III. METODOLOGÍA
3.7 Aspectos éticos
Como investigador, prometo respetar los derechos de propiedad intelectual, la fiabilidad de los datos proporcionados por la empresa y la precisión de los resultados. En mi investigación actual, la variante propuesta de diseño de la máquina no tendrá un impacto negativo en la sociedad. , sino al contrario, los beneficios de hacerlo, pues servirá para paliar el efecto invernadero y sus consecuencias , así como apoyar la sustitución de combustibles y el cambio a una nueva matriz energética
23
IV. RESULTADOS
4.1 Determinar el consumo de energía eléctrica promedio diaria y máxima demanda requerida en el caserío Marampampa.
El caserío de Marampampa se encuentra ubicado en la parte norte del distrito de Llama, provincia de Chota en Cajamarca y cuenta con un área geográfica bastante accidentada e inaccesible y está muy alejado de la capital del distrito. Se ha observado que la población de dicho caserío no cuenta con el servicio de energía eléctrica siendo complicada su implementación a través de la alimentación de las redes eléctricas existentes, ya que la red de media tensión de 13,2 kV más cercana se encuentra a 13 km; por lo tanto, se propone diseñar un Sistema Eléctrico Aislado con energía renovable. Por ello, consideramos los siguiente.
Demanda Energética para el Caserío de Marampampa Población del caserío de Marampampa. El Caserío de Marampampa pertenece al distrito de Llama , provincia de Chota, departamento de Cajamarca. Dicho caserío se encuentra ubicado en la parte Norte a unos 37,7 KM del distrito de Llama.
Tabla Coordenadas del caserío de Marampampa Coordenadas Latitud: Longitud: -6.34961666667 -78.9510883333 Fuente: (INEI, 2017). Elaboración propia. El Caserío de Marampampa está conformado por 77 habitantes distribuidos en 21 viviendas, además, cuenta con un local comunal y una escuela (I.E Nivel Primaria). Proyección de la población del caserío de Marampampa a 20 años. Con el fin de encontrar la energía total para poder diseñar el sistema eléctrico aislado, proyectamos a 20 años la población y el número de viviendas.
Tomamos 20 años de proyección porque la vida útil promedio de los aerogeneradores y paneles fotovoltaicos es 20 años. Para poder calcular la población y las viviendas proyectadas a 20 años. Primero calculamos la tasa de crecimiento promedio anual de la población censada del departamento de Cajamarca.
Tabla 3 Población Región Cajamarca 1940 – 2017
Años/Dpto 1940 1961 1972 1981 1993 2007 2017 Cajamarca 494412 746938 919161 1026444 1259808 1387809 1341012 Nota. Fuente: INEI – Censos nacionales de población y vivienda
24 Con los datos del INEI - Censos Nacionales de Población y Vivienda 1940, 1961, 1972, 1981, 1993, 2007 y 2017. Calculamos la tasa de crecimiento poblacional utilizando la siguiente formula:
𝑖 = √𝑝𝑓 𝑝𝑜− 1 𝑛 Dónde: I : Tasa de crecimiento (TC) Po : Población inicial
Pf : Población después de “n” años o población final n : Diferencia
Tabla 4. Censos nacionales
Año de los censos I= tasa de crecimiento (%)
1940 – 1961 2 1961 – 1972 1.9 1972 – 1981 1.2 1981 – 1993 1,7 1993 – 2007 0,7 2007 – 2017 -0.3
Fuente. INEI – Censos Nacionales
Una vez obtenido la tasa de crecimiento promedio (i = 1,2% = 0,012), proyectamos la población para 20 años. Aplicamos la siguiente formula:
𝑃20 = 𝑃0 (1 + 𝑖)𝑛
Dónde:
i : Tasa de crecimiento poblacional = 1,2% = 0,012 Po : Población actual = 77
P20 : Población proyectado a 20 años n : 20 años
𝑃20 = 77 (1 + 0.012)20 = 98 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
La población proyectada a 20 años es de 98 habitantes. Con este dato encontrado de la proyección de la población, calculamos el número de viviendas proyectado a 20 años. Aplicamos la siguiente formula:
25 𝑉20 = 𝑉0 (𝑃20
𝑃0) Dónde:
V20: Viviendas proyectado a 20 años V0 : Viviendas actuales = 21
𝑉20 = 21 (98
77) = 27 𝑣𝑖𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠 Las viviendas proyectadas a 20 años de 27 viviendas. Tabla 5. Cálculo de la energía promedio diario.
Artefactos eléctricos Potencia eléctrica Cantidad de artefactos Horas de consum o diario (h/día) Energía consumid a diaria (kWh) Potencia instalada (W) w Kw
Foco ahorrador (sala) 18 0,018 1 3 0.054 18
Foco ahorrador (cocina) 18 0,018 1 3 0.054 18
Foco ahorrado (dormitorio) 18 0,018 1 2 0.036 18 Foco ahorrador (corredor) 18 0,018 1 3 0.054 18 Televisor 100 0,0100 1 4 0.4 100 DVD 20 0,020 1 4 0.08 20 Radio 20 0,020 1 5 0.1 20 Celular 10 0,010 1 2 0.04 20 Total 0.818 232
Fuente. Elaboración propia
De la figura 22 se obtuvo que la energía consumida diaria de una vivienda particular sea de 0,818 kWh y la potencia instalada sea de 232 W
Tabla 6. Consumo de energía eléctrica diaria para la I.E. n° 101171 – Nivel Primaria
Artefactos eléctricos Potencia eléctrica Cantidad de artefactos Horas de consumo diario (h/día) Energía consumida diaria (kWh) Potencia instalada (W) w Kw Foco ahorrador 18 0.018 5 3 0.27 90 Laptop 75 0.075 2 2 0.3 150 Radio 20 0.02 1 1 0.02 20 Celular 10 0.01 2 2 0.4 20 Total 0.99 280
26 Tabla 7.Consumo de Energía eléctrica diaria
Artefactos eléctricos Potencia eléctrica Cantidad de artefactos Horas de consumo diario (h/día) Energía consumi da diaria (kWh) Potencia instalada (W) w Kw Foco ahorrador 18 0.018 5 3 0.27 90 Radio 20 0.02 1 2 0.04 20 Celular 10 0.01 1 2 0.02 10 Total 0.33 120
Fuente. Elaboración propia
Se obtuvo que la energía consumida diaria del local comunal sea de 0,33 kWh y la potencia instalada sea de 120 W.
Una vez obtenido la energía consumida diaria y la potencia instalada para viviendas particulares, I.E. N° 101171 – Nivel Primaria y el local comunal; calculamos la energía total promedio diaria y la potencia instalada, proyectadas a 20 años.
La energía total promedio diaria para el caserío Marampampa es: 𝐸𝑇 = (0,818 kWh)(27) + (0,63 kWh) + (0,33 kWh) = 23,05 kWh La potencia instalada para el caserío Marampampa es
𝑃𝐼 = (232 𝑊)(27) + (280 𝑊) + (120 𝑊) = 𝑊 = 6,66 𝑘𝑊
Cálculo de la máxima demanda. Consideramos la situación crítica de la máxima demanda. Esto quiere decir que cuando la máxima demanda es igual a la potencia instalada, por lo tanto la máxima demanda es:
𝑀𝐷 = (6 264 𝑊) + (280 𝑊) + (120 𝑊) = 𝑊 = 6,66 𝐾𝑤
4.2 Evaluar las energías renovables eólica y solar para el aprovechamiento en la producción de energía eléctrica.
Para determinar el tipo de sistema con energía renovable, utilizamos como herramienta principal al Software HOMER PRO. El Software HOMER PRO es una herramienta fundamental que nos permite seleccionar, simular y optimizar el diseño de microrredes o sistemas de energías renovables, utilizando recursos naturales. El software HOMER PRO® de HOMER Energy fue obtenido por un periodo de prueba gratuita de 21 días y fue descargado de la página oficial de HOMER de la siguiente dirección URL: https://www.homerenergy.com/products/pro/index.html El objetivo de utilizar el software HOMER PRO es determinar el tipo de sistema con
27 energía renovable con el cual se va electrificar el caserío de Marampampa ; ya sea con energía fotovoltaica, energía eólica o un sistema híbrido
Primero se procedió a instalar el software HOMER PRO que fue obtenido por un periodo de prueba gratuita de 21 días.
Figura 6 Instalar Software HOMER PRO
Luego se procedió a ingresar la base de datos del recurso eólico (velocidad del viento) y del recurso solar (radiación solar). Velocidad del viento (m/s).
La velocidad del viento tiene que superar a la velocidad de puesta en marcha o arranque (valor mínimo necesario para vencer los rozamientos y comenzar a producir trabajo útil), para que sea posible el arranque del aerogenerador.
Los datos de la velocidad del viento promedio se obtuvieron del SENAMHI de la sede Chiclayo, previa presentación de la documentación requerida
Los datos de la velocidad del viento por hora se obtuvieron de la página web oficial del SENAMHI, que se encuentra en la siguiente dirección URL: https://www. senamhi.gob.pe/ main.php?dp= cajamarca&p =estaciones. Se obtuvieron 8760 datos de velocidad del viento en metros por segundo (m/s). Mediante un documento de notas, los 8760 datos fueron ingresados al software HOMER PRO para su evaluación y optimización. Se muestra como el software HOMER PRO promedia los datos por meses (12 meses).
28 Figura 7 Datos Promedio de Velocidad del Viento
Radiación solar (kWh/m2/día). Los datos de radiación solar fueron obtenidos directamente de la NASA, mediante el software HOMER PRO. El software HOMER PRO importa los datos de radiación solar directamente de la página oficial de la NASA y lo muestra sólo los datos promedio por meses (12 meses).
29 Luego ingresamos al software HOMER PRO la energía total promedio diaria que es igual a 23,05 kWh. Proponemos el equipamiento para el sistema propuesto y procedemos a ingresar los datos técnicos de cada equipo al software HOMER PRO, para que éste se encargue de calcular la potencia requerida para el sistema eléctrico propuesto. El equipamiento que requiere el software HOMER PRO para su evaluación y optimización son los siguientes:
Aerogenerador:
Proponemos un aerogenerador marca Enair 30PRO de 3 kW de potencia
- Panel solar: Proponemos un panel solar marca Jinko 325W 24V Policristalino - Inversor o convertidor: Proponemos un inversor Cargador 8000W 48V MPPT
120A Must Solar
- Baterías: Proponemos dos modelos de baterías: Batería Estacionaria 2V 290Ah Hoppecke 4 OPzS 200
- Batería Solar Trojan AGM SAGM 12V 205A
La cual, el software HOMER PRO se encargará de seleccionar el tipo de batería más adecuada al sistema eléctrico aislado a diseñar y la más rentable.
30 Figura 10 Máxima demanda y factor de carga
El software HOMER PRO calcula la máxima demanda y el factor de carga: Máxima demanda o pico de demanda = 4,28 kW Factor de carga (Fc) = 0,22 = 22%
Figura 11 Resultados de mejores opciones Analizamos las dos primeras opciones, según análisis de costos:
Primera opción: Observamos que la primera opción es un sistema eólico, Presenta un costo de la energía eléctrica que es S/ 0.540, un costo presente neto de S/ 44, 550.00, y un capital inicial de S/ 46,150.00.
31 Segunda opción: Observamos que la segunda opción es un sistema híbrido. Presenta un costo de la energía eléctrica que es S/ 0.540, un costo presente neto de S/ 44, 592.00, y un capital inicial de S/ 46,198.00. Comparando la primera opción con la segunda opción, vemos que presentan el mismo costo de la energía eléctrica, el costo presente neto y el capital inicial de la primera opción es menor que el de la segunda opción.
por lo tanto seleccionamos la primera opción, que es un sistema eólico; ya que presenta un menor costo de inversión en la implementación de dicho sistema, es más rentable y más económico.
4.3 Determinar el equipamiento del sistema on grid de generación eléctrica híbrido.
Figura 12 Dimensionamiento sistema eólico aislado Cálculos previos.
Habitantes proyectados a 20 años : 98 habitantes Viviendas proyectadas a 20 años : 27 viviendas Energía total consumida promedio diaria es:
𝐸𝑇 = (0,818 𝑘𝑊ℎ)(27) + (0,63 𝑘𝑊ℎ) + (0,33 𝑘𝑊ℎ) = 23,05 𝑘𝑊ℎ = 23 050 𝑊ℎ
32 𝑃𝐼 = (232 𝑊)(27) + (280 𝑊) + (120 𝑊) = 𝑊 = 6,66 𝑘𝑊 = 6 660 𝑊
Máxima demanda de carga:
𝑀𝐷 = (6 264 𝑊) + (280 𝑊) + (120 𝑊) = 𝑊 = 6,66 𝑘𝑊 = 6 660 𝑊 Factor de carga:
𝐹. 𝑐. = 23050
6660 𝑥 16= 0,22 = 22% 16 es el número de horas utilizadas en el día.
Intensidad de corriente del sistema de 48 V:
𝐼𝑐𝑠 = 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡.
𝑉 𝑠𝑖𝑠𝑡.𝑥 1,25 = 6660
48 𝑥 1,25 = 173,44 𝐴
1,25 es el factor de seguridad que se considera para evitar daños. Factor de potencia:
𝐹𝑝 = 𝑃 𝑉 𝑥 𝐼=
6660
48𝑋173,44= 0,8
a. Dimensionamiento del aerogenerador.
Proponemos un aerogenerador marca Enair de 3 kW de potencia y con una torre de 12 metros, ya que, según sus especificaciones técnicas , su gráfica de producción anual de energía, su gráfica de la curva de potencia y mediante la selección, simulación y optimización del software HOMER PRO, se determinó que si cumple con abastecer la máxima demanda del sistema eléctrico aislado.
Figura 13 Características técnicas del aerogenerador Potencia instalada es:
33 Figura 14 Aerogenerador Enair 30PRO
Torre cuatripata de celosía de 12 m de altura.
Una torre de 12 metros de altura y cuatro pies con rejilla soldada diseñada específicamente para el aerogenerador E30PRO de la marca Enair. El nuevo diseño de la serie PRO utiliza tecnologías innovadoras como la dinámica de fluidos computacional y se ajusta estrictamente al estándar IEC61400-2. Estas tecnologías, que son típicas de la industria aeroespacial, aumentan la eficiencia de la generación de energía, reduciendo así el ruido. Esto, combinado con la gran durabilidad de la turbina eólica, la convierte en una máquina profesional de alto rendimiento.
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b. Dimensionamiento del controlador de carga.
𝑃 = 𝑉 𝑥 𝐼 > 𝐼 𝑒. 𝑠. =𝑃𝑎 𝑉𝑠 𝐼𝑟. 𝑐. = 𝐼𝑒. 𝑠. 𝑥 1.25
Intensidad de corriente de entrada al sistema I e,s : Potencia del aerogenerador
Vs: Voltaje del sistema
Ir,c : Intensidad nominal de corriente del regulador de carga
𝐼 𝑒. 𝑠. =3000
48 = 62,5 𝐴 𝐼 𝑟. 𝑐. = 62.5 𝑥 1.25 = 78.13 𝐴
Como el sistema es de 48 V y la intensidad nominal de corriente del regulador de carga es de 78,13 A, por lo tanto, la compañía de aerogeneradores Enair recomienda seleccionar el controlador cargador EÓLICO ENAIR - PRO - 120A – 24/48V , debido a que la corriente eléctrica es de 120 amperios y es mayor a la corriente requerida que es 78,13 amperios y así proporcionar el máximo rendimiento.
Figura 16 Controlador Cargador Eólico ENAIR - pro 120 A 24748 Voltios
c. Dimensionamiento del banco de baterías.
Sus ventajas son una alta resistencia en climas fríos, su auto descarga sobre el tiempo es mínimo y tiene la eficiencia más alta de todas las baterías de plomo (hasta 95%). Tienen una baja resistencia interna que permite corrientes altas. Mediante la siguiente formula, determinamos la capacidad nominal del banco de baterías:
35 𝐶𝑁. 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜. 𝑏𝑎𝑡 = 𝐸𝑇. 𝑐. 𝑑 𝑃𝐷. max 𝑥 𝑉 𝑠𝑖𝑠𝑡.𝑥 1.25 = 23050 0.75𝑥48𝑥 1.25 = 800.35 𝐴ℎ 𝑁° 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎𝑠 =. 𝐶𝑁. 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜. 𝑏𝑎𝑡 𝑉𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎= 800.35 205 = 3.90 = 4
Por lo tanto utilizaremos 4 baterías de 205 A cada una. Mediante la selección, simulación y optimización del software HOMER PRO y los cálculos determinados; se determinó que la batería adecuada para el sistema propuesto de 48 V es 4 baterías Solares Trojan AGM SAGM 12V 205A.
Por lo tanto, como el sistema propuesto es de 48 V, el banco de baterías estará conformado por 4 baterías Solares Trojan AGM SAGM 12V 205A. Para obtener el nivel de tensión del sistema propuesto que es 48 V y como también contamos con un controladores de carga de 48 V, es necesario conectar 4 baterías de 12V enseriados para poder llegar al voltaje de funcionamiento de dicho controlador para su correcto funcionamiento y así realizar una carga correcta para el buen funcionamiento de nuestro sistema eólico. Por lo tanto, las 4 baterías estarán conectadas en serie.
Figura 17 Batería solar Trojan
d. Dimensionamiento del inversor.
Mediante la siguiente formula, determinamos la potencia del inversor.
𝑃𝑖𝑛𝑣 (𝑊) = 1.2 𝑥 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡. = 1.2 𝑥 6660 = 7992 𝑊 𝑃𝑖𝑛𝑣. (𝑉𝐴) = 𝑃𝑖𝑛𝑣.𝑊
𝑓𝑝= 7992
36 1,2 es el incremento de al menos un 20% para tener en cuenta los "picos de arranque" que generan algunos electrodomésticos (1,2 es un factor de seguridad para evitar daños ocasionales al regulador). Mediante la selección, simulación y optimización del software HOMER PRO y los cálculos determinados; se determinó que el inversor adecuado para el sistema propuesto de 48 V es un inversor Cargador 8000W 48V MPPT 120A Must Solar, ya que, según sus especificaciones técnicas es el inversor adecuado para el sistema eléctrico aislado.
Figura 18 Inversor – Cargador
e. Dimensionamiento de los conductores eléctricos para conectar los equipos.
Para el cálculo de conductores tendremos en cuenta las siguientes tablas y figura de tabla:
Tabla 8. Conductividad de cables eléctricos
Material Y20 Y70 Y90
Cobre 56 48 44
Aluminio 35 30 28
Temperatura 20°C 70°c 90° C
Fuente. Elaboración propia
Tabla 9.Caída de tensión máxima admisible y tomar en cuenta, según el IDEA Subsistema Caída tensión máxima Recomendada
Paneles – regulador 3% 1%
Regulador – baterías 1% 0.5%
Baterías - inversor 1% 1%
37 𝑆𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 2𝑋𝐿𝑋𝑃 56𝑋𝑉 𝑋 𝑉= 2𝑋22𝑋3000 56𝑋48𝑋1.44= 34.1 𝑚𝑚 2 𝑆𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 2𝑋𝐿𝑋𝑃 56𝑋𝑉 𝑋 𝑉= 2𝑋5𝑋3000 56𝑋48𝑋0,48= 23.25 𝑚𝑚 2 𝑆𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 2𝑋𝐿𝑋𝑃 56𝑋𝑉 𝑋 𝑉= 2𝑋5𝑋3000 56𝑋48𝑋0,48= 23.25 𝑚𝑚 2
Por lo tanto de la tabla de los datos técnicos NYY DUPLEX, seleccionamos el conductor NYY DUPLEX de 2x1x35 mms
4.4 Calcular el presupuesto del sistema propuesto y su respectiva evaluación económica financiera
En cuanto , al presupuesto para el sistema energético hibrido , propuesto , es el siguiente , en cual estará conectado a la red y efectuar operaciones de compra y venta de energía eléctrica , con los supuestos del nuevo reglamento de generación distribuida , que está en plena elaboración :
Tabla 10. Presupuesto del sistema energético hibrido
Ítem. Descripción Cant P. Unitario P.
Parcial P. Total 1 Paneles Solares de 320 Wp 30 200 6,000 2 Convertidor , Batería , Reguladores 1 3,000 3,000
3 Instalaciones Eléctricas fijas 1 1,500 1,500 4 Aerogenerador Rango 6 KW – 7
KW
1 5,000 5,000
5 Reguladores y baterías 1 2,500 2,500
Total costo directo
18,000
Gastos generales y utilidad 5,000
IGV 4,140
Precio final
27,140 Fuente. Elaboración propia
Así mismo , las ventas de energía netas al sistema y los costos totales incurridos , las hemos valorizado en :
38 Tabla 11. Ventas de energías netas Año Ventas US $ Costos Totales US $
2021 7,000 2,500 2022 7,500 2,500 2023 8,000 2,500 2024 8,500 2,500 2025 9,000 2,500 2026 9,500 2,500 2027 10,000 2,500 2028 10,500 2,500 2029 11,000 2,500 2030 12,000 2,500
Fuente. Elaboración propia
Tabla 12. VAN – TIR
VAN S/. 70,553.00
TIR 6%
39 Con un periodo de vida útil de 10 , años y un costo de oportunidad del capital del orden del 10 % , obtenemos :
Tabla 13. Flujo de caja
ITEM/AÑO 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 S.INICIAL CAJA S/. 2,389.00 S/. 2,508.45 S/. 2,633.87 S/. 2,765.57 S/. 2,903.84 S/. 3,049.04 S/. 3,201.49 S/. 3,361.56 VENTAS S/. 27,000.00 S/. 28,350.00 S/. 29,767.50 S/. 31,255.88 S/. 32,818.67 S/. 34,459.60 S/. 36,182.58 S/. 37,991.71 OTROS INGRESOS S/. 1,200.00 S/. 1,260.00 S/. 1,323.00 S/. 1,389.15 S/. 1,458.61 S/. 1,531.54 S/. 1,608.11 S/. 1,688.52 PRESTAMOS S/190,000.00 S/. 199,500.00 S/. 209,475.00 S/. 219,948.75 S/. 230,946.19 S/. 242,493.50 S/. 254,618.17 S/. 267,349.08 S.DIPONIBLE S/.200,589.0 S/.210,618.45 S/. 221,149.37 S/. 232,206.84 S/. 243,817.18 S/. 256,008.04 S/. 268,808.44 S/. 282,248.87 MATERIA PRIMA S/. 700.00 S/. 735.00 S/. 771.75 S/. 810.34 S/. 850.85 S/. 893.40 S/. 938.07 S/. 984.97 MATERIALES S/. 300.00 S/. 315.00 S/. 330.75 S/. 347.29 S/. 364.65 S/. 382.88 S/. 402.03 S/. 422.13 MANO OBRA S/. 2,000.00 S/. 2,100.00 S/. 2,205.00 S/. 2,315.25 S/. 2,431.01 S/. 2,552.56 S/. 2,680.19 S/. 2,814.20 COMPRA EQUIPOS S/. 190,000.00 S/. 199,500.00 S/. 209,475.00 S/. 219,948.75 S/. 230,946.19 S/. 242,493.50 S/. 254,618.17 S/. 267,349.08 TOTAL EGRESOS S/. 193,000.00 S/. 202,650.00 S/. 212,782.50 S/. 223,421.63 S/. 234,592.71 S/. 246,322.34 S/. 258,638.46 S/. 271,570.38 IMPUESTOS S/. 750.00 S/. 787.50 S/. 826.88 S/. 868.22 S/. 911.63 S/. 957.21 S/. 1,005.07 S/. 1,055.33 TOTAL + IMPUESTOS S/. 193,750.00 S/. 203,437.50 S/. 213,609.38 S/. 224,289.84 S/. 235,504.34 S/. 247,279.55 S/. 259,643.53 S/. 272,625.71 S. FINAL S/. 194,500.00 S/. 204,225.00 S/. 214,436.25 S/. 225,158.06 S/. 236,415.97 S/. 248,236.76 S/. 260,648.60 S/. 273,681.03 ITEM/AÑO 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 Ventas S/. 27,000.00 S/. 28,350.00 S/. 29,767.50 S/. 31,255.88 S/. 32,818.67 S/. 34,459.60 S/. 36,182.58 S/. 37,991.71 Otros Ing. S/. 1,200.00 S/. 1,260.00 S/. 1,323.00 S/. 1,389.15 S/. 1,458.61 S/. 1,531.54 S/. 1,608.11 S/. 1,688.52 Total Ing. S/. 28,200.00 S/. 29,610.00 S/. 31,090.50 S/. 32,645.03 S/. 34,277.28 S/. 35,991.14 S/. 37,790.70 S/. 39,680.23 Materia prima S/. 700.00 S/. 735.00 S/. 771.75 S/. 810.34 S/. 850.85 S/. 893.40 S/. 938.07 S/. 984.97 MATERIALES S/. 300.00 S/. 315.00 S/. 330.75 S/. 347.29 S/. 364.65 S/. 382.88 S/. 402.03 S/. 422.13 MANO OBRA S/. 2,000.00 S/. 2,100.00 S/. 2,205.00 S/. 2,315.25 S/. 2,431.01 S/. 2,552.56 S/. 2,680.19 S/. 2,814.20 Impuestos S/. 750.00 S/. 787.50 S/. 826.88 S/. 868.22 S/. 911.63 S/. 957.21 S/. 1,005.07 S/. 1,055.33 Total egresos S/. 3,750.00 S/. 3,937.50 S/. 4,134.38 S/. 4,341.09 S/. 4,558.15 S/. 4,786.06 S/. 5,025.36 S/. 5,276.63 Utilidad S/. 24,450.00 S/. 25,672.50 S/. 26,956.13 S/. 28,303.93 S/. 29,719.13 S/. 31,205.08 S/. 32,765.34 S/. 34,403.61 -190000 S/. 24,450.00 S/. 25,672.50 S/. 26,956.13 S/. 28,303.93 S/. 29,719.13 S/. 31,205.08 S/. 32,765.34 S/. 34,403.61
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V. DISCUSIÓN
La crisis del cenit del petróleo y del efecto invernadero , ha originado que las reservas de petróleo han llegado a su nivel máximo el año 2010 , empezando desde esa fecha su constante declive , al igual en el Perú , a pesar de su larga tradición petrolera , desde el año 1863 , en donde se perforo el primer pozo petrolero activo de toda Sudamérica y poco después se instaló la primera refinería de Petróleo de la costa del pacifico de sud américa , en la actualidad solo produce 30,000 Barriles diarios de los 250,000 barriles que consume Esto ha determinado a la promoción por parte del estado y sus organismos descentralizados a la utilización de energías renovables no convencionales , en forma preferente la fotovoltaica , solar térmica y la eólica y la normatividad promotora de la misma , tal como la definición del concepto de potencia firme , y otros elementos promotores de la generación a pequeña escala , tal como la generación distribuida y variable , que permitirá eliminar los problemas de congestión en la trasmisión ,generar valor en el medio empresarial rural , por lo que el presente proyecto de diseñar , implementar y operar una generación hibrida distribuida , es de gran utilidad , para la sociedad y la nueva matriz energética peruana , la variabilidad de los fuentes fotovoltaica y eólica están configuradas para que se complementen y logren un mejor factor de carga y una mejor potencia firme , por lo cual , se trabajar este tipo de alternativas , para poder calibrar las medias correctas y poder optimizar su uso de la manera más eficiente posible
En los capítulos 2 , 3 y 4 del desarrollo , pasamos a describir el potencial energético de la zona , tanto en el tema fotovoltaico , como en el tema eólico , para lo cual , de acuerdo a la información secundario que se posee se procede a los dimensionamientos de los respectivos sistemas
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VI. CONCLUSIONES
Al determinar la demanda máxima del Caserío de Marapampa , debemos de tener en cuenta , que su crecimiento poblacional está dentro de los parámetros de crecimiento establecidos por el INEI , y me determina que al final de la vida útil de las instalaciones , esta estará en el orden de los 98 habitantes y de acuerdo a ratios de la dirección de electrificación rural del Ministerio de Energía y Minas , se tiene que , una vez obtenido la energía consumida diaria y la potencia instalada para viviendas particulares, I.E. N° 101171 – Nivel Primaria y el local comunal; calculamos la energía total promedio diaria y la potencia instalada, proyectadas a 20 años. La energía total promedio diaria para el caserío Marampampa es : ET = (0,818 kWh)(27) + (0,63 kWh) + (0,33 kWh) = 23,05 kWh
En la potencialidad de las energías solar y eólica , debemos de mencionar que , para determinar el tipo de sistema con energía renovable, utilizamos como herramienta principal al Software HOMER PRO. El Software HOMER PRO es una herramienta fundamental que nos permite El software HOMER PRO® de HOMER Energy fue obtenido por un periodo de prueba gratuita de 21 días y fue descargado de la página oficial de HOMER de la siguiente dirección URL: https://www.homerenergy.com/products/pro/index.html El objetivo de utilizar el software HOMER PRO es determinar el tipo de sistema con energía renovable con el cual se va electrificar el caserío de Marampampa ; ya sea con energía fotovoltaica, energía eólica o un sistema híbrido.
En cuanto al dimensionamiento del aerogenerador , debemos de indicar que proponemos un aerogenerador marca Enair de 3 kW de potencia y con una torre de 12 metros, ya que, según sus especificaciones técnicas , su gráfica de producción anual de energía, su gráfica de la curva de potencia y mediante la selección, simulación y optimización del software HOMER PRO, se determinó que si cumple con abastecer la máxima demanda del sistema eléctrico aislado.
Se debe iniciar, que el proyecto es viable por sus indicadores Valor Actual Neto y Tasa Interna de Retorno Económico a precios privados
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VII. RECOMENDACIONES
Este trabajo debe ser replicado en otras regiones y localidades , ahora que es necesario la promoción de las energías renovables no convencionales y la generación distribuida , se puede tocar el mismo tipo de combinación , así como otras variantes con las respectivas simulaciones y escenarios, todo con la intención de lograr la optimización de la matriz energética Peruana
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REFERENCIAS
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Plataforma de Descarga EXALMAR - Chimbote. Chimbote: UNS.
Alcívar García, J. E. (2006). “Diseño, implementación y análisis de un prototipo de vehículo híbrido”. TESIS DE GRADO. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL, Quayaquil, Ecuador.
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