Sistema fotovoltaico como propuesta energética a poblaciones vulnerables, en centros de desarrollo infantil en la localidad de San Cristóbal

SISTEMA FOTOVOLTAICO COMO PROPUESTA ENERGÉTICA A POBLACIONES VULNERABLES, EN CENTROS DE DESARROLLO INFANTIL EN LA LOCALIDAD DE SAN

CRISTÓBAL

Paula Andrea Sarmiento Mora Álvaro Ricardo Charry Cortes

IDENTIFICACIÓN, FORMULACIÓN, EVALUACIÓN DE PROYECTOS

Universidad Distrital Francisco José de Caldas Bogotá DC, Colombia

Contenido

INTRODUCCIÓN ... 5

1. MARCO DE REFERENCIA ... 7

1.1 MARCO HISTORICO ... 8

1.2 MARCO LÓGICO ... 9

1.2.1 Análisis de involucrados ... 9

1.2.2 Análisis Situación Problema ... 9

1.2.3 Análisis de Objetivos ... 10

1.2.4 Análisis de Alternativas... 11

2.1 ENCUESTA DE MERCADO ... 13

2.2 ESTUDIO DE DEMANDA Y OFERTA ... 14

2.3 HISTÓRICO DE LA DEMANDA DE PANELES SOLARES ... 16

2.4 MERCADO OBJETIVO ... 18

2.5 CANALES DE DISTRIBUCIÓN... 19

2.6 CARACTERIZACIÓN DEL CLIENTE ... 20

2.7 PLAN DE VENTAS ... 20

2.7.1 ESCENARIO OPTIMISTA ... 21

3.7.2 PRONÓSTICO ESPERADO ... 21

3.7.3 PRONÓSTICO PESIMISTA ... 22

3. ESTUDIO TÉCNICO ... 23

3.1 ESTUDIOS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO ... 23

3.2 CARACTERIZACIÓN DEL LUGAR ... 23

3.3 PRESENTACIÓN DE ALTERNATIVAS ... 24

3.4 SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA EL DISEÑO ... 24

3.4.1 Equipos principales ... 24

3.5 Estimación de recursos ... 28

3.5.1 Equipos de medición ... 28

3.5.2 Muebles y equipos de Oficina ... 29

3.5.3 Softwares y licencias ... 30

3.5.4 Centro de Trabajo ... 31

3.6 Definición de proceso ... 33

3.7 Perfiles del Personal de Trabajo ... 35

3.8 Organigrama... 36

3.9 Nomograma ... 37

3.10 Estudio Impacto Ambiental ... 39

3.10.2 uso del agua: ... 39

3.10.3 Uso de sustancias toxicas ... 39

3.10.4 Emisiones de gases invernadero ... 40

5. ESTUDIO FINANCIERO ... 41

5.1 FLUJO DE CAJA ... 42

CONCLUSIONES ... 42

ANEXOS... 43

Tablas

Tabla 1 Diseño Alternativa 1 (Fuente autor) ... 11

Tabla 2 Diseño Alternativa 2 (Fuente autor) ... 12

Tabla 3 Diseño Alternativa 3 (Fuente autor) ... 12

Tabla 4 Proyección de la Demanda EE Anual (GWh), UPEM-2017 ... 15

Tabla 5 Pronóstico de ventas optimista (Fuente: Autor) ... 21

Tabla 6 Pronóstico de ventas esperado (Fuente: Autor) ... 22

Tabla 7 Pronóstico de ventas pesimista (Fuente: Autor) ... 22

Tabla 8 Proceso detallado de ejecución de un proyecto de diseño de un Sistema fotovoltaico (Autor: Propio) ... 34

Tabla 9 Perfil del personal de la compañía (Autor) ... 36

Tabla 10 Nomograma (Autor) ... 38

Tabla 11 Proyección de costos (Fuente: Autor) ... 41

Ilustraciones

Ilustración 2 . Proyección Demanda EE Anual. Ver Tabla 4 ... 15

Ilustración 3 The Solar PV crystalline silicon and thin-film module cost learning curve (IRENA , 2014)17 Ilustración 4 Curva de precio de Monocristalino en Colombia (sin Iva) (GREG, 2012) ... 18

Ilustración 5 Acercamiento directo al cliente (Fuente Autor) ... 20

Ilustración 6 Pronostico de ventas optimista (Fuente:Autor) ... 21

Ilustración 7 Pronostico de ventas esperado (Fuente: Autor) ... 21

Ilustración 8 Pronostico de ventas (Fuente: Autor) ... 22

Ilustración 9 Índice de radiación en Bogotá (UPME, 2014) ... 24

Ilustración 10 Panel solar de 325 W TALESUN Ref. TP672P (TALESUN, 2015) ... 25

Ilustración 11 Inversor de 18 kW trifásico Marca Schneider (Schneider Electric, 2018) ... 26

Ilustración 12 Trasformador trifásico tipo seco (TJP, 2018)... 26

Ilustración 13 Caja combinatoria DC (INDIAMART, 2018) ... 27

Ilustración 14 Tablero de Combinación AC (ENPHASE, 2018) ... 27

Ilustración 15. Telurómetro ERAMUS MI 3123 (Megger, 2018) ... 28

Ilustración 16 pinza voltiamperimetrica básica (Fluke,2018) ... 29

Ilustración 17 Analizador de redes marca CHAUVIN ARNOUX CA8333 (CAUVIN, 2018) ... 29

Ilustración 18. Ubicación de la Oficina en el barrio la castellana (Bogotá). (Uniproyectos, 2018) ... 32

Ilustración 19 Muestra física de la Oficina en el barrio la castellana (Bogotá) (Uniproyectos, 2018) .... 32

Ilustración 20 Diagrama de procesos (Fuente: Autor) ... 34

INTRODUCCIÓN

El motor del pasado fueron las energías fósiles, bajo el acuerdo de parís firmado durante la cumbre de cambio climático en el 2015 el futuro se encuentra en las energías renovables, es por ello que en el presente construimos las bases del cambio, en la actualidad Colombia se encuentra desarrollando proyectos de avance tecnológico en celdas fotovoltaicas, lo cual nos permite dar un vistazo al futuro que le espera al país.

Bogotá se encuentra ubicada a los 4° 35' de latitud norte y 74° 04' de longitud oeste. Su temperatura promedio es de 14 °C y se extiende sobre un piso térmico de subpáramo. En esta ciudad cuatro entidades poseen estaciones meteorológicas dotadas de instrumentos que miden la radiación solar: IDEAM, Secretaría Distrital de Ambiente, CAR Cundinamarca, y la Universidad Nacional. Cada organismo maneja unidades de radiación y frecuencias de registro diferentes y por ello fue necesario efectuar las conversiones necesarias para que toda la información se expresara en horas de sol estándar [HSS], como se muestra en la ecuación:

Ecuación 1 Horas de Sol estándar en Bogotá

La ecuación, indica que una hora de sol estándar es equivalente a la energía generada con una radiación solar de un kilovatio sobre una superficie de un metro cuadrado durante una hora. Por ello en Colombia, con la implementación de la ley 1715 y la resolución de la CREG 030 de 2018, se fomenta la implementación de energías alternativas y promover la autogeneración a pequeña escala en donde los usuarios residenciales de todos los estratos, así como los comerciales y pequeños industriales, puedan atender sus propias necesidades y puedan vender los excedentes al sistema interconectado, señala la Comisión en un comunicado.

La energía solar hoy en día representa la segunda fuente avanzada de energía renovable de mayor penetración en el mundo, después de la eólica, con una producción que equivale a entre 0,85% y 1% de la demanda mundial de electricidad (RenewableEnergies,2016), lograda a través de una capacidad instalada de 139 GW a 2013. En el año 2013 está tecnología superó por primera vez en términos decrecimiento a la energía eólica con un incremento en la capacidad instalada de 39 GW (frente a 35GW de eólica), presentando a la vez un crecimiento promedio del 55% anual para los últimos 5 años. Países como Alemania, China e Italia lideran los mercados de la energía solar contando con capacidades instaladas del orden de 36,19 y 18 GW, respectivamente.

Para el caso de Colombia, las fuentes disponibles de información de recurso solar indican que el país cuenta con una irradiación promedio de 4,5 kWh/m2/d (REN21 Renewables Global Status Report (2014), por ello la adaptación de energía solar en la vida cotidiana de las poblaciones con poco acceso al recurso energético, el diseño de celdas fotovoltaicas es el primer acercamiento para lograr a futuro implementar con éxito esta alternativa energética.

1. MARCO DE REFERENCIA

Colombia es un país que presenta una alta oportunidad en capturar de radiación solar aún en días nublados según el Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) publicado desde el año 2015, en él es posible consultar en tiempo real los cambios en la radiación solar y otros factores climatológicos de Colombia.

Colombia tiene un compromiso social y ambiental que se refleja en el modelo de ciudades sostenibles y competitivas, el cual apoya proyectos de sostenibilidad ambiental en las ciudades a partir de innovación tecnológica. Por ello los proyectos que tienen una visión a futuro como lo son las energías alternativas y en especial la energía solar, toman una relevancia importante para la economía del país.

Para muchas personas hoy en día la energía solo puede ser usada por empresas que manejen una gran cantidad de recursos, ese es uno de los primeros mitos de este tipo de alternativa energética, por el contrario, es una solución a muchas de las problemáticas de abastecimiento energético que presentan las poblaciones vulnerables actualmente.

Es evidente que el país necesita alternativas para cumplir con los objetivos planteados en el acuerdo de París firmado en el año 2016, en donde varias naciones se comprometieron a disminuir sus emisiones de CO2 con el fin de mitigar el aumento de 2°C en la temperatura del planeta, con esta premisa el desarrollo de proyectos dirigidos al cumplimiento de esta meta y las planteadas en el documento de ODS ratificado en el año 2017 deben ir de la mano para cumplir con lo acordado a nivel global.

Debido a lo anterior se considera desarrollar un estudio de factibilidad de un diseño simplificado de celdas fotovoltaicas enfocado en centros de desarrollo infantil ubicados en la localidad de San Cristóbal de la ciudad de Bogotá; con el fin de fortalecer el conocimiento del potencial de territorio en esta temática, se toma como muestra para la generación del diseño simplificado.

El cual según Retie (Norma Eléctrica Colombiana), el diseño simplificado se aplica para los siguientes casos:

“Instalaciones eléctricas de vivienda unifamiliar o bifamiliares y pequeños comercios o pequeñas industrias de capacidad instalable mayor de 7 kVA y menor o igual de 15 kVA, tensión no mayor a 240 V, no tengan ambientes o equipos especiales y no hagan parte de edificaciones multifamiliares o construcciones consecutivas objeto de una misma licencia o permiso de construcción que tengan más de cuatro cuentas del servicio de energía y se especifique lo siguiente:

 Análisis de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos.

 Diseño del sistema de puesta a tierra.

 Cálculo y coordinación de protecciones contra sobre corrientes.

 Cálculos de canalizaciones y volumen de encerramientos (tubos, ductos, canaletas, electroductos).

 Cálculos de regulación.

 Elaboración de diagramas unifilares.

 Elaboración de planos y esquemas eléctricos para construcción.

 Establecer las distancias de seguridad requeridas.” (2013, RETIE)

1.1 MARCO HISTORICO

La historia de los paneles solares comienza el siglo XIX se descubrió el efecto fotovoltaico (Becquerel, 1839) y se hicieron dispositivos que funcionaban con selenio (Frits, 1883), el primer dispositivo funcional, una célula de silicio de unión pn del 6% de eficiencia no fue realizado hasta 1954 en los laboratorios Bel/(USA). El mismo año en laboratorios de la fuerza aérea se obtuvo una célula de heterounión Cu2S/SCd también del 6%.

En 1960 varios autores, entre los que se incluye el premio Nobel Schockley, desarrollaron la teoría fundamental de la célula solar en todos sus aspectos más relevantes: Materiales, espectro de la radiación, temperatura, termodinámica y eficiencia. Las células solares fueron empleadas por rusos y americanos en sus satélites artificiales demostrando su fiabilidad.

En 1972 suceden dos hechos importantes: el primero es la creación de la Agencia de Desarrollo e Investigación en Energía (USA), la primera organización promovida y sostenida por un gobierno en el mundo, y en segundo lugar, el embargo petrolífero impuesto por los productores de petróleo del Golfo Pérsico. Este hecho sacudió intensamente a los países industrializados, de modo que muchos gobiernos, incluido el de España, iniciaron programas para favorecer la aplicación de las energías renovables, en especial, la solar.

Hasta 1980 la Industria no empezó a madurar, basándose en la tecnología de células de unión pn de silicio. Los desarrollos fabriles en película delgada, como el silicio Amorfo (a- Si) y las heteros uniones cual se encontraron dificultades insalvables al tratar de obtener módulos de tamaño comercial. Éstas y otras dificultades derivadas del pequeño mercado en los 80 determinaron que muchas compañías cambiaran de dueño, aunque pocas desaparecieron. En 1981 se crea en España Isofotón como spin-off de la Universidad Politécnica de Madrid (Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación) que llegaría a convertirse en la segunda de Europa y séptima del mundo a finales de los 90.

1.2 MARCO LÓGICO

El siguiente marco lógico refleja el análisis de involucrados, situación problema, objetivos y alternativas.

1.2.1 Análisis de involucrados

La población a la cual se dirige nuestro proyecto son los centros de desarrollo infantil ubicados en la localidad de San Cristobal, fundaciones y organismos nacionales e internacionales interesados en invertir en el componente social de países en vía de desarrollo, quienes necesiten implementar alternativas energéticas basadas en energía fotovoltaica.

1.2.2 Análisis Situación Problema

Actualmente diversas organizaciones nacionales e internacionales, son conscientes de la problemática ambiental; uno de los factores determinantes del deterioro que se presenta actualmente en el planeta se refleja en las consecuencias que trae el cambio climático, a pesar de este conocimiento no son muchas las acciones que se enfocan en el diseño de celdas fotovoltaicas como alternativa energética para dar solución a la deficiencia en el abastecimiento energético en poblaciones vulnerables, este tipo de alternativas están siendo enfocadas a poblaciones con alto poder adquisitivo para aumentar el estatus de grandes edificaciones, pero no se toma como un medio de importancia para mitigar el impacto ambiental que se genera producto de actividades desarrolladas sin ningún tipo de tecnificación energética.

Ilustración 1 Árbol de Problemas, (Fuente autor)

Debido al sistema de iluminación y seguridad, elementos que actualmente consumen energía un alto porcentaje energético en (Kw/hora), dentro de los centros de desarrollo infantil, se han generado pérdidas económicas en la identidad, puesto que según la medición tomada por Codensa la edificación consumen más de 131 Kwh/mes en estrato 2, el cual se traduce en una inversión de 524 $/Kwh, es decir pagan aproximadamente $68.644 COP. Estos equipos por ser de baja eficiencia con un factor de potencia de 0,8 (las pérdidas que genera el equipo, ya sea por calor o por sobretensiones es del 20%) han hecho que dichos consumos se aumenten a causa de la falta de un sistema de suplencia.

1.2.3 Análisis de Objetivos

Teniendo las principales problemáticas identificadas, se realiza un árbol de objetivos para determinar las metas que se debe cumplir en el desarrollo del proyecto.

El objetivo para solucionar la problemática anteriormente mencionada consiste en elaborar un estudio de factibilidad para la elaboración del diseño de celdas fotovoltaicas como propuesta energética y con ello se busca plantear y proponer equipos con mayor eficiencia que permita una reducción considerable en el consumo energético.

tales como aquellos adquiridos a través de la aprobación del estatuto de la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena) mediante la Ley 1665 de 2013. (ministerio de trasporte,2014)

1.2.4 Análisis de Alternativas

Para cumplir con las necesidades de autogeneración energética, se elaboran tres posibles alternativas, con el fin de dar a conocer a los interesados, las ventajas y desventajas de las mismas antes de iniciar la elaboración del diseño.

1.2.4.1 Alternativa 1:

En la Error! Reference source not found. se encuentra un análisis de comparación general del diseño de un sistema con una suplencia energética total a partir de un generador fotovoltaico y generación Diesel y Baterías para la disminución del consumo de energía

Ventajas Desventajas

● Garantiza una reducción considerable en los costos de consumo energético, al ser una suplencia total.

● El sistema no esta interconectado a red, ya que la suplencia es total

● Los costos de instalación, operación y mantenimiento son altos ya que requiere de una gran inversión.

● Los constantes cambios en el tiempo, debido a la variabilidad climática, afectaría la capacidad de carga del sistema, se presentan momentos en los que no se cuente con energía eléctrica.

● Se requiere baterías para el sistema el cual tienen una vida útil entre 2 a 5 años

● Es necesario un generador Diesel que permita cargar las baterías de noche en caso de que se

descarguen

1.2.4.2 Alternativa 2:

Para la segunda alternativa, el cual trata de un diseño de suplencia energética temporal con un sistema de conexión a la red que permite un ahorro energético. En la Error! Reference source not found. se puede observar los beneficios e inconvenientes del uso de ese sistema.

Ventajas Desventajas

● Reducción parcial en los costos de consumo energético, al ser una suplencia compartida.

● Los constantes cambios en el tiempo, debido a la variabilidad climática, no afectaría la capacidad de carga del sistema, debido este estará alimentado o por las celdas fotovoltaicas, o la red eléctrica convencional.

● Existe posibilidad de venta de excedente de energía

● Los costos de instalación,

operación y mantenimiento no son

Tabla 2 Diseño Alternativa 2 (Fuente autor)

1.2.4.3

Alternativa 3:

La otra alternativa es el diseño a una suplencia energética puntual. Esta conlleva algunas ventajas como la baja inversión inicial o desventajas como el bajo ahorro a comparación de las otras alternativas. En la

Error! Reference source not found. se puede observar la comparación.

Ventajas Desventajas

● Garantiza una reducción parcial en los costos de consumo energético, al ser una alimentación especifica ● Los constantes cambios en el

tiempo, debido a la variabilidad climática, no afectaría la capacidad de cargas alimentadas por la red del alto consumo.

Tabla 3 Diseño Alternativa 3 (Fuente autor)

2. ESTUDIO DE MERCADO

Para este proyecto se realizó un estudio de mercado que permitió observar los diferentes aspectos que se requieren analizar para identificar y verificar las necesidades de los usuarios de la energía solar fotovoltaica

2.1 ENCUESTA DE MERCADO

En primera instancia se hizo una parametrización de variables de acuerdo a los aspectos requeridos para un estudio de mercado. Una vez realizada, se efectuó el diseño de una encuesta la cual permitió analizar el comportamiento de dichas variables, lo cual es básico para la continuación en el proyecto teniendo en cuenta el ámbito social del proyecto.

 Las encuestas se realizaron a 23 personas naturales, que pertenecen a distintas organizaciones de carácter social las cuales tienen un interés en fomentar una mejor calidad de vida a poblaciones vulnerables que se benefician de estos centros de desarrollo infantil, esta herramienta permite establecer el nivel de aceptación de las poblaciones a los proyectos relacionados a la energía por sistemas fotovoltaicos, la presente encuesta busca dar respuesta a la información requerida en los diferentes aspectos a analizar tales como tendencias del mercado, producto, oferta de productos iguales o similares, demanda, precio, canales de comercialización y estrategias de comercialización por lo que de este análisis se obtendrá una información para los pasos siguientes en el desarrollo del proyecto. Utilizando la herramienta de Google forms. La cual, permite obtener los resultados de la encuesta realizada y se procederá realizar un análisis de cada pregunta realizada. (Ver Anexo 1)¿En qué términos definiría su interés por el medio ambiente?

Se obtuvo una respuesta de 100%, lo cual corresponde a un alto interés por parte de las personas encuestadas con respecto a las temáticas ambientales debido a que esta es una temática transversal.

 ¿A qué organización representa?

Esta pregunta se realiza con el fin de conocer puntualmente cual es la organización que se interesa en responder la encuesta, ya que puede ser respondida por personas que a pesar de pertenecer a una organización quieren adquirir el diseño por una razón particular, lo cual fortalece la comunicación, con las mismas una vez finalizada la encuesta.

 ¿Ha oído hablar de los paneles fotovoltaicos (o solares)?

Conocer el interés de la inversión en paneles solares permite, con el fin de puntualizar quienes podrían estar o no interesados en realizar un cambio energético en su organización.

paneles tienen una vida útil de aproximadamente 20 años. ¿Le interesaría implementar esta tecnología?

La pregunta encamina al encuestado con el fin de dar un tiempo aproximado del tiempo en que puede llegar a recuperar su inversión, y a su vez lo informa de las ventajas que tiene al solicitar un diseño de paneles solares.

 ¿Considera que la energía solar es una alternativa energética para poblaciones de bajos recursos?

Con el fin de conocer el interés del encuestado de cooperar con el desarrollo de las poblaciones vulnerables, es importante saber si está dispuesto a realizar inversiones en este sector para favorecer y fortalecer las poblaciones de bajos recursos que en ocasiones no tienen acceso a la energía eléctrica.

 ¿Conoce usted que es el Sello LEED?

El conocimiento del sello LEED, es uno de los incentivos más grandes que tienen las empresas a nivel ambiental, debido a que existe un beneficio por parte del estado a quienes lo implementen, es importante conocer si el encuestado conoce que al considerar la inversión en energía solar puede adquirir beneficios externos, además de los descuentos que ofrecen los programas de Responsabilidad Social Empresarial (RSE).

 ¿Está interesado (a) en conseguir certificar su organización con el sello LEED?

Al conocer los beneficios del sello LEED, se debe cumplir con algunos requisitos por parte de la organización que lo llevaran a conseguir el sello que lo certifica a nivel nacional e internacional.

2.2 ESTUDIO DE DEMANDA Y OFERTA

De acuerdo a datos de la Upme (UPME, 2017),), a nivel nacional se estima que la demanda de potencia máxima en un escenario alto medio y bajo, “sin incluir la demanda de Grandes Consumidores Especiales (por ejemplo, la red interconectada a Panamá)” tenga un crecimiento promedio para el período 2017 a 2031 de entre 2,96 y 2,08%. La Tabla 4 Proyección de la Demanda EE Anual (GWh Tabla 4 Proyección de la Demanda EE Anual (GWh muestra estas proyecciones de demanda de potencia máxima, sin incluir la demanda de Grandes Consumidores Especiales (como Panamá)

Proyección GWh

Año Esc Alto Esc Medio Esc Bajo

2022 78,018 74,209 74,297 2023 80,014 76,150 76,199 2024 82,133 78,099 78,220 2025 84,366 82,350 80,348 2026 86,653 84,583 82,529 2027 89,052 86,927 84,817 2028 91,532 89,349 87,182 2029 94,078 91,836 89,610 2030 96,743 94,439 92,152 2031 99,609 97,239 94,886

Tabla 4 Proyección de la Demanda EE Anual (GWh), UPEM-2017

la ilustración 2, proyecta el consumo de energía eléctrica al año 2031. De la figura, se obtiene que para el año 2031, lo cual establece las características que debe tener el sistema eléctrico nacional y regional para suplir esta demanda.

Ilustración 2 . Proyección Demanda EE Anual. Ver Tabla 4 0

20 40 60 80 100 120

2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032

Considerando la ilustración anterior, los sistemas renovables como los fotovoltaicos se convierte en una respuesta para fortalecer y garantizar un abastecimiento según la proyección de demanda de los próximos 20 años. Sistemas que el gobierno promueve con leyes como la Ley 1715 de 2014 que busca la utilización de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, en el sistema energético nacional, mediante su integración al mercado eléctrico, su participación en las zonas no interconectadas y en otros usos energéticos como medio necesario para el desarrollo económico sostenible, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la seguridad del abastecimiento energético. Con los mismos propósitos se busca promover la gestión eficiente de la energía, que comprende tanto la eficiencia energética como la respuesta de la demanda.

2.3 HISTÓRICO DE LA DEMANDA DE PANELES SOLARES

Los precios de los Paneles Fotovoltaicos (FV), se ha reducido a más de 10 veces su precio en los últimos 30 años, sin embargo, el costo nivelado actual de la electricidad (LCOE) de los paneles FV siguen siendo aún más altos que los precios en el mercado mayorista de electricidad. La competitividad en otros mercados depende de una variedad de condiciones locales (Tecce, 2017)

El LCOE de los sistemas de paneles FV, generalmente dependen en gran medida del costo de los componentes individuales del sistema, así como la ubicación y otros factores que afectan el rendimiento global del sistema. El mayor componente del costo de inversión de los sistemas fotovoltaicos es el costo del panel o módulo fotovoltaico. Hay otros factores de costos que afectan al LCOE como el equilibrio de los componentes del sistema (ECS: todas las piezas de un sistema solar fotovoltaico con excepción de los módulos solares fotovoltaicos, inversores, sistemas de montaje y estructuras), el costo de instalación, operación y mantenimiento. Debido a la dinámica del desarrollo de costos de sistemas fotovoltaicos, en esta sección se centra en las tendencias de costos más que el costo actual. No obstante, los costos de los últimos se presentan en la discusión de los factores de coste individuales y LCOE resultante a continuación. (Tecce, 2017)

El promedio global de los precios mundiales de energía fotovoltaica de la fábrica de paneles se redujo de alrededor de 22 USD/W en 1980 a menos de 1,5 USD/W en 2010 (Bloomberg, 2010). La mayoría de los estudios sobre la curva de aprendizaje de energía fotovoltaica se enfocan en los paneles FV, ya que representan el ítem con mayor costo por unidad dentro de un sistema fotovoltaico (Yang, 2010). Los rangos históricos de aprendizaje de experiencias sobre paneles FV están entre 11% y 26% (Maycock, 2002; Parente et al, 2002), con un tasa de progreso promedio del 80% y, en consecuencia, una tasa media histórica de aprendizaje (experiencia en el factor precio) del 20%, lo que significa que el precio se redujo en un 20% por cada duplicación de las ventas acumuladas (Hoffmann, 2009;. Hoffmann et al,2009).

Un ejemplo es la evolución de precios en los paneles FV de silicio policristalino en los últimos 35 años, en donde como se muestra en la ilustración 3, el precio de fabricación de paneles disminuye según la cantidad instalada, esto permitió determinar que los paneles en el proyecto sean de silicio

Ilustración 3 The Solar PV crystalline silicon and thin-film module cost learning curve (IRENA , 2014)

El crecimiento de la demanda a partir de 2003 condujo a un aumento de los precios debido a la oferta limitada del mercado, que luego se transformó en un mercado impulsado por la demanda, lo que conduce a una reducción significativa de precios debido al exceso de capacidad de paneles en el mercado (Jäger-Waldau, 2010a).

Ahora bien, el costo de paneles solares varía con respecto a su uso, diseño, construcción y marca, por ello cabe resaltar la importancia de evaluar algunos factores que pueden ser reflejados en los costos representativos del diseño de paneles solares. Basados en la ley de oferta y demanda los costos de paneles solares varían según la misma.

A mayor demanda del público por los paneles solares menor es su precio. La ubicación también juega un papel muy importante, ya que puede tener un gran impacto en el precio final del panel, así como de un proyecto de energía solar. Los gobiernos federales y locales en muchos países ofrecen incentivos financieros para que los sistemas de compra e instalación sean más accesibles y que el uso de esta energía favorece a la economía y desarrollo de los países que promueven su implementación.

Ilustración 4 Curva de precio de Monocristalino en Colombia (sin Iva) (GREG, 2012)

Al existir distintos tipos de paneles los de tipo cristalinos son los más comunes del panel fotovoltaico. La tecnología ha estado en el mercado por más de 50 años y fue desarrollada por primera vez para la alimentación de energía de satélites. “Son capaces de tener hasta 20% de eficiencia. La mayoría de estas tecnologías son muy fiables (25 años de garantía es la norma) y producen resultados similares en términos de eficiencia de la generación de energía. Existen dos variedades: paneles monocristalinos y paneles policristalinos.” (2016, CEMAER, Centro de estudios ambientales).

Los paneles monocristalinos, son los más eficientes disponibles en la actualidad, ya que producen más energía por metro cuadrado, pero pueden costar más que otros tipos. Los paneles policristalinos, son un poco menos eficientes en producción de energía, sin embargo, son más baratos que los monocristalinos. Los de capa fina, o paneles flexibles son muy baratos, pero también son más ineficientes, sólo un 10%, al requerir más área por Watt producido. Lamentablemente su durabilidad a largo plazo a menudo se cuestiona. Son menos costosos ya que requieren menos cantidad del material activo. La mayor parte de la investigación y desarrollo de celdas solares actualmente se está centrando en las tecnologías de película delgada.

En Colombia según datos de la GREG el precio de por kWpico en una instalación Off-Grid (sistema con paneles, inversores, controladores de carga y baterías) oscila alrededor de los $ 15,584,000 COP (GREG, 2012).

2.4 MERCADO OBJETIVO

centros de desarrollo infantil.

En el mercado se pueden identificar 3 distintas empresas que ofrecen actualmente el servicio de venta de diseños de paneles solares: Allianz energy es una empresa dedicada a la comercialización de energías limpias, actualmente su precio en el mercado para el diseño de paneles solares se encuentra entre los $5´000.000 a $7´000.000 (Allianz energy,2018, cotización vía chat) de pesos, Senergysol ofrece el mismo servicio por un costo aproximado de 4´500.000 con posibilidades de apoyo de la instalación dependiendo el tamaño que se pretenda destinar a esta actividad (Senergysol,2018, cotización vía chat), Globalem ofrece actualmente el servicio de diseño de elaboración del diseño de paneles solases sin implementación desde 5’500.000 si quien lo adquiere solo desea el diseño, si por el contrario se desea implementar con la empresa el costo del diseño es de 4’000.000 (Globalem,2018, cotización vía chat) . Según las cotizaciones anteriores es posible llegar a un promedio de costos que maneja actualmente la competencia.

2.5 CANALES DE DISTRIBUCIÓN

Para la distribución del producto se generan los siguientes canales, los cuales permiten generar cercanía con el cliente entendiendo la necesidad que se requiere contenga el diseño, redes sociales, convocatorias abiertas con diferentes entidades públicas, privadas o mistas, ferias de desarrollo energético y temáticas ambientales, entre otras.

Con el fin de satisfacer la necesidad que presente cada cliente, se pretende desarrollar un diseño simplificada de paneles fotovoltaicos según especificaciones técnicas especiales, para el caso de los centros de desarrollo infantil ubicados en la localidad de San Cristóbal, en la actualidad se encuentran registrados 190 según el listado de la secretaria de integración social el cual reporta los establecimientos infantiles registrados a la fecha en la ciudad de Bogotá por localidad, el proceso de acercamiento al cliente una vez se ha presentado el interés de adquirir el servicio por parte del mismo, se presenta en la

Ilustración 5 Acercamiento directo al cliente (Fuente Autor)

2.6 CARACTERIZACIÓN DEL CLIENTE

Personas, empresas o entidades que busque para su proyecto los siguientes objetivos:

● Autoconsumo comercial y energía de reserva.

● Residencial solar de conexión a red con energía de reserva. ● Energía de reserva residencial y autoconsumo.

● Comercial solar fuera de la red y electrificación comunitaria.

2.7 PLAN DE VENTAS

2.7.1 ESCENARIO OPTIMISTA

En el escenario optimista se espera tener unas ventas constantes desde el primer año y mantenerlas a través de los 5 años propuestos para el proyecto la tabla 5, reflejo el número de ventas proyectado al año 2023 año a año, se observa con mayor claridad este escenario en la ilustración 5 PRONÓSTICO de ventas optimista. Tabla 5 Pronóstico de ventas optimista (Fuente: Autor)

3.7.2 PRONÓSTICO ESPERADO

El pronóstico esperado refleja las ventas que se pretende es ideal para llegar a tener unas ventas constantes sin recargar labores de producción durante otros años, es decir que se encuentra en equilibrio sin presentar mayores dificultades para el equipo de elaboración de los diseños, este pronóstico se presenta en la tabla 6 y la ilustración 6 PRONÓSTICO de ventas esperado.

Ilustración 7 Pronostico de ventas esperado (Fuente: Autor)

0

PRONÓSTICO de ventas Esperado Tabla 6 Pronóstico de ventas esperado (Fuente: Autor)

3.7.3 PRONÓSTICO PESIMISTA

El escenario pesimista permite evaluar y prever el riesgo que se puede llegar a tener en cuanto a las ventas los 5 años de vida que se plantea para el proyecto, si en alguno de los años no se llegara a presentar una disminución significativa de las ventas estas se tendrían que ver reflejadas en años siguientes, según la tabla 7 ( PRONÓSTICO de ventas pesimista (Fuente: Autor) ) en un escenario pesimista las ventas se verían afectadas en algunos meses y podría recargar algunos años con ventas más altas en donde no se cuente con el tiempo suficiente para cumplir con la entrega de los diseños , lo cual puede acarrear costos extra al desarrollo del proyecto, las ventas irregulares se presentan en siguiente la ilustración ( Ilustración 7 PRONÓSTICO de ventas ( Fuente: Autor).

Ilustración 8 Pronostico de ventas (Fuente: Autor)

PRONÓSTICO de ventas Pesimista Tabla 7 Pronóstico de ventas pesimista (Fuente: Autor)

Para el año 2 se pretende ampliar la planta de trabajo con el fin de avanzar en la entrega de los diseños de celdas fotovoltaicas, por ello se genera el plan de ventas proyectado de 2018 al 2023.

3. ESTUDIO TÉCNICO

En el estudio técnico, se mostrará los criterios para el diseño simplificado teniendo en cuenta la normatividad como el RETIE, la NTC 2050 y la CREG 030 del 2018.

3.1 ESTUDIOS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO

Primero que todo, para la oferta de algún diseño es necesario realizar una visita técnica y una reunión con el cliente, el cual buscara determinar la mejor alternativa de consumo que se adecue a sus necesidades.

3.2 CARACTERIZACIÓN DEL LUGAR

Ilustración 9 Índice de radiación en Bogotá (UPME, 2014)

Con estos datos y con la información suministrada por el cliente con respecto al consumo de energía de la institución beneficiada, se determina la cantidad de paneles necesario para la suplir la carga.

3.3 PRESENTACIÓN DE ALTERNATIVAS

Se tomará como estrategia comercial, la muestra varios tipos de paquetes de diseño de los tres tipos de alternativas de autoconsumo energético.

Estos paquetes al largo de la implementación de cada proyecto estarán en constante modificación o creación y dependiendo del cual se tomará en cuenta para el diseño, se adaptará a las especificaciones básicas y de detalle que requiere el proyecto. Esa estrategia lo que busca es a lo largo que se vallan ejecutando los proyectos, se reduce la producción y tiempo de los diseños.

3.4 SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA EL DISEÑO

Contemplando el diseño de paquetes que faciliten el desarrollo de los diseños de forma simplificada y eficaz. Aunque factores como la disponibilidad del terreno y el área de instalación influyen en la ingeniería de detalle, permitirá una mejora continua a la calidad del producto (el diseño).

3.4.1 Equipos principales

que el cambio de proveedor provoca la modificación inmediata de los diseños. Por esta razón se establece a continuación los principales equipos que componen los sistemas posteriormente expuestos.

3.4.1.1 Panel Fotovoltaico (FV):

Los Paneles Solares, están formados por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos mediante el efecto fotoeléctrico. Los paneles que se van a emplear son marca TALESUN Ref. TP672P de material policristalina, el cual contiene las siguientes características:

 Potencia máxima: 325 W pico

 Tensión en circuito abierto: 45.5 V

 Corriente en corto circuito: 9.33 A

 Peso: 23.5 Kg

 Dimensión: 1960x990x40 mm

En la Ilustración 9 se observa el tipo de paneles que se plantea utilizar para los paquetes de diseño, hay que tener en cuenta que el cambio del tipo de tecnología afecta en el diseño, ya que la estimación de cantidad de paneles a instalar, depende de la características de tensión, corriente y eficiencia.

Ilustración 10 Panel solar de 325 W TALESUN Ref. TP672P (TALESUN, 2015)

3.4.1.2 Inversores (INV):

Este equipo cambia un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con magnitud y frecuencia deseado. El inversor empleado serán de marca Schneider Electric y Xantrex (depende de la carga a instalar), lo cual permite una generación de energía distribuida, descentralizada, el cual contiene las siguientes características:

Los inversores dependerán del tipo de carga y el tipo de conexión que se desea implementar.

En la Ilustración 11 muestra el inversor CL 18 NA, que es un tipo de inversor que produce en corriente continua una potencia de hasta 18 kW y cuenta con sistema de protección para una interconexión eficaz a la red pública.

Ilustración 11 Inversor de 18 kW trifásico Marca Schneider (Schneider Electric, 2018)

3.4.1.3 Transformador Principal (TP):

Debido a que normalmente las salidas de los inversores oscilan entre 380-480 VAC, es requerida la fabricación de un transformador para la tención típica de interconexión 208 VAC. Por esto el trasformador a instalar es de tipo Seco con las siguientes características:

• Potencia: Según inversor o cadena de inversores • Relación de trasformación: 380-480 / 208 V • Tipo de conexión: Dependerá de la red • Tipo de instalación: subestación

Dependiendo de la capacidad, se determina la capacidad del transformador, estos transformadores deberán ser secos debido a su fácil instalación y los requerimientos según la RETIE para su instalación. En la Ilustración 12 se muestra un trasformador típico seco

3.4.1.4 Tableros de combinación DC:

La caja de conexión DC estará formada de tal forma que cada tablero realiza la unificación de 2 o más cadenas de paneles, que posteriormente se conectaran a cada inversor o/y Controlador de carga. Esto con el fin de proteger el sistema con breaker de corriente DC en caso de fallas al sistema. A continuación, en la Ilustración 13 se muestra un ejemplo de una caja combinatoria DC.

Ilustración 13 Caja combinatoria DC (INDIAMART, 2018)

3.4.1.5 Tableros de combinación AC:

Este tablero cuenta con Interruptores de protección secundarias y una principal, que protege y desconecta el sistema AC y de igual forma el tablero cuenta con sistema de protección DPS, un sistema de módulo de comunicaciones (por si se desea implementar un sistema de monitoreo) e interruptor para servicios auxiliares (iluminación del cuarto, tomas de las subestación y comunicaciones).

En la Ilustración 14 se muestra un ejemplo de una caja combinatoria AC.

3.5 Estimación de recursos

A continuación, se establecerá las herramientas y softwares necesarios para el cálculo y el diseño de sistemas fotovoltaicos, cumpliendo la normatividad eléctrica NTC 2050 y RETIE.

3.5.1 Equipos de medición

Primero que todo antes de desarrollar un cálculo es necesario realizar mediciones previas que permitan el desarrollo del diseño.

3.5.1.1

Medidor de Tierras

Según el RETIE el diseño simplificado debe contar con el diseño del sistema de puesta a tierra y para ello es necesario un equipo de medidor de la resistencia de tierra, diseñado para la medición en líneas de distribución, de potencia, instalaciones domésticas y aplicaciones eléctricas. El cual debe estar diseñado según la norma de seguridad IEC 61557 según la normatividad RETIE.

En la Ilustración 15 se observa el Telurómetro MI 3123, equipo que realiza pruebas de la resistencia de tierra estándar con 4 hilos. Este equipo normalmente tiene un costo de $ 2.581.110 COP. Este equipo requiere ser calibrado cada año

Ilustración 15. Telurómetro ERAMUS MI 3123 (Megger, 2018)

3.5.1.2

Equipos de medición de Corriente y Tensión

Ilustración 16 pinza voltiamperimetrica básica (Fluke,2018)

3.5.1.3

Analizador de redes

Destinado para los servicios de control y mantenimiento de los edificios industriales o administrativos, un analizador de redes permite obtener una imagen instantánea de las principales características de la calidad de la red eléctrica lo cual permite realizar el balance energético integral de una instalación y determinar la energía que requiere el sistema en las condiciones con mayor demanda. En la ilustración se muestra un analizador de redes completo marca CHAUVIN ARNOUX CA8333, el cual tiene un costo de $9.455.477,20 COP

Ilustración 17 Analizador de redes marca CHAUVIN ARNOUX CA8333 (CAUVIN, 2018)

3.5.2 Muebles y equipos de Oficina

La empresa de diseño contara con el siguiente personal:

 Director de Proyectos

 Ingeniero de Proyectos

 Tecnólogo Dibujante

 Asistente Administrativo

 Profesional Contable

 El asistente administrativo y profesional contable deberá cotar con un equipo de gama básica que permita utilizar herramientas como hojas de cálculo, documentación y presentaciones. Estos tipos de computadores deberá ser portátiles para que el profesional pueda presentar y distribuir su trabajo en los diferentes lugares que requiera transportarse. El precio del equipo oscila entre los $1.000.000 COP y $1.500.000 COP.

 El ingeniero de Proyectos y Director de Proyectos contaran con un computador de gama media de procesadores que entrega velocidades de procesamiento superiores y funciones especiales que protege el equipo frente a malwares o programas maliciosos, almacenas claves en un sitio protegido y protege su arranque (sólo se ejecuta el software del sistema si se encuentra en un estado conocido e inalterado). Este procesador puede responder a casi todas las necesidades de un usuario profesional. Estos tipos de computadores serán portátiles para que el profesional pueda presentar y distribuir su trabajo en los diferentes lugares que requiera transportarse. El precio del equipo oscila entre los $1.500.000 COP y $2.000.000 COP.

 Para el tecnólogo Dibujante se debe contar con sistema de gama Avanzada Esta configuración permite el trabajo con softwares complejos, funcionando muy bien para el análisis energético completo de un edificio. Este sistema depende siempre de la tarjeta de video que incluya el modelo. Estos tipos de computadores deberá ser de escritorio para que el profesional cuente con un equipo que puede ser actualizable a través de los años. El precio del equipo oscila entre los $2.500.000 COP y $4.000.000 COP.

De igual forma la oficina contara con una impresora a color que funciona con cartuchos de titas económicos, y una máquina de impresión tipo Plotter. Es necesario contar con un servidor para de 5 5 terabytes para guardar la información y un sistema de comunicación con internet y ethernet.

De igual forma se tiene planeado que 6 meses después de funcionamiento de la empresa, se contratara un segundo dibujantes y un segundo ingeniero de proyectos para realizar entre 3 a 4 proyectos al mes.

3.5.3 Softwares y licencias

Para los planos y documentos, es importante contar con programas que cumplan los alcances necesarios para un adecuado ejercicio en la construcción de los diseños. A continuación, se mostrará los programas necesarios y su inversión total por año.

3.5.3.1

Paquete Office

usar estas aplicaciones en 4 computadores a inicio de año y 1 después de los 6 primeros meses de la empresa, se deberá dar una inversión total de $1.365.240 COP por año.

3.5.3.2

AUTOCAD

AutoCAD es un software de diseño asistido por computadora utilizado para dibujo 2D y modelado 3D. Hace posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreación de imágenes en 3D y es una herramienta completa para los diseños arquitectónicos, de ingeniería diseños industriales y otros. La licencia por año del programa cuesta $ 1.679.388 por año. Los dibujantes, solo contaran con esta licencia, lo cual el costo total por año es de $ 3.358.775 por año (teniendo en cuenta el dibujante que se va contratar en el año posterior.

3.5.3.3

NEPLAN

NEPLAN es una herramienta de análisis de sistemas de potencia con aplicación en sistemas de transporte, distribución y generación, sistemas industriales, así como aplicaciones Smart Grids. Es decir, es una aplicación para la simulación de calculo de corto circuito, flujo de potencia y coordinación de protecciones. Cálculos indispensables según la Norma RETIE para los diseños eléctricos. Se tiene contemplado emplear una sola licencia que tiene un costo de $2.478.350 COP por año.

3.5.3.4

Pvsyst

Pvsyst es una aplicación que simula y calcula, la cantidad de equipos necesarios para la instalación de sistemas fotovoltaicos según la marca y condiciones de los paneles e inversores, también proporciona un estudio de eficiencia energética según la ubicación y el tipo de instalación. Este programa tiene un costo total de $3.585.348 COP y su actualización por cada 3 años es de $ 1.242.124 COP.

3.5.4 Centro de Trabajo

La compañía se ubicará en el barrio la castellana entre la carrera 50 y la calle 100 aproximadamente, es un edificio con sala de espera, 2 ascensores y tiene un costo de $ 1.800.000 + IVA. + admón. $ 350. 000 por mes. Esta oficina tiene un área 48 m2 _{y cuenta con baño y parqueadero privado más el de visitante.} En la Ilustración 18. Ubicación de la Oficina en el barrio la castellana (Bogotá)Ilustración 18 se puede observar el área de ubicación de las oficinas.

Ilustración 18. Ubicación de la Oficina en el barrio la castellana (Bogotá). (Uniproyectos, 2018)

Y en la Ilustración 19 muestra una observación general de su estructura en donde se puede observar un espacio abierto, iluminación agradable para los clientes que nos visiten.

3.6 Definición de proceso

Con base a la definición de diseño simplificado del RETIE se determina el proceso a seguir del diseño simplificado de celdas fotovoltaicas se presentan las siguientes ocho fases:

1. Visita técnica al Instituto y desarrollo de informe de observaciones

2. Reunión con el cliente y el beneficiado, para establecer alternativa y criterios de diseño. Aceptación y firma de acta de inicio

3. Solicitud de factibilidad de conexión ante operador de red y medición de resistividad del terreno 4. Determinación de equipos y desarrollo de plano unifilar.

5. Desarrollo de memoria de cálculo y selección de protecciones y cableado (incluye regulación).

6. Cálculos de canalizaciones y volumen de encerramientos (tubos, ductos, canaletas, electroductos).

7. Coordinación de protecciones de sobre corriente

8. Ingeniería de detalle de tableros, cuarto eléctrico, cableado y ductos 9. Estudio de distancias de seguridad en Memorias de Calculo

10. Entrega y finalización

3.6.1.1

Proceso Detallado

Para el desarrollo del proceso se realizó en el programa de planeación Microsoft Project, un planteamiento del proceso a realizar para el diseño de un sistema fotovoltaico el cual se estableció la siguiente tabla que muestra y proceso detallado. En el anexo 2 se encuentra la red de distribución PDT y el análisis de ruta crítica.

Ítem Nombre de tarea Duración Predecesoras Sucesoras

1

DISEÑO SIMPLIFICADO DE

MICRORED 41

2 Ingeniería Básica 22 días

3

Visita técnica al Instituto y desarrollo

de informe de observaciones 5 días 4

4

Reunión con el cliente y el beneficiado, para establecer alternativa y criterios de diseño. Aceptación y firma de acta de inicio

2 días 3 5;6;9;15

5

Solicitud de factibilidad ante

Operador de red 15 días 4 11

6

Estudio de Red y Determinación de

diseño o Paquete 3 días 4 7

7 Diseño de Diagrama Unifilar 8 días 6 10;14;15

8 Ingeniería De Detalle 34 días

9

Estudio de Resistividad y Diseño de

10 Calculo de Cableado 8 días 7 14;12;13;18

11 Diseño Apantallamiento 6 días 9;5 17

12

Diseño Detallado de Tablero de

combinación AC 8 días 10 17;18

13

Diseño de Tableros de Combinación

DC 8 días 10 17;18

14

Diseño de Coordinación de

protecciones 8 días 7;10 18

15

Diseño de Planos de distribución de

equipos 8 días 4;7 16;17;18

16 Planos de Soporte de Paneles 8 días 15 18

17 Cantidades de Obra 5 días 9;11;12;13;15 19

18 Diseño de Memorias de Calculo 8 días 9;10;12;13;14;15;16 19

19 Entrega de Diseños y documentación 2 días 17;18

Tabla 8 Proceso detallado de ejecución de un proyecto de diseño de un Sistema fotovoltaico (Autor: Propio)

3.6.1.2

Diagrama de Proceso

Con el fin de detallar el proceso se presenta la Ilustración 20 Diagrama de procesos (Fuente: Autor)

3.7 Perfiles del Personal de Trabajo

Para el adecuado desarrollo de la empresa, se realiza un perfil ocupacional de puesto vacante, el cual recopila de los requisitos y calificaciones personales exigidos para el cumplimiento satisfactorio de las tareas de un empleado dentro de la organización: nivel de estudios, experiencia, funciones del puesto, requisitos de instrucción y conocimientos, así como las aptitudes y características de personalidad requeridas. En el anexo 3 (Perfiles ocupacionales) se encuentra las descripciones de los cargos requeridos

En la tabla Tabla 9, se encuentra un resumen de los cargos requeridos para la compañía.

No de Personas

Experiencia Nivel educativo Características Cargo

1 Mínima de dos años Especialista

1 Mínima de 1 año Profesional Administrador

Encarga de la atención al cliente, análisis de ofertas y de mercado. Compra y adquisición de equipos y procesos de facturación y seguridad social del personal.

Asistente Administrativo

Tabla 9 Perfil del personal de la compañía (Autor)

3.8 Organigrama

Definido los perfiles del personal, se realiza el siguiente organigrama (Ilustración 21 Organigrama) que muestra la organización básica que debe tener la empresa, para poder llevar a cabo la propuesta del presente proyecto de factibilidad del diseño simplificado de celdas fotovoltaicas y responde a las características según el cargo descrito en la Tabla 9, Para el año 3 se contratan 2 profesionales màs con el fin de asegurar el cumplimiento de los objetivos planteados en el proyecto, entregando diseños estimados a tiempo según lo establecido en el cronograma de entrega, se generan perfiles para cada profesional para asegurar el correcto funcionamiento del equipo de trabajo dentro del proyecto (Anexo 3 Perfiles ).

Ilustración 21 Organigrama

Director de Proyectos

Asistente Administrativo

Ingeniero de Proyectos (Proyectado)

Tecnologo Dibujantes (proyectado)

Profesional Contable Ingeniero de

Proyectos

3.9 Nomograma

En la tabla se muestra una observación de los principales decretos que componen o fomentan los diseños de los sistemas fotovoltaicos.

Norma Titulo Publicación Área Observación

Decreto 289 Política Nacional de Cambio

Climático MADS 2014 Medio Ambiente

La política organiza la

Por la cual se establece la regulación e integración de las

Por la cual se establece el procedimiento sancionatorio

salud y el bienestar de la población.

Proyecto de

3.10 Estudio Impacto Ambiental

El impacto ambiental de la construcción de paneles solares produce un gasto energético considerable y a su vez genera partículas de gases de efecto invernadero como los NOx, SO2, CO2, entre otros, Esto se debe a que la energía utilizada en la fabricación del panel solar tiene su origen en la mezcla de fuentes energéticas convencionales del país de fabricación.

Sin embargo, podemos afirmar que la emisión de estas sustancias derivadas de la fabricación de paneles solares es reducida, en comparación con la disminución en la emisión de sustancias de este tipo que supone la producción de electricidad por medios fotovoltaicos, en vez de fuentes convencionales de energía. Un ejemplo de esto es que la producción de la misma cantidad de potencia hora por año en una moderna y eficiente central térmica de carbón, supone la emisión de más de 20 veces el CO2 que si la producción de la misma cantidad de energía se realizara mediante módulos de Si mono o policristalino fabricados en pequeña escala. La producción de electricidad mediante paneles solares de Si mono o policristalino fabricados en gran escala, disminuye aún más la emisión de CO2, llegándose a reducir hasta cerca de 200 veces la cantidad de CO2 emitida respecto a una central térmica de carbón esto según el artículo Impacto ambiental de la producción de ESFV publicado en la revista ecologistas en acción volumen 95 Madrid España.

3.10.1 Uso del suelo:

Según su localización los paneles solares pueden generar degradación del suelo debido al volumen de su estructura, sin embargo, para nuestro caso en particular no se tiene impacto negativo sobre el suelo puesto que el panel se encontrará ubicado en una superficie no productiva, lo cual permite el manejo del mismo sin ninguna afectación al área en donde se ubicará.

3.10.2 uso del agua:

Los paneles solares o celdas fotovoltaicas no usan agua, a menos que se trate de un sistema de re circulación de enfriamiento y en este caso la cantidad de paneles a utilizar no implica un impacto mayor a su mantenimiento, en los casos en donde se presenta mayor cantidad de impacto de regulación térmica por el uso de agua para enfriamiento, está reflejado en granjas solares de más de 3000 celdas fotovoltaicas.

3.10.3 Uso de sustancias toxicas

 Los paneles fotovoltaicos de capa fina contienen un mayor número de sustancias tóxicas respecto a los paneles de silicio tradicionales. En su fabricación se emplean arseniuro de galio, diseleniuro de cobre-indio-galio, y teluro de cadmio.

 Manejan y se desechan apropiadamente, estas sustancias químicas pueden ocasionar un serio problema de contaminación ambiental y amenazar la salud pública.

3.10.4 Emisiones de gases invernadero

 Aunque la producción de electricidad con el uso de paneles solares no trae consigo emisiones de GEI, hay emisiones asociadas a su ciclo de producción y vida útil del panel, sin embargo, estas resultan ser considerablemente mucho más bajas que las que se generan en la actualidad en la producción de energía convencional y producción asociada al uso de combustibles fósiles.

5. ESTUDIO FINANCIERO

Los costos generados por el proyecto se han proyectado por un periodo de 5 años , tiempo en el cual se estima realizar la entrega de 190 diseños simplificados de celdas fotovoltaicas a centros de desarrollo infantil en la localidad de San Cristóbal, la siguiente

tabla 8 Proyección de costos , (anexo 4 costos relacionados al proyecto)

Tabla 11 Proyección de costos (Fuente: Autor)

ITEM DESCRIPCION CANT. UNIDAD DEDICACION AÑO VR. UNITARIO VR. TOTAL

1

3,1 Costos asociados a la contratacion del

recurso humano (contratacion, 1 SERV/ANUAL PARCIAL 5,00 $ 5.677.557,58 $ 28.387.787,90 $ 5.677.557,58 $ 5.677.557,58 $ 5.677.557,58 $ 5.677.557,58 $ 5.677.557,58

DISEÑO SIMPLIFICADO DE CELDAS FOTOVOLTAICAS COMO PROPUESTA ENERGÉTICA A POBLACIONES VULNERABLES, EN CENTROS DE DESARROLLO INFANTIL EN LA LOCALIDAD DE SAN CRISTÓBAL

5.1 FLUJO DE CAJA

Para conocer el flujo de caja real del proyecto se plantea el escenario esperado del proyecto planteado en el estudio de ventas, se adquiere un préstamos por 200`000.000 de pesos los cuales cubrirán los gastos de los primeros años como lo muestra la tabla Flujo de caja del proyecto (Fuente: Autor) con un interés anual de 20% sobre el préstamo, el proyecto es viable con una TIR del 46% en un escenario realista, tomando como precio de producto 2`500.000 por cada diseño de celdas fotovoltaicas, se maneja una TIO del 20% para los 5 años de duración del proyecto y un valor presente neto de $76’006.862,22 COP

Ilustración 21 Flujo de Caja del proyecto (Fuente: Autor)

Mientras que para un escenario pesimista el proyecto se vuelve viable cuando se tiene una TIR del 46% manteniendo el precio del producto a 2`500.000, con un valor neto presente de $4`462.768,21, como mínimo para que el proyecto genere una ganancia se debe realizar como máximo 126 diseños en los 5 años.

CONCLUSIONES

 A lo largo del presente proyecto, se evidencia la necesidad de la población que hace parte de los 190 centros de desarrollo infantil de la localidad de San Cristóbal en conocer la factibilidad de contar con una fuente de energía renovable, por lo cual se propone la creación de diseños fotovoltaicos que se ajusten a las necesidades que presentan los centros.

0 1 2 3 4 5

Recuperación del capital de trabajo $ 280.332.826,00

Valor de Salvamento $ 10.682.611,04

Flujo de Caja Neto $ (24.925.732,84) $ (24.058.371,15) $ (13.514.862,47) $ (8.304.273,57) $ (9.005.557,89) $ 347.158.539,13

TIO (Tasa de interés de

oportunidad) 20% VENTAS VAN TIR

Valor Presente Neto $ 76.006.862,22 OPTIMISTA 190 $ 134.798.175,24 76% TIR (Tasa Interna de Retorno) 46% REALISTA 131 $ 76.006.862,22 46% Valor Presente Neto (Con TIR) $ 0,00 PESIMISTA 50 $ 4.462.768,21 21% Periodo Saldo Interes Pago Amortización Tasa

 Los diseños de celdas fotovoltaicas están basados en un estudio riguroso que fortalece a futuro su adecuada implementación, debido a que este producto ofrece toda la base técnica para el desarrollo de futuros proyectos de implementación, por ello el plan de ventas permite evidenciar los pronósticos de cantidades por año que pueden llegar a ser elaboradas y entregadas a los jardines.

 La estrategia de generar paquetes de diseño que facilita el trabajo al personal técnico ayudará a ejecutar mayor cantidad de productos (diseños) en el menor tiempo posible. Sin embargo, para que estos paquetes funcionen es necesario tener en cuenta las características de equipo esenciales (inversores, controladores de carga y paneles solares). Dichos equipos en constante cambio por el volumen de mercado o actualizaciones de mejora están, por esta razón, se deben mantener actualizados los diseños elaborados.

 Para cumplir con las entregas estimadas se debe contar con profesionales que cumplan con los perfiles establecidos previamente, con el fin de presentar un producto de calidad.

 Como resultado del estudio ambiental, cabe resaltar los beneficios que se tienen al elaborar distintos diseños fotovoltaicos que cumplan con características técnicas, sociales y ambientales específicas para el entorno que se evalúa puntualmente, lo cual otorga al centro de desarrollo un valor agregado y a su vez contribuye a la disminución del impacto ambiental producto de la generación de energías convencionales.

 El estudio financiero refleja la viabilidad económica de diseños simplificados de celdas fotovoltaicas, teniendo en cuenta tres escenarios: optimista, esperado y pesimista, los cuales reflejan la factibilidad del proyecto aun en el escenario pesimista el cual contempla el mayor riesgo del proyecto.

 Es necesario tener en cuenta el escenario pesimista del proyecto, el cual nos indica el número mínimo de ventas para que se genere un retorno mínimo, debido a que este refleja el riesgo que puede llegar a tener el proyecto.

ANEXOS

 ANEXO 1- Encuestas y estudio de resultado de Paneles Solares

 ANEXO 2- PDT Proyecto de diseño fotovoltaica

 ANEXO 3-Perfiles Ocupacionales

 ANEXO 4-Proyección de costos

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