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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA SAN FRANCISCO
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
Trabajo de investigación
“ANÁLISIS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
EN LA BIBLIOTECA DE LA MUNICIPALIDAD DE CERRO COLORADO,
AREQUIPA 2020.”
Presentado por el Egresado:
Torres Martínez Alberto Miguel
Para obtener el grado académico de:
BACHILLER
Asesor:
Dra. Naldi Mirian Ortiz Vilca
Arequipa – Perú
2021
2
DEDICATORIA
A Dios Supremo, de quien nos guía y nos proteja en cada momento
A mis padres que me han depositado sus esperanzas
A mi familia, que sierpe me han estimulado
3
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo en analizar la eficiencia de un
sistema fotovoltaico de abastecimiento de energía que ha sido transformada de la energía
solar a la energía eléctrica, a uno de los repositorios de consulta, que diariamente visitan los
estudiantes y público en general, se trata de una biblioteca sustentable relacionada con la
Municipalidad del distrito de Cerro Colorado.
Se elaboró un diseño sistema fotovoltaico de abastecimiento de energía, que pudiera
abastecer a los requerimientos de la biblioteca antes mencionada, pero al mismo tiempo, se
trata de preservar el medio ambiente, se llegó a la conclusión que, poniendo uso de este
sistema de energía fotovoltaica, para economizar, poco mantenimiento y garantizara el
buen sistema ambiental.
Palabra claves: sistema fotovoltaico, eficiencia, abastecimiento, biblioteca sustentable,
tecnología
4
ABSTRACT
The present research work aims to analyze the efficiency of a photovoltaic energy supply
system that has been transformed from solar energy to electric power, to one of the
reference repositories, who daily visit the students and general public , This is a sustainable
library related to the Municipality of the District of Cerro Colorado.
An energy supply photovoltaic system design was elaborated, which could supply the
requirements of the aforementioned library, but at the same time, it is about preserving the
environment, it was concluded that putting use of this photovoltaic energy system , to save,
little maintenance and guarantee the good environmental system. .
Keyword: photovoltaic system, efficiency, supply, sustainable library, technology
5
INTRODUCCIÓN
Es sabido que la energía fotovoltaica proviene de la obtención energía eléctrica por medio
de paneles solares los cuales captan la radiación solar convirtiéndola en energía continua,
logrando ser almacenada en baterías para su distribución tanto en industrias, hogares y
comercios; reduciendo de esta manera los niveles de contaminación mundial convirtiéndola
en una fuente de energía totalmente ecológica ya que no utiliza agentes contaminantes para
su obtención.
Los sistemas fotovoltaicos son utilizados para la obtención de energía eléctrica renovable,
los cuales por medio de celdas captan la radiación produciendo energía eléctrica continua
que puede ser almacenada para su uso comercial o doméstico de esta manera se logra
reducir los niveles de contaminación en el mundo siendo esta una fuente inagotable de
energía.
En una institución el aplicar energía fotovoltaica busca mejorar los niveles de
abastecimiento reduciendo la falta de energía, volviéndola de esta manera en una entidad
susténtale y amigable con el planeta, por ellos se busca que la institución logre una mayor
reducción de consumos de energías contaminantes permitiéndole de esta manera obtener
energía infinita gracias a los altos niveles de radiación solar; más aun en estos tiempos que
vimos donde se requiere un mayor consumo de energía eléctrica es recomendable empezar
usar energías amigables con el planeta garantizando así una mejora en la calidad de vida del
planeta
Por ello es que la presente investigación, pretende evaluar los efectos de la aplicación de la
energía fotovoltaica en una biblioteca autosustentable buscando desarrollar el menor
6
consumo de energías contaminantes y una mayor concientización sobre el uso de energías
renovables.
De otro lado, nuestro trabajo de investigación se encuentra estructurado de la siguiente
manera.
El primer capítulo se desarrollo acerca del planteamiento teórico que estuvo constituido de
la identificación, enunciado, la justificación, alcance, los antecedentes, variables,
operacionalizacion de las variables, interrogantes, marco referencial. Objetivos, hipótesis
El segundo capítulo se enfocó en el desarrollo del tipo y nivel de la investigación, técnicas
e instrumentos, campo de verificación, estrategias de recolección de datos, y presupuesto
El tercer capítulo estuvo relacionado con el diseño del producto donde se describió acerca
de los efectos que podría tener en el campo tecnológico.
Finalmente, se arribaría a las conclusiones de la investigación.
7
ÍNDICE
Contenido
DEDICATORIA ..................................................................................................................... 2
RESUMEN ............................................................................................................................. 3
ABSTRACT ........................................................................................................................... 4
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 5
ÍNDICE ................................................................................................................................... 7
CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO TEÓRICO .................................................................... 9
1. PROBLEMA ...................................................................................................................... 9
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 10
3. ALCANCE ....................................................................................................................... 11
4.- ANTECEDENTES DEL PROBLEMA .......................................................................... 11
5. VARIABLE ...................................................................................................................... 20
6. INTERROGANTES ......................................................................................................... 22
7. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................... 22
Energía solar fotovoltaica características principales. ................................................ 27
Paneles solares fotovoltaicos .......................................................................................... 28
Otro paso esencial: la conversión de las energías. ............................................................ 29
8. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 33
9. HIPOTESIS ...................................................................................................................... 34
CAPITULO II PLANTEAMIENTO OPERACIONAL ..................................................... 35
2.1. Tipo y nivel de Investigación .................................................................................... 35
2.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................................................... 35
2.3. Campo de verificación ............................................................................................... 36
2.4. Estrategias de recolección de datos ........................................................................... 37
CAPITULO III ..................................................................................................................... 39
ESTUDIO DE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA LA
BIBLIOTECA MUNICIAPL DE CERRO COLORADO ................................................... 39
3.1. Fundamentación......................................................................................................... 39
3.2. Etapas del desarrollo del proyecto ............................................................................. 42
8
3.3. Etapa de Validación de la Zona: ................................................................................ 42
-3.4. Estudio De La Radiación Solar En La UTZMG. .................................................... 46
CAPITULO IV ..................................................................................................................... 48
DISEÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO. ............................................................... 48
4.1. Cálculo de la energía consumida diariamente. .......................................................... 48
4.2. Costos de un sistema fotovoltaico. ............................................................................ 52
4.3. Cableado Eléctrico Para Uso Solar ............................................................................ 53
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 55
RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 56
ANEXOS .............................................................................................................................. 57
Sistema fotovoltaico ......................................................................................................... 58
BIBLIOGRAFICAS………………………………………………………………………..76
DIFITALES………………………………………………………………………………...77
9
CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO TEÓRICO
1. PROBLEMA
1.1. Identificación del problema
Una de las razones que la comunidad científica viene mostrando una profunda
preocupación, es que la energía y sus tipos están desperdiciando, dando lugar a los
problemas ambientales, que se está expresando con el calentamiento global, es por este
motivo que se está dando algunas alternativas que es la colocación de los paneles solares,
que el mundo industrializado, ha puesto en práctica.
De otro lado, según los datos del histórico, en 2015 se registró hasta un crecimiento del
70% de estas placas por todo el país con respecto al año anterior. Por otro lado, a pesar del
miedo que existe al coste con respecto a los beneficios, éstos han disminuido un 73% desde
2006 hasta la fecha. ¿Qué es lo que te impide ahora hacerte con uno de éstos?(Anonimo,
2019)
Asimismo, pese a que se ha puesto en conocimiento sobre los beneficios del uso de la
energía solar a través de paneles o simplemente energía fotovoltaica, aun se sigue
manteniendo cierta resistencia de adaptación.
En el caso del Perú, específicamente en la ciudad de Arequipa, siendo una de las ciudades,
donde se registra la filtración de los rayos solares con un mayor volumen de temperatura,
aun no se ha difundido a un 100% de esta energía fotovoltaica que debería aplicarse en los
Espacios culturales, zonas públicas y viviendas. Y específicamente en las Bibliotecas, que
en forma diaria acuden cantidad de lectores, donde las salas de lectura necesariamente
deben tener un alto nivel de luz, pese a ello, no existe. Y en el caso de tratarse de la
biblioteca de la Municipalidad del distrito de Cerro Colorado, aún se mantiene la energía
10
eléctrica, que a veces está sujeta a los cortes improvisados, en otros caso, la fluidez de la
electricidad es muy pobre.
1.2. Enunciado Del Problema
Implementación de un sistema fotovoltaico en la biblioteca de la municipalidad de Cerro
Colorado, Arequipa 2020”.
2. JUSTIFICACIÓN
2.1. Justificación técnica
A nivel mundial se viene apreciando diversas mejoras en los equipos e instrumentos
especializados en la generación de energía eléctrica, así como en el diseño de prototipos
capaces de aprovechar los recursos abundantes que tenemos en el planeta, uno de estos
equipos utilizados muy poco son los aerogeneradores que combinados con los paneles
solares no dan unos mejores aprovechamientos de dichos recursos
2.2. Justificación económica
A nivel mundial se viene apreciando diversas mejoras en los equipos e instrumentos
especializados en la generación de energía eléctrica, así como en el diseño de prototipos
capaces de aprovechar los recursos abundantes que tenemos en el planeta, uno de estos
equipos utilizados muy poco son los aerogeneradores que combinados con los paneles
solares no dan unos mejores aprovechamientos de dichos recursos
2.3. Justificación social
El trabajo de investigación busca fomentar tanto a los pobladores como a las empresas, a la
utilización e implementación elementos para la utilización de energía proveniente de los
recursos renovables que encontramos el planeta.
11
3. ALCANCE
El presente proyecto consiste en analizar la mejorar manera de mejorar la alimentación
eléctrica de una biblioteca dado a que una parte de la energía que llega a nuestro hogar es
producida en una central térmica, mediante a la quema de combustibles fósiles. Por medio
de este proyecto podremos contar con la primera biblioteca autosustentable de Arequipa
4.- ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
(Valdiviezo, 2014) en sus tesis Diseño de un sistema fotovoltaico para el suministro de
energía eléctrica a 15 computadoras portátiles en la PUCP, desarrollo de la siguiente
manera El principal objetivo de la tesis es fomentar el interés e investigación en energía
renovable por parte de la comunidad con estudios superiores, mediante el diseño de un
sistema fotovoltaico aislado para abastecer a 15 computadoras portátiles en la PUCP. En el
primer capítulo, se definen los conceptos más relevantes, los principales fundamentos
teóricos y las características de los equipos que conforman una instalación fotovoltaica
aislada, utilizando bibliografía de autores con presencia en la industria fotovoltaica. En el
segundo capítulo, se elabora una lista de exigencias, recopila condiciones del sitio,
obtenidos de la Estación climatológica Hipólito Unanue en la PUCP y se estima la demanda
del consumo energético, el cual tiene un valor de 158.4 Ah/día. Luego, se dimensiona la
cantidad de baterías, paneles fotovoltaicos, inversores y controladores a emplear. Se obtiene
el siguiente arreglo, al iterar varias veces: 12 baterías 250 Ah / 12V (3 ramales de 2 paralelo
y 2 en serie). 24 paneles de 150 Wp. (3 ramales de 4 paralelo y 2 en serie) 3 controladores
de 50A y 24V. 1 inversor 24V/230V – 1200w Asimismo, se estimar la distancia y
características de los cables de acuerdo a la ubicación y cargas, y se dimensionan elementos
de protección mediante la IEC 60364-5-52 “Instalaciones eléctricas en edificios”. En el
tercer capítulo, se diseña la estructura y se realizan cálculos justificativos de acuerdo al
12
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), se emplea el método AISC-LRFD. Además,
se realiza una simulación estática de la estructura final en ANSYS y se verifica el
cumplimiento en cuanto a deflexiones y esfuerzos; se realiza un listado de materiales y
recomendaciones para el montaje. En el capítulo final, se estima un Capital Expenditure
(CAPEX) de S/. 67’815, un OperationalExpenditure (OPEX) de S/.200 anuales y
Emisiones de Gas de Efecto Invernadero (GEI) no emitidas de 4.35 anuales.
(Clemente, 2014)en su tesis optimización del sistema solar fotovoltaico para la generación
de energía eléctrica en viviendas aisladas altoandinas, presentada a la Universidad Nacional
del Centro del Perú , desarrollo de la siguiente manera La investigación que se desarrolló
fue de tipo tecnológico debido a que se internalizan los conceptos científicos hacia un
hecho real, está enmarcado a una línea de investigación establecida por el Ministerio de
Energía y Minas y la Unidad de post Grado de la Facultad de ingeniería Mecánica de la
Universidad Nacional del Centro del Perú, inherente al desarrollo de energías renovables en
el país y la región. El objetivo fundamental de la investigación es optimizar la estructura del
sistema solar fotovoltaico, en base a la evaluación de radiación solar, el dimensionamiento
de componentes, fundamentalmente identificando la elevación, el acimut y la ubicación del
controlador de carga respecto al módulo generador de manera adecuada, todo ello, con
fines de generar energía eléctrica en las viviendas aisladas de las comunidades de los
distritos de San José de Quero y Yanacancha, que corresponden a las provincias de
Concepción y Chupaca de la provincia de Junín. El método que se ha utilizado fue el
sistémico, considerando los componentes de manera interrelacionada y basado en el nivel
experimental, donde el diseño es factorial 23, toda vez que se tuvo tres variables
controlables como; la elevación y acimut del panel, y la posición del controlador e carga,
los mismos que tuvieron dos niveles, permitiéndonos como resultado ocho combinaciones
13
o tratamientos. Para las mediciones y toma de datos de la variable dependiente, se ha
construido dos módulos uno en Yanacancha y otro en San José de Quero, donde se
ejecutaron las pruebas y verificaciones de acuerdo al requerimiento de la prueba de
hipótesis. Finalmente se emplearon las técnicas estadísticas como los estadígrafos F,
ANOVA y la Prueba T; los mismos que nos permitieron validar la hipótesis
(Cieza, 2017) Desarrollo la tesis “Dimensionamiento De Un Sistema Fotovoltaico Para Las
Instalaciones Eléctricas De Alumbrado en el Hostal Lancelot Ubicado En Chiclayo -
Chiclayo - Lambayeque”, presentado a la Universidad Nacional Ruiz Gallo. Desarrollo de
la siguiente manera El Objetivo del proyecto de tesis es el diseño de un sistema solar
fotovoltaico para el suministro de energía al circuito de alumbrado, para el Hostal Lancelot,
ubicado en la calle Alfonso Ugarte N.º 639 en el departamento de Lambayeque, provincia
de Chiclayo, distrito de Chiclayo, en el cual se encontró que el número de lamparas 138 con
una potencia 18 W, dando como resultado un consumo de energía promedio diario 17,39
kWh/día. Los componentes del sistema fotovoltaico que se seleccionaron son de 24 paneles
fotovoltaicos de 320 Wp, dos controladores BlueSolar MPPT 150 I 70 Tr, un inversor
Victron 48/5000-230V; 24 baterías Rolls 12 CS 11 PS. La presente tesis contribuirá con el
medio ambiente pues promueve la utilización de las energías no convencionales. Palabras
clave: irradiancia, célula solar, inversor, Energía eléctrica
(Cornejo, 2013) En su tesis Sistema solar fotovoltaico de conexión a red en el Centro
Materno Infantil de la Universidad de Piura, desarrollo de la siguiente manera: a presente
investigación tiene como objetivo dimensionar un sistema solar fotovoltaico conectado a la
red eléctrica convencional, en el Centro Materno Infantil de la Universidad de Piura. Para
ello se estudia la rentabilidad de la instalación fotovoltaica, el presupuesto de la instalación,
el cálculo del COE y la recuperación de la inversión. De esta manera se puede concluir que
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esta tecnología de conversión de energía tiene la ventaja principal de que puede ser extraída
de un modo "renovable", por lo tanto, los resultados económicos muestran que en el mejor
de los casos que el sistema es rentable recuperando la inversión inicial al octavo año de
funcionamiento
(Guasch, 2016) En su tesis Modelado y análisis de sistemas fotovoltaicos, presentada a la
Universidad Politécnica de Barcelona, desarrollo de la siguiente manera Bajo la etiqueta de
"Modelado y análisis de sistemas fotovoltaicos" se presentan los trabajos realizados a lo
largo del doctorado. Estos estudios centran su aplicación en el área de los sistemas
fotovoltaicos. Tienen por objetivo conseguir un entorno de trabajo que permita analizar la
problemática asociada a instalaciones fotovoltaicas desde su diseño hasta su puesta en
marcha y posterior explotación.
Se ha escogido Matlab/Simulink como núcleo del entorno de trabajo debido a la gran
potencia y flexibilidad que ofrece. En cada apartado, se comenta la problemática asociada a
la implementación del modelo correspondiente mediante Matlab/Simulink y se contrastan
los resultados con medidas experimentales, realizadas en el Laboratori de
SistemesFotovoltaics del Departamentd'EnginyeriaElectrònica de la UniversitatPolitècnica
de Catalunya, para poder evaluar las prestaciones conseguidas.
Esta tesis doctoral se ha organizado de forma que primero se plantean las bases teóricas de
los dispositivos involucrados. Seguidamente, estos dispositivos se estructuran en sistemas
complejos. A continuación, se plantea un método de extracción automática de parámetros
que se permitirá adaptar los modelos de dispositivos y sistemas a las instalaciones
fotovoltaicas reales a diseñar o analizar. Finalmente, se plantean un conjunto de
aplicaciones que constituirán el entorno de trabajo de los usuarios.
15
Así pues, en primer lugar, se formulan los modelos de los dispositivos involucrados en los
sistemas fotovoltaicos: baterías, paneles solares, reguladores de carga, inversores,
convertidores continuo-continuo, controlador para conexión a red eléctrica y resistencias de
pérdidas. Se ha tomado como premisa de partida definir un único modelo para cada
dispositivo, planteándolo de la forma más general posible. Este planteamiento se soporta en
la utilización posterior del método de extracción de parámetros para ajustar
automáticamente los parámetros internos del modelo.
En segundo lugar, se aborda la problemática de la integración de los dispositivos en
sistemas fotovoltaicos. Se ha optado por ir construyendo la arquitectura de una instalación
fotovoltaica completa a partir de su mínima expresión. Por ello se empieza con el análisis
de un sistema formado por paneles solares y cargas, que se ha denominado sistema flotante.
Seguidamente se introduce una batería, definiéndose el sistema autónomo. Introduciendo
entonces las pérdidas debidas al cableado se plantea el sistema autónomo con pérdidas. La
topología es ampliada añadiendo un regulador de batería que introduce las protecciones
básicas para la batería, denominada sistema con regulador de batería. La incorporación de
un inversor permite diferenciar los dos buses de potencia, desarrollándose el sistema
completo. Un convertidor continua-continua entre paneles y baterías ofrece la posibilidad
de plantear políticas de control en la generación de potencia, formulando así el sistema
controlado. Finalmente, se plantea la introducción de un punto de acceso a la red eléctrica,
obteniéndose el sistema más completo, denominado sistema conectado a red.
Si bien disponer de un modelo teórico es el paso previo al estudio de cualquier tipo de
sistema, el siguiente paso consiste en conocer los valores numéricos de los parámetros que
permiten simular exactamente el comportamiento del sistema real bajo estudio.
Normalmente se dispone de los valores nominales que proporcionan los fabricantes. Estos
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parámetros están sujetos tanto a una limitación en precisión como en vigencia debido al
envejecimiento del sistema. La posibilidad de obtener los parámetros característicos de un
sistema de forma automática, a partir de medidas experimentales, abre un abanico de
posibilidades desde el diseño, en las etapas de desarrollo, hasta el mantenimiento, una vez
esté ya en explotación. Uno de los métodos más utilizados para la extracción de parámetros
de sistemas no lineales fue propuesto por D. Marquardt en 1963, basado en las hipótesis de
trabajo de K. Levenberg sobre modelado de datos. Tomando como base este método, junto
con los modelos de dispositivos y sistemas, se ha implementado un algoritmo de extracción
automática de los parámetros característicos de una instalación fotovoltaica real.
Una vez se dispone de las herramientas de bajo nivel necesarias, se afronta el reto de
desarrollar las aplicaciones. Se han implementado 6 aplicaciones para el estudio y análisis
de instalaciones fotovoltaicas. La identificación de sistemas obtiene los parámetros
característicos, que permiten simular fielmente el comportamiento de una instalación
fotovoltaica real, a partir de medidas empíricas. El diagnóstico ofrece la posibilidad de
determinar la causa más probable de fallo mediante la utilización de técnicas estadísticas.
El algoritmo de control ofrece un enfoque complementario a la gestión energética de los
sistemas fotovoltaicos. Plantea una gestión global de la energía generada, consumida y
almacenada en el sistema, tomando como referencia las baterías. La utilización del servidor
Web extiende las posibilidades de identificación, diagnóstico, control y simulación de los
sistemas aportando independencia tanto de la ubicación de las aplicaciones como del
conocimiento del entorno de trabajo. Además de permitir un acceso remoto mediante un
navegador Web estándar, añade confidencialidad y seguridad en la utilización de modelos y
algoritmos, ya que los usuarios no tienen acceso directo a ellos, solo a los resultados. Las
cuatro aplicaciones anteriores precisan de medidas reales de las instalaciones fotovoltaicas.
17
Para solventar esta necesidad se propone la utilización de una red de monitorización
inalámbrica que recoja estas muestras de los sensores. Además, se ha planteado un sensor
de batería que permita calcular el nivel de energía y el estado de salud de forma directa.
Finalmente se incluyen las conclusiones extraídas a raíz de los resultados y experiencias
obtenidos. Además, que valorar las prestaciones de los resultados obtenidos, se pone de
manifiesto el gran potencial de la línea de investigación iniciada. La combinación de las
técnicas utilizadas abre nuevos horizontes en el estudio de todo tipo de sistemas. Por lo que
puede considerarse como una reflexión sobre futuros campos de aplicación.
El objetivo final de la presente tesis doctoral consiste en desarrollar un sistema integral de
simulación, diagnóstico, monitorización y control de instalaciones fotovoltaicas. Este
sistema está orientado tanto a diseñadores como a técnicos, proporcionándoles las
herramientas necesarias para el desarrollo de sus actividades de investigación, diseño y
mantenimiento. Para conseguirlo se ha dividido en un conjunto de objetivos parciales, cada
uno de los cuales incide en los aspectos más problemáticos de los sistemas actuales:
· Modelar los elementos del sistema
Modelos de dispositivos
Modelos de sistemas
· Obtener un método de extracción automática de parámetros
Método de Levenberg-Marquardt
· Generar un banco de librerías de simulación con Matlab/Simulink
Librería de dispositivos
Librería de sistemas
Librería de extracción automática de parámetros
· Diseñar el hardware de monitorización necesario
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Sensor de batería
Red inalámbrica de monitorización
· Implementar el entorno de diagnóstico y análisis de una instalación fotovoltaica
Aplicación para la identificación de sistemas
Aplicación para el diagnóstico de sistemas
Aplicación para el control de sistemas
Enlace Web para el acceso remoto a las aplicaciones
Recapitulando hasta los objetivos planteados en la introducción, en la presente tesis
doctoral se pretendía desarrollar un sistema integral de simulación, diagnóstico,
monitorización y control de instalaciones fotovoltaicas. A lo largo de los capítulos se han
ido planteando estructuradamente las motivaciones, problemas y soluciones a los retos
iniciales. A modo de síntesis, a continuación, se resumen los principales logros y
conclusiones alcanzados.
Quizás una de las conclusiones más claras es la potencia y flexibilidad que aporta
Matlab/Simulink al entorno de trabajo. La eficacia de los algoritmos de cálculo, la gran
cantidad de librerías matemáticas disponibles y la facilidad en su utilización han permitido
entrelazar un conjunto de funciones para formar modelos de dispositivos y sistemas junto
con algoritmos estadísticos. La posibilidad de enlazar Matlab con un servidor web estándar
ha facilitado tanto disponer de una interfaz estándar como habilitar el acceso remoto a las
aplicaciones y proporcionar seguridad y confidencialidad.
Otro logro importante es la obtención del nuevo modelo de batería orientado hacia sistemas
dinámicos. Este modelo se basa en el circuito eléctrico equivalente de la batería,
resolviendo los problemas de discontinuidades. Introduce además el concepto de nivel de
energía, complementario al de estado de carga tradicional.
19
Junto con el modelo de la batería, se han planteado los modelos de los paneles solares,
reguladores de carga, inversores, convertidores continua-continua, controlador para
conexión a red eléctrica y resistencias de pérdidas. Los cuales se han organizado en un
conjunto de arquitecturas con el fin de caracterizar la mayor parte de sistemas fotovoltaicos
tradicionales: sistemas flotantes, autónomos, conectados a red, etc.
Una vez obtenidos los modelos, se han Integrado en un banco de librerías de
Matlab/Simulink, contrastando su comportamiento sistemáticamente respecto ensayos
empíricos realizados en laboratorio de sistemas fotovoltaicos. La precisión conseguida, con
errores medios por debajo del 5% en todos los casos, se considera suficiente y adecuada
para el entorno de trabajo.
La utilización combinada de los modelos de dispositivos y sistemas con el método de
extracción automática de parámetros Levenberg-Marquardt ha demostrado ser una eficaz
herramienta para el análisis de sistemas, permitiendo caracterizar y diagnosticar
instalaciones fotovoltaicas. Se abren, pues nuevas vías en la gestión de sistemas, ya que
utilizando el concepto de parametrizar el problema a solventar es posible afrontar con éxito
aquellas situaciones en las que se ven involucradas varías variables dependientes entre si.
La aplicación de la identificación de sistemas permite adaptar un modelo genérico a la
realidad de un dispositivo o sistema específico. Combinada con la monitorización de una
instalación fotovoltaica forman la plataforma sobre la que se fundamenta el diagnóstico de
sistemas. Se ha demostrado como a partir de las premisas de minimizar el número de
variables a censar y utilizar algoritmos de extracción automática de parámetros es posible
determinar estadísticamente la causa más probable de fallo en una instalación. Esta
aplicación precisa de un potente ordenador para llevar a cabo los cálculos, si se requiere un
20
sistema en tiempo real, pero permite optimizar el coste de la gestión y aumentar la
fiabilidad de una instalación.
La política de control propuesta optimiza el rendimiento de la instalación fotovoltaica, ya
que reduce el flujo de corriente al estrictamente necesario, aumentando la seguridad y
retrasando el envejecimiento de cableados y dispositivos, y maximiza la carga de las
baterías, reduciendo la probabilidad de pérdida de carga en el sistema. Es una consecuencia
lógica surgida del modelo de batería y se considera fácilmente integrable en equipos
comerciales.
La importancia de disponer del modelo de batería se justifica de nuevo en el planteamiento
del sensor de batería. Este sensor combina la técnica de sensado mediante un divisor de
corriente, para minimizar interferencias, con el conocimiento sobre la correlación entre
impedancia, tensión, corriente, temperatura, nivel de energía y estado de salud que aporta el
nuevo modelo. Disponer de un sensor preciso para determinar el nivel de energía y estado
de salud de las baterías aumenta la fiabilidad de las instalaciones y permite optimizar el
diseño de nuevas instalaciones fotovoltaicas.
5. VARIABLE
VARIABLE DEPENDIENTE
Sistema fotovoltaico
VARIABLE INDEPENDIENTE
Radiación solar
OPERACIONALIZACIÓN DE LA VARIABLE
VARIABLES INDICADORES SUB INDICADORES
Análisis de curvas energéticas Tiempo
21
SISTEMA
FOTOVOLTAICO
Intensidad
Voltaje
Amperaje
Análisis de exposición solar
Tiempo
Radiación
Limosidad
Nubosidad
Análisis de radiación
Insolación
PAISAJE
Área
Clima
Temporada
Estudios Previos De Consumo
Consumo
Diario
Consumo
Mensual
Consumo
Anual
22
Radiación solar
Energía renovable
Determinación de la
radiación solar promedio
Angulo de inclinación
6. INTERROGANTES
¿Cuáles son las razones del por qué se debe llevar una la implementación de un sistema
fotovoltaico en la biblioteca Municipal de Cerro Colorado?
¿Qué efectos se tendría la energía producida por un sistema fotovoltaico son suficiente para
la alimentación eléctrica de una biblioteca?
¿En qué medida se beneficiaría el uso de la energía fotovoltaica en el desarrollo de las
actividades de la Biblioteca Municipal de Cerro Colorado?
7. MARCO REFERENCIAL
a. Conceptos Básicos
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Energía
Es aquello que realiza el trabajo. La energía siempre es constante solo se transforma, no se
crea ni se destruye.
Potencia eléctrica
Es el consumo de electricidad de equipos y/o artefactos en una red eléctrica.
Energía eléctrica
Es una energía renovable que se obtiene de la generación de movimiento de cargas
eléctricas, dentro de materiales conductores.
Centrales eléctricas
Es el resultado una instalación industrial cuyo trabajo es generar energía eléctrica mediante
equipos mecánicos, térmicos, químicos, eléctricos, etc.
Fuentes de energía
La energía se encuentra disponible en nuestro entorno y mediante un proceso un proceso
especializado se puede generar energía eléctrica a grandes escalas.
Energía fotovoltaica
Es aquella energía proveniente de la radiación solar, la cual es el producto de la
transformación directa de radiación solar en energía eléctrica.
Panel fotovoltaico
Es un equipo utilizado para la generación de energía eléctrica continua, utilizando radiación
solar
Energías limpias renovables.
Son términos muy usados para describir la fuente de donde se obtiene la energía y los
residuos que puedan derivarse de este proceso, pero no son lo mismo las energías limpias y
24
las energías renovables, aunque ambas están dentro del rango de las Energías sostenibles
amigables con el medio ambiente
b. Marco Institucional
Ministerio de energía y minas (MINEM): Otorga concesiones y establece reglamentación
del mercado.
Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN): Encargado
de establecer las tarifas y compensaciones, asegurándose que se cumplan con los
reglamentos establecidos por el MINEM.
Comité de Operación Económica del Sistema (COES): Encargado de coordina las
operaciones y determina los pagos entre los participantes del mercado. Sus procedimientos
son aprobados por OSINERGMIN.
Ley de promoción de la inversión para la generación de electricidad con el uso de energías
renovables - Decreto Legislativo 1002 (mayo 2008)
Reglamento de la generación de electricidad con energías renovables Decreto Supremo
012-2011-EM (marzo 2011).
Bases de la segunda Subasta RER, aprobadas mediante Resolución Viceministerial N° 036-
2011-MEM/VME del Ministerio de Energía y Minas.
c. Marco teórico
Sistema fotovoltaico
El término fotovoltaico proviene del griego phos, que significa “luz” y voltaico, que
proviene de la electricidad, en honor al científico italiano Alejandro Volta, (que también
25
proporcionar el término voltio a la unidad de medida de la diferencia de potencial en el
Sistema Internacional de Medidas). El término fotovoltaico comenzó a usarse en Inglaterra
desde el año 1849. El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el
físico francés Becquerel, pero la primera célula solar no se construye hasta 1883. Su autor
fue Charles Fritts, quién recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro
para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de solo un
1%. Russel Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946, aunque SvenAsonBerglund
había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las
células fotosensibles. La era moderna de la tecnología de potencia solar no llegó hasta el
año 1954 cuando los laboratorios Bell, descubrieron de manera accidental que los
semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la luz
(Barbera, 2017)
En el caso del Perú, está considerada la energía solar fotovoltaica es una energía renovable
muy importante para la provisión de energía en áreas geográfi cas de difícil acceso y que no
cuentan con energía eléctrica comercial. Debido a la disminución experimentada en los
costos de los sistemas de energía fotovoltaicos en los últimos años, estos sistemas se han
hecho más accesibles y son una alternativa de solución para muchos lugares con carencias
de energía. (Nuñez, 2013)
Ventajas e inconvenientes de las instalaciones fotovoltaicas
Ventajas:
La energía solar fotovoltaica es una de las fuentes más prometedoras de las energías
renovables en el mundo. Comparada con las fuentes no renovables, las ventajas son claras:
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es no contaminante, no tiene partes móviles que analizar y no requiere mucho
mantenimiento. No requiere de una extensa instalación para operar. Los generadores de
energía pueden ser instalados de una forma distribuida en la cual los edificios ya
construidos, pueden generar su propia energía de forma segura y silenciosa. No consume
combustibles fósiles. No genera residuos. No produce ruidos es totalmente silenciosa. Es
una fuente inagotable. Ofrece una elevada fiabilidad y disponibilidad operativa excelente.
En resumen, la energía fotovoltaica es generada directamente del sol. Los sistemas
fotovoltaicos no tienen partes móviles, por lo tanto no requieren mantenimiento y sus
celdas duran décadas. Además de las ventajas ambientales también debemos tener en
cuenta las socio-económicas. Instalación simple. Tienen una vida larga (Los paneles solares
duran aproximadamente 30 años). Resisten condiciones climáticas extremas: granizo,
viento, temperatura, humedad. No existe una dependencia de los países productores de
combustibles. Puede instalarse en zonas rurales desarrollo de tecnologías propias. Se puede
utilizar en lugares de bajo consumo y en casas ubicadas en parajes rurales donde no llega la
red eléctrica general. Puede venderse el excedente de electricidad a una compañía eléctrica.
Puede aumentarse la potencia mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.
Inconvenientes:
De este sistema de generación de energía, no es tanto el origen de dicha energía que es el
Sol, que tiene reservas que exceden de nuestras necesidades, ni tampoco la materia prima
de donde se extrae el silicio, que consiste en arena común muy abundante en la naturaleza:
se trata de la técnica de construcción y fabricación de los módulos fotovoltaicos que es
complejo y caro. Requiere una importante inversión inicial. Es una energía de difícil
almacenamiento. No es económicamente competitiva con otras energías actuales.
27
Producción variable según climatología del lugar y época del año. Otro inconveniente es el
rendimiento obtenido y el espacio de terreno ocupado por los elementos captadores: el
rendimiento final se estima en solo un 13%. (Barbera, 2017)
Energía solar fotovoltaica características principales.
La energía solar fotovoltaica, generada cuando brilla el sol, es la que tomamos de la luz que
éste emite, y que transformamos en electricidad con la que suministrar la demanda de
viviendas o ámbitos comerciales.
Y todo ello lo posibilita el efecto fotovoltaico, indispensable para la generación de
electricidad con el papel del sol principalmente. En este momento aparecen en escena
diversos factores. Primeramente, lo los de los átomos que integran la luz solar (fotones) y
su efecto sobre los paneles solares, que hace que se liberen los electrones.
Es exactamente en ese momento cuando aparecen más factores indispensables de
los paneles fotovoltaicos, en particular los conductores que incluyen , que usualmente están
constituidos de silicio. Integrados generalmente, por un positivo y un negativo, crean un
campo eléctrico por el que se mueven los electrones inmediatamente después de ponerse en
actividad, logrando la producción de corriente.
De otro lado, los autores Labournet y Villoz, en el libro Energía solar fotovoltaica, definen
el concepto de energía fotovoltaica de la siguiente manera: ―La energía solar fotovoltaica
convierte de forma directa los rayos luminosos del sol (o de otra fuente) en electricidad.
Para ello, utiliza módulos fotovoltaicos compuesto de células solares o de fotopilas que
realizan esta transformación energética‖. (Labournet y Villoz: 2010: 13) Según la cita
anterior la energía solar se basa en el aprovechamiento de los rayos fotoeléctricos que
28
brinda el sol, los cuales a través de los paneles solares se convierten en energía
eléctrica.(Zuñiga, 2015)
Paneles solares fotovoltaicos
Panel solar fotovoltaico Los paneles solares son los encargados de transformar la luz solar
en energía eléctrica, a través de un efecto fotoeléctrico, ya que están compuestos de
semiconductores que son células solares mono-cristalinas y poli-cristalinas, están
construidos de silicio que es un mineral abundante, es el segundo material más abundante
en la corteza terrestre, de alto rendimiento, su eficiencia se determina si es mono o poli-
cristalino, y esto se diferencia en la calidad y pureza del silicio, su proceso de
transformación de cómo se funde y corta. Por ejemplo; si el silicio se funde en lingotes, es
para fabricar paneles mono cristalinos, y si se funde en cuadros, es para fabricar paneles
poli cristalino (Velasco, 2019)
Evidentemente, los paneles son indispensables en este engranaje. Este procedimiento se
ocasiona específicamente en reducidos sectores del panel, que está fraccionado en infinidad
de células solares realizadas en silicio casi siempre, o con otros componentes que
igualmente favorecen la producción de energía, y favoreciendo una disminución de los
costos.
De tal forma, los paneles en los cuales la luz choca están formados por infinidad de
diminutas células que a su vez forman módulos y éstos el panel. Destacamos sobremanera,
que a más cantidad de paneles, más producción de electricidad. Aunque uno de los
problemas, es calibrar adecuadamente el número de paneles que necesita una instalación,
pues si ponemos demasiados, se elevarán los costes innecesariamente. Por el contrario, si
29
no ponemos los suficientes, no podremos obtener la energía necesaria para satisfacer
nuestra demanda.
Otro paso esencial: la conversión de las energías.
Después de comentar cómo se produce la electricidad, queda un elemento destacado por
puntualizar. La corriente que producen los paneles fotovoltaicos es corriente continua, la
cual se tiene que transformar en corriente alterna para que los dispositivos y equipos de la
vivienda puedan ser alimentados.
¿Y cómo lo conseguimos? Necesitamos un componente que unido a los paneles es
indispensable para la instalación solar: el inversor. Su labor es tan fundamental, que se le
denomina como el "cerebro del sistema".
Mediante el inversor se transformará la corriente continua en corriente alterna, que es la
necesaria para el uso en viviendas, comercio o donde ubiquemos la instalación. Este
sistema transportará igualmente la energía eléctrica a la red eléctrica o a las baterías de
almacenamiento (imprescindibles para cuando no tengamos la luz del sol), entre otras
actuaciones.
La fuente de energía que indica más dinamismo en todo el planeta es el sol. Y por supuesto
está preferencia sigue incrementándose. Ello nos lleva a penetrar en un mundo que cuanto
mejor conozcamos y lo comprendamos, más decisivo puede ser a la hora de elegir la
energía solar para satisfacer nuestras exigencias. Y así evitar a partir de entonces la
electricidad generada con fuentes fósiles, que desgraciadamente son perjudiciales para
nuestro planeta(Autosolar, 2020)
30
Módulos fotovoltaicos
En base a los módulos se conforman los paneles fotovoltaicos y, a su vez, en base a los
paneles se forman los arreglos fotovoltaicos. Los parámetros básicos de un módulo
fotovoltaico y, por lo tanto, de un panel o un arreglo fotovoltaico, son: Potencia eléctrica,
voltaje de trabajo e intensidad de corriente La potencia máxima de un módulo, panel o
arreglo corresponde al máximo de irradiación solar (1000 Wm-2). En el caso de un módulo
se denota con el punto PM. Permite calcular la energía diaria proporcionada por el panel,
usando el número de horas de sol pico (h.s.p). La potencia disminuye de manera
directamente proporcional con la irradiancia solar El voltaje de trabajo es el que
proporciona el panel o arreglo a la salida, oscilando entre 13 y 16 V. El valor depende de la
intensidad de corriente proporcionada (a máxima corriente mínimo voltaje y viceversa: a
mínima corriente máximo voltaje. El voltaje se puede aumentar colocando más módulos o
paneles en serie. El voltaje de circuito abierto del módulo disminuye con la temperatura,
por lo que el rendimiento del panel disminuye con la temperatura çLa intensidad de
corriente depende del tamaño del panel o arreglo. La corriente se puede aumentar
colocando más módulos o paneles en paralelo. Las condiciones estándares de medición,
son: irradiancia de 1000 Wm-2, espectro óptico de 1.5, ángulo de incidencia de 0° y
temperatura de operación de 25 ° C. Las condiciones nominales de operación, son:
irradiancia de 800 Wm2, espectro óptico de 1.5, velocidad de viento de 1 ms-1, ángulo de
incidencia. 0°, temperatura de operación: TONC, temperatura ambiente: 20 ° C.
Baterías de Acumuladores
La capacidad de la batería es la cantidad de carga en Ah que es capaz de alimentar en
régimen de descarga, permaneciendo la variación de su f.e.m. dentro de límites
31
especificados Para cada tipo de batería su capacidad depende del régimen de descarga, esto
es, dependiendo del valor de la corriente, de la temperatura y de la densidad del electrolito,
en función del grado de ionización La capacidad .es proporcionada por el fabricante bajo la
forma de tablas, con valores referidos a la temperatura de 25° C y normalizados para cada
régimen de descarga. La capacidad de la batería se expresa en Ah y es denominada
capacidad nominal, es decir, la máxima cantidad de carga que puede ser extraída del
acumulador. Generalmente, para cada tipo de acumulador, el fabricante provee la capacidad
nominal y las diversas corrientes de régimen de descarga para un valor de tensión, con los
respectivos tiempos de descarga, estableciéndose un tiempo mínimo de descarga para evitar
que el acumulador sufra averías por corrientes elevadas, que el fabricante estipula. El
tiempo de descarga representa el periodo dado por el fabricante para que la batería alcance
una tensión final de descarga, en un determinado régimen de descarga de corriente. En
sistemas solares, las baterías tienen que dar la energía sobre un tiempo considerablemente
largo, y frecuentemente se descargan a niveles más bajos que en el caso de las baterías de
arranque de los vehículos. Estas baterías de tipo ciclo profundo tienen capas de plomo más
gruesas, que además brindan la ventaja de significativamente prolongar su vida, siendo
relativamente grandes y pesadas por el plomo. Son compuestas de celdas de 2 voltios
nominales que se juntan en serie para lograr baterías de 6, 12 o más voltios. Las baterías
líquidas de ciclo profundo (incluso las ‘selladas’), son capaces de 400 ciclos.
Las baterías de AGM y de Gel superan fácilmente 800 ciclos. Hay baterías de Gel para el
uso industrial (por ejemplo los tipos OPzS o OPzV), que pueden manejar bajo ciertas
condiciones más de ¡10,000 ciclos! Los años de vida dependen entonces de su uso: si se
conoce la profundidad de descarga y la cantidad de ciclos, se puede estimar su vida en años.
Todas las baterías de plomo-ácido necesitan una buena carga. Baterías de calidad, siempre
32
llenas, sin sobrecargarlas, pueden vivir 20 años o más. Si se descargan frecuentemente en
forma profunda tienen una vida más corta, y mantenerlos sin carga sobre un tiempo
prolongado es su fin En la práctica, esto significa instalar suficiente capacidad para
descargar las baterías como máximo al 50% de su capacidad nominal. Para ello, se debe
dimensionar el panel con suficiente capacidad para cargarlas completamente. Tener
suficiente capacidad instalada, además, tiene el importante benefició de aumentar las
reservas, por ejemplo para los días con poco sol y para situaciones de emergencias cuando
de repente se necesita más luz. Entonces, dependiendo de la necesidad de electricidad, es
importante calcular un balance óptimo para la capacidad instalada (Nuñez, 2013).
Radiación solar
El Sol es una estrella cuya superficie se encuentra a una temperatura media de 5 500°C, y
debido a complejas reacciones que producen una pérdida de masa, ésta se convierte en
energía. Dicha energía, liberada del Sol, se transmite al exterior mediante la denominada
radiación solar. Si examinamos el espectro de la radiación solar, observamos que la mayor
parte de la energía emitida por el Sol se encuentra en la parte visible de dicho espectro y
ésta representa el 47% del total (Cieza, 2017)
Es decir que el sol es una fuente renovable por medio del cual se puede generar energía
captando los rayos infrarrojos o los fotoeléctricos. El primero se refiere a la energía
térmica, la cual capta el calor para el calentamiento de fluidos, entre los cuales se encuentra
principalmente el agua y el aceite, mientras el otro tipo de energía, la cual convierte la
radiación solar en energía eléctrica, es la energía fotovoltaica(Zuñiga, 2015)
La Energía solar, es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos
por el sol. La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor
que produce, como también a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en
33
dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables
particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas
que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el
valor es de aproximadamente 1000 W/m2 en la superficie terrestre. A esta potencia se la
conoce como irradiación (Barbera, 2017)
Se conoce por radiación solar al conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el
sol. El sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro que emite energía siguiendo la
ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde
infrarrojo hasta ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la tierra, pues las
ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la atmósfera
fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la radiación solar que llega a la
tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la
tierra. Su unidad es el W/m2 (vatio x metro cuadrado). (Barbera, 2017)
8. OBJETIVOS
8.1. Objetivo general
Elaborar un diseño del sistema fotovoltaico que se aplicaría en la Biblioteca Municipal del
distrito de Cerro Colorado, con la finalidad que el usuario pudiera gozar de suficiente luz
para sus actividades académicas,
8.2. Objetivos específicos
Señalar las razones del por qué se debe llevar la implementación de un sistema fotovoltaico
en la biblioteca Municipal de Cerro Colorado
34
Conocer los efectos se tendría la energía producida por un sistema fotovoltaico es suficiente
para la alimentación eléctrica de una biblioteca
Determinar los efectos positivos del uso de la energía fotovoltaica en el desarrollo de la
actividad de la Biblioteca Municipal de Cerro Colorado
9. HIPOTESIS
9.1. Hipótesis general
Al realizar un estudio de zona y de viabilidad para proponer un sistema de generación de
energía alterna por medios fotovoltaicos, se espera poder generar y ofrecer la capacidad de
demanda eléctrica suficiente para la alimentación de las luminarias de una biblioteca de la
Municipalidad de Cerro Colorado
35
CAPITULO II PLANTEAMIENTO OPERACIONAL
2.1. Tipo y nivel de Investigación
Tipo de investigación
El tipo de investigación que empleamos en el siguiente proyecto es una investigación
aplicada tecnológica que según: (Arias, 2016)
Es la búsqueda y obtención de nuevos conocimientos prácticos y aplicados a corto plazo en
la creación, producción o desarrollo de bienes y servicios innovadores, artefactos,
materiales, prototipos o maquinarias que contribuyan a resolver problemas, satisfacer
necesidades y mejorar la calidad de vida de la sociedad.
Nivel de investigación
El nivel de investigación que empleamos en el siguiente proyecto es explicativo que según
(Carrasco, 2018)La investigación explicativa responde a la interrogante ¿por qué?, es decir
con este estudio podemos conocer por qué un hecho o fenómeno de la realidad tiene tales y
cuales características, cualidades, propiedades, etc., en síntesis, por qué la variable en
estudio es como es.
2.2. Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Observación de campo no experimental:
Esta técnica es usada para profundizar en el conocimiento del comportamiento de
exploración.
(Carrasco, 2018)define la observación no experimental no experimental “o post- facto
como el experimento que se realiza después de los hechos, es decir, no se trata de un
verdadero experimento pues el investigador no controla ni regula las condiciones de
prueba, simplemente toma situaciones reales que se hayan producido espontáneamente,
36
trabajando sobre ellas como si efectivamente se hubieran dado bajo el control del
investigador” (p. 120).
Análisis documental:
Esta técnica la usamos para recolectar información de fuentes secundarias.
(Peleakis, 2008)expresan: “la técnica de observación documental es un proceso operativo
que consiste en obtener y registrar organizadamente la información en libros, revistas,
diarios, informes científicos, entre otros”
Instrumentos
Guía de observación:
Según (Ortiz, 2014)Es un instrumento de la técnica de observación; su estructura
corresponde con la sistematicidad de los aspectos que se prevé registrar acerca del objeto.
Este instrumento permite registrar los datos con un orden cronológico, práctico y concreto
para derivar de ellos el análisis de una situación o problema determinado.
Para (Carrasco, 2018)una guía de observación es un conjunto de preguntas elaboradas con
base en ciertos objetivos e hipótesis y formuladas correctamente a fin de orientar nuestra
observación
2.3. Campo de verificación
a. Ubicación espacial
El lugar donde se realizó en la recolección de datos fue en la ciudad de Arequipa,
específicamente en la Biblioteca Municipal de Cerro Colorado
B. Ubicación temporal
Esta investigación se realizó entre los meses de julio hasta noviembre del 2020
37
C. Unidades de estudios
Si bien la investigación se llevara a cabo sobre los niveles de radiación y los niveles de
flujo de aire en la zona, para dichos datos tomaremos nuestras diarias.
2.4. Estrategias de recolección de datos
3.1 Recolección de datos
Para la recolección de datos de acuerdo a cada técnica y herramienta que emplearan se
realizaron las coordinaciones con estaciones meteorológicas, precisando el requerimiento
de información y aplicación de los instrumentos.
3.2Tratamiento de los datos
Esa parte consta de la interpretación y descripción de los documentos, cuadros y gráficos
elaborados en la presente investigación, con los datos obtenidos en el proceso de
levantamiento de información. Se han descrito elementos estadísticos útiles para la
investigación y empresa
3.3Análisis informático
Para procesar la información proveniente de la aplicación de instrumentos utilizaremos:
hoja de análisis documental, hoja de sistematización de información, cuadros y gráficos
estadísticos, hojas de análisis, conclusiones y anexos.
2.5. Presupuesto
PRESUPUESTO
Recursos humanos
● Ayudante s/400
Infraestructurales y económicos
● Tres millares de papel bond s/ 80
38
● 20 lapiceros negros s/ 20
● Impresión de los materiales s/ 30
● Pasajes, viáticos y otros s/ 400
● 3 cuadernos cuadriculados s/ 40
Total s/ 970
39
CAPITULO III
ESTUDIO DE IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA
LA BIBLIOTECA MUNICIAPL DE CERRO COLORADO
3.1. Fundamentación
Se propone abastecer en una Biblioteca de usos múltiples que pertenece a la Municipalidad
del distrito de Cerro Colorado un sistema fotovoltaico interconectado a la red. El proyecto
considera el abastecimiento de iluminación y en una etapa futura, energías para las
computadoras y equipos eléctricos ya que el aire acondicionado será abastecido de manera
independiente mediante refrigeración solar.
El proyecto incluye el análisis de cargas, el cálculo del tamaño del panel, así como el
cálculo del número de los mismos, y de la eficiencia arrojada por él, la orientación de los
paneles, el estudio de sombras y las horas pico efectivas.
El Diseño del sistema (inversor, batería y regulador) y la infraestructura del Sistema
Fotovoltaico (Material, Forma de la estructura, Puesta a tierra.
La meta es tener el sistema instalado y funcionando en el año 2019, para ello se cuenta con
un respaldo económico de 110,000 dólares. Se comienza el trabajo con un análisis de la
situación actual que incluya el estudio de cargas, el estudio de sombras y la localización del
edificio (latitud y longitud).
Asimismo, se mostró el desarrollo de la propuesta (Calculo del tamaño del panel, cálculo
del número de paneles, cálculo de eficiencia del panel y el diseño del sistema (inversor,
40
batería y regulador)). También se diseñará la Infraestructura del Sistema Fotovoltaico
considerando el material, la forma de la estructura, la puesta a tierra
Para la realización del proyecto, se desglosó en varias etapas con fechas de compromiso
para atender a las prioridades de acuerdo a distribuciones de tiempo y conforme se fueron
planteando los objetivos.
Acciones que se debe tomar en cuenta para el desarrollo de la implementación del sistema
fotovoltaico
Tabla 1
Actividades
Análisis de la situación actual 120 días
Consumo energético actual 41 días
Estudio de cargas 41 días
Estudio de sombras 59 días Localización del edificio (latitud y longitud)
Desarrollo de la propuesta
Calculo del tamaño del panel
Calculo del número de paneles
Cálculo del número de baterías
Estudio de orientación de los paneles
Diseño del sistema (inversor, batería y regulador
Adquisición de materiales y equipo
Realizar cotización de materiales y equipo
Elaboración de solicitud de compra
Realizar adquisición de materiales y equipo
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Ejecutar instalación fotovoltaica en el edificio D (usos múltiples)
Sistema interconectado para luminarias
Calculo de eficiencia del sistema
Realizar pruebas de funcionamiento
Elaboración propia
Una vez establecido las acciones que se llevara a cabo, en el cronograma de actividades, se
vuelve indispensable el describir la serie de materiales y equipos necesarios para comenzar,
desarrollar y finalizar el proyecto fotovoltaico.
A continuación, se presentara la lista de materiales y equipo básicos que se propusieron y
utilizaran durante todo el proceso de desarrollo del objetivo genera
Tabla 2
Materiales
Materiales Especificaciones
Tubería para instalación eléctrica. Conduit metálica
Codos 90° para tubo conducir. Conduit metálica
Abrazaderas de tubo. Metálicas tipo omega
Caja rectangular (chalupas o registros).
Abrazaderas de pared.
Cable.
Tornillos lozas.
Abrazaderas p/panel Travesaños de la
estructura.
Acero inoxidable
42
Tornillos
Tornillos
Vigas para soporte
Acero inoxidable
Elaboración propia
3.2. Etapas del desarrollo del proyecto
Etapa de Estudio Energético:
Ésta etapa consistió en analizar y decidir cuál de las energías alternas es más viable de
desarrollar en la zona donde se realizará el proyecto, una vez ya definida la problemática a
resolver: Minimizar el consumo energético de un edificio de usos múltiples donde funciona
la Biblioteca de la Municipalidad.
Existe 7 opciones para generar energía eléctrica (Biomasa, Geotérmica, Eólica,
Fotovoltaica, Mareomotriz, Termosolar e Hidráulica), donde se decidió que la más viable
por las condiciones del lugar, era la Fotovoltaica, además de que la especialidad elegida por
los estudiantes había sido ésta misma.
3.3. Etapa de Validación de la Zona:
Una vez seleccionada la energía alterna, se procederá a validar la zona con ayuda de
instrumentos y condiciones climáticas favorables para el desarrollo fotovoltaico. La
UTZMG cuentera con una estación meteorológica, que tiene el almacenaje datos
interesantes como velocidad del viento, temperatura, Irradiación además de fecha y hora.
Así mismo cabe añadir que para justificar aún más la selección de energía fotovoltaica y
que es favorable al lugar de la biblioteca Municipalidad de Cerro Colorado, que se
43
encuentra en una de las zonas más viables que reciben mayor número de radiación solar,
según un mapa del servicio meteorológico de la Universidad Nacional de San Agustín de
Arequipa.
Se tomará en cuenta las etapas, tales como es el caso de la Etapa del Dimensionamiento:
Po el cual se reforzará la justificación de la opción fotovoltaica, para mejor explicación se
procederá a la siguiente manera, respondiendo las siguientes interrogantes:
¿Qué se necesita para desarrollar y lograr el proyecto?
¿Cuánto es el presupuesto se necesitará para lograr el objetivo?
En nuestro caso para dar una respuesta a la primera, se realizará una serie validaciones de
donde se va a colocar el sistema fotovoltaico (PVS).
Para la respuesta de la segunda pregunta, cabe un financiamiento de la empresa privada
. De hecho, la parte más difícil del objetivo, es la disposición y gestión de los recursos
económicos.
También hay otra etapa que se denomina Etapa de Compras y Adquisiciones: Donde se
pretenderá consultar varios proveedores y presentar cotizaciones ante la Municipalidad de
Cerro Colorado.
Pero la etapa más importante es la Etapa de Instalación del Equipo: En esta fase, una vez
que se contará con el equipo, se dará inicio a instalar en una zona de la Biblioteca de la
Municipalidad de Cerro Colorado, ya previamente designada y validada.
Durante este proceso se requiriera de la ayuda del alumnado, así como las recomendaciones
del proveedor y tips que agilicen el proceso de montado. Para esta operación, será necesario
contar con el asesoramiento de personal calificado que ya tenga experiencia en las
instalaciones fotovoltaicas
44
La primera etapa primero se deberá instalar los rieles para formar la estructura que
sostendrá los paneles. La estructura es de aluminio, posteriormente se le instalan unos
lastres para sujetar la estructura al piso, con el fin de evitar taladrar la bóveda del edificio
debido a que no tiene el espesor indicado (mínimo 20 cm)
Luego estará el desarrollo de la Etapa de Conexión del Equipo a la Red: Ésta etapa puede
describirse más a detalle de la siguiente manera: · Instalación del inversor en el interior del
edificio, en muro contiguo al centro de carga eléctrica
Instalación del Inversor en el interior del edificio de la biblioteca de la Municipalidad de
Cerro Colorado de usos múltiples o Biblioteca.
· Instalación del sistema de protección eléctrica con interruptor termomagnético. ·
Instalación de la base para wattorímetro bidireccional. ·
Ensamble de estructura de soporte de los paneles fotovoltaicos.
· Anclaje de la estructura a los lastres de contrapeso.
· Montaje de los paneles fotovoltaicos a la estructura
Instalación de las canalizaciones eléctricas, será con tubería CONDUIT, esta se efectúa a
partir del lugar en donde se coloca el inversor, en el interior del edificio y hasta el sistema
fotovoltaico en la azotea del edificio; sin ranurar y conforme a NOM 001 sede 2005
debidamente soportada.
· Instalación de las canalizaciones eléctricas, con tubería CONDUIT, desde inversor,
protección eléctrica al centro de carga y hasta donde se conectará la base del medidor;
dentro de muro falso.
· Identificación con etiquetas con la leyenda de instalación eléctrica fotovoltaica. ·
Conexión eléctrica de los paneles en serie para la interconexión a la red; conectores rápidos
de equipo original.
45
· Cableado del sistema FV al inversor y conexión del mismo.
· Cableado del inversor al interruptor se protección y conexión del mismo. · Cableado y
conexión a la base del medidor.
· Cableado y conexión al centro de carga al interruptor del alumbrado del edificio. ·
Energización del sistema con mediante interruptor de inversor.
Etapa de Mediciones y Pruebas: La etapa de mediciones da inicio al momento de energizar
el sistema fotovoltaico, en inversor cuenta con una pantalla LCD en la muestra los
parámetros eléctricos de producción de energía en Kwh,voltaje y corriente de entrada y
salida mismos que son corroborados con equipos de medición portátiles; coincidiendo en su
totalidad con deferencias muy bajas concernientes al equipo de medición y sus
características siendo de confianza los datos que muestra el propio inversor.
Instalación de las canalizaciones eléctricas, con tubería CONDUIT, esta se efectúa a partir
del lugar en donde se coloca el inversor, en el interior del edificio y hasta el sistema
fotovoltaico en la azotea del edificio; sin ranurar y conforme a NOM 001 sede 2015
debidamente soportada.
· Instalación de las canalizaciones eléctricas, con tubería CONDUIT, desde inversor,
protección eléctrica al centro de carga y hasta donde se conectará la base del medidor;
dentro de muro falso.
· Identificación con etiquetas con la leyenda de instalación eléctrica fotovoltaica.
· Conexión eléctrica de los paneles en serie para la interconexión a la red; conectores
rápidos de equipo original.
· Cableado del sistema FV al inversor y conexión del mismo.
· Cableado del inversor al interruptor se protección y conexión del mismo.
· Cableado y conexión a la base del medidor.
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· Cableado y conexión al centro de carga al interruptor del alumbrado del edificio. ·
Energización del sistema con mediante interruptor de inversor. 7) Etapa de Mediciones y
Pruebas: La etapa de mediciones da inicio al momento de energizar el sistema fotovoltaico,
en inversor cuenta con una pantalla LCD en la muestra los parámetros eléctricos de
producción de energía en Kwh,voltaje y corriente de entrada y salida mismos que son
corroborados con equipos de medición portátiles; coincidiendo en su totalidad con
deferencias muy bajas concernientes al equipo de medición y sus características siendo de
confianza los datos que muestra el propio inversor.
Etapa de Mejorar aspectos y Conexiones:
Para esta fase, se inspecciona el cableado y se elige dónde puede ocupar poco espacio y la
ubicación de tal forma que no genere accidentes al estar trabajando en el PVS. Por lo que se
elige lo más simple y llano que es una línea recta directa hasta un traga luz que va
directamente a donde se encuentra montado el inversor
Etapa de Monitoreo y Plan de Mantenimiento:
Para esta etapa se propone el siguiente plan de mantenimiento aplicable para el PVS cabe
añadir que se considera un plan básico de sostenimiento, el cual considera tareas rápidas y
sencillas de la mayoría de los componentes del medio.
-3.4. Estudio De La Radiación Solar En La UTZMG.
La UTZMG cuenta con un estación meteorológica instalado ya hace 16 años el cual arroja
una serie de datos importantes para el estudio de nuestro proyecto, tales como: fecha, hora,
Irradiancia solar (en W/m2), la energía solar (en Langley/2)*, la velocidad del viento, el
cual utiliza un anemómetro, en m/s; y la variación de los tipos UV.
47
Para sustentar el sistema Fotovoltaico (PVS), se utilizaron los datos recolectados por la
estación meteorológica con que cuenta la universidad y de un análisis de más de 10,000
datos se realizaron las siguientes gráficas de Irradiancia promedio por mes para todo el año
2019. , no hay que olvidar que se debe señalar que en los datos de tiempo, las horas no se
cerraron a números enteros, sino que se respetó los minutos para minimizar el porcentaje de
error al momento de hacer los cálculos de la potencia suministrada y del banco de baterías.
Por lo que en vez de escribir 14:00 se prefirió respetar el dato real de 14:24 hrs.
Orientación de los paneles.
Para el cálculo de la orientación de los paneles, en específico el determinar el valor del
ángulo cenital, se describe el procedimiento siguiente:
Cálculo de la inclinación máxima de los módulos FV:
• Calculando los valores máximos y mínimos de la altura del sol anual (en grados):
• Para Verano = 66.5° (Se obtiene restando los 90° en los que se divide la latitud y los 23°
27′ de los trópicos, se tiene: 90° – 23° 27′ = 66° 33’
• Para Invierno = 52° (a partir de la altura máxima del sol que fue de 52° a las 13:40 hrs).
Promedio anual del sol = Ángulo cenital para el Panel =
la cual se realizó en la azotea del edificio de usos múltiples de la UTZ, tanto en verano
como el invierno del 2019. Hay que agregar que se utilizó una varilla de aluminio para
representar el ángulo de 90°.
Determinación del ángulo cenital (a) en la zona libre de sombras y (b) marcando la
inclinación del sol de acuerdo al verano y al invierno.
El resultado obtenido coincide de manera cercana, en la que los especialistas de mecánica
eléctrica describen su recomendación de inclinación para sistemas
PV. = ° + 59.25 2 66.5 52 90 - 59.25 =
48
CAPITULO IV
DISEÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO.
4.1. Cálculo de la energía consumida diariamente.
Un método de cálculo consiste en obtener mediante tablas adecuadas las horas equivalentes
del lugar considerado y la inclinación deseada de los módulos fotovoltaicos. Se define
como “hora equivalente u hora pico solar” el período de tiempo en el que la radiación solar
toma un valor igual a 1,000 W/m2 . Para lograr el cálculo de consumo diario se utilizarán
las siguientes ecuaciones, tomando como base la tarifa de cobro de un recibo de Comisión
Federal de Electricidad, así como los kilowatts promedio consumidos mensualmente:
PKB= 𝑘𝑊ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑀𝑇
Donde: PKB= Promedio Kilowatts mensuales.
kWh total= Kilowatts hora totales.
MT= Meses totales.
PCD= 𝑃𝑘𝐵 𝐷𝐵
Dónde: PCD= Promedio consumo diario.
PKB= Promedio Kilowatts mensuales.
DM= Cantidad de días de un mes (30 días)
Verificación de la idoneidad del lugar. Un aspecto fundamental en la localización de los
módulos es asegurar que no existen obstáculos que puedan dar sombra, al menos durante
las horas centrales del día (vegetación, nieve, edificios, elementos constructivos, otros
módulos, etc.); estas características determinan la ubicación del sistema fotovoltaico, su
exposición respecto al sur geográfico, la mayor inclinación sobre el plano horizontal, y las
49
características de las estructuras de soporte. La integración de módulos fotovoltaicos en la
edificación siempre debería tener en cuenta adicionalmente los criterios de la arquitectura
bioclimática y atender a las características particulares de cada climatología, de manera que
se asegure que la temperatura de los módulos no se incremente sustancialmente, ya que
disminuiría su eficacia. Además, ayudaría a evitar que se produzcan acumulaciones de calor
en el edificio que pudieran forzar un aumento significativo del consumo de energía para el
acondicionamiento de aire. La superficie que ocupa este tipo de instalación depende de la
potencia a instalar y del tipo de módulos utilizados, pero en general se considera que se
debe contar con que cada kW-pico de módulos ocupa una superficie comprendida entre 7
m2 y 11 m2 .
Por lo tanto, es fácil encontrar una superficie disponible en la mayoría de los edificios.
Elección de la inclinación de los módulos
La inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos depende de la latitud del lugar donde se
van a instalar. La inclinación normalmente tiene que ser igual a la latitud del lugar, lo que
es posible siempre que no haya exigencias de tipo arquitectónico que lo impidan. La latitud
del sitio define la orientación e inclinación que deberá poseer un sistema fotovoltaico. Los
techos horizontales son convenientes para la instalación de un sistema fotovoltaico, debido
a que el montaje puede realizarse en estructuras con condiciones óptimas de orientación e
inclinación ya que son aspectos determinantes para su producción eléctrica.
Si se establece una orientación hacia el sur geográfico y un ángulo de inclinación igual al
ángulo de latitud, se maximiza la producción en términos anuales, la inclinación se
selecciona para aumentar la captación del mes con menos radiación; el ángulo es tal que el
mínimo anual una vez inclinado sea el máximo respecto a las otras inclinaciones, por lo que
se mejora la captación en una época y se desfavorece en otra. Es usual que la inclinación
50
óptima equivalga a un ángulo respecto a la horizontal dado por la ecuación: Inclinación =
Latitud + 10°.
En cualquier caso, es recomendable una inclinación superior a 10º para permitir que el agua
de la lluvia escurra; y donde nieva con cierta frecuencia es recomendable una inclinación
superior a 45º, para favorecer el deslizamiento de la nieve. No obstante, se debe procurar
acercarse lo más posible a las condiciones óptimas de instalación.
En caso de que los techos ya posean cierta inclinación, su orientación deberá ser
preferentemente hacia el sur geográfico y en ningún caso al norte, si el montaje es
horizontal, la ganancia energética es menor, pero puede ser aceptable estimándose una
reducción en la producción del 10%. Evaluación de las pérdidas de sistema.
Es necesario tener en cuenta las pérdidas/caídas de tensión introducidas por los
componentes que forman el sistema (inversor, cables de conexión, etc.), suponiendo que las
pérdidas totales del sistema sean aproximadamente del 30%, entonces es necesario
aumentar en el mismo porcentaje la potencia pico del sistema fotovoltaico.
Selección del inversor. El inversor es uno de los componentes más importantes en los
sistemas conectados a red, ya que maximiza la producción de corriente del dispositivo
fotovoltaico y optimiza el paso de energía entre el módulo y la carga.
Es un dispositivo que transforma la energía de corriente continua producida por los
módulos (12, 24, 48 V) en energía alterna (generalmente 220 V), para alimentar el sistema
y/o introducirla en la red con la que trabaja en régimen de intercambio. Existen diferentes
tipos de inversores, pero se recomienda seleccionarlo en función del tamaño de la
instalación que se pretende realizar.
El inversor se instala entre el sistema fotovoltaico y el punto de conexión a la red. En el
mercado también se encuentran inversores incorporados a los módulos fotovoltaicos,
51
formando un único sistema compacto que se puede conectar directamente a las cargas, debe
proporcionar la potencia que pueda estar conectada, ya sea así el caso más crítico es cuando
todas las cargas están conectadas al sistema ( ).
Así que el tipo que hay que utilizar se puede identificar una vez decidida la potencia del
sistema fotovoltaico y por lo tanto el número de módulos fotovoltaicos. Medidor
bidireccional. Este tipo de medidor, además de poder medir el consumo de energía eléctrica
de la compañía girando en el sentido normal, puede girar de manera contraria, haciendo
posible que la CFE (Comisión Federal de Electricidad) reste a nuestro recibo la energía que
estamos generando y sume a nuestro favor la energía de exceso, lo que evitaría la
instalación de un almacén de electricidad.
Un medidor bidireccional funciona de la siguiente forma: durante el día producimos energía
eléctrica con nuestros paneles solares fotovoltaicos, el medidor se encarga de calcular esta
energía y restarla al consumo del servicio de luz. Cuando la energía resulta en excedente
podemos utilizarla por la noche o en caso contrario de haber utilizado más energía de la
producida, puedes volverte a conectar al servicio de la comisión de electricidad. Y en el
mejor de los casos, al fin de mes haber producido un excedente de energía que se podrá
utilizar en los próximos 12 meses.
Un medidor bidireccional es la mejor opción para las personas que quieren comenzar a
utilizar la energía fotovoltaica como fuente de electricidad, pues es la manera más práctica
de conocer el ahorro económico de la energía solar y obtener una bonificación tangente del
provecho que se le está dando a los módulos. Aunque la CFE no proporciona el medidor
bidireccional, éstos pueden conseguirse por alrededor de 2 mil pesos con los diferentes
distribuidores.
52
4.2. Costos de un sistema fotovoltaico.
Existen dos conceptos de costo que se debe tomar en cuenta al considerar la adquisición de
un sistema fotovoltaico: el costo de inversión y el costo de energía. El costo de inversión de
un sistema fotovoltaico depende de diversos factores, como son: ➢ La capacidad del
sistema.
➢ La preparación y ejecución del proyecto, lo que incluye diseño, instalación, conexión y
puesta en marcha del sistema.
➢ Las características tecnológicas y económicas de los componentes, principalmente de los
módulos y el inversor.
➢ Si el sistema se instala en el techo o a nivel de piso, o bien, si será un elemento integral
de techos y fachadas.
El costo de energía se refiere al costo por cada kW-h de electricidad producida por el
sistema fotovoltaico. En el ámbito técnico se denomina costo nivelado de energía y se
puede comparar directamente contra el precio de electricidad de la red.
En su determinación intervienen los siguientes factores:
➢ El monto de la inversión.
➢ La eficiencia con la cual se estará efectuando la conversión de energía solar a eléctrica.
➢ La localidad donde se instalará el sistema.
➢ La afectación por sombras.
➢ La vida útil del sistema.
53
Los sistemas fotovoltaicos requieren una importante inversión de capital inicial, pero
dependen de las condiciones locales como, la normatividad, radiación solar, espacio
disponible, impacto ambiental y su vida útil entre 20 y 25 años. En algunos casos, la
inversión inicial se amortiza sólo por el hecho de que el costo para electrificar la zona es
superior al de la instalación de un sistema fotovoltaico.
4.3. Cableado Eléctrico Para Uso Solar
Los cables eléctricos son parte importante en un proyecto de instalación solar fotovoltaica.
Los dos materiales conductores comunes utilizados en instalaciones solares residenciales y
comerciales son cobre y aluminio.
Cobre: El cobre tiene una conductividad mayor que el aluminio, por lo tanto, se usa más
que el aluminio con el mismo tamaño.
Aluminio: puede ser debilitado durante la instalación, especialmente durante la flexión,
pero es menos costoso que los alambres de cobre. No se utiliza (no permitido) para el hogar
en interior de cableado; se utilizan en calibres más grandes para las entradas de servicio
subterráneo o aéreo y operaciones comerciales. Sólido o trenzado:
El cable puede ser sólido o trenzado, donde consisten en muchos pequeños alambres
trenzados que permiten al cable ser flexible. Este tipo se recomienda para tamaños más
grandes. La corriente tiende a fluir en el exterior del cable, por lo tanto, cables trenzados
tienen conductividad un poco mejor ya que hay más superficie del alambre. Aislamiento: El
aislamiento que cubre el alambre puede proteger el cable del calor, humedad, luz
ultravioleta o químicos.
• THHN se utiliza comúnmente en lugares secos, interiores.
54
• THW, THWN y TW pueden utilizarse en interiores o para aplicaciones húmedas al aire
libre en el conducto.
• UF y uso son buenos para aplicaciones húmedas o subterráneas.
• El Cable PV, USE-2 cables RHW-2 puede ser utilizado en condiciones húmedas al aire
libre donde su cableado externo es UV y resistente a la humedad. Deben ser resistentes a la
luz del sol.
Color: El aislamiento del alambre eléctrico es un color codificado para designar su función
y uso; para la reparación y solución de problemas, la comprensión de la codificación es
esencial. La etiqueta de cableado difiere según alterna o corriente continua,
55
CONCLUSIONES
Primera.
Las razones del por qué se debe llevar una la implementación de un sistema fotovoltaico en
la biblioteca Municipal de Cerro Colorado, debido a que se registra un alto nivel de
temperatura calorífica, que debe ser aprovechada al maximo
Segunda.
Los efectos se tendría la energía producida por un sistema fotovoltaico son suficiente para
la alimentación eléctrica de una biblioteca sera favorable en cuanto a los costos y mejor
servicio de la luz
Tercera. -
Los beneficios del uso de la energía fotovoltaica en el desarrollo de la actividad de la
Biblioteca Municipal de Cerro Colorado sera optima en cuanto a los gastos operativos, el
poco mantenimiento de debe exigir los paneles solares.
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RECOMENDACIONES
Primera. -
Se debe difundir el empleo del este sistema fotovoltaico debido a que en la región de
Arequipa, se abastece de energía solar y que debe ser aprovechada al máximo
Segunda. -
Se debe difundir este sistema fotovoltaico que logra consumir la energía a un precio barato
57
ANEXOS
Figura 1: panel solar
Figura 2
58
Documento de información
Sistema fotovoltaico
Descripción
Cuando hablamos de instalaciones solares o fotovoltaicas podemos definir qué tipo de
sistema vamos a proyectar en función de los objetivos que deseamos cumplir. Existen 3
tipos de instalaciones solares fotovoltaicas:
Off-Grid o Sistemas aislados a la red:
Son los sistemas de instalaciones solares que están completamente desconectados de la red
eléctrica (monofásica/trifásica). Estos sistemas son completamente autónomos y se utilizan
a menudo en áreas aisladas sin acceso a la red o en los casos donde se desea una completa
independencia.
Al estar completamente aislados requieren acumular la energía para que pueda ser utilizada
en los momentos en los que no haya sol, como los horarios nocturnos o casos de días
nublados (baja irradiación).
Se compone de paneles solares, controladores, inversores y baterías con la capacidad
suficiente para cubrir un tiempo calculado de consumos
Ventaja:
Provee autonomia energética, energía limpia y largo tiempo de vida util.
Desventaja:
La inversión se eleva por la integración de baterías. Generalmente tienen un
dimensionamiento más grande para cubrir varios días sin generación de energía con solar.
On-Grid o Conectado a la red
Este tipo de sistemas utilizan paneles solares e inversores que están montados sobre la red
eléctrica existente aportando su producción. De esta forma se logra un ahorro sustancial en
59
el costo y en los casos donde la producción eléctrica excede lo consumido lo entregan a la
red para ser utilizado.
Estos sistemas que están conectados a la red no tienen necesidad de baterías, ya que se
utiliza la red en los momentos donde los paneles no producen energía.
Ventaja:
El costo del sistema y su instalación es mucho más económico que en el caso de los
sistemas off-grid al no tener baterías que agregar. También permiten que el sistema se haga
en etapas, al tener la red como proveedor adicional.
Desventaja:
Si detecta un corte de electricidad, por seguridad, el sistema deja de aportar. Depende del
tipo de carga o necesidad de energía que demande el usuario.
Híbridos
Son la tendencia actual en lugares con acceso a la red en los que se desea bajar los costos
de energía eléctrica estos sistemas conjugan lo mejor de los dos sistemas anteriores,
incorporando baterías y pudiendo funcionar como off-grid, pero aprovechando la red
eléctrica en el caso que las baterías o los paneles no sean suficientes. Además, ante un
excedente en la producción eléctrica de los paneles pueden volcarlo a la red eléctrica
existente para ser utilizado por otros usuarios.
En este tipo de sistemas los inversores tienen la capacidad de ser programados para
funcionar de diferentes formas, resolviendo la mayor parte de las situaciones.
Ventaja:
Las instalaciones pueden ser más pequeñas que en el caso de la configuración Off-grid, ya
que tienen la red a modo de adicional ante la posibilidad que los paneles o las baterías no
sean suficientes
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Desventajas:
Los inversores utilizados tienen un costo ligeramente más alto que los inversores on-grid y
off-grid
En base a estas definiciones podemos evaluar cuál es el mejor sistema para nuestro
proyecto y podemos transmitirlo, estos datos ayudaran a dar con los componentes
adecuados evitando sorpresas en cuanto a inversión y rendimiento.
61
PROSPECTIVA TECNOLÓGICA Y OCUPACIONAL DEL SECTOR
FOTOVOLTAICO Y EÓLICO
Este documento de trabajo tiene como objetivo identificar las tendencias tecnológicas y
ocupacionales que permitan ofrecer una fuente de información para los programas de
planificación de largo plazo para la formación profesional en el ámbito de energía solar y
eólica en el Perú.
Para ello, en la primera sección, se describe la situación actual y prospección de la
producción de energía renovable al 2025 recogido de los informes de prospectiva del
Ministerio de Energía y Minas del Perú. En esta sección, se evidencia que en los últimos 10
años, el PBI peruano creció en 86%, mientras que la producción de electricidad creció en
92%, con un crecimiento sostenido del 7% anual, concentrándose en gran medida por
centrales hidroeléctricas, donde en la última década la matriz tiende a la diversificación,
principalmente por fuentes de gas natural y en los últimos años por los recursos energéticos
renovables (RER).
Los estudios de prospección en producción de electricidad, manifiesta que las tendencias de
décadas pasadas se mantendrán relativamente estables hasta el 2025, sin embargo,
manifiesta la importancia de desarrollar e intensificar los RER como mecanismo de ofrecer
cobertura a las localidades rurales donde presentan mayor brecha de necesidades de
electrificación, cuya programación al 2025 no debe superar el 5% del total de la matriz
energética del país.
Para ello el Estado está promoviendo la adjudicación de 500 mil paneles solares en los
próximos años, motivo por el cual, el mercado demandará al menos 5000 técnicos en
mantenimiento de estos equipos, asimismo las reservas de generación eólica son superiores
a la fotovoltaica, promovido por la ejecución de 4 proyectos que potenciará más la
62
generación de energía de este tipo. Es por ello que surge la necesidad de realizar una
prospección tecnológica y ocupacional de estas dos fuentes de energía renovable 4 como
nicho para desarrollar estrategias de “océano azul” a fin consolidar la posición que tiene
SENATI en el país. En la segunda sección se procede a determinar las tecnologías
emergentes específicas en el sector de fotovoltaico y eólico a través de los resultados de la
metodología de prospección del SENAI de Brasil, después de realizar dos talleres Delphi,
se identifica las tecnologías emergentes que tendrá una difusión del 70%, tanto en el sector
fotovoltaico y eólico, a fin de identificar el impacto que éstas tendrán en la demanda de
nuevas ocupaciones o reformular las actuales. En la última sección se determina los
resultados de prospección ocupacional del sector fotovoltaico y eólico a través de la
metodología de prospección del SENAI. En la primera parte del taller se obtuvo la TEE, en
una segunda ronda las tecnologías de mayor impacto y luego en una tercera ronda la
prospectiva ocupacional, identificando el impacto de las TEE en las actividades que
ganarán importancia, en las actividades que perderán la importancia; para obtener como
producto final, nuevas ocupaciones y actividades del sector fotovoltaico y eólico para los
próximos 10 años.
Objetivos Objetivo general:
• Identificar tendencias tecnológicas y ocupacionales que permitan ofrecer una fuente de
información para los programas de planificación de largo plazo para la formación
profesional en el ámbito de energía solar y eólica en el Perú.
Objetivos específicos:
• Conocer la situación actual y prospección de producción de energías renovables en el
Perú al 2025 con énfasis en el ámbito fotovoltaico y eólico.
63
• Determinar las tecnologías emergentes específicas en el sector de energías renovables de
fotovoltaico y eólico como resultado de la metodología de prospección del SENAI de
Brasil.
• Determinar los resultados de prospección ocupacional del sector fotovoltaico y eólico
como resultado de la aplicación del modelo SENAI de Brasil. Justificación Más de la mitad
de la matriz energética en el Perú está conformado por fuentes de energía renovables,
principalmente por fuentes de cuencas hidrográficas, debido a las virtudes geográficas y
fluviales que facilita que dicha tecnología sea rentable.
Actualmente el Perú tenía una cobertura eléctrica del 90% a nivel nacional y 70% a nivel
rural dónde las conexiones a las redes de distribución general son más difíciles de alcanzar,
dado a lo accidentado de su geografía, motivo por el cual, los recursos energéticos
renovables (RER) como los fotovoltaicos, eólicos, micro centrales hidroeléctricas, son una
interesante solución para cerrar tales brechas, sea a través de la generación distribuida, las
micro redes, Etc.
Estas tecnologías ofrecen una solución óptima en los sistemas aislados, permitiendo
alcanzar cerrar la brecha y alcanzar el 100% de cobertura de electrificación a nivel
nacional, meta que el Estado establece en sus programas de planificación.
Identificado este nicho, surge la necesidad de realizar una prospectiva tecnológica y
ocupacional de fuentes de energía fotovoltaica y eólica a fin de que SENATI como el
principal centro de formación técnica del país y cualquier otra institución pública o privada
pueda invertir sus recursos para ofrecer servicios que pueda satisfacer las próximas
demandas empresariales. La importancia de este informe radica en mapear las tendencias
de producción, identificar las tecnologías que se incorporarán en el Perú, así como las
necesidades ocupacionales que están requerirá, con el propósito de preparar el camino para
64
el futuro adaptándolo como objetivo deseable y posible para la planificación a largo plazo.
II. SITUACIÓN ACTUAL Y PROSPECTIVA DEL SECTOR DE ENERGÍA EN EL
PERÚ
El crecimiento peruano de la Demanda Interna Peruano en los últimos 10 años ha
impulsado que el sector de energía crezca a tasas que superen el ritmo de crecimiento
económico del país. Motivo por el cual el Estado ha venido promoviendo inversiones para
ampliar y diversificar la matriz energética del país. En el periodo 2003-2013, el PBI
peruano creció en 86% y la producción de electricidad en 92%; en dicha década, el
crecimiento económico tuvo un respaldo de suministro de energía debido principalmente al
gas natural, que permitió atender las necesidades de crecimiento empresarial y doméstico.
En cuanto a consumo energético, el Perú representa a junio del 2014, el 0,17% de la
demanda global de energías primarias y el 3,26% del total de la región Latinoamérica, que
tiene al petróleo como combustible dominante. (MINEM-COP 20, 2014)
la tendencia de la producción nacional de electricidad desde 1993, ha crecido
sostenidamente a un ritmo del 7% anual, concentrándose en gran medida por centrales
hidroeléctricas, sin embargo desde la década del 2000, se observa que cada vez logra tener
una mayor participación la producción de electricidad por fuentes térmicas impulsado en
gran medida por gas natural; y a partir del 2011 a la fecha, se logra vislumbrar los RER
(recursos energéticos renovables excluyendo las hidroeléctricas), teniendo un participación
tímida del 2% en la actualidad
Tendencia de la Producción Nacional de Electricidad Fuente: MINEM De acuerdo a los
estudios de prospectiva al 2025 realizado por el Ministerio de Energía y Minas del Perú1 ,
establece que “la dependencia a los combustibles fósiles seguirá siendo determinante, y la
contribución de los hidrocarburos líquidos y gaseosos en la matriz energética alcanzará el
65
76%... la contribución de las energías renovables no convencionales (solar, eólica,
geotermia) aún será pequeña; sin embargo, las energías renovables convencionales
(hidroelectricidad) continuarán con una participación alta” (MINEM, 2014). 1 Para el
desarrollo de la prospectiva al 2025, se ha considerado los siguientes supuestos: Se asume
que el PBI continuará incrementándose a tasas relativamente altas, que los precios del
crudo bajen y que las reservas sean suficientes para soportar la oferta, con crecimientos del
PBI del 4,5% y 6,5%.
Al mismo tiempo se continuará con las políticas de: Eficiencia Energética en los sectores
residencial, transporte e industrial
. Masificación del Gas.
Cobertura eléctrica cercana al 100%.
Incremento de la contribución de las RER al 5%.
Mantener un balance hidro/gas en el mix de generación eléctrica.
Modernización de la Refinería de Talara y establecimiento de una Red de Ductos de Gas
Natural. Iniciar la Petroquímica.
La década del 2014-2025 se espera que la mayor proporción de energía eléctrica provenga
de la hidroelectricidad, incrementándose la participación de fuentes renovables no
convencionales, manteniendo la tendencia desde los últimos 20 años. La generación
termoeléctrica del nodo energético del sur del Perú ya se ha comenzado con más de 2000
MW en ciclo combinado, “se estima que su crecimiento estará basado principalmente en el
desarrollo de los proyectos mineros e industriales, y en la facilitación de estas inversiones,
así como en el desarrollo de las principales ciudades en las regiones del país” (MINEM,
2014). En un escenario de crecimiento del 4.5% del PBI se espera que la demanda actual de
66
5,800 MW crezca a 9,500 MW al 2025. En el supuesto de que el crecimiento del PBI sea
del 6.5% del PBI se espera que la demanda alcance hasta los 12,300 MW al 2025. Entre el
2014 y 2017 se espera que la demanda crezca a tasas mayores de 6.6%, para que
posteriormente baje el ritmo en espera de nuevos proyectos,
Las nuevas centrales de generación hidroeléctrica se irán incorporando al 2018
(aproximadamente 2000 MW en actual construcción). Adicionalmente, para los años 2020
y 2021 estarán en operación los 1200 MW de generación hidroeléctrica licitados durante el
2014. 10 En el ámbito de la cobertura eléctrica, actualmente se cuenta con el 91% de
electrificación, pero al 2025 se espera alcanzar la cobertura a cifras cercanos al 100%
mediante redes convencionales instaladas en lugares de fácil acceso, y mediante sistemas
fotovoltaicos off-grid (fuera del sistema interconectado) para las poblaciones alejadas; los
recursos renovables no convencionales que elevarán su contribución al 5%, evidenciando el
compromiso por desarrollar este tipo de fuentes de energía. (MINEM, 2014). Situación
actual y prospectiva del sector de energía renovable en el Perú Las energías renovables se
obtienen de fuentes naturales e inagotables; sin embargo, cuando nos referimos a energía
renovables en el Perú, debemos diferenciar, entre energía renovables convenciones y
energía renovables no convencionales.
El Perú es un país que cuenta con un gran potencial para generar electricidad a partir de
energías renovables: hidráulica en la sierra y selva, eólica en la costa, solar térmica de alta
temperatura en todo el territorio, solar fotovoltaica y solar térmica en la costa y sierra
(MINEM-COP 20, 2014).
Las fuentes de energías renovables convencionales están conformadas en gran medida por
hidroenergía de la cual el Perú tiene un potencial cerca de 70,000 MW, superando 11 veces
más la capacidad instalada actual, ello conlleva ineficiencias en el uso de recursos de las
67
cuencas hidrográficas para la generación de energía eléctrica. Al cierre del año 2013, se
registró en el Perú 3,295 MW de potencia efectiva hidráulica en el SEIN, que participa del
mercado eléctrico nacional, su capacidad se incrementó en 636 MW en los últimos 10 años
(crecimiento del 22%) cifra insuficiente para mantener las proyecciones de crecimiento de
la producción nacional en el Perú, el cual.
En la actualidad tiene el 52% de participación, siendo complementada por el gas natural.
Motivo por el cual la matriz de producción eléctrica del Perú está conformada en más de la
mitad por fuentes renovables (MINEM-COP 20, 2014). Las fuentes de energía renovable
no convencionales, están conformados por generadoras eólicas, solares fotovoltaicos,
solares térmicas, geotérmicas, mareomotrices, de biomasa y las mini centrales
hidroeléctricas.
El aprovechamiento de la energía renovables no convencionales en el Perú puede
optimizarse a través del abastecimiento de energía eléctrica por medio de una microred, que
por lo general procede de sistemas: fotovoltaicos, híbridos de energía eólica, biomasa y
micro centrales hidroeléctricas; este último sistema tiende a ser un sistema más óptimo que
los demás. La microred incluyendo el “hidrogenerador cubre las necesidades de una
comunidad y constituye en ese sentido una solución óptima, económica y rentable en los
sistemas aislados”
Ello explica que su participación pasó de un 0,77% en el 2011 a un 1,45% en el 2013. En el
presente gráfico, podemos observar la distribución actual de potencia instalada de energía
eléctrica por fuente de origen, el cual evidencia que la solar y la eólica mantienen cifras
muy reducidas, sin embargo, la importancia de invertir en dichas fuentes responde a la
versatilidad que cuentan, principalmente la solar, para ser instaladas a las poblaciones
rurales que carecen de una red de distribución.
68
De acuerdo a la prospectiva de energía renovable no convencionales (eólica, solar,
biomasa, etc.) aportarán el 5% comprometido mediante Decreto Legislativo- DL 1002. Esta
cifra se mantiene para cualquier escenario de crecimiento (4.5% y 6.5%),
Escenario de PBI del 4.5% (Producción de electricidad por fuente) Fuente: MINEM 13
Gráfico N°5: Escenario de PBI del 6.5% (Producción de electricidad por fuente) Fuente:
MINEM A pesar de que la participación del 5% comprometido para los RER no
convencionales es insignificante, esta cifra se sustenta en los estudios de simulación que
realizó el Ministerio de Energía y Minas, el cual explica que una participación mayor a esta
cifra, se incrementarían el costos medio de la generación eléctrica, generando “desconomía
de escala”: [Si se incrementa] la participación de las centrales renovables no
convencionales (eólica, solar, etc.) progresivamente hasta alcanzar un participación de 20
% en el total de la generación al 2025 en conjunto con las hidroeléctricas < 20 MW;
resultando que para ambos escenarios el costo medio de generación eléctrica del sistema se
incrementaría en 10 US$/MWh (aumento de 20% de los precios actuales) descartándose
por el momento su inclusión por el impacto resultante, para su evaluación posterior en
futuros planes (MINEM, 2014). 14 Es por ello que las proyecciones de energía por RER se
esperan incrementar paulatinamente hasta los 2,769 GWh/año a partir del 2017 en adelante,
tal como se puede observar
Proyección de Ingreso de Energía por Energía No Convencional 2014-2025 (GWh/año)
Fuente: MINEM Ámbito Fotovoltaico En el Perú existen cerca de 30 millones de habitantes
de los cuales el 25% forman parte de la población rural, de este porcentaje, el 35% no
cuentan con energía eléctrica, es decir, cerca de 3 millones de personas en el Perú no
cuentan con acceso a la red interconectada de electricidad (INEI 2014).
69
Es por ello que las ventajas de los sistemas fotovoltaicos en la generación distribuida3 para
autoconsumo (es decir en el sitio mismo que se consume tiene ventaja) logra ser adecuada a
la realidad geográfica para los entornos rurales del país.
También es conocida como generación descentralizada, generación dispersa o generación
in-situ. Por lo general son a pequeña escala y están conectadas a la red de distribución de
baja tensión. 15 En el 2011, la producción de energía con tecnología solar era casi nula, sin
embargo, comenzó a incrementarse progresivamente para llegar a ser 0,15% en el 2012 y
0,50% en el 2013, y con fuertes expectativas de crecimiento en los próximos años a fin de
contribuir a alcanzar el 5% del consumo nacional de electricidad para la producción de
electricidad con RER no convencionales. En el 2013 aportó un total de 196 GW.h, al
incrementarse en 229% respecto al 2012 (MINEM-COP 20, 2014). El Estado está
promoviendo la adjudicación de los sistemas fotovoltaicos que permitirá subir en no menos
del 6% a nivel nacional y 26% a nivel rural, es por ello que en una primera etapa se
proveerá electricidad hasta 150 mil familias con sistemas fotovoltaicos; y en una segunda
etapa se podrá ampliar hasta medio millón de familias beneficiadas; hay que resaltar que
esta subasta marca una diferencia respecto a otras convocatorias, debido a que no se ha
comprado un sistema fotovoltaico ni se ha contratado la instalación de un panel, la subasta
otorga el suministro de electricidad por 15 años, con el empleo de energía solar, incluido el
mantenimiento y el reemplazo de los equipos, cumplida su vida útil y por fallas, lo que le
da sostenibilidad a la inversión y por otro lado, la demanda de técnicos en tecnología
fotovoltaica.
Plazos de la Subasta RER de Fotovoltaicos Fuente: MINEM 16 Asimismo la proyección de
inversiones en tecnología fotovoltaica, se evidencia claramente los compromisos de
intensificar dicha tecnología y por ende el capital humano que pueda mantener su
70
sostenimiento operativo. Gráfico N°8: Proyeccion de inversiones en tecnología fotovoltaica
Fuente: BID Ámbito Eólico La difusión del recurso eólico como fuente de energía
renovable existente sobre el territorio del Perú ha permitido identificar las zonas más
apropiadas para estudiar su explotación. Una de estas zonas se encuentra en el norte del
País, a lo largo de la costa del departamento de Piura, y presenta un máximo de viento
medio anual en el sur de la región. Siguiendo hacia el sur por la costa, el departamento de
Lambayeque también es interesante en cuanto a recurso eólico, así como algunas zonas del
norte de La Libertad.
También los departamentos de Ancash, Lima y Arequipa contienen ciertas áreas cercanas a
la costa que son propicias para el aprovechamiento de la energía eólica, pero el
departamento que más destaca por registrar promedios climáticos de viento 17
especialmente altos es Ica, cuya línea costera supera los 8 m/s de viento medio anual en
varias zonas. Hacia el interior, las zonas con abundante recurso eólico se reducen a algunas
áreas próximas a la cordillera de los Andes, mientras que las regiones cubiertas por bosque
tropical presentan los promedios de viento más bajos del país. De los departamentos del
interior, Puno es el que tiene una mayor extensión de terreno con viento anual superior a 4
m/s, llegando incluso a superar los 5 m/s en numerosos sistemas montañosos y en la orilla
norte del lago Titicaca.
Algunas zonas montañosas del sur de Cuzco y el norte de Arequipa también alcanzan estos
promedios, así como amplias zonas de los departamentos de Ayacucho, Huancavelica y el
este de Lima, la mayoría de difícil acceso debido a la orografía. Más hacia el norte, desde el
interior de Ancash hasta el límite entre Cajamarca y Piura, los valores de viento medio
sobre la cordillera de los Andes se encuentran entre los más altos de Perú, con el
inconveniente de la difícil accesibilidad. Se estima que el potencial eólico en Perú estaría
71
sobre los 77,000 MW y que en forma aprovechable pueden obtenerse más de 22,000 MW.
El mayor potencial eólico se encuentra en la costa peruana, debido a la fuerte influencia del
anticiclón del Pacifico y de la cordillera de los Andes, que generan vientos provenientes del
suroeste en toda la región de la costa. Las regiones con mayor potencial para el desarrollo
de proyectos de energía eólica son: Ica, Piura y Cajamarca (MINEM, 2014).
Actualmente este tipo de tecnologías ha logrado alcanzar 746 MW, de acuerdo a las
subastas realizadas, se evidencia que los parques eólicos superan a la solar en 232MW y
987 MW respectivamente. En el presente cuadro se observa la subasta de los 4 parques
eólicos, el cual el Parque Eólico Tres Hermanas en Ica se convirtió en la más grande
adjudicación.
. MODELO SENAI DE PROSPECTIVA
Descripción y proceso de aplicación de la metodología El estudio de Energía renovable de
fuente fotovoltaica y eólica se realizó siguiendo el Modelo de Prospección del Servicio
Nacional de Aprendizaje Industrial de Brasil transferido a través del taller “Anticipación de
necesidades de formación. Transferencia del modelo SENAI de prospectiva” desarrollado
por CINTERFOR en Montevideo, Uruguay, 2014. En la primera parte sobre metodología
de prospectiva laboral cualitativa se tomó la opinión de expertos en tecnologías y
tendencias que dinamizarán el desarrollo del sector de energía renovable en el Perú en los
próximos años y la percepción que tienen sobre las tendencias de cambio en los aspectos
tecnológicos y organizacionales que se prevé impactarán el futuro del sector. Esto permitió
la construcción de escenarios que posibiliten anticiparse a las necesidades de formación de
recursos humanos futuros. La metodología incluyó el levantamiento de información
primaria a partir de la aplicación de un taller Delphi con expertos en generación y
comercialización de equipos para generación eólica y fotovoltaica, y la realización de
72
paneles y entrevistas semiestructuradas a expertos, lo cual permitió tener una idea clara del
comportamiento prospectivo del sector y recolectar información sobre la futura demanda
laboral. Previamente se realizó una valoración cualitativa de los sectores tecnológicos de la
industria peruana que podrían ser afectados con nuevos cambios tecnológicos, siendo el de
generación de energía de fuente renovable un sector crítico por los últimos acontecimientos
en materia energética en el Perú. 20
En la primera etapa se aplicó el método Delphi para identificar las tendencias tecnológicas
y organizacionales que impactarán al sector en el futuro; en la segunda y tercera etapa se
recurrió a la metodología de panel de expertos para identificar las ocupaciones que se verán
impactadas por las tecnologías que se difundirán en los próximos años, al tiempo en que se
identifican las actividades, conocimientos, habilidades y aptitudes que se requerirán en cada
una de las ocupaciones identificadas dentro del estudio. A su vez, se realizaron una serie de
entrevistas personalizas a jefes del área técnica de las empresas que se consultaron en el
transcurso del estudio, para complementar esta última etapa.
Aplicación del modelo senai de prospección tecnológica en el sector de energías
renovables
Resultados de prospección tecnológica en el sector fotovoltaico La demanda de técnicos
especialista en instalación y mantenimiento de equipos fotovoltaico se basó en opinión
experta del Ministerio de Energía y Minas, en base a las adquisiciones de 500 mil paneles
solares, cuya demanda de técnicos se estima en una tasa de 100 paneles solares por cada
técnico especialista en la materia. En el estudio, se utilizó dos grupos de trabajo, el primer
grupo de expertos llamado Grupo Ejecutor (GE) se encargó de dar los lineamientos en las
diversas etapas del proceso prospectivo y validó la formulación y resultados que se
obtuvieron a las respuestas del cuestionario. Un segundo grupo de especialistas Delphi a
73
quienes se les aplicó este instrumento a fin de obtener sus opiniones para llegar a una
convergencia o respuesta concordada respecto a la generación eólica y fotovoltaica. Tanto
el GE como 21 el de especialistas fueron conformados por reconocidos expertos en el tema,
y se caracterizaron por tener el perfil técnico, conocimientos y experiencia de campo.
En la primera parte se desarrolló un taller Delphi con el objeto de buscar la opinión de los
expertos relacionadas con tecnologías del sector de energía renovables. El taller estuvo
conformado por 10 especialistas del sector que abordaron el estudio de prospectiva del
sector de energías renovables. De esta forma, se determinó las tecnologías de mayor
difusión en el futuro. Una vez tabulados y validados los resultados de las encuestas Delphi,
se obtuvieron las tecnologías emergentes sobre las cuales se realizó el panel de impactos
ocupacionales, con el objeto de definir cuáles serán las nuevas ocupaciones, nuevas
funciones para las ocupaciones existentes, ligadas a las tecnologías susceptibles de emerger
en un periodo de 10 años en el sector de generación eléctrica.
74
75
MATRIZ DE SISTEMATIZACIÓN DE DATOS
VARIABLE "SISTEMA FOTOVOLTAICO"
76
Bibliográficas
Libro de energías renovables y eficiencia energética/instituto tecnológico de canarias.
Entorno internacional y oportunidades para el desarrollo de las fuentes renovables de
energía en los países de América Latina y el Caribe.
Coviello, Manlio,Autor(es) Institucional(es): NU. CEPAL. División de Recursos Naturales
e Infraestructura, Fecha de publicación: 2003-10, Serie: Serie Recursos Naturales e
Infraestructura, Símbolo ONU: LC/L.1976-P.
Bouille, D.H. (2004). Economía de la energía, Instituto de la energía, Fundación Bariloche,
Argentina.
INEI Compendio estadístico 2005-2007: escrito y publicado por el Sistema Estadístico
Nacional (SEN) Lima.
INEI-UNFPA-PUND. Perfil sociodemográfico del Perú: censos 2007 de población y
vivienda; agosto.
OIEA-AIE-EUROSTAT-AEMA (2008). Indicadores energéticos para el desarrollo
sostenible; directrices y metodologías; Austria.
OLADE (1998). Energía y desarrollo sustentable en América Latina y el Caribe: Enfoques
para la política energética. Quito Ecuador. CEPAL, GTZ Editores.
Organismo Internacional de Energía Atómica (2007).
Modelo para el análisis de la demanda de energía (MAED_D). Manual del Usuario, Viena.
77
Digitales
https://suelosolar.com/newsolares/newsol.asp?id=6188
http://www.domtesol.es/renovables
https://www.energias-renovables.com/revistas-energias-renovables
http://www.sc.ehu.es/sbweb/energias-renovables/enlaces/webs.html
https://www.energias-renovables.com/ficheroenergias/productos/pdf/Revista661.pdf
http://www.repositorio.usac.edu.gt/4455/1/DEFINICION%20E%20INFORMACION%20
DE%20ENERGIAS%20RENOVABLES.pdf
https://www.energias-renovables.com/ficheroenergias/productos/pdf/Revista661.pdf
http://www.repositorio.usac.edu.gt/4455/1/DEFINICION%20E%20INFORMACION%20
DE%20ENERGIAS%20RENOVABLES.pdf
http://2000agro.com.mx/R/63/files/assets/common/downloads/page0032.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0187358X13725462
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0187358X13725462
https://www.diariorenovables.com/
https://www.energias-renovables.com/paginas/index.asp?Nombre=Inicio
http://www.evwind.es/