental vigente.
Orden y aseo Se organiza y se limpia el área en la
cual se encontraban los paneles. (Fuente: Autores).
“El método del Instituto Batalle – Columbus, es el principal método cuantitativo que se ha
desarrollado para la evaluación de impactos ambientales. Su objetivo es la evaluación sistemática
de los impactos de un proyecto mediante el empleo de indicadores homogéneos” (Universidad
Nacional Abierta y a Distancia UNAD, 2016). Y sirve para Planificar a medio y largo plazo
proyectos con un mínimo de impacto ambiental.
Inicialmente, como se ilustra en la tabla 25 se procede a hacer la escogencia de los parámetros
para definir los indicadores de impacto.
52
8.2 Parámetros Para Definir Indicadores De Impacto
Tabla 18
Tabla Selección de parámetros e indicadores de impacto
CATEGORI
A
COMPONENTE
AMBIENTAL
(INDICADOR)
PARAMETRO AMBIENTAL
(INDICADOR ESPECIFICO)
ECOLOGIA
ESPECIES Y
POBLACIONES
TERRESTRES:
Pastizales y praderas: Las inundaciones para las hidroeléctricas disminuyen la cantidad de hectáreas disponibles para labores de pastoreo, disfrute o agricultura que se pueden realizar
en este tipo de ecosistemas. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
Cosechas: Al inundar tierras para las hidroeléctricas se pierden suelos con valor agrícola lo cual afecta la soberanía y la seguridad alimentaria. Con la energía fotovoltaica se evitan
este tipo de impactos. Vegetación natural: La vegetación nativa correspondiente al área de embalse,
necesariamente es extraída, quemada o inundada. Iguales suertes pueden correr algunas
poblaciones animales terrestres. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
HABITATS Y
COMUNIDADES
TERRESTRES:
Uso del suelo: los suelos que alguna vez fueron productivos o destinados para otros usos, cambian sus características y cambian por consiguiente sus usos. Con la energía
fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
Accesos viales: para la construcción de hidroeléctricas, o centrales térmicas es necesario crear accesos viales. Así mismo es necesario inundar unos cuantos.
ACUATICAS:
Características fluviales: cambios en las características fluviales de las zonas de influencia directa en indirecta del proyecto. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo
de impactos.
CONTAMINACION
DEL AGUA
Cambios en la calidad del agua: debido a los procesos normales de la producción de energía con hidráulica se generan cambios en la calidad del agua como: eutrofización,
53
CONTAMIN
ACION
AMBIENTA
L
sedimentación, pérdida de oxígeno disuelto en el agua, entre otros; la generación de energía
con sistemas fotovoltaicos Cambios en el cauce de las aguas: Al represar un río y crear una laguna, se cambia profundamente la hidrología y limnología del sistema fluvial. Se producen cambios
dramáticos en el flujo, la calidad, cantidad y uso del agua, los organismos bióticos y la sedimentación de la cuenca del río. Los proyectos hidroeléctricos, en particular, tienden a
crear cambios importantes en los modelos de flujo del río, aguas abajo, porque se controla el almacenamiento y la descarga del agua según los ciclos de demanda energética, y no los
ciclos hidrológicos, a los cuales el medio ambiente ribereño está adaptado.
Aumento de la temperatura: Con la generación térmica y con la hidráulica se aumenta la temperatura del agua, ya sea por vertimientos de aguas con altas temperaturas o por
exposición al sol o represamiento de las mismas.
CONTAMINACION
ATMOFERICA
Gases efecto invernadero: “(…) las represas de hidroeléctricas especialmente en las zonas tropicales emiten grandes cantidades de gases de efecto invernadero”. “(como cita Gubin,
A, en La Gran Época, 2013)”. Según estudios recientes de revistas científicas como Scientific American; la energía solar fotovoltaica, está emitiendo grandes cantidades de
NF3 (Trifluoruro de Nitrógeno) el cual es considerado como un gas de efecto invernadero; pero al considerar las cantidades emitidas por los mismos, estas representan un impacto
mucho menor que el de las hidroeléctricas.
CONTAMINACION
DEL SUELO
Uso de aceites y grasas: Para el funcionamiento de los rodamientos de los motores tanto para la energía térmica como para la energía hidráulica, es necesario el uso de aceites
lubricantes o engrasantes los cuales afectan y alteran la calidad del suelo. Estos aspectos no se encuentran presentes en los sistemas fotovoltaicos.
CONTAMINACION
POR RUIDO
Ruido: El movimiento de turbinas en la energía hidráulica y el funcionamiento de motores
impulsados por Carbón, Diésel o Gas Natural son característicos por emitir grandes niveles de ruido representados en DB por encima de los límites permisibles establecidos.
ASPECTOS
ESTETICOS
BIODIVERSIDAD
Pérdida y extinción de flora y fauna: Castro (2005) afirma. “Las represas y los trasvases son la principal razón del por qué el 33% de las especies de peces de agua dulce del mundo se han extinguido, están en peligro de extinción o son vulnerables”. Además, las descargas
de agua fría de la presa mata algunas especies de peces y toda la biodiversidad que depende de las inundaciones naturales. Desplaza y mata animales de ecosistemas; elimina
humedales, fuentes subterráneas de agua y bosques únicos. Con la apertura de caminos para el paso de maquinarias y otras infraestructuras obliga a tumbar más bosques y abre la
puerta a los traficantes de madera. (Castro, 2005)
54
PAISAJE Y
ARQUITECTURA
Alteración del paisaje: todas las centrales de energía tanto térmicas, hidráulicas o
renovables causan algún tipo de alteración sobre el paisaje, o arquitectura de una infraestructura; en el caso de una hidroeléctrica el impacto es mayor ya que se tienen que
inundar grandes espacios de capa vegetal lo cual ocurre en menor medida con las centrales
de generación térmica y en pocos casos con los sistemas fotovoltaicos ya que, estos forman parte en mayor medida de estructuras ya establecidas.
Introducción permanente de elementos de origen antrópico en el paisaje. Cualquier edificación construida requiere de una intervención y alteración del paisaje con elementos
hechos por el hombre en cualquier tipo de energía renovable y no renovable.
GEOGRAFIA
Cambios en el relieve de las áreas de influencia: Se evidencia alteración de laderas estables por construcción de obras hidroeléctricas, Alteración de geo formas por
escombreras y yacimientos y pérdida de formaciones de interés científico; En conclusión, cambia la geomorfología, el relieve y la topografía del paisaje.
ASPECTOS
DE INTERES
HUMANO
CALIDAD DE VIDA
Desplazamiento de comunidades: L a construcción de centrales hidroeléctricas y/o
térmicas de generación de energía ha provocado el desplazamiento forzado de miles de personas en todo el mundo según diversos medios.
Actividad económica: Al disminuir los caudales de los cuerpos hídricos, disminuye la oferta de peces lo cual afecta a los pescadores del área de influencia. Del mismo modo al
inundar tierras fértiles se pierde la capacidad de producción de los campesinos afectados, lo cual los obliga a buscar otros medios de ingreso económico.
Interacciones con comunidades nativas: Algunos de los trabajadores involucrados en la construcción de proyectos energéticos pueden ser de diferentes comunidades lo que
disminuye el acceso de la comunidad del área de influencia al empleo que estos generan.
En el caso de las comunidades que trabajan en la propia construcción de los proyectos energéticos pueden interactuar con personas de otras regiones o estratos sociales lo cual
puede influir en el cambio de sus costumbres o correncias.
Generación de empleo: cualquier proyecto de inversión en una región determinada genera en cierta medidas acceso a empleo y beneficios económicos cuando estos nos e ven
forzados al desplazamiento causado por el desarrollo. Parámetros de Impacto Ambiental (Fuente: Autores).
55
8.3 Transformación De Parámetros En Unidades Comparables:
Se pretende que los parámetros se lleguen a evaluar en unidades comparables,
representando valores que en lo posible sean resultado de mediciones reales. Para realizar ello es
necesario calcular “Índices de calidad ambiental” (ICA) en una escala de puntuación de 0 a 1, que
representa la Calidad Ambiental con proyecto y sin proyecto, en unidades conmensurables. En la tabla
5 del anexo se puede ver que de la 21 a la 38 se representan las situaciones de cada parámetro sin
proyecto (Azul) y con proyecto (Verde).
La graficas de algunos factores de conversión fue realizada según el criterio de los autores basándose
en datos y estadísticas de la bibliografía más reciente., en la tabla 5 se representan las Figuras de los
valores de calidad ambiental designados y la justificación del por qué fueron asignados esos valores.
8.4 Calificación De los Componentes:
Se determina el peso relativo de cada componente de acuerdo a los parámetros escogidos
previamente. En la asignación del peso de los componentes se realizó un comparativo de acuerdo
a la procedencia de la energía consumida en el edificio del colegio Juan del Corral; es decir,
porcentaje de energía hidráulica y térmica versus el porcentaje de la energía fotovoltaica que se
pretende generar.
De Acuerdo al peso total relativo de los componentes se podrá asignar un peso a cada
parámetro identificado previamente el cual debe dar el total de la suma relativa. Este
procedimiento se especifica el paso a paso del peso relativo en la tabla 6 de los anexos.
56
Figura 21. Puntajes de los componentes ambientales.
Fuente: (Autores)
8.5 Calificación del Impacto Ambiental
La calificación de la calidad ambiental se toma de acuerdo a los pesos relativos (unidades de
importancia) y al índice de calidad ambiental de cada parámetro previamente asignado.
Según (UNAD, 2013) “para la obtención de las unidades de impacto neto (conmensurables),
en caso de que los parámetros definidos no se hallen en situación óptima, su contribución a la
situación del medio vendrá disminuida en el mismo porcentaje que su calidad y, en consecuencia,
sus unidades de impacto ambiental (ICA) expresadas por”.:
(ICA) = (CA)i x (UIP)I
Para establecer que parámetro genera más impactos sobre el medio ambiente se tomaron en
cuenta los pesos relativos asignados y este valor se multiplicó por el índice de la calidad
IMPACTOS AMBIENTALES
ECOLOGIA (120)
POBLACIONES Y ESPECIES
- Pastizales y praderas (17)
-Cosechas (18)
-Vegetacion Natural (16)
HABITATS Y COMUNIDADES
- Accesos viales (17)
-Uso del suelo (26)
- Características fluviales (26)
CONTAMINACION (541)
CONTAMINACION DEL AGUA
- Calidad del agua (26)
- Cambios en el cauce de las aguas. (26)
-Aumento en la temperatura. (16)
CONTAMINACION DEL AIRE
-Gases efecto invernadero.(312)
CONTAMINACION DEL SUELO
-Uso de combustibles , aceites y grasas ( 85)
CONTAMINACION POR RUIDO
-Ruido (76)
ASPECTOS ESTETICOS (147)
BIODIVERSIDAD
-Pérdida y extinción de flora y fauna (33)
PAISAJE Y ARQUITECTURA
-Alteración del paisaje. (65)
-Introducción permanente de elementos de origen antrópico en
el paisaje.(15)
GEOGRAFIA
-Cambios en el relieve de las áreas de influencia.(26)
ASPECTOS DE INTERES HUMANO (192)
CALIDAD DE VIDA
-Desplazamiento de comunidades. (17)
-Actividad económica.(33)
-Interacciones con comunidades nativas.(76)
-Generación de empleo.(66)
57
ambiental con y sin proyecto para obtener las unidades de impacto ambiental, el cambio en la
calidad ambiental se halló con la siguiente fórmula:
𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙=𝑈𝐼𝐴𝑐𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜−𝑈𝐼𝐴𝑠𝑖𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜
De tal manera se identificaron los siguientes impactos a priorizar en la tabla 6 de los
documentos anexos Matriz Batelle Columbus del proyecto presentado en el anexo.
Según la matriz con la metodología Batelle realizada se identificaron dos impactos
ambientales a priorizar:
Generación de empleo: al implementar el sistema solar fotovoltaico en el colegio Juan del
Corral se disminuye la oferta de empleos a la comunidad, ya que la generación del mismo no es
constante ni permanente y solo sería necesario para mantenimientos programados, para este
impacto no se realizará ficha de manejo debido a que la mano de obra calificada y no calificada
ya está presupuestada para el funcionamiento del proyecto y no es posible ubicar o generar una
fuente alterna de empleo.
Teniendo en cuenta lo anterior se procede a realizar la ficha de manejo ambiental del plan de
manejo integral para los residuos generados en la construcción, mantenimiento y abandono del
mismo para hacer la gestión de los posibles aspectos generados por el mismo.
En la tabla 7 de los anexos, ficha de manejo ambiental residuos sólidos se evidencia el manejo
ambiental a utilizar.
58
9 Fase III Planeación Estratégica Del Proyecto
Con el fin de determinar los factores internos y externos que determinan el éxito del proyecto
a continuación se interpretan matrices MEFI, MEFE y DOFA cruzada con el fin de crear
estrategias encaminadas al cumplimiento de objetivos y metas en todas las fases del proyecto.
9.1 Matriz MEFE
La matriz MEFE permite evaluar los factores que influyen en el éxito del proyecto pero que
están fuera del alcance de las personas encargadas de ejecutar el mismo, ya sean Oportunidades
(+) o Amenazas (-) las cuales se califican de acuerdo a su nivel de importancia y dependen de las
condiciones ambientales y de competencia externos.
Se asignan unos factores determinantes del éxito del proyecto y posteriormente un peso
relativo a cada factor de 0.0 (no importante) hasta 1.0 (muy importante). El peso indica la
importancia relativa de ese factor y la suma de todos los pesos asignados a los factores debe ser
igual a 1.0. Luego, se debe ponderar con una calificación de 1 a 4 para cada uno de los factores
considerados determinantes en el proyecto; el 4 es una respuesta considerada superior, 3 es una
respuesta superior a la media, 2 una respuesta de término medio y 1 una respuesta mala;
posteriormente se multiplica el peso de cada factor para su calificación correspondiente y se
determina una calificación total ponderada de cada factor, ya sea fortaleza o debilidad para
obtener un nivel de aceptabilidad de proyecto (Ponce, 2006, pág. 6).
La clasificación del factor se asigna de acuerdo al comportamiento del mercado y al
conocimiento y criterio propio de los autores.
59
Tabla 19 Tabla Matriz de evaluación de factor externo
MATRIZ DE EVALUACION DE FACTOR EXTERNO MEFE
FACTOR EXTERNO CLAVE PONDERACIO
N
CLASIFICACIO
N
RESULTAD
O
PONDERAD
O
OPORTUNIDADES
1
Mercado nacional en energía
fotovoltaica con más proveedores
0,03 4 0,12
2 Radicación solar intensa y
condiciones climáticas favorables
0,02 3 0,06
3
Crecimiento de demanda de proyectos con iniciativas
ambientales en entidades del estado
0,025 1 0,025
4 Compromiso del distrito con
proyectos ambientales 0,05 3 0,15
5
Normatividad Actual de
incentivos de uso de energías renovables (LEY 1715/14) la
cual plantea beneficios tributarios para quienes
implementen el uso de energías
renovables
0,3 4 1,2
AMENAZAS
6 Nubosidad o largas temporadas
de invierno 0,035 2 0,07
7
resurgimiento de la industria del petróleo lo que puede disminuir
los costos de generación de energía con hidrocarburos
0,2 2 0,4
8 Disminución o recorte de
presupuesto del distrito 0,3 3 0,9
9
Incertidumbre de
comportamiento o cambios de parecer de la administración que
provee el presupuesto
0,04 2 0,08
TOTAL 1 2,925
Matriz MEFE (Fuente Autores)
60
9.2 Matriz MEFI
La matriz MEFI permite evaluar los factores internos que influyen en el éxito del proyecto, ya
sean Debilidades (+) o Fortalezas (-) las cuales se califican de con la misma metodología
utilizada en la matriz MEFE.
Tabla 20
Tabla Matriz de evaluación de factores internos.
MATRIZ DE EVALUACION DE FACTOR INTERNO MEFI
FACTOR INTERNO CLAVE PONDERACIO
N
CLASIFICACIO
N
RESULTAD
O
PONDERAD
O
FORTALEZAS
1 Disminución en emisiones
contaminantes 0,17 4 0,68
2 disminución en consumo
energético proporcionado por la
red eléctrica CODENSA
0,15 4 0,6
3 Tiempo de instalación menor a 1
mes 0,02 3 0,06
4
Ocupa el área del techo de la edificación por lo tanto no es
necesario disponer de áreas externas
0,1 3 0,3
5 Mantenimiento sencillo 0,05 3 0,15
6 Mínima emisión de sonido
(Prácticamente silencioso) 0,09 4 0,36
7 Sistema monitoreado en línea, proporcionando información al
instante 0,02 2 0,04
DEBILIDADES
1 Limitaciones presupuestales en
cuanto a la capacidad que se
puede instalar.
0,05 2 0,1
2 La disponibilidad de energía es
variable y depende de las
condiciones atmosféricas.
0,05 4 0,2
61
3 Recuperación del capital a largo
plazo 0,03 3 0,09
4 No se cuenta con un plano
actualizado de la edificación 0,04 3 0,12
5 Cambios y remodelación en la
estructura y planimetría del
colegio
0,2 3 0,6
6 Cambios en los costos de operación y mantenimiento
0,03 2 0,06
TOTAL 1 2,51
Matriz MEFI (Fuente: Autores).
9.3 Interpretación Matrices MEFE Y MEFI
De acuerdo con resultado de la ponderación obtenido de la Matriz de evaluación de ambiente
Externo MEFE = 2.9, se observa que es un valor superior al nivel mínimo de aceptabilidad de
2.50 teniendo en cuenta que el nivel más bajo es 1 y el nivel más alto es 4 como se menciona
anteriormente; lo que significa que el ambiente externo es favorable para la implementación del
proyecto teniendo en cuenta que son las oportunidades las que predominan sobre las amenazas.
Por otro lado, la Matriz de evaluación de ambiente interno MEFI = 2.6, revela que se cuenta
con unas condiciones internas favorables para el proyecto, siendo este un valor por encima del
nivel mínimo de aceptabilidad.
Teniendo en cuenta lo anterior se realizará un análisis para la formulación de estrategias que
surgen en los diferentes entornos del proyecto.
62
9.4 Matriz DOFA Y DOFA Cruzada
El análisis de la matriz DOFA consiste en realizar una evaluación de las fortalezas,
debilidades, oportunidades y amenaza que en su conjunto diagnostican la situación interna de una
organización, así como su evaluación externa; es decir, las oportunidades y amenazas.
El cruce se da de la siguiente forma:
FO- Fortalezas~ Oportunidades = (Estrategias ofensivas)
FA- Fortalezas~ Amenazas= (Estrategias de reorientación)
DO- Debilidades~ Oportunidades= (Estrategias defensivas)
DA- Debilidades~ Amenazas= (Estrategias de supervivencia)
9.5 Matriz DOFA Cruzada.
Tabla 21 Tabla Matriz DOFA Cruzada
DOFA-DOFA CRUZADA
ANALISIS
INTERNO
FORTALEZAS DEBILIDADES
F1. Disminución en emisiones
contaminantes provenientes de combustibles fósiles.
D1. Limitaciones presupuestales en
cuanto a la capacidad que se puede instalar.
F2. Disminución en consumo
energético proporcionado por la red eléctrica CODENSA.
D2. Poco conocimiento técnico de los administradores del proyecto
F3. Ocupa el área del techo de la edificación por lo tanto no es necesario disponer de áreas
externas.
D3. Recuperación del capital a largo plazo
63
F4. Mantenimiento sencillo
D4. No se cuenta con un plano
actualizado de la edificación
F5. Mínima emisión de ruido (Prácticamente silencioso)
D5. Cambios y remodelación en la estructura y planimetría del colegio
F6. Sistema monitoreado en línea, proporcionando
información al instante
D6. Cambios en los costos de
operación y mantenimiento
ANALISIS
EXTERNO
F7. Tiempo de instalación menor
a 1 mes
OPORTUNIDADES FO DO
O1. Mercado
nacional de la energía fotovoltaica con más proveedores
F1, F5, O3, O4, O5 Realizar
estudios higiénicos relacionados con los beneficios del proyecto
específicamente relacionados con la calidad del aire:
emisiones contaminantes en el
área de influencia directa del proyecto.
D1, D6, O3, O4, O5, Aprovechar
los incentivos tributarios y el compromiso con las entidades
públicas para promover el proyecto de acuerdo a su importancia para facilitar la inversión con aportes
económicos de las diferentes entidades al proyecto.
O2. Radicación solar intensa y
condiciones climáticas favorables
F2, O2, O3, O4 Realizar los estudios y análisis financieros
para comparar el ahorro aparente
con o sin proyecto de tal manera que se puedan exponer además
de los beneficios ambientales, los beneficios financieros a las
entidades públicas con la
posibilidad de ampliar o replicar proyectos de la misma índole.
D2, O1 Solicitar asesoría y capacitación técnica del proveedor
contratado para la instalación del sistema.
O3. Crecimiento de demanda de
proyectos con iniciativas ambientales en
entidades del estado
F3, F4, F6, F7, O1, O3 Proponer la posible ampliación del alcance del proyecto para la cobertura de
otras áreas del proyecto como la generación de energía eléctrica
para el segundo bloque de salones y los laboratorios.
D3, O3, O4, O5 Argumentar la validez del tiempo de retorno de la
inversión del proyecto con la
situación ambiental cambiante actual y los beneficios de ahorro
aparente que se pueden obtener con el proyecto.
O4 Compromiso del
distrito con proyectos
ambientales
F1, F5, O4, O5, Realizar
campañas de educación ambiental a todas las personas
involucradas directa e indirectamente con el alcance
del proyecto con el fin de
fortalecer la imagen y el compromiso ambiental de la
institución.
D4, D5, D6, O1, O3, O4 Solicitar el apoyo técnico del contratista y de
los administrativos del colegio para
actualizar la planimetría de la institución teniendo en cuenta que
los unifilares y los documentos del sistema están incluidos en la
contratación.
64
O5. Normatividad
Actual de incentivos de uso de energías renovables (LEY
1715/14) la cual plantea beneficios
tributarios para quienes implementen el uso de energías
renovables
F1, O5, O3, O4 Gestionar los trámites y requisitos
relacionados con las oportunidades que ofrece el
decreto que reglamente la ley
1715/14 y acceder a los beneficios tributarios entre otros.
AMENAZAS FA DA
A1. Nubosidad o largas temporadas de invierno
F1, F2, F7, F5, A2, A4 Generar
ahorro disminuyendo el consumo por medio de cambios en los bombillos y luminarias a
tecnología LED, implementando criterios de compra en nuevos
equipos electrónicos (más eficientes); lo anterior, sumado
al ahorro aparente, lo cual
permitirá disminuir gastos.
D1, D3, D6, A2, A3, A4 Crear
estrategias para optimizar el ahorro y las utilidades generadas; ya sea en la modernización del sistema o en el
fortalecimiento del sistema.
A2. Resurgimiento de la industria del
petróleo lo que puede disminuir los
costos de generación de energía con hidrocarburos
F3, F4, F6, F7, A1 Asegurar la eficiencia del sistema, realizando
auditorias, inspecciones, pidiendo informes de
mantenimiento etc., para así respaldar válidamente la vigencia del presupuesto.
D2, D4, D5, A1, A3 Llevar a cabo
reuniones periódicas con el contratista, los representantes de la
institución y los administradores del
proyecto, para analizar el desempeño del sistema en términos
técnicos, posibles regulaciones normativas, nuevas oportunidades o nuevas amenazas para crear nuevas
estrategias u objetivos en el desarrollo del proyecto.
A3. Incertidumbre de comportamiento o
cambios de parecer de la administración
que provee el presupuesto
F2, F1, F5, A3, A4 Soportar con los estudios financieros la
importancia del costo-beneficio
del proyecto y los beneficios económicos que estos
representan, así como los beneficios ambientales que se
obtienen con el proyecto.
A4. Disminución o recorte de
presupuesto del distrito
DOFA Cruzada (Fuente: Autores).
65
9.6 Matriz De La Planeación Estratégica Cuantitativa MPEC
La matriz de planeación estratégica cuantitativa “determina el grado relativo de atracción de
diversas estrategias con base en la posibilidad de aprovechar o mejorar los factores de éxito
internos y externos” (Arias & Tapia, 2010). El grado de atracción de cada estrategia se calcula a
través de un valor acumulativo de cada estrategia estableciendo la siguiente metodología:
Enlistar en una columna las Oportunidades, Amenazas, Fortalezas y debilidades.
Asignar valores de acuerdo a la ponderación MEFE, MEFI anteriormente realizada.
Examinar matriz DOFA cruzada para verificar que estrategias se deben implantar y agruparlas
en una columna superior.
Se deben asignar valores de grado de atracción a cada estrategia, tal grado varía de 1 a 4 donde
1= Sin atractivo, 2= Algo atractivo, 3= Mas o menos atractivo, 4= muy atractivo.
Multiplicar valores de atracción por la ponderación otorgada en la MEFE y MEFI, mientras
mayor sea el resultado, la estrategia es aún más atractiva. La suma total de estos resultados indica
la conveniencia de cada estrategia por encima de la otra.
En la Tabla 8 del Anexo se evidencia la matriz MPEC realizada para el proyecto.
CUADRO DE MANDO INTEGRAL
De acuerdo a los resultados arrojados por la matriz de planeación estratégica realizada, se
determinó la prevalencia de las estrategias planteadas sobre las demás; Además se establecieron
objetivos e indicadores de cumplimiento con metas y frecuencia de medición de acuerdo a la
prevalencia de las estrategias. Ver la tabla 29.
66
Tabla 22 Tabla Cuadro de Mando Integral
OBJETIVOS
DE GESTION ESTRATEGIAS INDICADORES METAS SEGUIMIENTO
GE
ST
ION
AM
BIE
NT
AL
Disminuir las emisiones
atmosféricas contaminantes
provenientes de
la combustión de fuentes fijas y
fuentes móviles en el área de influencia de
ITD Juan del Corral de la
ciudad de Bogotá D.C.
Realizar estudios
higiénicos relacionados con
los beneficios del proyecto
específicamente
relacionados con la calidad del aire:
emisiones contaminantes en
el área de
influencia directa del proyecto.
Disminución de
Emisiones de Co2= (Consumo energético
en KW Factura Mes anterior - Consumo en KW Factura Mes
Actual) *0,241 Kg Co2/KW= KgCo2
(+) o (-)
900 KgCo2/
Mes
Mensual
Concientizar al personal del área
directa e
indirecta del proyecto en la
importancia del mismo y en
trabajo realizado
por la institución para mejorar la
calidad ambiental del sector.
Realizar campañas
de educación ambiental a todas
las personas
involucradas directa e
indirectamente con el alcance del
proyecto con el fin
de fortalecer la imagen y el
compromiso ambiental de la
institución.
Actividades realizadas
(Actividades realizadas / Actividades
programadas) *100%
95% Trimestral
EC
ON
OM
ICO
Realizar el respectivo
seguimiento del ahorro
económico generado por el funcionamiento
del SFV; así como del retorno
Realizar los estudios y análisis
financieros para comparar el ahorro aparente con o sin
proyecto de tal manera que se
puedan exponer además de los
beneficios
ambientales, los beneficios
Disminución Consumo energético Mensual en KW= 1-
(Consumo en KW de Factura n
(Presente)/Consumo en KW de Factura
Mes Anterior) *100
65% Mensual
67
de la inversión
del proyecto en ITD Juan del Corral de la
ciudad de Bogotá D.C.
financieros a las
entidades públicas con la posibilidad
de ampliar o
replicar proyectos de la misma índole.
Aprovechar los
incentivos tributarios y el
compromiso con
las entidades públicas para
promover el proyecto de acuerdo a su
importancia para facilitar la
inversión con aportes
económicos de las
diferentes entidades al
proyecto.
Ahorro aparente: Valor Factura Anterior-Valor
Factura Actual
65% Trimestral
Soportar con los estudios
financieros la importancia del
costo-beneficio del proyecto y los
beneficios
económicos que estos representan,
así como los beneficios
ambientales que se
obtienen con el proyecto.
68
Argumentar la
validez del tiempo de retorno de la inversión del
proyecto con la situación ambiental
cambiante actual y los beneficios de ahorro aparente
que se pueden obtener con el
proyecto.
TE
CN
ICO
Y O
PE
RA
CIO
NE
S
Asegurar el correcto
funcionamiento del sistema solar
fotovoltaico en ITD Juan del Corral de la
ciudad de Bogotá D.C.
Solicitar asesoría y capacitación
técnica del proveedor
contratado para la instalación del
sistema.
Capacitaciones: (N°
de Capacitaciones ejecutadas /N°
Capacitaciones programadas) *100%
95% Semestral
Llevar a cabo reuniones
periódicas con el contratista, los
representantes de la
institución y los administradores del
proyecto, para analizar el
desempeño del
sistema en términos técnicos,
posibles regulaciones
normativas, nuevas
oportunidades o nuevas amenazas
para crear nuevas estrategias u
objetivos en el
desarrollo del proyecto.
Reuniones
programadas: (No de reuniones ejecutadas/
no de reuniones
programadas*100%)
95% Semestral
69
Asegurar la
eficiencia del sistema, realizando
auditorias,
inspecciones, pidiendo informes
de mantenimiento etc., para así
respaldar
válidamente la vigencia del
presupuesto. Cuadro De Mando Integral (Fuente: Autores).
70
10 Fase IV – Análisis Costo Beneficio.
10.1 Presupuesto De Inversión Inicial
Para este Ítem, se ha tomado como inversión inicial, los equipos, mano de obra y elementos
necesarios para la instalación del SFV en el área dispuesta para el mismo.
Se ha tomado en cuenta el tiempo indicado para la instalación y puesta en marcha del SFV del
operador que realizara la labor; el tiempo aproximado es de 30 días.
Las actividades a realizar en los 30 días dispuestos son:
Instalación Modulo Policristalino de 320 Wp
Instalación Microinversores
Instalación y configuración Gateway de comunicación ENVOY
Instalación de sistema de Soporte de Paneles
Instalación de Solar Trunk Cable
Instalación de Terminator
Instalación de Acometida AC
Instalación de Caja de Acople
Instalación de Maquillado de Cables
Levantamiento de información y documentos manuales, certificaciones y garantía de
productos
El costo de la inversión inicial es de $ 234.463.198 (VER TABLA 4) de los anexos. Es de
tener en cuenta que según la ley 1715 de 2014 en sus artículos 12 y 13 incide en un incentivo
tributario para fomentar las FNCE, por tal razón el valor antes indicado no está calculado con el
IVA.
71
Ahora bien, los materiales, equipos y demás elementos necesarios para la ejecución y posterior
instalación del SFV, así como mano de obra, transporte e importación, no incurren en un costo
adicional toda vez que supone subcontratación por parte de la empresa VOLUMEN.
Costos de Operación
Este costo fue calculado de acuerdo a una variable denominada Ahorro Aparente que es igual:
$ 2.607.325,50 (Ver tabla 9) Anexo
Ahorro Aparente:
Constituye una de las ventajas del SFV, la disminución del valor de la factura eléctrica por
bajo consumo de la misma, ahora bien, para el año 0 este valor se tomará negativo toda vez que
en el primer mes se realizaran las actividades de instalación y adecuación del SFV, por ende, este
beneficio no se verá reflejado.
Mantenimiento
Este Costo hace referencia al valor comercial del mantenimiento preventivo anual del SFV, es
necesario realizarlo mínimo una vez al año para garantizar el correcto funcionamiento del mismo,
y la vida útil. Según Breyer (2009), este costo es el 0.5% del valor total de la inversión.
Durante la vida útil del proyecto, se realizarán 30 mantenimientos al sistema, el cual tendrá un
costo total de $ 35.169.480 (Ver tabla 10) Anexo
Costo de Cierre y abandono.
Costos asociados con el abandono y cierre del proyecto, en general se toma el 10 %
equivalente al valor residual sobre la inversión inicial, esto supone un valor de $ 23.446.320 (Ver
tabla 11) Anexo
72
10.2 Oportunidad De Ahorro Aparente
Si bien es cierto que la puesta en marcha del SFV genera costos a mediano y largo plazo,
también es cierto que a medida que se desarrolle el proyecto, este genera beneficios económicos,
reflejados en la facturación, ahora bien, dicha disminución se evidencia a continuación.
Tabla 23
Tabla Calculo beneficio por disminución de consumo de energía eléctrica.
Mes
Total, producción
Energética KW Valor KW Calculo
Enero 6019
445,51
$ 2.681.502,42
Febrero 5596 $ 2.493.053,25
Marzo 6081 $ 2.709.123,81
Abril 5573 $ 2.482.806,61
Mayo 5845 $ 2.603.984,32
Junio 5789 $ 2.579.035,97
Julio 6192 $ 2.758.575,01
Agosto 6076 $ 2.706.896,28
Septiembre 6028 $ 2.685.511,98
Octubre 5821 $ 2.593.292,17
Noviembre 5513 $ 2.456.076,23
Diciembre 5697 $ 2.538.049,39
Total, Anual $ 31.287.907,45
Oportunidad de Ahorro Aparente (Fuente Autores).
73
10.3 Evaluación Financiera
Para cumplir con la cuarta fase de este proyecto, se ha tenido en cuenta la tasa interna de
oportunidad del 12% sin tener en cuenta la inflación
10.3.1 Flujo neto de caja y VPN Con proyecto
Para realizar el cálculo de este indicador, y por considerarse un indicador importante para el
análisis financiero, se tienen en cuenta todos los costos asociados como la inversión, operación y
mantenimiento con un valor negativo, y el valor de salvamento como positivo, en proyección a
30 años para Obtener el Valor Presente Neto que para este proyecto es de $ (245.652.896) (Ver
tabla 12) Anexo
10.3.2 Flujo neto de caja y VPN Sin proyecto
Para este indicador tomamos el Ahorro Aparente asumiéndolo como un costo en el cual se está
incurriendo; para calcular el Valor Presente Neto sin proyecto el cual refiere $ (283.317.758)
(Ver tabla 13) Anexo
10.3.3 Flujo de Caja Incremental y Valor Presente Neto Incremental
Este indicador se calcula confrontando las dos situaciones descritas anteriormente; con
proyecto – sin proyecto de tal manera se evidencian valores negativos para el año Cero toda vez
que es el año en el cual se realiza la inversión y no se ve reflejado el ahorro aparente; pero a partir
74
del año Uno, los valores son positivos, ya que se evidencia el ahorro por la disminución en el
consumo de energía eléctrica, para este caso el Valor Presente Neto Incremental es de $
37.664.862 (Ver tabla 14) Anexo
Según este resultado y teniendo en cuenta la tasa interna de oportunidad calculada del 12% los
valores son positivos queriendo decir que es rentable ya que se recupera la inversión y se obtiene
una ganancia equivalente a el valor obtenido.
10.3.4 Tasa Interna de Retorno
Según el resultado arrojado por los valores del Flujo de Caja Incremental la TIR es de
14,41% queriendo decir que es la tasa de rentabilidad de nuestro proyecto, de igual manera es un
2,4 % más que la esperada.
Tabla 24 Tabla Tasa Interna de Retorno
Tasa Interna de Retorno TIR 14,41%
TIR (Fuente. Autores).
10.3.5 Relación Costo – Beneficio
Este indicador se calcula basados en los beneficios obtenidos por el ahorro sobre los costos del
proyecto; el valor que indica esta operación es 1,153 queriendo decir que por cada peso invertido
en el proyecto 0,53 pesos se entenderán como ganancia.
75
Tabla 32
Tabla Relación Costo-Beneficio
Relación Costo Beneficio RBC 1,153
Relación Costo-Beneficio (Fuente. Autores).
10.4 Pay – Back O Recuperación De La Inversión
Se evidencia que con mucha facilidad para el año 8 se verán cifras positivas, en otras palabras,
esto significa que se tardara 8 años para recuperar la inversión inicial para la instalación del SFV
teniendo en cuenta el Ahorro aparente sobre la factura de energía.
76
11 Conclusiones
1. Teniendo en cuenta la caracterización física de las instalaciones, el Colegio Técnico
Distrital Juan del Corral cumple con los requisitos mínimos para la implementación del
SFV, así mismo la institución educativa cuenta con un amplio espacio sin cobertura
vegetal y contacto directo con la radiación solar, lo que facilita la alimentación del
sistema fotovoltaico.
2. El mayor consumo de energético del Colegio Juan del Corral, es el sistema de equipos
de cómputo, con un porcentaje de participación del 76% seguido del sistema de
iluminación con el 22 % y por ultimo Otros equipos con una participación del 2 % de
consumo energético.
3. El colegio Juan del Corral consume en total 6.438,69 KWh/mes de acuerdo con el
análisis se necesitan 175 paneles para abastecer la demanda energética total del
edificio.
4. Conforme a la matriz de evaluación técnica, los paneles con mayores características
frente a la complejidad del proyecto son los paneles de la marca TRINASOLAR
comercializados por la empresa VOLUMEN.
5. De acuerdo a los factores anteriormente expuestos y según el cálculo de producción
mensual del SFV, en promedio es de 5.853 esto quiere decir que será capaz de producir
el 90% de la demanda energética de la institución que en términos monetarios es igual
a $2.583.369
6. Según la matriz de evaluación técnica, el proyecto es viable, sin embargo, tres
requisitos son medianamente viables los cuales son: Garantías de fabricación, Potencia
77
instalada y Obsolescencia tecnológica toda vez que son ítems de cambio a largo plazo
y a que la energía fotovoltaica es mejorada constantemente.
7. De acuerdo al estudio de impacto ambiental realizado para el proyecto el impacto
ambiental positivo con mayor significancia es la reducción de gases de efecto
invernadero; lo cual ofrece una gran ventaja frente a la energía proveniente de los
combustibles fósiles.
8. Según el estudio realizado para identificar y priorizar los impactos ambientales
mediante la matriz con la metodología Batelle Collumbus realizada se identificaron
dos impactos ambientales a priorizar: Generación de empleo: al implementar el sistema
solar fotovoltaico en el colegio Juan del Corral se disminuye la oferta de empleos a la
comunidad en comparación con proyectos relacionados con otras fuentes de energía,
ya que la generación del mismo no es constante ni permanente y solo sería necesario
para mantenimientos programados, para este impacto no se realizó ficha de manejo
debido a que la mano de obra calificada y no calificada ya está presupuestada para el
funcionamiento del proyecto y no es posible ubicar o generar una fuente alterna de
empleo.
9. Para el manejo de los impactos ambientales asociados se consideró una ficha de
manejo ambiental de residuos sólidos ya que este ítem de calidad ambiental no es
considerado dentro de la metodología Batelle Collumbus y los residuos provenientes
de los componentes del sistema son considerados en una gran mayoría RESPEL.
10. Después de realizar las matrices de planeación estratégica del proyecto se evidenciaron
cuatro objetivos de gestión del proyecto para asegurar el éxito del mismo con sus
respectivas estrategias, indicadores, metas y tiempos de seguimiento; los cuales
comprenden el aspecto ambiental, económico y técnico.
78
11. Una de las debilidades o retos más significativos del proyecto es la financiación del
mismo la cual depende únicamente del presupuesto que tenga el distrito para invertir
en iniciativas ambientales.
12. Llevando a cabo las estrategias de gestión planteadas se puede garantizar la confianza
de un ente inversionista, así mismo, se puede generar cultura y educación ambiental
socializando los beneficios ambientales del proyecto.
13. El proyecto generaría una mejora un reconocimiento a la institución educativa como
una de las pioneras en la implementación de la energía solar en el distrito.
14. De acuerdo a la evaluación financiera del proyecto, para el año 8 se verán cifras
positivas, en otras palabras, esto significa que se tardara 8 años para recuperar la
inversión inicial
15. Conforme a la tasa interna de retorno podemos inferir que el proyecto es viable en
términos financieros ya que la tasa de oportunidad tomada para este proyecto fue del
12% y para efectos reales del ejercicio la TIR es igual a 14 %
79
12 Recomendaciones
1. Se recomienda crear un proyecto ambiental educativo o PRAE en la institución, con el
fin de generar conciencia y sensibilizar tanto a estudiantes como a funcionarios en la
importancia del ahorro de la energía y el surgimiento de energías renovables de
acuerdo los beneficios que estas otorgan al medio ambiente.
2. Socializar el proyecto con la secretaria o ministerio de educación y /o ambiente con el
fin de conseguir los recursos para la implementación del mismo.
3. Se recomienda el cambio de luminarias existentes a tipo LED ya que, el sistema de
luminarias es el segundo en consumo energético del edificio.
80
Trabajos citados
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