viabilidad financiera de energías renovables en un
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ESTUDIO DE VIABILIDAD FINANCIERA PARA LA IMPLEMENTACION DE UN
SISTEMA DE ENERGÍA RENOVABLE PARA UN CENTRO DE PROCESAMIENTO
DE DATOS EN BOGOTÁ D.C
Autores
Julieth Paola Lugo Gutiérrez
David Hernando Vivas Carranza
Tutor Anselmo Quintero
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
Especialización en Gestión de Proyectos de Ingeniería Facultad de Ingeniería
Bogotá, Colombia
Mayo de 2019
2
CONTENIDO
1. RESUMEN ............................................................................................................... 8
2. PALABRAS CLAVES ............................................................................................ 8
3. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 9
4. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................. 12
5. OBJETIVOS .......................................................................................................... 13
5.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 13
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................... 13
6. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO ....................................... 13
6.1. MARCO TEORICO ........................................................................................ 13
6.1.1. ESTADO DEL ARTE ............................................................................... 14
6.1.2. HISTORIA DEL DATACENTER ............................................................ 16
6.1.3. ENERGÍAS RENOVABLES EN COLOMBIA ....................................... 18
6.2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................... 22
6.3. MARCO NORMATIVO ................................................................................. 26
7. ENTORNO DEL PROYECTO .............................................................................. 27
7.1. FACTORES POLÍTICOS ............................................................................... 27
7.2. FACTORES ECONÓMICOS ......................................................................... 29
7.3. FACTORES SOCIALES ................................................................................. 31
3
7.4. FACTORES TECNOLÓGICOS ..................................................................... 31
7.5. FACTORES AMBIENTALES........................................................................ 33
8. ESTUDIO DE MERCADO ................................................................................... 34
8.1. DEFINICIÓN DEL SERVICIO ...................................................................... 34
8.2. DESCRIPCION DEL PROYECTO ................................................................ 34
8.3. SERVICIO PRINCIPAL ................................................................................. 34
8.3.1. SITUACIÓN ACTUAL ............................................................................ 34
8.3.2. SITUACIÓN FUTURA ............................................................................. 35
8.4. PRECIOS DEL SERVICIO............................................................................. 36
8.5. TAMAÑO DEL MERCADO .......................................................................... 36
8.5.1. ÁREA DE MERCADO – SEGMENTACIÓN ......................................... 37
8.5.2. POBLACIÓN ............................................................................................ 37
8.5.3. FACTORES LIMITANTES ...................................................................... 38
8.6. DEMANDA ..................................................................................................... 38
8.6.1. OBJETIVO ................................................................................................ 38
8.6.2. CARACTERÍSTICA DE LA DEMANDA ............................................... 39
8.6.3. DEMANDA ENERGÉTICA SOLAR ...................................................... 39
8.6.4. DEMANDA ACTUAL MUNDIAL .......................................................... 40
8.6.5. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA ....................................................... 41
8.7.1. Descripción de la oferta ............................................................................. 43
4
8.7.3. Proveedores ............................................................................................... 45
8.7.4 Proyección de la oferta ............................................................................ 46
9. INGENIERÍA DEL PROYECTO .......................................................................... 48
9.1 DESCRIPCIÓN TÉCNICA ................................................................................. 48
9.2 LISTADO DE EQUIPOS .................................................................................... 49
9.3 ENTREGABLES DE LA CONSULTORÍA ....................................................... 49
9.4 GESTIÓN TECNOLÓGICA ............................................................................... 49
9.4.1. Software de Energías Renovables ................................................................ 50
9.5 COMPETITIVIDAD Y TECNOLOGÍA ............................................................. 52
9.6 IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ................................... 53
10. ESTUDIO ADMINISTRATIVO ........................................................................ 53
11. ESTUDIO AMBIENTAL ................................................................................... 56
11.1. CONDICIONES AMBIENTALES ................................................................ 57
a. Descripción Local: ........................................................................................... 57
b. Territorio: ........................................................................................................ 57
c. Clima: .............................................................................................................. 57
d. Sistema hídrico local: ...................................................................................... 58
e. Aire: ................................................................................................................. 58
f. Ruido ............................................................................................................... 58
g. Estado visual .................................................................................................... 58
5
11.2. IMPACTOS AMBIENTALES ....................................................................... 59
11.3. RECICLAJE DE PANELES FOTOVOLTAICOS ........................................ 61
11.4. NORMATIVA AMBIENTAL ....................................................................... 61
12. ESTUDIO TÉCNICO ......................................................................................... 62
12.1. ANÁLISIS DE LA LOCALIZACIÓN .......................................................... 62
a. Macrolocalización ........................................................................................... 62
b. ASPECTOS SOCIECONÓMICOS ................................................................. 62
c. MICROLOCALIZACIÓN .............................................................................. 63
12.2. ANÁLISIS Y DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO .................................... 64
12.3. DATOS TÉCNICOS Y GEOGRAFICOS DE IMPLEMENTACIÓN .......... 64
12.4. CONSUMO ENERGETICO REAL ........................................................... 65
12.5. DATOS GEOGRAFICOS .......................................................................... 65
a. IRRADIAION SOLAR ................................................................................... 66
13. ESTUDIO FINANCIERO................................................................................... 69
13.2. ESTRUCTURA DE COSTO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO ................. 70
13.3. COSTOS ADICIONALS DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO ..................... 70
13.5. COSTOS DE MANTENIMIENTO ............................................................... 72
a. Tareas del mantenimiento ................................................................................ 72
13.6. GASTOS ADMINISTRATIVOS ................................................................... 73
13.7. RESULTADOS OBTENIDOS: ..................................................................... 75
6
13.8. ESCENARIOS ........................................................................................... 76
14. CONCLUSIONES .............................................................................................. 79
15. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 82
Tabla de contenido de ilustraciones
Ilustración 1 Marco Conceptual. Fuente: Elaboración Propia ...................................................... 22 Ilustración 2 Capacidad instalada en Colombia 2017 Fuente UPME. .......................................... 35
Ilustración 3 Mapa de SIN y ZNI. Fuente Robles, 2018 .............................................................. 37 Ilustración 4 Clasificación de la demanda energética global de Colombia 2017. Fuente CREG . 39
Ilustración 5 Clasificación de Radiación en Colombia en 2018. Fuente IDEAM ........................ 40 Ilustración 6 Participación de la demanda actual de las energías renovables en el mundo. Fuente
RECIFE 2018 ................................................................................................................................ 41 Ilustración 7 Matriz Energética global de Colombia en el año 2030. Fuente CREG ................... 41 Ilustración 8 Estudio de Proyectos con incentivos de energía Solar. Fuente UPME Año 2013... 42
Ilustración 9 Proyección de demanda mundial de energías renovables para el año 2050. Fuente
RECIFE 2018 ................................................................................................................................ 43
Ilustración 10 Proyección de precios de energía eléctrica en Colombia en el periodo 2014-2050.
Fuente UPME 2018....................................................................................................................... 46 Ilustración 11 Proyección de la capacidad instalada de energía solar. Fuente UPME ................. 47
Ilustración 12 Proyección en general de las energías verdes no convencionales en Colombia
2015-2030. Fuente UPME ............................................................................................................ 48
Ilustración 13 Parametrización de condiciones de un proyecto de energía solar. Fuente:
Proveedor de Software. ................................................................................................................. 50
Ilustración 14 Diseño simulado de una instalación solar. Fuente Proveedor de Software ........... 51 Ilustración 15 Software ARCHELIOS O&M. Fuente Proveedor de Software ........................... 52 Ilustración 16 Mapa de proceso del servicio. Fuente Elaboración Propia .................................... 53
Ilustración 17 Recursos humanos de la empresa del proyecto. Fuente Elaboración Propia ......... 55 Ilustración 18 Diagnóstico Ambiental de la localidad. Fuente Gestor Ambiental ....................... 58
Ilustración 19 Número de Datacenter en Colombia. Fuente UPTIME INSTITUTE ................... 62 Ilustración 20 Ubicación del Centro de datos de TIVIT en Bogotá. Fuente Google Maps .......... 63 Ilustración 21 Distribución de energía de un Datacenter típico. Fuente UPME ........................... 64
Ilustración 22 Esquema de bloques de un sistema fotovoltaico. Fuente Elaboración Propia ....... 67
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Lista de tablas
Tabla 1 Normograma de Energías renovables en Colombia. Fuente: Elaboración Propia ........... 26 Tabla 2 Empleos con el uso de Energías Renovables. Fuente UPME 2018 ................................. 31 Tabla 3 Demanda Energética FNCER en Colombia. Fuente UPME ............................................ 42 Tabla 4 Herramientas requeridas. Fuente Elaboración Propia ...................................................... 49 Tabla 5 Normativa Ambiental en relación con las energías renovables en Colombia. Fuente
Elaboración Propia ........................................................................................................................ 61 Tabla 6 Valores de energía eléctrica empleada en el Datacenter de TIVIT. Fuente Elaboración
Propia ............................................................................................................................................ 65 Tabla 7 Consumo promedio de energía eléctrica en Oficinas y Sistemas de Refrigeración.
Fuente: Empleados de TIVIT........................................................................................................ 65
Tabla 8 Horas pico HSP distribuida por meses para la ciudad de Bogotá. Fuente NREL año 2019
....................................................................................................................................................... 66 Tabla 9 Equipos de Infraestructura Solar. Fuente: Elaboración Propia ........................................ 69
Tabla 10 Precio de equipos en moneda local COP. Fuente Elaboración Propia .......................... 70
Tabla 11 Costo parciales de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia ....... 71 Tabla 12 Costo de instalación de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia 71 Tabla 13 Costo Global de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia .......... 72
Tabla 14 Costo del mantenimiento de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración
Propia ............................................................................................................................................ 73
Tabla 15 Gasto de la nómina anual. Fuente Elaboración Propia .................................................. 73 Tabla 16 Costo de arrendamiento. Fuente Elaboración Propia ..................................................... 74 Tabla 17 Costo de herramientas usadas en oficina. Fuente Elaboración Propia .......................... 74
Tabla 18 Costo de Equipos de mediciones. Fuente Elaboración Propia ....................................... 75
Tabla 19 Resume de Costos y Gastos. Fuente Elaboración Propia .............................................. 75 Tabla 20 Valor de la depreciación. Fuente Elaboración Propia .................................................... 76 Tabla 21 Datos calculados del proyecto de Escenario A. Fuente Elaboración Propia ................. 77
Tabla 22 Datos calculados del proyecto de Escenario B. Fuente Elaboración Propia ................. 77 Tabla 23 Datos calculados del proyecto de Escenario C. Fuente Elaboración Propia ................. 78
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1. RESUMEN
El consumo energético en las infraestructuras tecnológicas es un valor considerable en las
finanzas de las empresas de tecnologías de la información en un tiempo futuro, para mitigar este
costo se puede ir pensando en reemplazar las energías convencionales por energías renovables.
Este proyecto describe el estudio de viabilidad financiera para la implementación de un sistema
de energías renovables en un Centro de Procesamiento de Datos o Datacenter en la ciudad de
Bogotá, dando una solución alternativa que reduzca el costo total de la energía empleada en este.
Se detallo cada elemento como su costo y gasto requerido en el proyecto, con un tiempo
estimado de 15 años en donde se dispondrá personal dedicado para el monitoreo y gestión de este.
Para el desarrollo del proyecto se realiza un análisis de las energías renovables que se utilizan
en Bogotá y puedan ser usadas en el Datacenter según sus condiciones técnicas, determinando la
más viable para implementada, posteriormente se ejecuta un estudio financiero y económico
encontrando los costos y gastos que requiere el proyecto que previamente se calcularon mediante
las condiciones, equipos, especificaciones, y escenarios según su normativa legal.
2. PALABRAS CLAVES
Datacenter, Energía Renovables, Energías Verdes, FNCER, UPME, CREG, TIR, VPN.
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3. INTRODUCCIÓN
El presente documento, contiene la propuesta que pretende formular y evaluar la viabilidad
financiera para la implementación de un sistema de energías renovables en un Datacenter de la
ciudad de Bogotá, los Centros de procesamiento de datos son lugares donde se ofrecen servicios
para dar soluciones hacia el área de tecnologías de la información (TI), estas infraestructuras
tecnológicas tienen un consumo significativo de energía eléctrica, ya que operan de forma continua
y con la condición de no tener cortes de energía que apaguen los equipos y pueda ocasionar la
perdida de información, debido a esto centros deben contar con generadores de energía basados en
combustibles fósiles que aumentan el costo de operación, por esta razón se ha optado por investigar
una solución que involucre las energías renovables que disminuya los costos. El centro de
procesamientos de Datos escogido pertenece a TIVIT COLOMBIA, compañía de tecnología
ubicada en la ciudad de Bogotá y de la cual se registró los datos para realizar el estudio.
En el primer capítulo de contexto e identificación del proyecto, se trata sobre los antecedentes
de estudios realizados sobre la viabilidad financiera al implementar energías renovables en
Datacenters o proyectos con un alto consumo de energía eléctrica, también contiene una reseña
histórica sobre los centros de procesamiento de datos y de las energías renovables en Colombia.
También el lector puede validar un marco conceptual donde se puede apreciar un diagrama del
estado actual y el estado futuro del consumo eléctrico del Datacenter y como en este último se
plantea el uso de las energías renovables con el respectivo estudio de viabilidad que nos permitirá
la implementación del proyecto de acuerdo al resultado de los varios estudios realizados, otro
marco que se puede observar en el capítulo es el marco normativo que se debe tener en cuenta para
el uso de las energías renovables en Colombia.
El segundo capítulo se analiza los diferentes entornos del proyecto Políticos, Económicos,
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Sociales, Tecnológicos, Medio Ambientales y Legales, que afectan al proyecto, factores externos
que por lo general están fuera del control de la organización y, muchas veces se presentan como
amenazas que se transforman en oportunidades.
En el tercer capítulo se presenta el primer estudio realizado, el estudio de mercado donde se
explica la definición del servicio, la descripción del proyecto, la situación actual y futura del
servicio principal del proyecto, los precios en el mercado, el tamaño del mercado, la demanda y la
oferta que puede tener este tipo de servicios a implementar.
El cuarto capítulo describe la ingeniería del proyecto, que trata sobre el servicio de consultoría
financiera, se determina que entregables son para el cliente durante la ejecución, y valida los
elementos y la gestión tecnológica que se requiere, según el análisis y la identificación del proceso.
El estudio administrativo que se presenta en el capítulo quinto muestra el tipo de creación de
empresas que se requieren para la prestación del servicio de consultoría, como se conformaría, y
el personal que requiere para el correcto funcionamiento.
El sexto capítulo presenta el estudio ambiental del proyecto donde se evalúa las condiciones
ambientales como son el terreno, el clima, riesgos naturales y el impacto ambiental que tiene la
ejecución de un proyecto como es la implementación de un sistema de energía renovable en
Bogotá, también se muestra las normas ambientales que rigen a este tipo de proyectos.
El estudio técnico se detalla en el capítulo séptimo, donde se hace un análisis de la geografía
del proyecto, macro localización, micro localización y los aspectos socioeconómicos, también se
realiza un análisis del tamaño y se valida la distribución de consumo de energía en el datacenter
para luego tomar los datos técnicos y realizar la elección de componentes utilizados para la
implementación.
Por ultimo en el capítulo octavo en el estudio financiero se revisa la estructura de costo del
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sistema fotovoltaico que es requerida para determinar el valor del proyecto; según los datos
técnicos se valida la cantidad de componentes para conocer el costo de inversión, igualmente se
evalúa los costos de mantenimiento y administrativos, de acuerdo a lo anterior se propusieron tres
escenarios de estudio donde se obtienen los valores globales de los costos como inversión,
adicional a esto se indican los parámetros como el VPN y TIR útiles para saber si es viable o no
este proyecto.
Finalmente se desarrolla un modelo de costos y de beneficios sobre la implementación de un
sistema de energías renovables en el Centro de procesamientos de datos, para ello se realizó una
serie de actividades que permitió analizar la viabilidad financiera, técnica y ambiental del proyecto
y realizar una proyección que considere diferentes escenarios entregando la rentabilidad de cada
uno, y así dar tres opciones para ser ofertadas los inversionistas de la compañía.
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4. JUSTIFICACIÓN
Este estudio financiero busca determinar la viabilidad del uso de las energías renovables en un
Datacenter, sector tecnológico que en Colombia no se ha implementado debido al alto consumo
de energía eléctrica, los motivos que impulsaron a realizar este estudio de viabilidad es inducir a
las compañías TI a tomar conciencia por el uso de las energías renovables, a ser ayuda al medio
ambiente como también a recibir los beneficios que otorga el Gobierno Nacional, impactando en
la reducción de costos de impuestos y de la facturación de la energía convencional.
El estudio de viabilidad es realizado desde varios puntos de vistas, técnico, administrativo,
económico, ambiental, financiero y de ingeniería del proyecto, para resolver una problemática real
y dar una solución creativa y efectiva. El desarrollo del proyecto está diseñado para satisfacer las
necesidades identificadas en cada aspecto: económico, por el retorno de la inversión, la
rentabilidad y el ahorro en los costos de operación; ambiental por la disminución del uso de
combustibles fósiles.
Como estudiantes de la especialización de gestión de proyectos, este estudio de viabilidad
significa la oportunidad de demostrar las capacidades y conocimientos adquiridos. La razón por el
cual se realiza un estudio de viabilidad es debido a la capacidad que como gestores se adquiere
para dar soluciones innovadoras y rentables las cuales puedan generar oportunidades de negocio y
trabajo dentro la sociedad en la que se vive.
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5. OBJETIVOS
5.1. OBJETIVO GENERAL
• Estudiar la viabilidad financiera de la implementación de un sistema de energía renovable en
el Centro de procesamiento de datos de en Bogotá.
5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Conocer las condiciones técnicas y financieras del Datacenter.
• Evaluar los parámetros técnicos y financieros de los sistemas de energías renovables.
• Diagnosticar los factores económicos, sociales, tecnológicos, ambientales y legales del
proyecto.
• Desarrollar una metodología de estudio financiero y económico según los datos obtenidos.
• Diseñar un plan de financiamiento del proyecto con tres escenarios propuestos.
6. CONTEXTO E IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO
6.1. MARCO TEORICO
El Centro de procesamiento de datos que se eligió para este estudio pertenece a la empresa
TIVIT COLOMBIA, la cual es una multinacional brasileña con 18 años en el mercado, con
presencia en 7 países, Colombia, Chile, Panamá, Argentina, Brasil, Perú, Ecuador y México, que
ofrece servicios para 35 países del mundo, la empresa es reconocida por hacer gestión de
operaciones críticas con agilidad, seguridad y flexibilidad, TIVIT COLOMBIA ofrece soluciones
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innovadoras que generan más competitividad para las empresas de tecnologías de la información
con especialización en gestión de Infraestructura de TI, Datacenter, Cloud Computing, Gestión de
Aplicaciones, Gestión de Procesos de Negocio (BPM), Gestión de ambientes TI , Centro de
Excelencia SAP y Soluciones Mobile . El Datacenter se inauguró en el 2000 por la empresa Diveo
Colombia, luego pasó a ser Synapsis que fue una compañía chilena en el 2012 y en el 2015 fue
adquirido por TIVIT COLOMBIA. El Datacenter ofrece servicios de Disponibilidad y seguridad
de los datos, para clientes como Universidad Externado, Universidad Católica de Colombia,
Bankvision y a su cliente principal que es Google, el cual ocupa en un 65% de este.
6.1.1. ESTADO DEL ARTE
En Chile se realizó un estudio por la Universidad Técnica Federico Santa María, un análisis
técnico y económico sobre un proyecto fotovoltaico para autoconsumo de un Datacenter en la
ciudad de Tocopilla en el norte del país, donde la radiación total es una de la más alta en Chile, y
las condiciones de nubosidad, viento y temperaturas permite una generación para autoconsumo
calculado de 14 MWh, el resultado de este estudio muestra que existen los incentivos normativos,
para la incorporación de tecnología de energías renovables no convencionales, específicamente la
generación fotovoltaica y que puede ser aplicable a un Datacenter, que es un demandante intensivo
de electricidad. (Chicaguala, 2017). Además, uno de los aspectos relevantes de este estudio y
específicamente para este tipo de aplicaciones orientadas a un Datacenter, más que incrementar la
capacidad de generación aumentando el área, es más significativo aplicar medidas de eficiencia
energética. (Chicaguala, 2017).
En Colombia se encontró otro estudio realizado por la Universidad Minuto de Dios en Cota un
pueblo de Cundinamarca, los cuales realizaron un comparativo de tres escenarios: El primer
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escenario con viabilidad si no se implementa un sistema fotovoltaico, el segundo escenario con
viabilidad con la implementación del sistema, y el tercer escenario con la implementación del
sistema fotovoltaico junto con la aplicación de incentivos que da el gobierno.
Como conclusión se observó que el mejor escenario es la alternativa 3. Esta alternativa muestra
que el incentivo gubernamental es interesante y puede atraer nuevos inversionistas, sin embargo,
es posible que se requiera paralelamente a esta evaluación financiera una evaluación ambiental y
de impacto de imagen en la compañía. Implementar un proyecto de inversión en Fuentes no
convencionales de energía, es mejor que no realizarlo, de cualquier forma, se está realizando un
gasto en el consumo de energía, el cual puede ser suplido por esta fuente de energía. (Bautista,
2017).
Otro estudio realizado en Colombia no tiene como objeto de estudio un Datacenter, pero si
estudia la viabilidad financiera y técnica para la implementación de energías renovables en un
Hospital local de Tenerife, Magdalena, estudio realizado en la Universidad Distrital Francisco José
de Caldas, el proyecto requiere una implementación de 10 KW, una ventaja es la ubicación
geográfica en el norte de Colombia, que es una zona potencialmente factible para el montaje del
sistema de energía solar fotovoltaico, los resultados del proyecto indican que financieramente los
costos son elevados pero el retorno de la inversión es a mediano plazo (12-20 años), que cuenta con
una rentabilidad debido a que el ahorro en los pagos de facturas de electricidad son significativos,
teniendo en cuenta la tendencia al alza de los costos de generación de energía por combustibles fósiles.
Finalmente, los beneficios ambientales de este tipo de proyecto representan una mayor apreciación que
los económicos, igualmente, los incentivos de la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME),
en proyectos de generación de energías renovables favorece a este tipo de propuestas. (Hoyos,
Hernández, 2017).
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En Madrid España se realizó otro proyecto para el suministro energético eficiente para centros de datos
con energía fotovoltaica, realizado en la universidad Politécnica de Madrid, es este se propuso dos
soluciones eficientes, donde indican que el ahorro económico medio anual varía de acuerdo con la
propuesta en la primera una instalación de 100 KW va de un 7% a un 18% de la segunda propuesta
donde se realiza el máximo despliegue de módulos fotovoltaicos en un espacio acondicionado.
También se concluyó que la instalación presenta un periodo de retorno de inversión entren 12 años
para la primera propuesta y de 10 años para la segunda, lo que significa que el data center tiene una
mejora económica con cualquiera que se implemente ayuda a mitigar la demanda eléctrica. (Molero,
2015).
6.1.2. HISTORIA DEL DATACENTER
Un centro de procesamiento de datos es el lugar donde se instalan todos equipos de
comunicaciones, servidores, sistemas de almacenamiento de una empresa, el objetivo de un
Datacenters es proporcionar a los equipos de cómputo el ambiente adecuado para cumplir las
funciones para las que fue diseñado, de acuerdo con los requerimientos específicos de los
fabricantes de hardware, cumpliendo los niveles de eficiencia y confiabilidad exigidos por la
comunidad internacional. (ICREA, 2013). En la actualidad, Colombia tiene varios Datacenter
certificados que cumplen con estas normas; la clasificación se maneja por medio de Niveles o la
denominación de TIERS por categorías que van del 1 al 4.
La infraestructura física del Datacenter es la base de las tecnologías de la información y de las
redes de comunicaciones, sus elementos suministran la potencia, refrigeración, espacio físico,
seguridad, protección contra incendios y cableado, lo que permite el funcionamiento de las TIC.
La infraestructura de los Centros de Procesamiento de Datos debe proveer los siguientes
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requerimientos:
• Confiabilidad: El Centro de Procesamiento de Datos debe de proveer seguridad y estar
operativo de forma ininterrumpida.
• Flexibilidad: La infraestructura debe ser modular con el objeto de acomodarse con el
cambio constante en los Centro de Procesamiento de Datos, y debe ser fácil de administrar
y ajustarse para minimizar el tiempo de inactividad durante cambios.
• Escalabilidad: El Centro de Procesamiento de Datos, debe soportar el crecimiento tanto
para el incremento de nuevos equipos electrónicos como en el aumento de velocidades de
transmisión de datos y de esta manera estar preparado para las futuras necesidades.
• Disponibilidad: Hace referencia a la probabilidad de que un servicio funcione
adecuadamente en cualquier momento.
Frente al futuro se plantea el concepto de Green Datacenter (Ecológico) amigables con el medio
ambiente, donde se busca tener una eficiencia de energía óptima y un menor impacto ambiental,
este tipo de Datacenter van regidos con normas que garantizan la eficiencia en diferentes campos.
Una de estas certificaciones en relación con los Datacenter Verdes es la LEED-2009, en la que
dice “una construcción que siga el tipo de certificado LEED, comparada con otra convencional,
reduce entre el 30% y el 70% de consumo de energía, del 30% al 50% el consumo de agua, entre
el 50% y el 90% del coste de los residuos, y aproximadamente el 35% de las emisiones de dióxido
de carbono”. (José Pórtela, 2010).
El consorcio The Green Grid avanza en la eficiencia energética de los centros de procesamiento
de datos y en ecosistemas de computación de negocio, en cumplimiento de su misión, The Green
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Grid se centra en: Definir métricas y modelos significativos y centrados en el usuario; Desarrollar
estándares, modelos de medida, procesos y nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento de los
centros de procesamiento de datos frente a las métricas definidas; Promocionar la adopción de
estándares, procesos, medidas y tecnologías energéticamente eficiente.
En un Datacenter Ecológico, se busca cambiar las fuentes de energía eléctrica convencionales
por el uso de las energías renovables para suplir este tipo de demanda (Misael Madrid, 2009). Estas
energías renovables son amigables con el medio ambiente frente a las energías no renovables, ya
que las ultimas pueden llegarse agotar y deterioran al planeta, por eso se quiere plantear un modelo
que sea sostenible y ecológico ante esta demanda, una alternativa es la energía fotovoltaica, la cual
es limpia de contaminación, inagotable y a su vez se estima que puede suplir 10.000 veces el
consumo en todo el mundo. (Andrés Escobar, Mauricio Holguín & Juan Osorio, 2010).
6.1.3. ENERGÍAS RENOVABLES EN COLOMBIA
Colombia tiene una de las matrices de generación eléctrica más limpias del mundo. A diciembre
de 2014, la capacidad instalada de generación en el Sistema Interconectado Nacional fue de 17.312
Mega-watts (MW).
Aproximadamente un 78% de la energía consumida hoy en día en Colombia proviene de fuentes
fósiles, mientras que el 22% restante proviene de fuentes renovables. Colombia es un país que
goza de una matriz energética relativamente rica tanto en combustibles fósiles como en recursos
renovables. Actualmente, la explotación y producción energética del país está constituida a
grandes rasgos en un 93% de recursos primarios de origen fósil, aproximadamente un 4% de
hidroenergía y un 3% de biomasa y residuos. (UPME, 2015).
La progresiva reducción en los costos de inversión asociados a su aprovechamiento y la
evolución en términos de rendimiento y sofisticación de tecnologías como son las relacionadas
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con la energía eólica y la solar. Estas alternativas, junto con la cogeneración moderna de calor y
electricidad a partir de biomasa y la generación geotérmica comienzan a cobrar sentido para ser
incorporadas en la matriz energética nacional. (UPME, 2015).
Según el Ministerio de Minas y Energía, durante los últimos años en Colombia, el precio de la
energía eléctrica en la bolsa ha mantenido una tendencia constante al alza, llegando a precios
cercanos a los 400 COP/ kWh. Existen diversas tendencias que pueden estar contribuyendo a la
formación de estos altos precios del mercado. Como se puede apreciar en la figura en el año 2013
los precios del mercado mayorista de energía se ubicaron alrededor de 178 COP/kWh, mientras
que en los meses de mayo y junio de 2014 el promedio llegó a subir a 358 COP/kWh, con precios
máximos del orden de 478 COP/kWh. (UPME, 2015).
La energía solar es el mejor candidato para este tipo de estudio, ya que basada en la radiación
ofrecida por el sol podemos transformarla en energía eléctrica. El aprovechamiento de la energía
solar depende de las condiciones climáticas entre otros factores que pueden favorecer o perjudicar
el rendimiento de esta energía, por estas causas no se obtendría el mayor aprovechamiento de la
energía solar o radiación solar, si se tiene un esquema de paneles solares de forma estática, para
ello se puede optar por un diseño de seguimiento de trayectoria del sol y obtener un panel dinámico
que siempre esté de forma perpendicular a los rayos del sol. (Andres Escobar, Mauricio Holguín
& Juan Osorio, 2010).
Otro método de predicción de la trayectoria del sol es mediante el uso de la arquitectura
neuronal, Deep Belief Network (DBN), este tipo de arquitectura se basa en un modelo matemático
el cual predice la posición del astro solar, mediante las condiciones climáticas que rigen la región
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donde se requiere predecir, este tipo de herramienta sería útil como la explicada anteriormente
para aprovechar mejor esta energía alternativa (Luiz Ruiz & Darío Amaya Hurtado & Robinson
Jiménez, 2016).
Por otro lado, tenemos la energía eólica, la cual se basa en la transformación de la energía
proveniente del viento, aunque en Colombia a pesar de la corta investigación sobre esta tecnología
se tiene el primer parque eólico con aerogeneradores está en funcionamiento activo en la Guajira;
este tipo depende de las condiciones climáticas como temporadas del año y principalmente las
condiciones de velocidad de viento para sacar el mejor aprovechamiento (Energías Renovables
Nando Dávila & David Martínez Delgado &; Edwin Quintero, 2012). Las zonas donde apuntan
los estudios indican que la región Caribe y noroccidental poseen las condiciones óptimas para
desplegar este tipo de tecnología (Energías Renovables Nando Dávila & David Martínez Delgado
&; Edwin Quintero, 2012) (Juan Serrano, 2013). Para determinar el recurso eólico en un lugar es
necesario realizar las siguientes mediciones: presión atmosférica, temperatura del lugar, altura
sobre el nivel del mar y por supuesto velocidad del viento, entre otros. Mediante el procesamiento
de dichos datos, se puede obtener la velocidad media que indicará si en esta área es viable la
ubicación de un aerogenerador, además dependiendo de los parámetros arrojados por la
distribución de Weibull y la rosa de los vientos es posible determinar qué tipo de aerogenerador
es el adecuado. Inicialmente, se realiza un histograma para determinar entre qué velocidades en
m/s se encuentra la mayor parte de los datos, para la elaboración de este histograma. (Mónica
Patricia Burgos Gutiérrez, Sergio Aldana Ávila, Diego Julián Rodríguez Patarroyo, 2015).
Otra opción de energía renovable es la energía producida por residuos orgánicos, en donde se
utiliza la digestión anaerobia, en donde se genera gas metano el cual puede servir para generar
energía eléctrica mediante la combustión de este. En Colombia este uso de energía es válido por
21
la cantidad de residuos que se producen día en las centrales de mercados de frutas y vegetales.
(Luz Cadavid & Ingrid Bolaños, 2015).
Colombia no tiene una cadena de otros productos de bioenergía bien estructurados, sin embargo,
si contamos con un estudio de potencialidad de biomasa, que demuestra que esta fuente de energía
podría tener una más amplia utilización en el futuro, actualmente contamos con varios proyectos
de aprovechamiento de biogás proveniente de residuos municipales: (Bochno,2011).
En el año 2007, con una inversión de 31 millones de dólares, los ingenios azucareros ampliaron su
capacidad de generación de energía a través de bagazo, llegando así a 120 MW, que corresponde
a cerca de la mitad del potencial total de generación de energía del sector azucarero (si se tiene en
cuenta toda la biomasa generada en la cosecha y molienda de caña, es decir, tanto el bagazo como
las hojas que actualmente no son aprovechadas en su totalidad). Mientras tanto, el sector palmero
colombiano, se caracteriza por la gran disponibilidad de subproductos de alto nivel energético
(racimos vacíos, fibra, cascarilla, efluentes líquidos), tiene la capacidad de generación de 75 y 160
Kwh, pero solo el 20% de las plantas aprovecha los residuos para la cogeneración de energía.
(Bochno,2011)
Generación de Energía aprovechando del Relleno Sanitario en San Andrés vía Pirólisis (Isla de
San Andrés). Se ha establecido un potencial de generación de 4 MW, se utilizarán las 40
tonelada/día de basura, así como el material almacenado durante varios años. (Bochno,2011).
Dadas las condiciones anteriores se ha determinado enfocar el estudio en energía solar ya que la
ciudad de Bogotá posee las condiciones adecuadas para el proyecto.
22
6.2. MARCO CONCEPTUAL
Ilustración 1 Marco Conceptual. Fuente: Elaboración Propia
a. Datacenter: Centro de procesamiento de datos (Datacenter). Es el lugar donde se
concentran todos los recursos necesarios para el procesamiento de la información de una
organización. Este centro de procesamiento de datos albergara equipos y cableado que
deben estar ubicados de manera estratégica para garantizar su crecimiento, a su vez va a
mantener un esquema de seguridad continuo para el acceso de este. (Cedeño, Quezada;
2015).
b. Consumo Eléctrico: Es la cantidad de energía demandada por un determinado punto de
suministro durante un plazo de tiempo denominado período de facturación, se mide en
kilovatio hora (kWh) que es la unidad de energía, para explicar el consumo se debe hablar
de Balance Energético, que es una representación física y económica del proceso de
transformación de la energía primaria y secundaria en su uso final, así como las
23
importaciones y exportaciones de cada uno. Los energéticos primarios son aquellos que no
requieren de ninguna transformación química o mecánica para su aprovechamiento; en la
matriz energética de Colombia se encuentran el Carbón, Petróleo, Gas, Agua,
Biocombustible y las FNCER. Los energéticos secundarios principales son entonces los
derivados del petróleo y la electricidad. Permite analizar la trazabilidad de cada energético
desde la fuente de suministro hasta el consumo final para estimar indicadores de eficiencia,
intensidad, participación en la matriz energética y otras métricas similares, dependiendo
del nivel de detalle y calidad de la información utilizada. (DNP, 2017).
c. Red de Energía Convencional: Es un conjunto de elementos interconectados para
suministrar energía eléctrica desde las centrales de generación a los puntos de consumo, la
energía eléctrica no se puede almacenar tan fácilmente como el carbón o los barriles de
petróleo. Una vez producida en las centrales, debe comenzar su viaje a través de las líneas
de alta tensión hacia los centros de consumo, el sistema de suministro eléctrico está
formado por el conjunto de elementos necesarios para la generación, el transporte y la
distribución de la energía eléctrica, además de los mecanismos de control, seguridad y
protección. A continuación, se describe brevemente cada una de las etapas del sistema.
(Schallenberg, Piernavieja, Hernández, Unamunzaga, 2008).
d. Generación: La electricidad se genera en las centrales eléctricas. El hecho de que la
electricidad, a nivel industrial, no se pueda almacenar y se deba consumir en el momento
en que se produce, obliga a disponer de centrales con potencias elevadas para hacer frente
a las puntas de consumo y que, a su vez, sean lo suficientemente flexibles como para
adaptarse a la demanda. (Schallenberg, Piernavieja, Hernández, Unamunzaga, 2008).
24
e. Transporte: La red de transporte es la encargada de enlazar las centrales con las redes de
distribución, uniendo las centrales con las subestaciones de transformación. Las líneas de
transporte están interconectadas entre sí, de manera que pueden transportar electricidad
entre puntos muy alejados, en cualquier sentido y con las menores pérdidas posibles.
Debido a su voltaje las redes de transporte se denominan también de alta tensión. Las líneas
de la red de transporte pueden ser aéreas o subterráneas. (Schallenberg, Piernavieja,
Hernández, Unamunzaga, 2008).
f. Subestaciones de transformación: Son las encargadas de reducir la tensión (voltaje) de
la electricidad desde la tensión de transporte a la de distribución. (Schallenberg,
Piernavieja, Hernández, Unamunzaga, 2008).
g. Distribución: La red de distribución está constituida por las líneas que van desde las
subestaciones hasta los centros de transformación. Las líneas de la red de distribución
pueden ser aéreas o subterráneas. (Schallenberg, Piernavieja, Hernández, Unamunzaga,
2008).
h. Generador Eléctrico Diesel: Es un equipo de generación de energía eléctrica con un motor
de combustión diésel, su función es quemar combustible para desarrollar un movimiento
por el generador, el cual transforma el movimiento en electricidad usando
electromagnetismo, El motor como el generador electromagnético, se conectan a través de
un cigüeñal, facilitando la transferencia de movimiento producida por el motor a los imanes
del generador. El uso está para aplicaciones que requieran mayor potencia y para un
funcionamiento continuo. (Cedeño, Quezada; 2015).
25
i. Energías Renovables: Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de
fuentes naturales inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o
porque son capaces de regenerarse por medios naturales y continuamente. (UPME; 2015).
Las energías renovables se dividen en diferentes categorías en función de los recursos utilizados
para la generación de energía:
Energía solar fotovoltaica: consiste en la transformación de la luz solar en energía
eléctrica. Este tipo de energía supone, al igual que el resto de las energías renovables, un
importante beneficio tanto económico como medioambiental. La transformación de la luz
solar se realiza por medio de un dispositivo electrónico llamado célula fotovoltaica.
(UPME; 2015).
Energía Eólica: Es la energía cinética producida por el viento. A través de
los aerogeneradores o molinos de viento se aprovechan las corrientes de aire y se
transforman en electricidad. Dentro de la energía eólica, podemos encontrar la eólica
marina, o mareomotriz es el movimiento de las mareas y las corrientes marinas son capaces
de generar energía eléctrica de una forma limpia. Si hablamos concretamente de la energía
producida por las olas, estaríamos produciendo energía undimotriz. (UPME; 2015).
Energía Biomasa: Es la procedente del aprovechamiento de materia orgánica animal
y vegetal o de residuos agroindustriales. Incluye los residuos procedentes de las
actividades agrícolas, ganaderas y forestales, así como los subproductos de las industrias
agroalimentarias y de transformación de la madera. (UPME; 2015).
Energía Hidráulica: Se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial
de la corriente del agua o los saltos de agua naturales. En el proceso, la energía potencial,
durante la caída del agua, se convierte en cinética y mueve una turbina para aprovechar esa
26
energía. Desde hace siglos existen pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río
mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales.
Sin embargo, la utilización más común hoy en día la constituyen las centrales
hidroeléctricas de las presas. (UPME; 2015).
j. Estudio De Viabilidad Financiera: Genera una evaluación financiera de proyectos o
inversiones, se debe tener como base el análisis con el que se mide la rentabilidad
económica, en el que principalmente tenemos cuatro evaluaciones Valor Actual Neto
(VAN), Tasa Interna de Retorno (TIR), Tiempo de Recuperación de la Inversión y Relación
Costo-Beneficio, todos estos con base en el Flujo de Efectivo. (Hoyos, Hernández, 2017).
6.3. MARCO NORMATIVO
En Colombia se ha establecidos leyes, decretos y normas técnicas que definen, regulan y
reglamentan el ámbito energético del país, en relación con los recursos, generación y
autogeneración, prestador de servicios, comercialización y precios de electricidad, además de
promulgar incentivos para la implementación de las fuentes de energías renovables. (DNP, 2017).
Las normas vigentes se relacionan a continuación:
Tabla 1 Normograma de Energías renovables en Colombia. Fuente: Elaboración Propia
27
7. ENTORNO DEL PROYECTO
Es un análisis del entorno estratégico externo para nuestro proyecto afectado por los factores
Políticos, Económicos, Sociales, Tecnológicos, Medio Ambientales y Legales. Estos factores
externos por lo general están fuera del control de la organización y, muchas veces se presentan
como amenazas y a la vez como oportunidades. Muchos factores son específicos de un país, región,
ciudad o sector, el número de factores es prácticamente ilimitado. En la práctica, la organización
debe priorizar y controlar los factores que influyen en su sector. En este proyecto vamos a analizar
esos factores para minimizar los riesgos posibles y aprovechar ciertas oportunidades que se nos
pueden presentar.
7.1. FACTORES POLÍTICOS
En política energética, Colombia se ha caracterizado por mantener una constante revisión de las
estrategias para asegurar y mejorar las condiciones de abastecimiento y disponibilidad de
energéticos. Los inicios de la legislación gubernamental data en los años 90 en el Sector Eléctrico
Colombiano se reestructuró con la expedición de las Leyes 142 y 143 de 1994. Como parte de
dicha reestructuración se establecieron límites a la integración vertical con la determinación de
cuatro actividades: generación, transmisión, distribución y comercialización, estos dos decretos,
definen los lineamientos básicos iniciales para prestar el servicio público domiciliario de energía
eléctrica y el marco legal para el desarrollo de la regulación sectorial por parte de la Comisión de
Regulación de Energía y Gas (CREG). Igualmente se creó el Mercado Mayorista de Electricidad
y se reorganizó el esquema institucional del sector.
Hacia los años 1997, el país decide participar activamente en el (Protocolo Kyoto de la
Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático) y hasta el año 2000 se
convierte en la Ley 629 del mismo año con el único fin de iniciar a reducir los gases de efecto
28
invernadero, es ahí donde la implementación de los proyectos de FNCER tienen gran acogida. En
Colombia se tiene los siguientes reguladores:
• El Ministerio de Minas y Energía (MME) es la autoridad del sector, establece la
política, regula, planifica y coordina las actividades relacionadas con el servicio de
electricidad.
• La Unidad de Planificación Minero-Energética (UPME) tiene autonomía
administrativa y presupuestaria, responsable de la planificación indicativa integrada del
sector, la determinación de los requerimientos energéticos de la población y la
definición de los planes sectoriales en el largo, mediano y corto plazo.
La legislación que regula el Comercio Exterior (Importaciones): El Régimen de Inversión
Extranjera en Colombia es abierto, competitivo y amigable con la inversión, con pocas
restricciones y excepciones. Sin embargo, aún existen trámites y documentos que hacen que el
régimen aduanero colombiano genere trabas y dificultades a sus usuarios, así como permisos
previos que deben ser otorgados por diferentes entidades que establecen una barrera administrativa
en las operaciones de comercio exterior. Colombia cuenta con instrumentos y mecanismos para la
promoción del comercio exterior como son:
• Decisión 291 de la Comisión del Acuerdo de Cartagena: Establece el Régimen Común
de Tratamiento a los Capitales Extranjeros y sobre Marcas, Patentes, Licencias y Regalías,
la cual se adoptó con el fin de estimular y promover el flujo de capital y de tecnologías
extranjeras hacia las economías andinas.
• Acuerdo de Asociación CAN – UE: Este acuerdo aún se encuentra en periodo de
negociación; pero tiene un alto valor estratégico para Colombia en la profundización de
29
su alianza política y económica con Europa, dado que pretende lograr la disminución de
costos de importación de los bienes de capital y materias primas originarios de la UE, a
través de la negociación de preferencias arancelarias, lo que facilitaría la renovación de
equipos.
7.2. FACTORES ECONÓMICOS
Basados en la última crisis energética que atravesó Colombia en el año 2015, se logra destacar
la importancia de contar con un suministro de energía eficaz y eficiente. La implementación de
estos proyectos requiere de una buena planeación ya que si se realiza una mala gestión puede llegar
a afectar drástica y negativamente la economía del país, ya que en Colombia, en su mayor parte,
la generación eléctrica es dependiente de los recursos; hídricos, carbónicos y de Oigas, por eso es
indispensable contar con sistemas generadores de energías con fuentes inagotables o renovables,
esto no solo ayuda a prevenir una crisis energética sino que también alienta la economía del país,
ya que la producción en masa se prestará para exportar el servicio a los países y regiones cercanas.
Actualmente en Colombia la generación eléctrica en su mayor parte es propiedad y
administrada por entidades privadas, hasta el 2015 ese valor estaba cerca del 60%. Las fuentes de
energías actuales son suficientes para autoabastecer al país y exportar parte de ellas, los productos
que más abundan y se exportan son el Carbón y el Petróleo, la dependencia de estas fuentes de
energía llega cerca del 78%, con reservas estimadas de 170 años para el carbón y 10 años para el
petróleo. (UPME; 2015).
En Colombia se pueden generar inversiones sobre este uso de energías renovables y a mediano
plazo las empresas que hagan parte de esto pueden tener beneficios significativos en su reducción
de costos de tarificación de la energía convencional, promover el uso e implementación de FNCER,
30
la investigación y desarrollo han logrado disminuir los precios para la ejecución de proyectos de
energías solar, sin embargo aún sigue siendo muy costoso; más de dos veces que la generación
hidráulica y de gas, el costo actual de estos sistemas de energías renovables es apreciablemente
alto generando una brecha alta para que las empresas pequeñas puedan generar proyectos que
suplan el 100% de su capacidad energética, y el gobierno no ha estimulado a esta naciente industria
lo que rezaga la incursión de estas energías. Lo que se espera a futuro es tener mejores inversores
como mayores proveedores como alianzas que beneficien y bajen el costo de estas, e igualmente
políticas económicas que estimulen más al sector y se genere un cambio transitorio.
Cuando se trata de energía solar el sobrecosto aumenta: entre diez y quince veces más
comparado con las fuentes convencionales. (UPME; 2015). sin embargo, en las Zonas no
interconectadas, las fuentes solares pueden llegar a ser tres veces más competitivas comparándose
con fuentes de la Oíl and Gas, para sistemas geotérmicos, dependiendo de la ubicación geográfica
del país, el balance es menor cerca del 60% más económica. (UPME; 2015).
En Colombia existen medios de financiación de proyectos para la implementación de FNCER
como los programas y organizaciones: FAZNI (Fondo de Apoyo Financiero para la Energización
de las Zonas No Interconectadas), SGR (Sistema General de regalías), el FAER (Fondo de Apoyo
Financiero para la Energización de las Zonas Rurales Interconectadas), y eventual y posiblemente
al FECF (Fondo Especial Cuota de Fomento), sin contarse el FENOGE que está por ser constituido
y reglamentado por el MME, todos estos apoyos no están claramente definidos, no se realiza una
apropiada comunicación al público sobre estos beneficios además que los mismos son de tipo
financiación a modo crédito y con muchas barreras para poder acceder a uno en modo parcial o
total. (UPME, 2015)
31
7.3. FACTORES SOCIALES
Debido a los diversos impactos económicos y ambientales de los sistemas de energías
renovables, el aumento del uso de energía sostenible probablemente tendrá importantes
consecuencias sociales también. Por ejemplo, el uso generalizado de los sistemas de energía
renovable puede conducir al aumento o a la disminución de las tasas de empleo en algunas
regiones, en función de su base industrial y si son totalmente dependientes de los combustibles
fósiles. Otros impactos sociales podrían incluir mayor libertad de elección de los consumidores en
relación con un proveedor doméstico de energía; cambiar las relaciones políticas a nivel
internacional a medida que ciertas naciones ponen fin a su dependencia de terceros para la energía,
y las mejoras esperadas en materia de salud, ya que cada vez más ciudadanos ya no están expuestos
a los desechos peligrosos y a las emisiones asociadas con los combustibles fósiles. Por ejemplo,
según UPME en el 2018 la generación de empleo por valor por MWh que se pronostica e indica
que la energía eólica puede generar 3 empleos, y la fotovoltaica 7 empleos aproximadamente.
Tabla 2 Empleos con el uso de Energías Renovables. Fuente UPME 2018
7.4. FACTORES TECNOLÓGICOS
Las recientes iniciativas para aumentar la utilización de fuentes de energía renovable han
surgido a raíz de las siguientes necesidades interrelacionadas: mejorar la seguridad energética y
diversificar las fuentes de energía, fomentar el desarrollo económico sostenible y proteger el clima
y el medio ambiente de los efectos de la utilización de combustibles fósiles. Estas motivaciones
32
dieron lugar a un cambio sustancial en el desarrollo y la implantación de una serie de tecnologías
de energía renovable. Hasta hace poco, los costos de las tecnologías de energía renovable eran por
lo general superiores a los de los combustibles fósiles, ahora ha empezado a reducirse esta
disparidad, especialmente en el caso de la energía solar fotovoltaica, debido a la reducción de los
costos y los incentivos ofrecidos para su implementación.
Los componentes de los paneles solares fotovoltaicos son fabricados principalmente en
Alemania, Dinamarca, Reino Unido, Japón, Estados Unidos, Taiwán, China y la India. Los
productos y servicios de algunos de estos proveedores son muy amplios, fabrican y distribuyen
para diferentes usos y necesidades, de acuerdo con las condiciones de generación de energía que
se requiere, en tema de servicios, ofrecen estudios de viabilidad del proyecto, estudio del terreno,
financiación, instalación, mantenimiento y repuestos.
Habiendo un amplio margen para la innovación que puede mejorar aún más las tecnologías de
energía renovable y reducir sus costos, se puede lograr mediante la aplicación de la ciencia de los
materiales a las células solares fotovoltaicas, la integración de los vehículos eléctricos en la red de
suministro eléctrico y la puesta en práctica de tecnologías digitales en los sistemas energéticos,
como las tecnologías de energía renovable dependen cada vez en mayor medida de las tecnologías
digitales, un importante ámbito de investigación en el futuro será la digitalización de los sistemas
energéticos, a fin de lograr que estén más conectados y sean más inteligentes, previsibles y
sostenibles. La infraestructura de transporte y los vehículos eléctricos se utilizan cada vez más
como instrumentos para promover la movilidad automatizada, conectada, eléctrica y compartida.
Mediante unas redes eléctricas inteligentes es posible ajustar e integrar fuentes de electricidad
intermitentes, como la energía solar
33
7.5. FACTORES AMBIENTALES
El Factor ambiental comienza a tomar importancia en el desarrollo de nuevos proyectos y en las
políticas y estrategias que serán adoptadas por el gobierno, debido a los compromisos adquiridos
por el país con el protocolo de Kioto, encaminadas a disminuir los efectos del cambio climático
por la contaminación ambiental, las personas cada vez están más concienciadas con el cambio
climático del planeta.
Los impactos ambientales causados por el uso de combustibles fósiles (como petróleo y carbón)
y la creciente toma de conciencia de la población sobre la necesidad de recuperar y preservar un
ambiente sano, son las principales fuerzas que están direccionando cambios en la industria de
energía, en los patrones de consumo y en tecnologías de uso final. Promover este tipo de
instalaciones solares nos ayuda a reducir las emisiones contaminantes de los combustibles fósiles
que son los que tienen una repercusión más negativa en la salud de la población, la mayoría de los
defensores del medio ambiente sostienen que los sistemas de energía que utilizan agua, la energía
solar o eólica para producir energía no crean emisiones de dióxido de carbono, una vez que se
construyen y por lo tanto no contribuyen al cambio climático. Además, los sistemas de energía
renovables no producen subproductos y residuos peligrosos que puedan dañar severamente o
destruir un ecosistema. El único impacto que genera este tipo de instalaciones es el impacto visual,
con el que hay que tener especial cuidado al realizar las instalaciones intentando integrarlas y
adaptarlas según la infraestructura de las viviendas y esto a su vez provoca una gran independencia
energética.
34
8. ESTUDIO DE MERCADO
8.1. DEFINICIÓN DEL SERVICIO
El servicio que se va a ofrecer será una consultoría financiera de la implementación de energías
renovables al Centro de procesamiento de datos o Datacenter de la empresa TIVIT.
8.2. DESCRIPCION DEL PROYECTO
Servicio de consultoría de carácter financiero, que realiza las validaciones para obtener los datos
técnicos del Datacenter, que se requiere para la implementación de una la infraestructura de energía
renovable que supla la demanda energética requerida, igualmente, realiza el estudio administrativo
para el control y gestión en el transcurso del proyecto, el estudio técnico donde se expresa el
análisis de las variables que contempla el proyecto, y concluye con el estudio financiero donde se
indica la inversión requerida para suplir el funcionamiento del mismo.
8.3. SERVICIO PRINCIPAL
Se prestará un servicio de consultoría financiera.
➢ Subproductos: Asesoría, planeación, auditoria.
➢ Productos complementarios: Diseño, implementación y mantenimiento
8.3.1. SITUACIÓN ACTUAL
En Colombia existen diversas empresas públicas o privadas que han generados proyectos de
energía solar, eólica y biomasa. En este momento existen aproximadamente 50 empresas que se
dedican a implementar energías renovables en clientes residenciales, rurales e industriales; En el
sector agroindustrial se ven más en zonas no interconectadas con la red eléctrica nacional. Algunos
de estos proyectos contemplan un subsidio por el gobierno y/o por inversión privada.
Según la UPME en Colombia tiene una capacidad de instalación de tecnología solar por ciudad
35
con mayor porcentaje en Bogotá, le siguen Cali, Medellín y Cartagena, para las demás ciudades
existen una menor participación pero que a futuro pueden generar más proyectos y quizás competir
con las ciudades antes mencionadas. (UPME, 2017).
Ilustración 2 Capacidad instalada en Colombia 2017 Fuente UPME.
En Latinoamérica se encuentran ya Datacenter con energías renovables en Brasil, Uruguay y
Chile. En el mundo ya se tienen Datacenters verdes que está provocando que otros migren a este
tipo energía, e incluso se ha generado ya certificaciones verdes por entidades gubernamentales
para disminuir el pago de impuestos en las empresas tecnológicas, en el momento los países
pioneros son: Japón, China, Estados Unidos y países ibéricos.
8.3.2. SITUACIÓN FUTURA
En el futuro se podrá ver una competencia más atractiva en Colombia, según la
UPME se tendrá un escenario pesimista donde estas energías renovables pueden
representar una capacidad instalada de 1.207MW en el 2028 y pueden representar un 6%
36
de la canasta de energía eléctrica, adicional a este valor se podrá tener unos 474 MW de
energía eólica del escenario pesimista, se considera posible la instalación de 143 MW de
energía solar, 275 de geotermia y 314 MW de cogeneración con biomasa, para este
escenario se obtiene una reducción del costo marginal de 2 USD/MWh en promedio. Para
un escenario optimista se tendrá una participación de estas energías del 15% para el 2028,
y se tendrá un valor de 896 MW de capacidad eólica adicionales a los 474 MW ya previstos,
239 MW de energía solar y 375 MW geotérmicos, en resumen, se logra una reducción del
costo marginal de 8.7 USD/MWh en promedio para este escenario. (UPME, 2015).
Otro estudio que realizo UPME indica que para el 2050 se tendrá una participación
del 21% al 29% en la energía eléctrica que emplearía el país, lo que implicará un aumento
en los proyectos de energías renovables no convencionales (UPME,2017).
8.4. PRECIOS DEL SERVICIO
Los precios se regirán mediante un aproximado del costo que se tiene por las consultorías de
las empresas que emplean energía renovable, este costo puede variar con las condiciones físicas
de la infraestructura del Datacenter y el porcentaje de energía que se desea abarcar, actualmente
se puede indicar que las inversiones iniciales de estos proyectos pueden ir desde uno
$900’000.000COP a $5000’000.000COP;
8.5. TAMAÑO DEL MERCADO
El mercado energético de Colombia se clasifica en dos zonas denominas SIN y ZNI, la primera sigla hace
referencia al Sistema Interconectado Nacional, y la segunda hace parte de las Zonas No Interconectadas,
para cada Zona se determinan proyectos de gran escala y menor escala. Sin embargo, Colombia depende
para el SIN con energías no renovables y energías renovables convencionales como la Hidráulica, pero
esta misma se ha visto afectada por problemas climáticos que aquejan al país, provocando
37
desabastecimientos, con las energías renovables se pretende apoyar tanto al SIN y ZNI, (Robles, 2018).
En la siguiente imagen se detalla las dos zonas:
Ilustración 3 Mapa de SIN y ZNI. Fuente Robles, 2018
8.5.1. ÁREA DE MERCADO – SEGMENTACIÓN
Este proyecto pretende enfrentarse al entorno de las empresas de soluciones de energías verdes,
como los clientes potenciales en donde se prestaría el servicio para ellos se ha estudiado los
siguientes componentes:
8.5.2. POBLACIÓN
La población a la que se pretende llegar serán en empresas tecnológicas que posean un centro de
datos, estas empresas están ubicadas dentro y en cercanía de la ciudad de Bogotá, El interés de esta
población será una demanda potencial para el servicio de consultoría e implementación de energías
renovables.
38
8.5.3. FACTORES LIMITANTES
Este proyecto no pretende suplir la demanda total del Datacenter solo una parte de este por lo tanto
el estudio financiero se hace sobre la infraestructura de energía eléctrica requerida por el
Datacenter, ya que al realizarlo en su totalidad implica un costo mayor que puede provocar un
rechazo del estudio por parte de la empresa TIVIT.
Actualmente no existen estudios o proyectos a gran escala de la energía biomasa en el país, pese a
que Bogotá tendría las condiciones ideales para ser puesta en marcha, también se descarta la
energía eólica por las condiciones geográficas ya que Bogotá no posee los índices de viento
ideales, por lo tanto, el proyecto se va a limitar en la energía solar.
Los datos ofrecidos por TIVIT fueron datos suministrados por los funcionarios, el lugar de
implementación se va a limitar al techo del Datacenters, existen terrenos o espacio rurales cercanos
a este sitio, estos espacios serian propicios para la implementación, pero según la empresa
corresponde a personas ajenas a la zona industrial y se tendría que generar un costo adicional para
su adquisición como preparación para la instalación del proyecto.
Actualmente existen instituciones que manejan y regulan estas energías como los son: IDEAM,
UPME, e IPSE. Pero aún no es muy claro los procedimientos, aún falta una entidad que regule
todos los temas y los administre, que tenga una comunicación asertiva con otras entidades para
temas puntuales y beneficie con recursos y conocimientos al usuario final de forma más ágil al
momento de incursionar en un proyecto de esta envergadura.
8.6.DEMANDA
8.6.1. OBJETIVO
Este proyecto tiene como objetivo que se integren las energías renovables en las empresas del
sector tecnológico que posean uno o más Datacenters, este proyecto se centra en la empresa
39
TIVIT de Colombia.
8.6.2. CARACTERÍSTICA DE LA DEMANDA
Colombia en un país rico en recursos fósiles como el carbón, gas y petróleo lo que explica por qué
se tengan el SIN con un porcentaje importante de energía no renovable (30%) y un 0,1% en
participación para Energías Renovables no Convencionales (Robles, 2018). En la siguiente Imagen
se detalla la participación del tipo de energía que conforma la matriz energética en general en
Colombia.
Ilustración 4 Clasificación de la demanda energética global de Colombia 2017. Fuente CREG
8.6.3. DEMANDA ENERGÉTICA SOLAR
Esta demanda hace unos años en Colombia no era estudiada en profundidad, pero tras la transición
que se viene incorporando en Colombia, se encuentra estudios que certifican al país como un lugar
para generar la inversión en este tipo de energía, geográficamente la zona norte del país, ofrece
índices de 5,5Kw/m2 que son ideales para generar grandes proyectos y genere una participación
en general en la matriz energética del país, En el caso de Bogotá su Intensidad se calcula en unos
4,5kw/m2; dejándola como una ciudad propicia para proyectos a gran o media escala. (IDEAM,
2018)
40
Ilustración 5 Clasificación de Radiación en Colombia en 2018. Fuente IDEAM
8.6.4. DEMANDA ACTUAL MUNDIAL
El estado actual del avance tecnológico en energías renovables, podríamos realmente cumplir las
metas de reducir las emisiones a un 15% menos del nivel actual, en lugar de aumentar las emisiones
cada año. Por el momento, las primeras energías renovables en cuanto a producción se refieren
son: la biomasa, con un 10%, la hidroeléctrica, que representa tan sólo un 2% del abastecimiento
energético mundial. Todo el resto de las energías renovables juntas, vale decir, la eólica, la solar
fotovoltaica, la solar térmica y la geotérmica, no representan más de un 1% del total del
abastecimiento mundial. Sin embargo, las tasas de crecimiento anual tanto de la eólica como de la
solar fotovoltaica son enormes (28% y 41% respectivamente, promedio anual de los últimos 25
años). (UPME, 2017). En la siguiente imagen se indica el porcentaje de las energías renovables no
convencionales en el mundo (RECIFE, 2018).
41
.
Ilustración 6 Participación de la demanda actual de las energías renovables en el mundo. Fuente RECIFE 2018
Gracias a la demanda actual de las energías renovables ha sido el comienzo para desarrollar nuevas
tecnologías que enmarquen un nuevo negocio prospero a futuro.
8.6.5. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA
Se espera que mediante los diferentes proyectos que el Gobierno Nacional ha promulgado en sus
diferentes entidades, se logre una transición significativa en la matriz energética, logrando así
disminuir el costo e impacto ambiental de las energías no renovables, en la siguiente imagen s
Ilustración 7 Matriz Energética global de Colombia en el año 2030. Fuente CREG
La proyección de demanda energética en el país por zonas, según UPME indica que las
zonas con mayor concentración serán centro, Costa-Caribe y Noroeste. Bogotá hace parte
42
de la zona centro, lo que implica que para la capital se tendrá un incremento alrededor del
26% aproximadamente para el año 2031.
Tabla 3 Demanda Energética FNCER en Colombia. Fuente UPME
Ahora en la proyección de proyectos, se determinaron ciertos modelos estadísticos de
proyectos residenciales, comerciales como de proyectos a gran escala en el país.
Ilustración 8 Estudio de Proyectos con incentivos de energía Solar. Fuente UPME Año 2013
En la imagen anterior se tiene un ejemplo del impacto de los incentivos del uso de la energía solar
en una infraestructura instalada de 400MW para este ejemplo se asumió una deuda del 65%, tasa
43
de interés 11.4% de forma anual este estudio se realizó en el año 2013 por parte de UPME, puede
verse que en las energías renovables en el sector residencial no son rentables para el usuario ya
que no tiene las mismas condiciones que una empresa para financiar la deuda causada por el
proyecto, en cambio sí se generan incentivos a nivel industrial y comercial el proyecto si es
rentable, destacando el sector industrial ya que contempla mejores condiciones para generar
rentabilidad gracias a los incentivos brindados por el gobierno, para este último caso se espera
tener rentabilidad en un periodo cercano de 13 a 15 años (UPGME, 2017).
Para el 2050 según RECIFE (Red Colombiana de conocimiento en eficiencia energética) espera
que a nivel mundial se tengan una mayor participación del uso de las energías renovables,
colocando a la energía eólica como la mayor participación seguida de la energía solar y finalmente
de las energías de biomasa.
Ilustración 9 Proyección de demanda mundial de energías renovables para el año 2050. Fuente RECIFE 2018
8.7.OFERTA
8.7.1. Descripción de la oferta
Según Ser Colombia (Asociación de energías renovables en Colombia) se tiene para el 2019, 70
compañías locales y globales que hacen parte de esta asociación, estas compañías ofrecen toda su
experiencia como conocimiento en los equipos, desarrolladores, proveedores y consultores.
44
8.7.2. Competidores potenciales
Nuestros competidores directos en el servicio de consultoría y viabilidad del proyecto se
destacan las siguientes empresas:
• GIE S.A.S. Es una organización en la investigación, desarrollo, financiación y ejecución de tecnologías
limpias y eficientes; energía solar (térmica y fotovoltaica), eólica, geotérmica, PCH’s, biomasa, biogás,
cogeneración, así como el desarrollo y ejecución de proyectos de energía convencional. redes eléctricas,
subestaciones, iluminación eficiente, automatización.
• ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA LTDA: Es una empresa de Energía Solar y Eólica, asesoría,
diseño, calculo, construcción. Se define como aquella que utiliza elementos arquitectónicos y
soluciones arquitectónicas para obtener el bienestar térmico, mediante un balance entre el interior y el
exterior.
• SOLEN TECHNOLOGY: Es una empresa en proyectos de energía solar y eólica en Colombia y
Latinoamérica que realiza asesoría, consultoría, diseño, gerencia de proyectos, venta, distribución,
instalación, mantenimiento y soporte de soluciones de energías renovables en Colombia con energía
solar fotovoltaica, energía eólica y energía solar térmica para aplicaciones residenciales, comerciales e
industriales.
• ECOPOWER SOLUTIONS. S.A.S Es una compañía que busca implementar soluciones a través de
proyectos con un análisis integral del sistema eléctrico. Partiendo de un diagnóstico exhaustivo
formulamos diferentes soluciones sobre problemas encontrados y optimizamos la utilización de los
recursos disponibles. Realizamos mejoras al sistema de energía con la utilización de métodos de ahorro
y un monitoreo permanente de los sistemas instalados buscando la satisfacción y el logro de las metas
exigidas por nuestros usuarios.
• SUN SUPPLY Es una empresa que desarrolla proyectos basados en energía solar, que busca siempre
la sostenibilidad ambiental, económica y social de Colombia.
45
8.7.3. Proveedores
Las siguientes empresas serán los proveedores de equipos y materiales requeridos para la instalación de
energías renovables:
SOLEN TECHNOLOGY: ofrece los siguientes productos especializados y fabricados con los
más altos estándares de calidad con energía solar, eficiencia energética y energía eólica en Colombia y
Latinoamérica: Venta Paneles solares fotovoltaicos, turbinas eólicas, aerogeneradores, calentadores solares
de agua, celdas solares, kits de energía renovables con panel solar fotovoltaico y turbina eólica, paneles
solares de película delgada, colectores solares, iluminación LED, bombas solares de agua, neveras con
electricidad solar, hornos y cocinas solares, cercas solares eléctricas, inversores solares, reguladores solares,
baterías solares, celdas de hidrógeno, micro hidráulica, estaciones meteorológicas, piranómetros,
anemómetros, iluminación interior y exterior DC, alumbrado público con paneles solar, software y
hardware para gestión y monitoreo de redes en sistemas de energías renovables y telecomunicaciones con
Gateway, switches y enrutadores
NOUSOL SOLAR ENERGY SYSTEMS empresa fabricante de módulos solares a medida y
distribuidores de componentes fotovoltaicos de las principales marcas del mercado. Disponemos de
un equipo técnico altamente cualificado para realizar los estudios pertinentes y mediante el cual ofrecemos
asesoramiento técnico a todos nuestros clientes. Con más de 10 años al servicio de los clientes, seguimos
con la misma ilusión desde el primer día, convencidos de que el giro hacia las energías renovables es
imparable.
TEKNOSOLAR.COM: Tienda online que vende kits solares de Autoconsumo están destinados a
reducir notablemente el consumo eléctrico nace a principios de 2005 formada por un grupo de ingenieros
dispuestos a revolucionar el sector de las energías renovables en Internet. Se dedica al aprovechamiento de
las energías renovables, con una especial atención a la consultoría y suministros de material fotovoltaico y
eólico para el uso en instalaciones aisladas o conectadas a la red eléctrica para autoconsumo.
46
ABB COLOMBIA: compañía líder global en tecnologías de automatización y energía. Con sede
en Zurich, Suiza, la empresa emplea a 150,000 personas y opera en aproximadamente 100 países. Las
acciones de la firma cotizan en las bolsas de Zurich, Estocolmo y Nueva York. en Colombia cuenta con dos
sedes y además tiene una moderna planta de transformadores de potencia y distribución
8.7.4. Proyección de la oferta
Para el 2050 Colombia tendrá una oferta en el precio de la energía eléctrica mayor a la actual
provocando que los costos sean mayores para todos los sectores del país. En la siguiente imagen
se detalla el costo de precio de la energía eléctrica hacia el 2050, donde las primeras líneas indican
el sector residencial y comercial e industrial, con un valor mayor o igual a $300USD/MWh, y las
siguientes líneas inferiores corresponden a la bolsa y confiabilidad dos parámetros que se emplean
para calcular los valores mínimos del precio de la energía (UPME, 2018).
Ilustración 10 Proyección de precios de energía eléctrica en Colombia en el periodo 2014-2050. Fuente UPME 2018
Continuando con la proyección de los precios de la energía eléctrica, se puede deducir que los costos de la
energía eléctrica van a crecer un 2% de forma anual (RECIFE, 2018), esto puede ser un impacto en los
usuarios finales por el incremento del costo.
Para la proyección de la capacidad instalada a largo plazo con el uso de la energía solar en proyectos a
47
pequeña escala en el año 2030, se tiene un total de 167MW de capacidad instalada en el mejor escenario
optimista, para un escenario pesimista se tiene un máximo de 56MW de capacidad instalada de esta
energía, de esto podemos encontrar que habrá un mercado reñido en el sector residencial donde la
infraestructura de esta energía tendrá precios más asequibles a los usuarios finales. (UPME, 2018).
Ilustración 11 Proyección de la capacidad instalada de energía solar. Fuente UPME
Para una proyección en general de las energías renovables no convencionales FCNER, se espera que en el
periodo 2015 a 2020 se lleguen a las 1293MW de capacidad instalada, para el periodo 2020 a 2025 se espera
un incremento llegando a 2981MW, y finalmente para el periodo 2025 a 2030 se espera tener 3622MW de
capacidad instalada en todo el país para las zonas ZNI (Zonas No Interconectadas) y SIN (Sistema
Interconectado Nacional). Adicional a esto se puede apreciar en la ilustración #15 se ve que la energía
eólica y geotérmica tendrá una mayor demanda para el año 2030, en Bogotá estas dos energías no son
eficaces dadas las condiciones geográficas de la ciudad, por lo que se puede tener entre la energía biomasa
y solar como las más indicadas para ser implementadas en los futuros proyectos. (UPME, 2018)
48
Ilustración 12 Proyección en general de las energías verdes no convencionales en Colombia 2015-2030. Fuente UPME
9. INGENIERÍA DEL PROYECTO
9.1 DESCRIPCIÓN TÉCNICA
El estudio de viabilidad financiera para la implementación de un sistema de energía renovable para
un centro de procesamiento de datos en Bogotá tendrá la siguiente estructura
• Nombre técnico: Análisis financiero de implementación de energías renovables en un centro
de datos
• Composición: Diseño de una propuesta financiera para la implementación de energía renovable
en un centro de procesamiento de datos.
• Presentación: Informes entregables.
• Unidad de medida: Unidad
• Forma de almacenamiento: Uso de la gestión del conocimiento, redes, espacio en la nube.
• Vida útil: 15 años.
El estudio está enfocado a brindar una propuesta financiera donde se tenga la rentabilidad del proyecto
dadas las condiciones del centro de procesamiento de datos junto con la energía renovable
49
seleccionada.
9.2 LISTADO DE EQUIPOS
Para el estudio se va a requerir las siguientes herramientas para el diseño de la propuesta
financiera, estas herramientas se alojarán en una oficina.
Tabla 4 Herramientas requeridas. Fuente Elaboración Propia
9.3 ENTREGABLES DE LA CONSULTORÍA
Los documentos de este diseño serán digitales y físicos, se tendrá reportes de mediciones de
variables de la energía renovable, informes de costos, plan de diseño e implementación de la
solución de energía renovable, esquema de costos y financiamiento del proyecto.
9.4 GESTIÓN TECNOLÓGICA
Se van a emplear software de proveedor nacional o extranjero, donde se pueda analizar y
diagnosticar el comportamiento del funcionamiento de la infraestructura y determinar decisiones
a corto plazo que nos lleve a: determinar los planes de mantenimiento y ejecución de corrección
de fallas. A continuación, se menciona algunos softwares comerciales que se especializan en los
50
servicios y monitoreo de las energías verdes.
9.4.1. Software de Energías Renovables
a. RETSCREEN: Es un sistema de software de gestión de energía limpia para el análisis de
viabilidad de proyectos de eficiencia energética, energía renovable y cogeneración, así como
un análisis continuo del rendimiento energético. permite a los profesionales y tomadores de
decisiones identificar, evaluar y optimizar rápidamente la viabilidad técnica y financiera de los
posibles proyectos de energía limpia. Esta plataforma de software de inteligencia de decisiones
también permite a los administradores medir y verificar fácilmente el rendimiento real de sus
instalaciones y ayuda a encontrar oportunidades adicionales de ahorro / producción de energía.
Ilustración 13 Parametrización de condiciones de un proyecto de energía solar. Fuente: Proveedor de Software.
b. PV*SOL software que ofrece la práctica real tanto para el dimensionamiento como para el
diseño, la simulación dinámica y la evaluación de rendimientos para instalaciones de energía
51
solar fotovoltaica. Es posible simular el almacenamiento de energía en sistemas con baterías e
importar perfiles de carga medidos en pasos de 15 minutos y 1 minuto. Además, puede calcular
las pérdidas en las cadenas y las pérdidas por el cableado AC/DC por inversor.
Ilustración 14 Diseño simulado de una instalación solar. Fuente Proveedor de Software
c. ARCHELIOS O&M Software de monitorización para instalaciones FV Todos los datos:
producción, incidentes, documentos adjuntos, están permanentemente asociados a sus
hardware respectivos en la maqueta aportando una localización precisa, así como acceso
inmediato, especialmente en plantas grandes. El modelo funcional, combinado con datos
provenientes de sensores o de un satélite, proporciona un cálculo preciso de la producción
prevista. La capacidad de integrar sombras en 3D es de gran utilidad a la hora de detectar bajas
de producción y pérdidas efectivas. Los incidentes se clasifican por orden de prioridad para la
toma de decisión de su mantenimiento tomando en consideración la tasa de recuperación de
energía más elevada. Prestaciones principales:
✓ Aplicación segura basada en web.
✓ Un único portal para todas sus plantas fotovoltaicas.
✓ Se adapta a todos los inversores y registradores de datos.
✓ Maqueta en 3D PVBIM completa.
✓ Plataforma interactiva en dos pantallas GUI: datos y planos 2D/3D.
✓ Localización permanente de los datos / dispositivos.
52
✓ Detección de bajas de producción precisas basadas tanto en el modelo de producción como en
la comparación de dispositivos.
✓ Múltiples KPI fotovoltaicos (FV).
✓ Múltiples paneles configurables.
✓ Derechos de administrador y de usuario.
Ilustración 15 Software ARCHELIOS O&M. Fuente Proveedor de Software
9.5 COMPETITIVIDAD Y TECNOLOGÍA
En Colombia actualmente existe un retraso en la competitividad y tecnología de energías
renovables, ya que no se tiene fabricantes ni tecnología a gran escala en este tema, esto hace que
el proyecto planteando tiene que depender de un fabricante internacional. Por otro lado, el gobierno
Nacional ha generado planes de desarrollos como proyectos a largo plazo para expandir y generar
mayor incursión de estas energías en el país, pero se carece de proyectos para generar tecnología
e innovación para la fabricación de equipos y herramientas para la infraestructura solar (UPME,
2017).
53
9.6 IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Se tendrá el servicio de consultoría, el cual se va a componer de las siguientes fases: Levantamiento
de la información, filtrado de la información del cliente, generación de cálculos para obtener el
modelo de costeo, generación de cálculos de los planes de financiamiento según escenarios
económicos que se acordarán con el cliente, finalmente entregar un documento que consigne todos
los hallazgos encontrados en los anteriores insumos.
Ilustración 16 Mapa de proceso del servicio. Fuente Elaboración Propia
10. ESTUDIO ADMINISTRATIVO
Se plantea crear una organización durante la implementación y ejecución del proyecto, para el
control y garantía del servicio durante el tiempo del proyecto.
10.1. Empresa a cargo del proyecto
Para el desarrollo del proyecto se va a crear una empresa u organización de tipo Empresa
Asociativa de trabajo (EAT), el trámite y la conformación de la empresa se realizará en la Cámara
de comercio de la ciudad de Bogotá, los costos causados por este acto serán de carácter
independiente al proyecto, asumidos por la organización. Asimismo, los costos anuales para
54
renovación ante la cámara de comercio entre otros tramites serán asumidos por la empresa.
(Cámara de Comercio, 2019)
10.2. Planeación estratégica
La empresa que se piensa crear tendrá como objetivo: ser una empresa consultora de proyectos de
energías renovables en Datacenters. Para ellos dispondrá de los siguientes elementos para obtener
lo propuesto:
a. Misión: Contribuir a la reducción de costos de energía en las empresas de ingeniería e
impactar al medio ambiente mediante el uso de las energías renovables en sus Datacenters.
b. Visión: Ser la empresa innovadora en liderar la implementación de Datacenters Verdes en
Colombia, mediante la integración total y parcial de energías renovables para suplir la
demanda energética de un Datacenter.
c. Política de calidad: Brindar una consultoría de implementación de energías renovables según
las leyes y normas que aplican, como gestión y control de la implementación con software y
personal calificado para detección temprana y solución en corto tiempo de las fallas.
d. Planificación de los recursos humanos: Para la conformación de la empresa se ha evaluado
tener 10 personas que tengan diferentes cargos como responsabilidades, este personal será
capaz de gestionar, y auditar la evolución del proyecto como generar los reportes, reuniones
o juntas requeridas por la empresa TIVIT. El organigrama de esta empresa va a ser así: un
gerente (1), Coordinadores (2), Ingeniero (1), Técnicos (3), Asistentes (2), y una secretaria
(1), para un total de 10 personas. En la siguiente imagen se detalla la jerarquía de la
empresa.
55
Ilustración 17 Recursos humanos de la empresa del proyecto. Fuente Elaboración Propia
10.3. Responsabilidades del personal
a. Gerente (1)
Persona que tendrá que diagnosticar y validar los requerimientos que desea el usuario (TIVIT),
tendrá a cargo 9 personas donde delegará tareas según el proyecto, presentar los informes y
reportes establecidos con el usuario final.
b. Coordinador (2)
Persona que deberá validar los reportes de alertas, funcionamiento de la infraestructura que son
diseñados por su equipo, documentará en una bitácora los fallos o novedades durante el proyecto.
Gestionará los mantenimientos y encontrará las mejoras para su ejecución.
c. Ingeniero de mediciones (1)
Persona que monitoree y gestione las fallas que puedan ocurrir en la operación de la
infraestructura. Llenará una bitácora de fallos o novedades mediante sus mediciones y cálculos
periódicos, por otro lado, registrará las correcciones efectuadas para garantizar que el servicio de
56
la infraestructura.
d. Técnico (3)
Persona que va a instalar y posterior a esto monitorear y reparar en caso requerido ante una falla
en la infraestructura y ejecución del mantenimiento correspondiente, notificarla al ingeniero de
mediciones las novedades de la operación de la infraestructura. Deberá inspeccionar cada
elemento, o herramienta que haga parte de la infraestructura para encontrar fallas a largo plazo
como detección de fallas a corto plazo, deberá diagnosticar y dar un informe a su superior de fallos,
como las visitas prioritarias en caso de fallas a los técnicos. Tendrá un asistente para su apoyo si
es necesario.
e. Asistentes (3)
Persona que debe ser el de apoyo para el Técnico, deberá apoyar las actividades de mantenimiento
y corrección de fallas de la infraestructura a su superior. Deberá documentar controles de medición
y solución de fallas. Para el asistente administrativo deberá administrar el pago de salarios del
personal, y registrar los pagos de mantenimiento y compra de equipos para su renovación.
11. ESTUDIO AMBIENTAL
Este estudio es la evaluación de las condiciones y del impacto ambiental que tiene la ejecución de
un proyecto en Bogotá como es la implementación de un sistema de energía solar, según estudios
“el beneficio más directo que sale del uso de energías renovables es el ayudar a reducir las
emisiones de CO2, entre otros gases que contribuyen al calentamiento global”, según la UPME
que determino que 1 kWh de energía eléctrica en Colombia genera 0,2129 kg de CO2, y se estima
que anualmente se esté empleando en el centro de procesamiento de datos un promedio de 27,6710
kWh/año. Otro beneficio ambiental es el de reducir contaminantes de todo tipo generados por la
57
producción de energías convencionales por extracción y generación de estas. (Robayo, 2016).
11.1. CONDICIONES AMBIENTALES
a. Descripción Local: El Datacenter de TIVIT Colombia se encuentra en Fontibón en la zona
franca la cual es una zona compuesta por múltiples empresas. “La calidad ambiental de
Fontibón no es la mejor; se cataloga como una de las localidades con mayores índices de
contaminación, de las más afectadas por el desorden en el espacio público y con menores
inversiones en soluciones de sus problemas ambientales.” (PALF, 2016)
b. Territorio: El relieve de Fontibón es principalmente plano, con algunas depresiones naturales a
orillas del río Fucha y del aeropuerto el Dorado. (PALF, 2016)
c. Clima: Según las Zonas de Vida clasificadas por Holdridge, Fontibón como gran parte de la
Sabana de Bogotá pertenece al Bosque seco Montano Bajo (bs - MB); esta zona posee la faja
altitudinal de entre 1500 y 2500, un rango de temperatura media anual de entre los 12- 18ºC.y
recibe una precipitación entre 500 y 1.000 m. m. por año. Presenta dos períodos de lluvia (abril -
mayo), (octubre - noviembre); dos de verano (diciembre - febrero), (junio -septiembre). (PALF,
2016).
Algunos parámetros meteorológicos tomados de la página Web del Instituto de Hidrología, Meteorología
y Estudios Ambientales (IDEAM) . Valores característicos de los demás parámetros meteorológicos para
la Sabana de Bogotá:
• Temperatura media del aire: 14.3° C 1
• Temperatura mínima media: 8.2° C 1
• Temperatura máxima media: 19.5° C 1
• Humedad relativa del aire: 85% 1
• Brillo solar: 111.7 horas 1
58
• Evaporación: 67.6 milímetros 1
• Velocidad del viento a 2 metros: 1.3 m/s 1
• Velocidad máxima a 10 metros: 8 m/s día 13 con dirección Sur día 13 1
• Dirección dominante del viento: Sureste.
Ilustración 18 Diagnóstico Ambiental de la localidad. Fuente Gestor Ambiental
d. Sistema hídrico local:
Zona franca se ve afectada por el rio Fucha y el Humedal Meandro del Say. (PALF, 2016)
e. Aire: En el área existen fábricas que tienen procesos productivos, en los cuales se generan
emisiones atmosféricas que contaminan. (PALF, 2016)
f. Ruido: Según el Diagnóstico Ambiental de la localidad, los niveles de contaminación por
ruido en el día de Zona Franca están entre 65 y 70 decibeles (dB), y el ruido es emitido por
el alto tráfico vehicular, servitecas, talleres y actividades industriales. (PALF, 2016)
g. Estado visual: El tema local se ve afectado por la calidad de las edificaciones, es decir,
la decadencia de las construcciones y la falta de conservación de la infraestructura urbana
genera depreciación de los bienes inmobiliarios, así como de disminución a la atracción
59
urbana, dificultando las actividades comerciales o turísticas. (PALF, 2016)
h. Riesgos naturales: La inundación es un evento natural y recurrente que se produce en las
corrientes de agua como resultado de lluvias intensas y continuas que, al sobrepasar la
capacidad de retención del suelo y de los cauces, desbordan e inundan aquellos terrenos
aledaños a los cursos de agua. Las inundaciones se pueden clasificar de acuerdo con las
características del caudal de la fuente de agua, así: lenta o de tipo aluvial, súbita o de tipo
torrencial y encharcamiento.
Zona Franca figura con la mayor cantidad de área en zonas con amenaza alta y media de
inundación, lo que quiere decir tiene una probabilidad de estar inundada por lo menos una vez
cada diez años durante la vida útil del Jarillón y probabilidad de ocurrencia mayor a 65%. (PALF,
2016)
11.2. IMPACTOS AMBIENTALES
Los principales impactos ambientales de la energía solar son:
a. Uso del terreno:
Plantas de generación de electricidad solar a gran escala pueden generar pérdida de terreno
cultivable, incluso pérdida de hábitat. “Dependiendo de la tecnología, topografía del sitio y
ubicación, las estimaciones indican que una planta de esta energía requiere 12.000 m2 hasta 40,000
m2 por MW”. (Robayo, 2016). Por esta razón los paneles serán ubicados en el techo del
Datacenter, evitando así el uso del terreno.
Uso de Agua: El agua es necesaria para la limpieza de los paneles, cuya cantidad varía
dependiendo de la ubicación del sistema. Igualmente, en los procesos de fabricación también el
agua es requerida pero este impacto lo asume la ciudad en donde se fabrican dichos paneles.
Lamentablemente la limpieza y más en zonas áridas pueden impactar negativamente y requerir
60
mayor cantidad de agua para su limpieza en menor tiempo (Pasqualino, 2014)
b. Uso de recursos naturales: Se requiere minerales comunes para la producción de paneles
fotovoltaicos, tales como hierro, cobre y aluminio, el Hierro se utiliza en cantidades
relativamente grandes para todas las estaciones de energía convencional pero todavía se
estiman que los sistemas fotovoltaicos requieren cantidades mucho mayores por kWh
producido, frente a todas las formas convencionales de energía, A pesar de que estos
materiales son reciclables, los números de inmenso agotamiento mineral no deben ser
ignorados. Estudios reportan 3,3gr y 1,2 gr de hierro y aluminio (bauxita) mineral es
necesarios por kWh producido. (Robayo, 2016).
c. Ciclo de vida las emisiones de calentamiento global: Con el uso de esta implementación
se impacta de manera positiva el calentamiento global. Sin embargo, las emisiones se
generan a través de casi cada otra etapa del ciclo de vida fotovoltaico. Algunas de estas
etapas incluyen la fabricación de los paneles fotovoltaicos y otras partes asociadas, su
transporte, la instalación y procedimientos de alteración del sitio, procesos de
mantenimiento, incluso el reciclaje y desmantelamiento de las instalaciones de reintegro.
Otro importante efecto ambiental es el impacto visual que pueden tener sistemas
fotovoltaicos en edificios y zonas. (Robayo, 2016).
d. Ventas
Se encuentra la elevada calidad energética, la preservación de las características del entorno donde
son instaladas, la reducción de emisiones de CO2, que de acuerdo con fuentes del Instituto para la
Diversificación y Ahorro de la Energía, “cada kWh generado con energía solar fotovoltaica evita
la emisión a la atmósfera de aproximadamente un kilo de CO2 comparándolo con la generación
eléctrica con carbón y aproximadamente 400 gramos de CO2 en el caso de compararlo con la
61
generación eléctrica con gas natural” (Sanz, 2009).
Desventajas
Las instalaciones solares tienen un impacto ambiental comparativamente mucho menor que otros
tipos de producción de electricidad, sus principales efectos ambientales negativos se presentan en
la fase de fabricación y desmantelamiento de los módulos solares.
11.3. RECICLAJE DE PANELES FOTOVOLTAICOS
El desmantelamiento y disposición de los módulos fotovoltaicos produce un impacto ambiental
negativo debido a los componentes con los que fueron fabricados que representan materiales
peligrosos de ser dispuestos. Por esta razón el reciclaje de los módulos es una opción de
recuperación de un 80 a 85% del material semiconductor y de la superficie de vidrio de la que
están compuestos, por lo tanto “con el reciclado se disminuiría en más de un 50% el periodo de
retorno de la energía garantizando la sostenibilidad de todo el ciclo de vida de la fotovoltaica”.
(ASIF, 2010).
11.4. NORMATIVA AMBIENTAL Tabla 5 Normativa Ambiental en relación con las energías renovables en Colombia. Fuente Elaboración Propia
62
12. ESTUDIO TÉCNICO
12.1. ANÁLISIS DE LA LOCALIZACIÓN
a. Macrolocalización
En Colombia existen 10 Datacenter que están avalados por la entidad UPTIME
INSTITUTE en donde se clasifican como TIER tipo III, IV y V. Estos Datacenter en su mayoría
operan para empresas de telecomunicaciones, las cuales son empresas privadas y/o Estatales.
Ilustración 19 Número de Datacenter en Colombia. Fuente UPTIME INSTITUTE
Bogotá, es la ciudad con mayor número de Datacenter según UPTIME, por otro lado la entidad Data
Center Dynamics en el 2011 indico que Colombia tenía un desarrollo menor en la incursión de
Datacenters, pero esto era una oportunidad de un mercado potencial a futuro.
b. ASPECTOS SOCIECONÓMICOS
Colombia ha llegado al ranking de los 10 países con mayor potencial para las energías renovables
según el Wolrd Economic Forum en el 2017. Colombia ocupa el octavo puesto, cerca de España
63
que está en el séptimo, la cual ha sido pionera en la región ibérica sobre las energías renovables. El
puesto que ocupa Colombia obedece a que la geografía como pisos térmicos del país hacen que el
desarrollo de las FNCER sea idóneo generando un mercado atractivo para inversionistas.
Adicional la Secretaria de Desarrollo Económico, indica que la ciudad de Bogotá posee una inversión
extranjera directa y se prevé en la última década un crecimiento promedio estimado del 26 %, dando
como beneficio mejores escenarios para invertir en energías renovables, a continuación, se muestran
algunos datos de relevancia:
• Crecimiento PIB en 2019-I (%) +2.8
• Inversión estimada en energías renovables en 10 años (6.000´000.000 de USD)
• Capacidad instalada prevista en el año 2030 > 2.300 MW
c. MICROLOCALIZACIÓN
El proyecto se ubicará en la zona franca de la ciudad de Bogotá, ubicada en la localidad de
Fontibón. La ubicación del Datacenter está cerca a los límites de la misma zona franca, lo que
posibilita a futuro una compra de terrenos externos para expandir la infraestructura de energía
renovable. El valor del kilovatio en esta zona es de un coste menor al sector residencial, y por
esquemas de organización posee su propia subestación de energía en convenio con Condesa/Enel.
Ilustración 20 Ubicación del Centro de datos de TIVIT en Bogotá. Fuente Google Maps
64
Las dimensiones de este centro de datos son de 2084 metros cuadrados, cuanta con un pequeño
parqueadero, para el proyecto se piensa usar el área que contempla el techo que corresponde a unos
1800 metros cuadrados aproximadamente. Cabe mencionar que también se puede pensar en un
alquiler de alguna zona verde o rural dadas la cercanía del Datacenter a estas zonas, sin embargo,
estas zonas no hacen parte de la zona franca y se debería incurrir en un gasto adicional con un
tercero por su compra o arrendamiento.
12.2. ANÁLISIS Y DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO
En un Datacenter típico el mayor uso de energía corresponde a la parte de Refrigeración y equipos
TI, lo que equivale a un de 60%; se define que la demanda por día es de un 1MW en el Datacenter
de TIVIT. A continuación, se muestra la gráfica de los porcentajes que tiene un Datacenter típico.
Ilustración 21 Distribución de energía de un Datacenter típico. Fuente UPME
Con estos porcentajes de distribución de energía, se busca al menos tener una participación del
30% de la demanda total del Datacenter, es decir, unos 300kW.
12.3. DATOS TÉCNICOS Y GEOGRAFICOS DE IMPLEMENTACIÓN
El centro de datos de TIVIT utiliza un 1MW por día para el funcionamiento de toda
la infraestructura que se clasifica en: Equipos TI, PDU, Generadores refrigeración e
65
iluminación. El Datacenter de TIVIT posee los siguientes valores que correspondientes a
los instrumentos en general que posee:
Tabla 6 Valores de energía eléctrica empleada en el Datacenter de TIVIT. Fuente Elaboración Propia
12.4. CONSUMO ENERGETICO REAL
El consumo se va a enfocar en los equipos empleados en las oficinas y en el sistema de
refrigeración, Los datos son promedios que fueron calculados por el por personal de TIVIT y se
exponen en la siguiente tabla:
Tabla 7 Consumo promedio de energía eléctrica en Oficinas y Sistemas de Refrigeración. Fuente: Empleados de TIVIT.
12.5. DATOS GEOGRAFICOS
La instalación está situada: En las coordenadas geográficas:4,6742, -74,1556
El campo fotovoltaico estará dispuesto con las siguientes características:
• Inclinación: 20 º
• Desorientación respecto al Sur: -6 º
• Sistema de corriente alterna con un voltaje de 110 V
66
a. IRRADIAION SOLAR
Para el cálculo de la irradiación solar se utilizará la base de datos NREL (Laboratorio Nacional de
Energía Renovable), este laboratorio reside en Estados unidos y generan diversos estudios sobre
las energías renovables, algunos de estos estudios se alimentan con modelos estadísticos que
analizan las variables para cada proyecto en próximos años. Para la energía solar contemplan la
inclinación y orientación ideales para obtener la mejor irradiación posible según la localización
del lugar. La siguiente tabla nos muestra las horas pico HSP o horas con la mejor irradiación solar
que está clasificada por meses para la ciudad de Bogotá en el año 2019.
Datos de
Tabla 8 Horas pico HSP distribuida por meses para la ciudad de Bogotá. Fuente NREL año 2019
12.6. Cálculos de Equipos
Los equipos por utilizar en el proyecto se determinaron por medio de cálculos elaborados con
ecuaciones para instalaciones solares, y se generaron simulaciones con ayuda del programa de la
empresa SMA Solar Technology AG, que es una empresa es líder en simulaciones de infraestructura
solar, adicional manejan modelos estadísticos para la obtención de configuración adecuada para
una instalación de 300kW en la ciudad de Bogotá. La instalación solar se compone principalmente
de: Panel solar, Regular de Carga, Inversor, Baterías y cables. En la siguiente imagen se ilustra
dichos componentes
67
Ilustración 22 Esquema de bloques de un sistema fotovoltaico. Fuente Elaboración Propia
Para conocer los valores que requiere la instalación se menciona los siguientes cálculos
para precisar la elección de los elementos, se resalta que algunos parámetros varían según
las especificaciones técnicas de cada elemento, pero existen parámetros universales que se
emplearan*.
Potencia fotovoltaica necesaria: Wp
𝑃𝑊𝑝 = 𝑇𝑊𝑝/(𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 á𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝐸𝑓𝑖 + 𝐸𝑓𝑟 = 97.7𝑘𝑊𝑝 (𝑊𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠 𝑀𝑎𝑥
𝑇𝑊𝑝 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 (300𝑘𝑊)
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 á𝑟𝑒𝑎 = 3.8 (𝐶𝑖𝑢𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐵𝑜𝑔𝑜𝑡á)
𝐸𝑓𝑖 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 85%*
𝐸𝑓𝑟 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 95%*
a. Módulos
Se piensa usar Modulo de 450W para minimizar el número de módulos para la instalación, se
descarta módulos de mayor Watios por su alto costo, como se discrimina módulos de menor Watios
por la configuración del tamaño disponible en metros cuadrados:
𝑀 =𝑊𝑝
𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑎 𝑢𝑠𝑎𝑟=
97.7𝑘𝑊𝑝
450𝑊= 195.5 ≈ 196 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠
b. Baterías
Corriente mínima Almacenaje
68
𝐶𝑚𝑎 = (𝑇𝑒𝑊𝑃 ∗ 80%)/(𝑉𝑝𝑚 ∗ 𝐸𝑓𝑖 + 𝐸𝑓𝑟 = 5944.27𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠 𝐻𝑜𝑟𝑎
𝑇𝑊𝑝(80%) = 240𝑘𝑊
𝐸𝑓𝑖 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 85%*
𝐸𝑓𝑟 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 95%*
𝑉𝑝𝑚 = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 = 50𝑉 (Valor típico de los paneles del orden de los 450W)
Capacidad según autonomía
𝐶𝑎𝑢𝑡 = 𝑃𝑊𝑝 ∗ 𝐷í𝑎𝑠 𝐴𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 = 97.7𝑘𝑊𝑝 ∗ 3𝑑í𝑎𝑠 = 293.41𝑘𝑊𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠 𝐻𝑜𝑟𝑎
𝐷í𝑎𝑠 𝐴𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 = 3 (𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜)
Capacidad según Voltaje del sistema
𝐶𝑣𝑠 =𝐶𝑎𝑢𝑡
𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎=
293.41𝑘𝑊ℎ
48𝑉= 6.10𝑘𝐴ℎ
𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 48𝑉 (𝐷𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑇𝑊𝑝)
Capacidad de batería requerida
𝐶𝑏𝑟 =𝐶𝑣𝑠
𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎=
6.10𝑘𝑊ℎ
60%= 10𝑘𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠 𝐻𝑜𝑟𝑎
𝑃𝑟𝑜𝑛𝑓𝑢𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝑃𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 (𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 sin 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎)*
Baterías Requeridas
𝐵𝑟𝑒𝑞 =𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎=
48𝑉
2𝑉= 24 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠
𝐸𝑙 # 𝑑𝑒 𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟 𝑙𝑎𝑠 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠
c. Regulador
Corriente Máxima de entrada
𝐶𝑚𝑎𝑥 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑥 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠
𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠=
450𝑊 ∗ 196
50𝑊= 1764 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠
Corriente de Salida
𝐶𝑚𝑎𝑥 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠=
450𝑊
50𝑊= 9 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠
Reguladores requeridos
𝐼𝑟𝑒𝑞 =𝐶𝑚𝑎𝑥
𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐼=
1764 𝐴
40 𝐴= 45 𝑅𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
69
d. Inversor
Potencia mínima del inversor
𝑃𝑚𝑖𝑛𝐼 = 𝑓𝑠 ∗𝑊𝑝𝑅𝑒𝑎𝑙
𝐹𝑝= 1.25 ∗
100𝑘𝑊
0.8= 156𝑘𝑉𝐴
𝑓𝑠 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 1.25*
𝐹𝑝 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 0.8*
En este elemento un solo inversor posee las condiciones ideales para suplir la demanda de
la infraestructura.
12.7. Selección de equipos
Se ha verificado los datos técnicos de cada uno de los equipos a utilizar, se ha empleado
el programa de simulación para encontrar la configuración ideal de equipos en cuestión
de compatibilidad. En la siguiente tabla se menciona los equipos las características
básicas y cantidad de los equipos para suplir la infraestructura planteada.
Tabla 9 Equipos de Infraestructura Solar. Fuente: Elaboración Propia
13. ESTUDIO FINANCIERO
Con la definición de los elementos principales a usar, se espera tomar los costos y gastos
adicionales que se requieren para llevar a cabo el proyecto a plenitud. En este estudio se indicarán
los costos y gastos iniciales de año 0 y año 1, en los anexos se detalla el valor total para la duración del
proyecto en donde se ha definido un incremento en los valores del 6% cada año.
70
13.1. Facturación
El valor del kW es de 389,06kw COP para el año 2019 (valor correspondiente al valor de kW
en la zona franca), adicional se tiene que una hora de consumo de energía convencional equivale
a 12,5kW. Con este valor el valor de la energía que la empresa dejaría de pagar al año sería:
Factura = 12,5kW∗ 389,06𝑘𝑊*24(horas)*365(días)
Factura = $42.602´070.000 COP (Anual) Factura = $355’017.250 COP (Mensual)
13.2. ESTRUCTURA DE COSTO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO
El valor de los equipos se definirá con el valor de moneda local, sin embargo, estos instrumentos
deberán ser comprados en moneda extranjera (dólar), se ha estimado manejar un valor promedio de 1
dólar como 3.235 pesos colombianos (Precio promedio de los últimos días del mes de julio del 2019;
Fuente www.dinero.com). Los valores son obtenidos por proveedores directos de cada elemento como
su casa matriz, los gastos de envió están dentro del valor total.
Tabla 10 Precio de equipos en moneda local COP. Fuente Elaboración Propia
13.3. COSTOS ADICIONALS DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO
Los costos adicionales para implementar el sistema son: los cables para conectar los módulos con
el regulador y este a su vez con las baterías, los cables de conexión entre el regulador y el inversor,
y cables entre el inversor a la red eléctrica del Datacenter. Por otro lado, se tiene los conectores de
cables para interconectar dichos elementos, que se van a optar por cable tipo paralelo para
71
optimizar las conexiones. Se tiene también los soportes de aluminio donde deberá soportar cada
módulo solar y estar inclinado según la especificación técnica del lugar (20 grados). Para obtener
los datos se ha generado unas cotizaciones con empresas locales para minimizar los costos de
envío, y con las especificaciones técnicas de cada elemento (sus propiedades y dimensiones) para
que no exista inconvenientes de compatibilidad entre el sistema. Se resume en la siguiente tabla
los datos costos adicionales del sistema fotovoltaico con la moneda local.
Tabla 11 Costo parciales de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia
13.4. Instalación y adecuamiento
Para la instalación como la adecuación de la infraestructura se ha cotizado con una empresa
nacional experta en este tipo de temas, el techo de la empresa de TIVIT se deberá despegar
como reubicar objetos que tenían en este recinto, se procederá a realizar labores de
limpieza, adecuación e instalación de la infraestructura seleccionada en la siguiente tabla
se resume lo anterior mencionado:
Tabla 12 Costo de instalación de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia
72
El valor total de la infraestructura corresponde a: $1438´331.752,00COP este valor será el
costo de inversión inicial, en la siguiente tabla se indica los subtotales y total definitivo:
Tabla 13 Costo Global de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia
13.5. COSTOS DE MANTENIMIENTO
Para garantizar el buen funcionamiento del sistema solar ante posibles fallas o prevención
de estas, se requiere generar un mantenimiento mensual preventivo, este constará de
actividades de control, monitoreo y reparación o sustitución de cualquier elemento dañado
o con funcionamiento degradado a sus especificaciones técnicas. El valor presupuestado
para cada mantenimiento corresponderá al 6% del presupuesto total de forma anual.
a. Tareas del mantenimiento
• Limpieza periódica de los equipos, validación de conexiones, estado de soportes, y
prevención de corrosión o erosión en los equipos.
• Llenar oportunamente de agua de las baterías cuando se trata de baterías de Pb-
ácido abiertas, por lo tanto, los costos de mantenimiento son muy bajos y representan
un 3-5 % del costo total del sistema a lo largo de toda su vida útil.
• Reemplazo de baterías que puede suceder después de 3 - 5 años de uso, pero
depende en buena medida del mantenimiento y de los ciclos de carga/descarga a los que fue
sometida la batería.
73
• Monitoreo de la infraestructura, reportes mensuales y calibración como medición de los
equipos cada mes.
En la siguiente tabla se resume los datos obtenidos
Tabla 14 Costo del mantenimiento de la infraestructura de energía solar. Fuente Elaboración Propia
Si no se reportan fallas o averías, o daños en la infraestructura durante un tiempo prolongado o
durante toda la ejecución del proyecto, el dinero restante o sobrante deberá ser devuelto al cliente
del Datacenter.
13.6. GASTOS ADMINISTRATIVOS
Se tendrá una planta de 10 empleados los cuales tendrán su salario según su rol como su
debido pago de prestaciones sociales.
Tabla 15 Gasto de la nómina anual. Fuente Elaboración Propia
Para el personal se ha dispuesto una oficina con convenio de la empresa REGUS se
pretenden alquilar un espacio entre semana para generar las reuniones de control y
validación como gestión de proyecto. En la siguiente tabla se menciona el costo de alquiler
de dicho recinto, se resalta que el pago de servicios va incluido dentro del alquiler de la
74
oficina.
Tabla 16 Costo de arrendamiento. Fuente Elaboración Propia
Costos Indirectos
Para el funcionamiento del proyecto como se citó en la descripción técnica el equipo de
colaboradores requiere una serie de herramientas para llevar a cabo su cometido, cabe resaltar que
se omiten los elementos o herramientas de bienes de la oficina y que está ya viene aprovisionada
y dentro del valor del arrendamiento se contempla el uso de estos. Por otro lado, Solo se va a
realizar una compra de equipos informáticos y en caso de que se requieran cambiar o arreglar se
estableció con la empresa TIVIT tomar el dinero del mantenimiento que llegase a sobrar como
póliza de estos.
Tabla 17 Costo de herramientas usadas en oficina. Fuente Elaboración Propia
El valor anual corresponde a $13´392000 COP solo será el valor inicial, para los años
siguientes omitiendo los equipos informáticos se tendrá un valor de $1´542.000 COP y tendrá un
incremento del 6% de forma constante cada año hasta la finalización del proyecto.
Costos de mediciones
Se va a emplear equipo especializado para generar las mediciones y monitoreo relacionado a la
infraestructura solar, este tipo de equipos serán adquirido el primer año y se espera prolongar su uso durante
75
la duración del proyecto, en la siguiente tabla se menciona el equipo a comprar y sus precios en moneda
local.
Tabla 18 Costo de Equipos de mediciones. Fuente Elaboración Propia
13.7. RESULTADOS OBTENIDOS:
Se tiene los siguientes valores totales de los diferentes aspectos que requieren el proyecto de
forma directa como indirecta. En la siguiente tabla se resumen los costos y gastos iniciales y se
indican de igual forma las condiciones para hacer la proyección en los años siguientes y generar
la construcción de los flujos de caja que se han designado como anexo A, B, C.
Tabla 19 Resume de Costos y Gastos. Fuente Elaboración Propia
Adicional se va a aplicar la ley 1715 de 2014 en donde se obtiene algunos beneficios que serán
explicados a continuación:
a. Beneficios de implementación de Proyecto (ley 1715 de 2014)
• Una disminución de impuesto de la declaración de renta: 450´000.000COP (5
años). (Dato brindado por la empresa TIVIT)
76
• Una disminución de la depreciación de activos del 20% (Instrumentos del
proyecto solar).
• Una disminución hasta el 50% de la inversión inicial.
• No pago de IVA del proyecto (instrumento, aranceles, etc.).
Para la depreciación quedara definida de la siguiente forma:
Tabla 20 Valor de la depreciación. Fuente Elaboración Propia
Con este valor indicara que la depredación pasará de 72´781.583 COP anuales a 14´556.317 COP,
esto gracias a la aplicación del 20% de depreciación de activos que correspondan a la
infraestructura solar. La depreciación final será $16’776.317 COP (valor de los equipos de
mediciones y de oficina depreciados a 15 años).
13.8. ESCENARIOS
Para este apartado se va a construir 3 escenarios (Estos serán flujos de caja que se encontraran al
final del trabajo como anexos A, B y C) para determinar la viabilidad financiera con ciertas
condiciones como es la reinversión del ahorro de factura de energía eléctrica, la aplicación de la
ley 1715 de forma total y parcial. Con los resultados finales de dichos flujos se procedió a calcular
los valores de VPN y TIR. A continuación, se menciona las condiciones de cada escenario
A. Correspondiente a un modelo sin beneficios de ley y una reinversión propia de TIVIT
(100’000.000 COP/Mes), este valor será extraído del valor total de la factura de luz
que la empresa se ahorra con este proyecto.
77
B. Correspondiente a un modelo con beneficios de ley 1715 con aplicación del
100% de su normativa y una reinversión propia de TIVIT (80’000.000
COP/Mes), este valor será extraído del valor total de la factura de luz que la
empresa se ahorra con este proyecto.
C. Correspondiente a un modelo con beneficios de ley 1715 (hasta la mitad de lo
permitido) y una reinversión propia de TIVIT (80’000.000 COP/Mes), este
valor será extraído del valor total de la factura de luz que la empresa se ahorra
con este proyecto.
13.9. RESULTADOS DE LOS ESCENARIOS A, B y C:
Estos resultados se resumen en valores de VPN y TIR, para el VPN se ha calculado con las siguientes tasas:
10%, 20%, 30% 40% y 50%.
a. Sin beneficios de ley y propia inversión del cliente
Tabla 21 Datos calculados del proyecto de Escenario A. Fuente Elaboración Propia
b. Con beneficios de ley (Máximo permitido)
Tabla 22 Datos calculados del proyecto de Escenario B. Fuente Elaboración Propia
c. Con beneficios de ley (La mitad de descuento permitidos)
78
Tabla 23 Datos calculados del proyecto de Escenario C. Fuente Elaboración Propia
13.10. Análisis de Escenarios
Calculados los datos de los 3 escenarios llegamos a la determinación de que en el
proyecto A: No se tiene apoyo de entidades del gobierno, pero se tiene la reinversión
del ahorro de la factura de energía eléctrica, lo que implica que se tenga un VPN
positivo para las tasas dentro del 10% al 40%, en donde se ve con mayor pronostico
emplear una tasa del 10%, en cambio una tasa de oportunidad mayor al 40% no es
conveniente para este caso. La TIR en este caso es del 47% rentabilidad sobre el
proyecto.
Para el Proyecto B se encuentra datos más favorables y es el mejor escenario ya
que se recupera la inversión en un corto tiempo, todo esto debido a que se aplica la
ley 1715 del 2014 en plenitud, lo que implica un gran beneficio para la empresa
invertir en este escenario, y radica que se obtiene un VPN positivo mayor que el del
escenario A, y adicional se puede apostar a tener una mejor tasa de oportunidad del
50%, y la TIR es una rentabilidad mucho mejor que el anterior escenario al ser del
128%.
Finalmente, para el escenario C se encuentran valores con beneficios por la mitad de
lo máximo permitido de la ley 1715 del 2014, lo que provoca una TIR del orden de
61% de rentabilidad, y su VPN es positivo incluso a una tasa de 50% al igual que el
escenario B, estos resultados demuestra que el escenario C está en mejores
79
condiciones que el A, pero no tanto para el escenario B.
Para los inversionistas los dos modelos que pueden apostar son al modelo B y C, sin
embargo, la ley 1715 como lo indica el Gobierno colombiano puede incidir en estos
dos escenarios y no determinar un valor fijo si se aplica al 100% o al 50% ya que
cada proyecto deberá depender de un estudio por parte del Gobierno y determinar si
merece la aplicación total o parcial de la ley. Adicional en el flujo de caja de los tres
escenarios muestra que los puntos de equilibrio se consiguen en el segundo como
primer año generando lo que indica que existe una ganancia en los periodos
correspondientes. Esto nos lleva a tomar la decisión de elegir el modelo C, a causa
de que un modelo más cercano a la realidad y en caso de que no se pueda contemplar
la ayuda del gobierno el modelo A puede ser aún sostenible y generar rentabilidad.
Para el escenario B se descarta dadas las condiciones inciertas del resultado de la
aplicación total de la ley 1715 del 2014.
14. CONCLUSIONES
El uso de las energías renovables no convencionales en Colombia tiene un futuro
con buenos escenarios en diferentes campos, se resalta la participación del gobierno
con sus planes de desarrollo sobre esta energía promete a corto plazo como largo
generar mejores condiciones financieras y reglamentaciones que hagan una
transición más rápida de las FNCER y se logre una mayor participación en la matriz
energética del país, dejando poco a poco el uso de las energías no renovables, lo que
beneficia la oferta como demanda de estas energías.
En Colombia aún se carece de más beneficios tributarios, y el costo de la
80
infraestructura aún es alto para cualquier inversionista, sin embargo, con la creciente
demanda de empresas que están optando por estas tecnologías a nivel nacional como
internacional el precio de implementación en un futuro cercano podrá ser más
accesible, y cumpliría con los estudios que ha diseñado UPME como las demás
entidades estatales que se relacionan con estas energías, donde se genera un buen
escenario para la inclusión de estas energías a las zonas SIN y ZNI en el país.
Sobre la viabilidad del proyecto cabe mencionar que, dadas las condiciones
geográficas de nuestro País como las condiciones del sector, el proyecto es viable
para este tipo de empresa, ya que sus utilidades generadas por la prestación de
productos y servicios tecnológicos puede soportar el costo parcial o total del
proyecto. Otro factor interesante es que con o sin el financiamiento por parte de
TIVIT, el costo total del proyecto genera un beneficio directo hacia TIVIT, y se le
otorguen beneficios tributarios atractivos por parte del gobierno. Ante esto, la
reducción de costos de su factura de energía eléctrico e impuestos se pueda generar
un beneficio para que la empresa pueda invertir en expandir la infraestructura de
energías verdes.
Los escenarios financieros presentados tienen diferentes tiempos de recuperación
de la inversión, como se indicó el escenario con mayor aporte de beneficios
financieros como aporte de inversión propia de la empresa es el más indicado, pero
si vamos a un modelo más realista en donde se tenga cierto porcentaje de reducción
de tributarios de un 50%, y una inversión parcial por parte de TIVIT sería alcanzable
y se podría recuperar la inversión en un tiempo prudente.
Se encuentra un punto a favor en general y uno en contra, el punto a favor es que
81
todas las condiciones, variables, mercado entre otros son perfectos para generar
proyectos a corto y largo plazo usando cada características de cada energía Colombia
puede convertirse en una potencial en este tipo de energías, pero existe el punto
negativo que podría generar que este desarrollo no se despliegue de forma eficaz y
es que en Colombia a pesar de que existe interés del gobierno nacional como
entidades privadas e internacionales, no se tiene un ente o entidad que administre
este tipo de energía, y se tiene actualmente varias entidades que regulan, administran
y gestionan estas energías, pero no se tiene un protocolo o reglamentación clara para
que un inversionista sepa a qué entidad debe asistir primero. En este proyecto cree
firmemente que se debe tener o crear una entidad que consolide cada reglamentación,
cada ley, decreto, como marco legal, económico, ambiental y técnico de estas
energías y se pueda generar mejores resultados, e incluso innovar mediante una área
de investigación y desarrollo potencializar los estudios de los elementos de las
infraestructuras de energías verdes, como creación de nuestros propios equipos con
los estándares internacionales avalados por nuestras entidades de control de calidad.
Posiblemente con todo este escenario ideal, Colombia podría generar un impacto
positivo que no solo se remonte en lo económico sino en otros escenarios, y
promulgue el desarrollo del país.
La proyección del despliegue de la energía renovable en el Datacenter se debió
generar de forma parcial y no total de su demanda energética, esto provoca una
brecha que puede ser superada si compran predios cercanos al Datacenter y generar
una expansión significativa pero también un hito ya que sería el primer Datacenter
en poseer energía renovable en el país pero esto colateralmente puede generar un
82
mayor costo final en el proyecto ya que los terrenos no hacen parte de la zona franca
y pertenecen a terceros.
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ANEXO A
88
ANEXO B
89
ANEXO C