ANÁLISIS DE CONVENIENCIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL ITD JUAN DEL CORRAL EN LA CIUDAD DE
BOGOTÁ D.C
Cristian Camilo Torres Puentes 20081185031
Yennyfer Lizeth Zamudio Bohórquez 20082185072
Autores
Universidad Distrital Francisco José De Caldas Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales
Administración Ambiental Bogotá D.C.
ANÁLISIS DE CONVENIENCIA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL ITD JUAN DEL CORRAL EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ
D.C
Cristian Camilo Torres Puentes 20081185031
Yennyfer Lizeth Zamudio Bohórquez 20082185072
Autores
Modalidad: Monografía Para Optar El Título De Administrador Ambiental Director:
Carlos Yesid Rozo Álvarez
Universidad Distrital Francisco José De Caldas Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales
Administración Ambiental Bogotá D.C.
Nota de aceptación
__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________
__________________________________ Carlos Y. Rozo Director Interno
__________________________________ William Rodríguez Jurado
DEDICATORIA
El presente trabajo de grado es dedicado a Dios, que fue el que nos permitió culminar con éxito esta hermosa etapa de nuestras vidas, etapa en la cual pudimos entender y valorar cada una de las bendiciones con las cuales él nos rodea.
Dedico este trabajo a mi madre Oliva por ser una madre incondicional y por depositar su entera confianza en mí y por último a mi hermana María Fernanda quien me inspira a ser cada día un mejor ejemplo.
Dedico este trabajo especialmente a mi hijo Santiago Torres y a mi esposa Nathaly Acuña, que más que el motor de mi vida fueron parte muy importante de lo que hoy puedo presentar como tesis, gracias a ellos por cada palabra de apoyo, gracias por cada momento en familia sacrificado para ser invertido en el desarrollo de esta, gracias por entender que el éxito demanda algunos sacrificios y que el compartir tiempo con ellos, hacia parte de estos sacrificios.
A mi madre Amparito por tanto sacrificio y entrega para con mi carrera, a mi hermano William A. Torres por siempre estar conmigo y ayudarme en todo lo posible, a mi abuelo
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos inmensamente a nuestros amigos por su ayuda incondicional, a nuestros
profesores por su asesoría y formación, a Álvaro F. Garzón, Patricia Quiroga y Fernando Acuña, por su colaboración incondicional.
RESUMEN
El presente trabajo de grado consiste en determinar la conveniencia técnica, ambiental, estratégica y financiera de la implementación de un Sistema Solar Fotovoltaico en el Instituto Técnico Distrital Juan del Corral.
Este documento consta de cuatro Fases, cada una para determinar la viabilidad técnica, ambiental, estratégica y financiera respectivamente. Por último, se presentan las respectivas conclusiones y recomendaciones.
CONTENIDO
1 Introducción ... 1
2 Planteamiento Del Problema ... 2
3 Justificación... 3
4 Objetivos ... 4
4.1 Objetivo General ... 4
4.2 Objetivos Específicos... 4
5 Marco Referencial ... 5
5.1 Marco Teórico Y Conceptual... 5
5.1.1 Análisis de conveniencia ... 5
5.1.2 Sistemas fotovoltaicos o instalaciones solares fotovoltaicas: ... 6
5.1.3 Clasificación de los sistemas fotovoltaicos: ... 8
5.2 Marco Contextual... 9
5.2.1 Evolución de la energía solar en Colombia ... 9
5.2.2 ITD Juan del Corral ... 10
5.2.3 Antecedentes... 10
5.3 Marco Normativo ... 11
6 Metodología ... 15
6.1 Alcance... 15
6.2 Tipo de investigación ... 15
6.3 Fases de la metodología ... 16
6.3.2 Fase 2: Estudio Ambiental... 17
6.3.3 Fase 3: Planeación estratégica. ... 18
6.3.4 Fase 4: Análisis Costo- Beneficio. ... 19
7 Fase 1 - Estudio Técnico ... 20
7.1 Macro Localización... 20
7.1.1 Características Generales... 20
7.2 Micro Localización ... 21
7.3 Caracterización Física De Las Instalaciones... 22
7.4 Condiciones Meteorológicas... 23
7.5 Sistema Solar Fotovoltaico ... 26
7.5.1 Características De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red ... 26
7.5.2 Componentes De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red ... 27
7.6 Caracterización Energética De Las Instalaciones ... 28
7.6.1 Inventario De Luminarias Y Equipos ... 28
7.6.2 Demanda Energética De Las Instalaciones ... 30
7.6.3 Distribución del consumo del edificio. ... 31
7.6.4 Consumo Por Sistemas ... 32
7.6.5 Diagrama De Pareto ... 32
7.6.6 Consumo De Equipos De Cómputo ... 33
7.6.7 Picos De Demanda Energética ... 34
7.7 Dimensionamiento Del Sistema Solar Fotovoltaico Para El ITD Juan Del Corral ... 36
7.7.1 Plano Edificio ... 36
7.7.2 Plano ... 36
7.7.3 Área Disponible ... 37
7.8 Selección De La Tecnología Para Los Paneles Solares Fotovoltaicos ... 38
7.8.1 Fichas técnicas:... 38
7.8.2 Resumen del análisis Cuantitativo ... 39
7.8.3 Oferta Energética Del Sistema Fotovoltaico ... 40
7.9 Demanda Energética Del Edificio A Satisfacer ... 41
7.9.1 Selección De Pisos A Satisfacer ... 41
7.9.2 Comparación Demanda Energética Del Edificio Y O ferta Del Sfv ... 42
7.10 Matriz De Evaluación Técnica... 43
7.10.1 Factor Legal ... 44
7.10.2 Factor Económico ... 45
7.10.3 Factor de Cumplimiento... 45
7.10.4 Resultados de la Matriz de evaluación técnica: ... 46
8 Fase II - Identificación Y Evaluación De Impactos Ambientales ... 50
8.1 Descripción De Las Fases Y Las Actividades Secuenciales Del Proyecto ... 50
8.2 Parámetros Para Definir Indicadores De Impacto ... 52
8.3 Transformación De Parámetros En Unidades Comparables:... 55
8.4 Calificación De los Componentes:... 55
9 Fase III Planeación Estratégica Del Proyecto ... 58
9.1 Matriz MEFE ... 58
9.2 Matriz MEFI ... 60
9.3 Interpretación Matrices MEFE Y MEFI ... 61
9.4 Matriz DOFA Y DOFA Cruzada ... 62
9.5 Matriz DOFA Cruzada... 62
9.6 Matriz De La Planeación Estratégica Cuantitativa MPEC ... 65
10 Fase IV – Análisis Costo Beneficio... 70
10.1 Presupuesto De Inversión Inicial ... 70
10.2 Oportunidad De Ahorro Aparente... 72
10.3 Evaluación Financiera... 73
10.3.1 Flujo neto de caja y VPN Con proyecto ... 73
10.3.2 Flujo neto de caja y VPN Sin proyecto ... 73
10.3.3 Flujo de Caja Incremental y Valor Presente Neto Incremental ... 73
10.3.4 Tasa Interna de Retorno ... 74
10.3.5 Relación Costo – Beneficio... 74
10.4 Pay – Back O Recuperación De La Inversión... 75
11 Conclusiones... 76
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Marco Normativo ... 12
Tabla 9 Tabla Inventario luminarias ITD Juan del corral. ... 29
Tabla 10 Tabla Inventario de equipos ITD Juan del Corral. ... 29
Tabla 11 Tabla Horarios de clase colegio ITD Juan del Corral ... 34
Tabla 12 Tabla Facturación del consumo de energía eléctrica del ITD Juan del Corral... 35
Tabla 13. Tabla Comparación de Fichas técnicas ... 38
Tabla 14. Tabla Matriz de ventajas ... 39
Tabla 15 Tabla Producción Energética del SFV ... 40
Tabla 16 Tabla Consumo De Energía Por Piso ... 42
Tabla 17 Tabla Valoración De Importancia Matriz de Evaluación Técnica ... 44
Tabla 18 Tabla Calificación Factor Legal ... 44
Tabla 19 Tabla Valoración De Importancia Factor Económico Matriz de Evaluación Técnica ... 45
Tabla 20 Tabla Factor Cumplimiento ... 45
Tabla 21 Tabla Viabilidad Según Calificación ... 46
Tabla 22 Tabla Matriz de Evaluación técnica ... 47
Tabla 23 Tabla Explicación Matriz Evaluación Técnica ... 48
Tabla 24 Tabla Descripción de las Actividades del Proyecto ... 50
Tabla 25 Tabla Selección de parámetros e indicadores de impacto ... 52
Tabla 26 Tabla Matriz de evaluación de factor externo ... 59
Tabla 27 Tabla Matriz de evaluación de factores internos. ... 60
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Esquema Sistemas Fotovoltaicos. ... 7
Figura 2. Sistema Aislado Fotovoltaico... 8
Figura 3. Sistema de Conexión a Red. ... 8
Figura 4. Sistema Fotovoltaico Hibrido. ... 9
Figura 5. Instalación eléctrica del sistema fotovoltaico en el colegio Ramón Jimeno. ... 11
Figura 6. Ubicación del ITD Juan del Corral... 22
Figura 7. Área total del ITD Juan del Corral. ... 23
Figura 8. Radiación solar diaria ITD Juan del Corral. ... 25
Figura 9. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico de conexión a red. ... 27
Figura 10. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a la red. ... 27
Figura 11. Porcentaje de participación por áreas. ... 31
Figura 12. Consumo de energía eléctrica por sistemas... 32
Figura 13. Diagrama de Pareto, perfil eléctrico Colegio Juan del Corral. ... 33
Figura 14. Uso de Equipos, Luminarias y Otros durante el día. ... 35
Figura 15. Plano General Colegio Juan del Corral ... 36
Figura 16. Plano General Colegio Juan del Corral ... 36
Figura 17. Área Disponible del techo para instalación de SFV. ... 37
Figura 18. Área Total del Techo. ... 37
Figura 19. Matriz de comparación ... 39
Figura 20. Producción Anual de Energía del SFV... 41
1 Introducción
En la actualidad la energía eléctrica es uno de los elementos esenciales para el desarrollo económico y social; que entre otras razones, permite mejorar y prolongar el desempeño de las actividades más allá de las horas de luz natural, de donde surge la necesidad de considerar el análisis y estudio sobre el ahorro de la energía eléctrica como herramienta para disminuir los efectos causados por la generación de la misma como el cambio climático o mejor aún la posibilidad de generar energía eléctrica haciendo uso de los recursos renovables a disposición como lo es la energía solar.
El presente documento está dividido en cuatro partes básicas, en la primera parte, se enuncian tanto el objetivo general como los específicos; en la segunda parte se define el marco referencial, que incluye los marcos: Teórico y conceptual donde se explican los conceptos básicos para la ejecución del trabajo a realizar; en que cosiste el análisis de conveniencia, la evolución de la energía solar fotovoltaica, la energía solar fotovoltaica en Colombia y la energía solar
2 Planteamiento Del Problema
El gobierno colombiano ha promovido el uso eficiente de la energía desde la expedición de las Leyes 142 y 143 de 1994, y la integración de energías renovables no convencionales con la ley 1715 de 2014. De tal manera que las instituciones públicas en Colombia que se abastecen por completo de energía eléctrica, deben regirse dentro del marco de uso racional de energía, la implementación de estrategias de mejoras energéticas que generen diferentes beneficios tales como reducciones de emisiones de gases efecto invernadero, consumo energético, reducción en el valor de la factura, además de reconocimiento a nivel nacional e internacional en materia
ambiental.
Un caso de interés es el ITD Juan Del Corral, que por ser una entidad que fomenta la
educación y la responsabilidad social requiere implementar medidas que incluyan el componente ambiental y energético. Debido a que la institución presenta la ausencia de un programa de uso eficiente de la energía, es evidente que necesita plantear acciones para reducir el consumo de energía debido a que hasta el momento no existe ningún tipo de programa que impulse actitudes de ahorro y conciencia a nivel ambiental dentro del mismo.
3 Justificación
El estudio proporcionará las bases necesarias para la elaboración del análisis de factibilidad y la toma de decisiones en cuanto a la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral, puesto que plantea el análisis de la viabilidad técnica, económica, ambiental y administrativa del proyecto.
El proyecto se enmarca en el Plan Nacional de desarrollo 2014-2018, el Plan Energético Nacional (UPME 2015) y el Programa de Uso Racional y Eficiente de Energía y Fuentes no Convencionales – PROURE-, en lo referente a Eficiencia Energética, el ITD Juan Del Corral como institución de carácter distrital, está comprometida así que aportará al logro de objetivos que como institución pública, en éste ámbito se haya propuesto, se debe tener en cuenta que la institución educativa Juan Del Corral no ha implementado un Plan Institucional de Gestión
Ambiental (PIGA), Además, en sus instalaciones no se evidencia un programa de uso eficiente de energía.
Otro de los aportes del presente trabajo es el de incentivar con los resultados del estudio la generación de nuevas iniciativas a nivel público de proyectos de generación eléctrica con sistemas fotovoltaicos.
4 Objetivos 4.1 Objetivo General
Hacer el análisis de conveniencia de la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral en la ciudad de Bogotá D.C.
4.2 Objetivos Específicos
Determinar la viabilidad y los requerimientos técnicos para la implementación de un sistema solar fotovoltaico en las instalaciones ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
Evaluar el cambio en la calidad ambiental derivado de la implementación de un sistema solar fotovoltaico en las instalaciones ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
Determinar los factores de éxito para la administración ambiental la instalación del sistema solar fotovoltaico en el ITD Juan Del Corral de la ciudad de Bogotá D.C.
5 Marco Referencial
5.1 Marco Teórico Y Conceptual
5.1.1 Análisis de conveniencia
Estudio de pre-factibilidad:
Comprende el análisis Técnico – Económico de las alternativas de inversión que dan solución al problema planteado. Los objetivos de la pre-factibilidad se cumplirán a través de la Preparación y Evaluación de Proyectos que permitan reducir los márgenes de incertidumbre a través de la estimación de los indicadores de rentabilidad socioeconómica y privada que apoyan la toma de decisiones de inversión. La fuente de información debe provenir de fuente secundaria. (Thompson, 2009)
Estudio técnico:
Consiste en resolver las preguntas referentes a dónde, cuándo, cuanto, cómo y con qué ejecutar lo que se desea, por lo que el aspecto técnico operativo de un proyecto
comprende todo aquello que tenga relación con el funcionamiento y la operatividad del propio proyecto. (Baca, 2001)
Estudio Ambiental:
La evaluación ambiental es asegurar, al planificador, que las opciones de desarrollo bajo consideración sean ambientalmente adecuadas y sustentables, y que toda
Estudio de planeación estratégica:
“La planificación estratégica es el proceso de determinar cómo una organización puede hacer el mejor uso posible de sus recursos (fuerza de trabajo, capital, clientes, etc.) en el futuro”
(Gerencia, 2010).
Evaluación costo-beneficio:
Un análisis de costo – beneficio consiste de cuatro pasos principales: 1. Identificación de los costos y beneficios relevantes 2. Medición de los costos y de los beneficios 3. Comparación de los flujos de costos y beneficios procedentes durante el periodo de vida del proyecto 4. Selección del proyecto. (Pérez, 2011)
5.1.2 Sistemas fotovoltaicos o instalaciones solares fotovoltaicas:
“Un sistema fotovoltaico es el conjunto de componentes mecánicos eléctricos y electrónicos que concurren para captar la energía solar disponible y transformarla en utilizable como energía eléctrica” (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 12). Estos sistemas independientemente de su
Figura 1. Esquema Sistemas Fotovoltaicos. Fuente: (Mendez & Cuervo, 2009).
Hay diferentes opciones para construir un sistema fotovoltaico, pero esencialmente este esta compuesto por los siguientes elementos:
Generador Fotovoltaico: encargado de captar y convertir la radiación solar en corriente eléctrica mediante módulos o paneles fotovoltaicos.
Baterías o acumuladores: almacenan la energía eléctrica producida por el generador
fotovoltaico para poder utilizarla en periodos en donde la demanda exceda la capacidad de producción del generador fotovoltaico.
Regulador de carga: encargado de proteger y garantizar el correcto mantenimiento de la carga de la batería y evitar sobretensiones que puedan destruirla.
Inversor o acondicionador de la energía eléctrica: encargado de transformar la corriente eléctrica producida por el generador fotovoltaico en corriente alterna.
Elementos de protección del circuito: como interruptores de desconexión, diodos de bloqueo, etc. (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 12)
AISLADOS: con baterias y s in ba terias.
CONECTADOS A RED
HIBRIDOS: Combinados con otro tipo de generacion de
5.1.3 Clasificación de los sistemas fotovoltaicos:
5.1.3.1 Sistemas aislados
Producen electricidad sin ningún tipo de conexión con la red eléctrica. “Los sistemas aislados normalmente están equipados con sistemas de acumulación de energía durante el día y la
demanda se produce a lo largo del día o la noche” (Mendez & Cuervo, 2009, pág. 19). Ver Figura 2.
Figura 2. Sistema Aislado Fotovoltaico. Fuente: (McGraw-Hill, 2012).
5.1.3.2 Sistemas de conexión a red
En ellas, el productor no utiliza la energía directamente, sino que es vendida al organismo encargado de la gestión de la energía en el país. Tienen la ventaja de que la producción de electricidad se realiza precisamente en el periodo de tiempo en el que la curva de demanda de electricidad aumenta, es decir, durante el día, siendo muy importantes los kilovatios generados de esta forma. (McGraw-Hill, 2012).
.
5.1.3.3 Sistemas híbridos
Cuando un sistema fotovoltaico además del generador incorpora otro generador de energía se denomina sistema hibrido, y en general se utiliza la energía eólica. En la Figura 4 se muestra un sistema que combina la energía solar fotovoltaica con la energía eólica (McGraw-Hill, 2012). Normalmente la generación fotovoltaica es compatible con cualquier otra forma de generación de energía. (Mendez & Cuervo, 2009)
Figura 4. Sistema Fotovoltaico Hibrido. Fuente: (McGraw-Hill, 2012).
5.2 Marco Contextual
5.2.1 Evolución de la energía solar en Colombia
La tendencia de las políticas energéticas de los diferentes países ha sido aumentar gradualmente el suministro de energía renovable, elaborándose para ello una estrategia de desarrollo que en regiones como la Unión Europea se ha propuesto la meta de alcanzar el 20% del suministro de su energía con renovables para el 2020, acordes con su política de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
Iniciativas regionales también han estado en marcha, como la que ha resultado de la
2010 la región utilice por lo menos un 10 % de energías renovables del consumo total energético.
Consecuencias de la denominada “Plataforma de Brasilia sobre energías renovables” no son cuantificables hasta la fecha. En el caso particular de Colombia, se ha proferido la Ley 697 de 2001 o comúnmente llamada Ley URE (Uso Racional de Energía) y el Decreto 3683 de 2003. La primera busca dar el régimen general y los principios
esenciales que rigen este tema y el segundo reglamentario de la ley, crea una estructura institucional 89 #28 revista de ingeniería dossier contemplando otras figuras que lo complementan. Esta Ley y este Decreto, si bien son necesarios, no han resultado suficientes para la promoción de estas fuentes como lo demuestra la realidad de los resultados desde su promulgación. (Fundación PESENCA., 1995, págs. 35, 84,85)
5.2.2 ITD Juan del Corral
El ITD Juan del Corral es una institución de educación distrital. Preescolar y básica primaria. Mixto. Está ubicado en la Calle 78 #79-80 en el barrio Las Ferias.
5.2.3 Antecedentes
5.2.3.1 Energía solar en los colegios
Bogotá ya cuenta con un colegio (El colegio Ramón Jimeno) donde funcionan paneles solares capaces de generar energía para la institución educativa, Además de reducir impactos
han sido dispuestos en sitios estratégicos de la institución, logran abastecer en su totalidad la demanda de energía de los 420 estudiantes del centro educativo. (EEAB, 2015)
Figura 5. Instalación eléctrica del sistema fotovoltaico en el colegio Ramón Jimeno. Fuente:(EL TIEMPO, 2015)
Por otro lado, en Montería se puso en marcha un sistema de energía solar autónomo,
básicamente 16 paneles solares con baterías de carga que soportan 12 hora de funcionamiento los cuales proveen de energía a la Institución Educativa Martinica ya que en Montería la energía eléctrica no es constante. (EL ESPECTADOR, 2015)
5.3 Marco Normativo
Tabla 1
Marco Normativo
NORMA PRINCIPIO ENTIDAD QUE
LA EXPIDE
Constitución Política 1991
ARTICULO 79. Todas las personas tienen derecho a gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de la comunidad en las decisiones que
puedan afectarlo.
Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación para el logro de estos
fines.
ARTICULO 80. El Estado planificará el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar
su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución.
Además, deberá prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir
la reparación de los daños causados.
Así mismo, cooperará con otras naciones en la protección de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas.
Asamblea Nacional
alternativas y se dictan otras disposiciones
Congreso de Colombia
Ley 1715 de 2014
Por medio de la cual se regula la integración de las energías renovables no convencionales al Sistema
Energético Nacional. Son finalidades de esta lev:
a) Orientar las políticas públicas y definir los instrumentos tributarios, arancelarios, contables y de' participación en el
mercado energético colombiano que garanticen el cumplimiento de los compromisos señalados en el párrafo
anterior.
b) Incentivar la penetración de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable en el sistema energético colombiano, la
eficiencia energética y la respuesta de la demanda en todos los sectores y actividades, con criterios de sostenibilidad, medioambientales y socioeconómicos.
c) Establecer mecanismos de cooperación y coordinación entre el sector público y el sector privado y los usuarios
para el desarrollo de fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, y
el fomento de la gestión eficiente de la energía. d) Establecer el deber a cargo del Estado a través de las entidades del orden nacional, departamental, municipal o
de desarrollar programas y políticas para asegurar el impulso y uso de mecanismos de fomento de la gestión eficiente de la energía de la penetración de las fuentes no
convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, en la canasta energética colombiana. e) Estimular la inversión, la investigación y el desarrollo
para la producción y utilización de energía a partir de fuentes no convencionales de energía, principalmente
aquellas de carácter renovable, mediante el establecimiento de incentivos tributarios, arancelarios o contables y demás mecanismos que estimulen desarrollo detalles fuentes en Colombia. Establecer los criterios y
principios que complementen el marco jurídico actual, otorgando certidumbre y estabilidad al desarrollo sostenible ·de las fuentes no convencionales de energías,
principalmente aquellas de carácter renovable y al fomento de la gestión eficiente de la .energía. Suprimiendo o superando gradualmente las barreras de
tipo jurídico, económico y de mercado, creando así las condiciones propicias para el aprovechamiento de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas ·de carácter renovable, y el desarrollo de un mercado de eficiencia energética y respuesta de la
demanda.
g) Fijar las bases legales para establecer estrategias nacionales de cooperación Que contribuyan al propósito
de la presente ley.
En la presente ley se formuló una normatividad para la promoción de estas energías, en esta ley en sus artículos
19, 30 y 41 se expresa que todas las administraciones públicas del país deben incentivar el uso de estas energías públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones
Congreso de la República. Ley 143 de
1994
Establece el régimen de las actividades de generación, interconexión, transmisión, distribución y comercialización de electricidad, que en lo sucesivo se denominarán actividades del sector, en concordancia con
Marco Normativo. Fuente: (Alcaldia de Bogota, 2015).
las funciones constitucionales y legales que le corresponden al Ministerio de Minas y Energía. Decretos y
resoluciones Decreto 2811 de 1974
Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.
Presidencia de la integración de las energías renovables no convencionales
al Sistema Energético Nacional”.
Presidencia de la aprobación de la viabilidad técnica y financiera de los
proyectos de inversión relacionados con el estudio y diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento, mejoramiento, ampliación, interventoría, equipos y bienes requeridos para la operación, mantenimiento y dotación de
infraestructura en el sector energético, para financiar proyectos para el desarrollo sostenible de las Regiones
con recursos de la línea de redescuento con tasa compensada de Findeter S. A.
6 Metodología
6.1 Alcance
El presente trabajo corresponde a una Investigación descriptiva, ya que el estudio es un
análisis de conveniencia, que inicia con un estudio técnico de la situación actual y culmina con la Pre-Factibilidad para la implementación del sistema fotovoltaico en el edificio principal del ITD Juan Del Corral, el estudio servirá de base para estudios posteriores como el de factibilidad para poder tomar decisiones administrativas.
6.2 Tipo de investigación
La metodología empleada para este proceso será la investigación Acción Participativa, reconocida por su combinación de la praxis con la teoría, generalmente, en este tipo de investigación, la comunidad en la que se hace la investigación, o para la cual se hace, no tiene injerencia en el proceso, ni en los resultados; ella, solo puede llegar a conocer las conclusiones, sin quitar los valores que tiene.1 Lo que cumple con las expectativas de un trabajo de grado con la modalidad “monografía de análisis de experiencias”. Bajo esta el investigador realiza el papel tanto de observador como de participe de los planes trazados. Cumpliendo con los siguientes ítems:
Definición del plan de trabajo y los procesos durante la investigación:
1Rojas, José Raúl. Ama uta-internacional.com. [En línea] 2012. [Ci tado el: 2 de Ma yo de 2013.]
Para el desarrollo del proyecto se plantearon cuatro objetivos que respondieran al problema planteado y lograr la determinación de la viabilidad del proyecto se formularon siguiendo el orden de, viabilidad técnica, ambiental, administrativa y económica del proyecto.
6.3 Fases de la metodología
6.3.1 Fase 1: Estudio Técnico
El primer objetivo, es el Estudio Técnico del proyecto, que permitirá describir la localización a nivel macro y micro, las características físicas y condiciones climáticas del lugar, identificar los insumos necesarios de acuerdo al proceso del SFV, determinar la demanda energética del edificio, realizar el dimensionamiento del sistema, precisar la oferta de energía del SFV y el porcentaje a satisfacer, el beneficio económico y los costos de inversión necesarios para la implementación del proyecto.
Tabla 2
Tabla Fase 1 de la Investigación.
OBJETIVO 1 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Determinar la permite determinar la
ciudad de Bogotá D.C.
costo de los suministros e insumos necesarios.
proyecto y en general la viabilidad técnica. Identificar y
describir el proceso del sistema solar
Fase 1 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
6.3.2 Fase 2: Estudio Ambiental
Esta fase permite evaluar la conveniencia ambiental del proyecto, para su elaboración se hará uso de la herramienta de evaluación de Impacto ambiental Batelle Columbus, así que se llevaron a cabo todos los pasos que describe la metodología de la investigación.
Tabla 3
Tabla Fase 2 de la Investigación.
OBJETIVO 2 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Evaluar el cambio en la calidad ambiental derivado de la
influencia del proyecto. Identificar las acciones
del medio potencialmente impactados Identificar las relaciones
Predecir la magnitud del
Fase 2 de la Investigación. Fuente: (Autores, 2016).
6.3.3 Fase 3: Planeación estratégica.
Ésta fase se desarrolla con el fin de determinar los factores críticos de éxito para la
administración ambiental del proyecto, para ello se hace uso de herramientas de evaluación de variables gobernables y no gobernables del ambiente externo e interno, se plantean los objetivos estratégicos, se elaboran las estrategias, indicadores y metas para responder a dichos objetivos, simplificando los resultados en el mapa estratégico y el cuadro de mando Integral.
Tabla 4
Tabla. Fase 3 de la Investigación.
OBJETIVO 3 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Determinar los
Matriz DOFA Resultado matriz DOFA
Definir los factores críticos de éxito para
la implementación del proyecto.
DOFA CRUZADA Análisis DOFA
cruzada Elaborar el cuadro de
mando para la gestión ambiental
Mapa estratégico Cuadro de Mando Integral
6.3.4 Fase 4: Análisis Costo- Beneficio.
Esta es la última fase, se elabora con el fin de determinar la viabilidad financiera del proyecto con la relación costo-beneficio, para ello se valoran los Costos privados y sociales de Inversión, mantenimiento y cierre del proyecto, se cuantifican los beneficios monetarios
derivados de la producción energética del SFV y se realiza la comparación de la situación actual y esperada aplicando indicadores financieros.
Tabla 5
Tabla Fase 4 de la Investigación.
OBJETIVO 4 ACTIVIDAD INSTRUMENTOS RESULTADOS
Elaborar un análisis costo beneficio de la instalación del listas de registro, flujo
de fondos.
7 Fase 1 - Estudio Técnico
En esta fase se definirá y se realizara de manera detallada la descripción de todos aquellos elementos inmersos en el diseño, instalación y funcionamiento del sistema solar fotovoltaico ahora en adelante (SFV), dentro de los cuales se encuentran los materiales, maquinaria y equipo necesario para el funcionamiento del SFV, la caracterización meteorológica del sector, las dimensiones del SFV.
7.1 Macro Localización
El análisis de conveniencia para la implementación de un sistema fotovoltaico se realizará en el Instituto Técnico Distrital Juan del Corral Ubicado en el departamento de Cundinamarca en la ciudad de Bogotá D.C.
7.1.1 Características Generales
Bogotá, D.C. es la ciudad capital de la República de Colombia y se constituye en el principal centro geográfico, político, industrial, económico y cultural del país.
A una altura de 2.630 metros sobre el nivel del mar, y con un área de 1587 Kms², es sede del Gobierno y la más extensa de las ciudades de Colombia. La ciudad de Bogotá se encuentra situada en la Sabana de Bogotá, enmarcada por los cerros Monserrate y Guadalupe y por el río Bogotá al occidente.
Coordenadas Geográficas: Latitud Norte 4°35’56’’57 Longitud Oeste de Greenwich 74°04’51’’30.
Coordenadas planas: 1.000.000 metros norte 1.000.000 metros este.
El Distrito Capital cubre un área de 1.587 Kms² y el Departamento al cual pertenece, Cundinamarca, cubre 22.246 Kms²; además, Bogotá se halla ubicada a una altura sobre el nivel del mar de 2.630 metros, mientras que el cerro de Monserrate está a 3.190 metros y el de Guadalupe a 3.316 metros. Otros datos son:
Temperatura media anual: 14.0° C
Temperatura máxima media anual: 19.9° C Temperatura mínima media anual: 8.2° C Temperatura mínima absoluta: 5.2° C Precipitación media anual: 1.013 mm. Presión atmosférica: 752 milibares Humedad relativa media anual: 72%
(Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas, 2015)
7.2 Micro Localización
El Edificio del Instituto Técnico Distrital Juan del Corral está ubicado en el barrio las Ferias, Localidad de Engativá, entre las calles 77 y 78 y entre las carreras 69 H y 69 B.
Las Coordenadas de la ubicación del edificio son: Latitud: 4° 41´13.658 ´´ N
Altitud: 2549 Metros
7.3 Caracterización Física De Las Instalaciones
El instituto técnico Distrital Juan del Corral, consta de un edificio principal en el cual está el alcance de este trabajo de grado, dicho edificio consta de 4 niveles los cuales están distribuidos así:
Tabla 6
Tabla Distribución física del edificio principal ITD Juan del Corral
Piso Distribución
Primero Subestación Eléctrica, salones de clase, Salón de Juntas
Segundo Laboratorios, Salones de clase, Oficinas administrativas
Tercero Salones de Clase, Salas de Sistemas. Cuarto Salones de clase, secretaria académica y
mantenimiento.
Distribución del edificio ITD Juan del Corral. Fuente: (Autores, 2016).
Para el cálculo del área de la edificación se recurre a una herramienta de posicionamiento global y calculo por medio de polígonos ya que esta informac ión no nos fue suministrada.
Figura 7. Área total del ITD Juan del Corral. Fuente:(Google Eart, 2016)
Área Total de Salida: 4549.749 m²
0.005 km² 1.124 Acres 0.455 Hectáreas 48973.094 Pies²
7.4 Condiciones Meteorológicas
Tabla 7
Condiciones meteorológicas del ITD Juan del Corral
Medida/Valor Unidad ubicación de los datos del clima
Latitud °N 4.616
Condiciones Meteorológicas del sector. Fuente: (Nasa, 2016)
Tabla 8
Tabla de Meteorología de superficie y Energía Solar: Datos RETScreen.
Septie 20.2 65.0% 5.03 85.8 1.7 22.1 0 307
Octub 19.7 74.5% 4.70 85.8 1.5 21.4 0 302
Novie 19.2 81.1% 4.60 85.7 1.5 20.5 0 278
Dicie 19.0 80.7% 4.60 85.7 1.7 20.2 0 286
Anual measurd (m)
19.4 75.4% 4.82 85.8
1.7 20.9
6 3473
10.0 0.0
Meteorología de Superficie y Energía Solar. Fuente: (Nasa, 2016).
A partir de la información aportada por la plataforma de la NASA, y teniendo en cuenta que la ubicación de la institución educativa cuenta con un amplio espacio sin cobertura vegetal y
contacto directo con la radiación solar, la estimación de producción energética se calcula teniendo en cuenta la variable de Radiación solar diaria- Horizontal, la cual se presenta en la Figura 8.
Figura 8. Radiación solar diaria ITD Juan del Corral. Fuente: (Autores, 2016).
Según la información del grafico anterior, la radiación solar diaria tiene el pico más alto en agosto, y los índices más bajos en noviembre y diciembre, por lo tanto, la producción energética es en este mes cuando el SFV tendría el mayor ciclo de producción.
4,86 4,83 4,91
4,65 4,724,83
5 5,07 5,03
4,7 4,6 4,6
7.5 Sistema Solar Fotovoltaico
Un sistema solar fotovoltaico convierte la luz solar o energía lumínica en energía eléctrica apta para el consumo.
La viabilidad técnica del sistema solar fotovoltaico que se analizará en el presente estudio, es la del Sistema Interconectado a la red, ya que la energía producida por éste abastecerá un
porcentaje de la energía total demandada por el edificio, y la red eléctrica local seguirá abasteciendo de forma continua el excedente restante.
7.5.1 Características De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red
Un sistema fotovoltaico conectado a la red consiste básicamente en un generador fotovoltaico acoplado a un inversor que convierte la energía directa proporcionada por los paneles en energía alterna que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. La diferencia fundamental entre un sistema fotovoltaico autónomo y los conectados a red, consiste en la ausencia, en este último caso, del subsistema de acumulación, formado por la batería y la regulación de carga. Además, el inversor, en los sistemas conectados a red, deberá estar en fase con la con la tensión de la red (Universidad de Jaén, 2005).
Figura 9. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico de conexión a red. Fuente. (Universidad de Jaèn 2005).
7.5.2 Componentes De Un Sistema Solar Fotovoltaico Conectado A La Red
Figura 10. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a la red. (Fuente. Belsolar green 2014).
La diferencia básica entre los sistemas autónomos y los sistemas conectados a la red es que los sistemas autónomos cuentan con acumuladores para almacenar la energía y los reguladores de carga de los mismos, mientras que en las instalaciones conectadas a la red la energía no se almacena si no que se pone a disposición de la red eléctrica según la producción que este sistema brinde. En el sistema conectado a la red existen contadores tanto para la energía que se consume como para la energía que se distribuye a la red (Autores.2016).
Paneles o módulos fotovoltaicos: Agrupaciones de celdas fotovoltaicas con estructuras fijas u orientables (seguidores solares "Trackers").
Inversor de red: Transforma la corriente continua producida, en corriente alterna y sincroniza la fase con la de la red pública.
Contador de energía eléctrica: Para medir y facturar la energía eléctrica producida e inyectada a la red. Será necesario otro contador independiente para medir el consumo del emplazamiento (ADR infor, 2015).
7.6 Caracterización Energética De Las Instalaciones
Es necesario indagar en cómo se comporta la dinámica de consumo energético de las instalaciones y los factores que en ella inciden para poder hacer un cálculo acertado en la demanda energética y así identificar la cantidad máxima y mínima de abastecimiento del SFV.
7.6.1 Inventario De Luminarias Y Equipos
Para identificar el perfil energético del ITD Juan del Corral, se realizó el conteo manual de las luminarias y equipo que en el edificio funcionan en las tablas 9 y 10 se muestra dicha
Tabla 2
Tabla Inventario luminarias ITD Juan del corral.
Inventario de Luminarias ITD Juan del Corral
Piso Marca Luminaria Tipo Potencia(W) Lámparas Total Luminarias
1 PHILIPS BALA 20 74 148
Inventario Luminarias. Fuente: (Autores, 2016).
Tabla 3
Tabla Inventario de equipos ITD Juan del Corral.
Inventario de Equipos ITD Juan del Corral
Piso Equipo Cantidad
VideoBem inteligente 1
Teléfono 2
Televisor 1
3
Monitores 128
CPU 128
Multicopiadora Xerox 6505 1 Impresora Hp Deskjet 4615 3
ventilador 1
Videobem 5
Televisor 6
4 Video Beam 1
Inventario de equipos. Fuente: (Autores, 2016).
7.6.2 Demanda Energética De Las Instalaciones
Para realizar este análisis es necesario tener en cuenta el consumo de todos los equipos y luminarias que actualmente funcionan en la institución, además de esto es necesario identificar la cantidad de energía usada para el funcionamiento de los anteriores descritos, las horas/día que permanecen activos y el número de paneles necesarios para abastecer el consumo del mes.
Se realiza un perfil energético el cual se puede observar como Tabla 1 en los anexos, en esta tabla se puede observar que el área que más consume energía es la del tercer piso con
aproximadamente 48 Kwh/día.
En la tabla se determinó el número total de paneles necesarios para abastecer la demanda energética del edificio en un mes, este valor se calculó con la siguiente fórmula:
Paneles Necesarios = Pn *𝑿̅R-solar* D.
Dónde
Pn = Potencia nominal en kW de un panel fotovoltaico
𝑿̅R-solar = Promedio de Radiación Solar diaria en kWh/m2/d
D= Es el número de días de consumo de energía por mes.
Se reemplazaron las variables para obtener la energía total de la producción de energía total en un mes por panel:
Por último, se procedió a dividir el resultado del consumo total del edificio en kWh/mes para hallar el número necesario de paneles que satisficiera la demanda energética. Esto da un total de 175 paneles fotovoltaicos.
Distribución Del Consumo
7.6.3 Distribución del consumo del edificio.
En la Figura 11 se muestra la distribución de los consumos por piso y área del edificio:
Figura 11. Porcentaje de participación por áreas. (Fuente. Autores ).
En la Figura 11 se evidencia que el área que más consume energía eléctrica es el piso 3 con un 55% seguido del piso 2 con un 30%, después sigue el piso 1 con un 13% por último el piso 4 con un 2%.
55% 30%
13% 2%
7.6.4 Consumo Por Sistemas
En lo que respecta al consumo de energía por sistemas en la Figura 12 se evidencia que el mayor consumo de energía en el colegio Juan del Corral está en los equipos de cómputo y oficina con un 76% del consumo total lo que representa el más alto consumo de energía de los sistemas.
Figura 12. Consumo de energía eléctrica por sistemas. (Fuente. Autores ).
7.6.5 Diagrama De Pareto
De acuerdo al perfil energético del colegio Juan del Corral realizado anteriormente, se realizó un diagrama de Pareto con el fin de identificar de una forma más clara las áreas de consumo que requieren mayor atención. Según este diagrama de Pareto, los equipos de cómputo son los equipos que causan el 80% de los problemas de consumo en el edificio del colegio Juan del Corral.
76% 22%
2%
En la figura 13 se muestra el consumo actual de equipos de cómputo del edificio y el número de paneles fotovoltaicos necesarios para abastecer la demanda de energía:
Figura 13. Diagrama de Pareto, perfil eléctrico Colegio Juan del Corral. (Fuente. Autores ).
Según el principio de Pareto, el cual predica que “el 20% de tus actos producen el 80% de las consecuencias” (Trabajar desde casa, 2014), se pueden solucionar el 80% de los problemas energéticos del edificio se solucionan si se interviene el 20% de sus causas, por tal motivo en este trabajo se va a realizar un análisis más exhaustivo del sistema de cómputo, para verificar y
asegurar que el sistema instalado surta principalmente el sistema de los equipos de cómputo.
7.6.6 Consumo De Equipos De Cómputo
Se calcula el consumo actual de los equipos de cómputo y se presenta como tabla 2 en anexos, en esta tabla se puede evidenciar que solo el sistema de equipos de cómputo consumo
aproximadamente 4876,68 Kwh/mes, por lo tanto, haciendo el cálculo como se realizó 0%
CONSUMO ELECTRICO POR SISTEMAS COLEGIO JUAN DEL CORRAL
anteriormente para verificar los paneles requeridos para la demanda energética total del edificio, el número de paneles requeridos para abastecer el sistema es de 133.
7.6.6.1 Horarios
Para determinar el pico de demanda energética fue necesario revisar el horario de clases del edificio, el Colegio no abre sus puertas los fines de semana. A continuación, se muestra la tabla 11:
Tabla 4
Tabla Horarios de clase colegio ITD Juan del Corral
Horarios colegio ITD Juan del Corral.
7.6.7 Picos De Demanda Energética
El pico de demanda energética se halla revisando consumo por hora de Kilovatios hora (kWh), sin embargo, para este estudio se tuvo en cuenta el cálculo aproximado del número de equipos y luminarias encendidas a una hora determinada del día, debido a que los valores de los consumos no se pudieron determinar por falta de acceso. En la tabla 3 de los anexos y la figura 14 se muestra el cálculo del pico de energía en un día de clases normal: Se debe tener en cuenta que el consumo vario cada día de la semana dependiendo del calendario académico de la misma
previamente programado, también varía de acuerdo al horario de las clases y las jornadas. Por lo HORARIOS DE CLASE COLEGIO JUAN DEL CORRAL
DIAS DE ESTUDIO HORARIO DE
ENTRADA
HORARIO DE SALIDA JORNADA
DIURNA Lunes a viernes 05:50:00 a. m. 11:40:00 a. m.
JORNADA
tanto, el siguiente es un valor aproximado de acuerdo a los testimonios de los funcionarios encargados de la parte del mantenimiento del mismo.
7.6.8 Facturación del edificio del ITD juan del corral:
En las facturas de energía del primer semestre del presente año, los datos más relevantes son el
Tabla Facturación del consumo de energía eléctrica del ITD Juan del Corral
MES CONSUMO EN
Facturación consumo de energía. (Fuente: CODENSA).
0
NUMERO DE EQUIPOS DE COMPUTO, LUMINARIAS Y OTROS EQUIPOS FUNCIONANDO
Se debe aclarar que, aunque en los recibos mostrados en el Figura 1 del trabajo se relaciona el valor de la factura por el consumo de energía eléctrica del colegio, el total a pagar es cero dado que, este valor es cubierto por la secretaria de educación o el gobierno distrital y no por la administración del colegio.
7.7 Dimensionamiento Del Sistema Solar Fotovoltaico Para El ITD Juan Del Corral 7.7.1 Plano Edificio
En la figura 15 se muestra el plano general del edificio del colegio Juan del Corral.
Figura 15. Plano General Colegio Juan del Corral (Fuente: Autores)
7.7.2 Plano
7.7.3 Área Disponible
El área disponible se calcula de acuerdo al área total del techo menos el espacio que no se puede usar por sus condiciones, y un área que se ha calculado prudente para dejar libre según las observaciones realizadas en campo.
Figura 17. Área Disponible del techo para instalación de SFV. (Fuente: Autores).
7.8 Selección De La Tecnología Para Los Paneles Solares Fotovoltaicos
Para realizar la selección del panel solar óptimo a emplear en el Sistema Solar fotovoltaico, se han tomado 2 referencias de las marcas más reconocidas en el mercado y que son actualmente comercializadas por empresas colombianas, para así poder realizar la compra sin incurrir en costos adicionales como importación y similares, se procede a detallar las características de cada uno y luego se analiza cuál es la mejor opción.
7.8.1 Fichas técnicas:
Tabla 6.
Tabla Comparación de Fichas técnicas
Solicitud Opción 1 Opción 2
Empresa Comercializadora Solen Technology SAS Volumen
Marca Talesun TrinaSolar
Referencia TP660P TSM- PC05A
Potencia Nominal 260W, llega hasta 270W 255W
Voltios 37,8 Voc y 30,7 Vmp Ver datos en la ficha técnica
Medidas 1640*990*35mm 1650mm X 992mm
Precio (Pesos) $840.000 IVA incluido 750.000 + IVA
Area Panel (AP)M2 1,62 Mts2 1.636 m2
Eficiencia Energetica 260W/1,62 Mts2 = 160,49 255W/1,64 Mts2= 155,49 Numero de Paneles/Área
Disponible 348 Mts2/1,62 Mts2= 215 348 Mts2/1,64 Mts2= 212
Energía Total Generada Et: 348*260W= 90480W~90,48KW
Et: 348*255W= 88740W~88,74KW
Comparación de fichas técnicas (Fuente: Autores ).
Tabla 7.
Tabla Matriz de ventajas
Matriz de Ventajas y desventajas
Ítems Ponderación Opción 1 Opción 2
Calificación Ponderación Calificación Ponderación
I Precio 45% 4 1,8 5 2,25
II Capacidad Energética 30% 3 0,9 4,5 1,35
III Garantía 25% 4 1 5 1,25
TOTAL 100% 3,7 4,85
Matriz de Ventajas (Fuente: Autores).
7.8.2 Resumen del análisis Cuantitativo
Figura 19. Matriz de comparación (Fuente: Autores).
De acuerdo a los resultados del análisis comparativo entre Volumen y Solen Tecnología, se elige el producto comercializado por la empresa Volumen de marca TrinaSolar a 255 Watts, por ser el que posee más ventajas para este proyecto.
Sol en Technology ; 3,7
Vol umen; 4,85
0 1 2 3 4 5 6
1
7.8.3 Oferta Energética Del Sistema Fotovoltaico
Para poder realizar una estimación de la producción energética del sistema fotovoltaico, se tiene en cuenta la radiación solar diaria, la potencia nominal del panel escogido que es igual a 255 Watts, y un porcentaje de pérdida del sistema del 10 % de esta manera es posible detallar de manera diaria, mensual y anual la cantidad de energía producida.
Tabla 8
Tabla Producción Energética del SFV
Producción Energética Sistema Fotovoltaico
Mes
Producción total anual SFV (Fuente: NASA).
Figura 20. Producción Anual de Energía del SFV (Fuente: Autores).
Según la Figura 20 los picos más altos de producción de energía se dan en los meses de marzo con 5.736 KW, Julio con 5.841 KW y agosto con 5.732 KW, ahora bien, los meses donde se evidencia una baja producción de energía son febrero con 5.278 KW abril con 5.257 Y
Noviembre con 5.200, el promedio estimado de producción diaria del sistema fotovoltaico es de 182 KW.
7.9 Demanda Energética Del Edificio A Satisfacer
7.9.1 Selección De Pisos A Satisfacer
Según la identificación de la demanda energética por sistemas, se llegó a la conclusión que los equipos de cómputo son los que más energía requiere por lo tanto los pisos 2 y 3 donde se
encuentra las salas de sistemas y demás equipos de procesamiento de datos será donde se centre el SFV.
5.677
5.278 5.736
5.257
5.514 5.460 5.841
5.732 5.686 5.490
Ahora bien, el consumo estimado KW/Día para los equipos de cómputo de los cuatro pisos del edificio es de 162,56 KW y la producción diaria de energía del SFV oscila entre 173,3 KW y 191,1 KW día; por tal razón se tomarán los cuatro pisos para el abastecimiento de la energía producida por el SFV. Teniendo en cuenta que la producción de energía en los meses de febrero, marzo y noviembre es en gran medida menor a producida en los demás meses, en caso que sea necesario el SFV estará conectado a la fuente principal de energía, de esta manera no tendrá dificultades para abastecerse.
Tabla 9
Tabla Consumo De Energía Por Piso
Piso CONSUMO ESTIMADO
KW/Día
1 38,92
2 509,66
3 1.076,99
4 0,000008
Total 1.626
Consumo Estimado (Fuente: Autores ).
7.9.2 Comparación Demanda Energética Del Edificio Y Oferta Del Sfv
Ahora bien, el SFV según el cálculo de producción mensual representado en la Figura 20, en promedio es de 5.853 esto quiere decir que será capaz de producir el 90% de la demanda
energética de la institución que en términos monetarios es igual a $2.583.369.
7.9.2.1 Presupuesto
El valor total del proyecto es de $234´463.198 Millones de pesos expresados en la tabla 4 de los anexos. Para que el ejercicio fuera real se acudió a la empresa VOLUMEN, que cotizo en tiempo efectivo el costo de la instalación del proyecto.
Cabe anotar que VOLUMEN cotizo mano de obra para no incurrir en gastos adicionales de contratación y dar un precio total.
7.10 Matriz De Evaluación Técnica
En aras de realizar un ejercicio contundente y determinar la viabilidad de la implementación del proyecto, se ha recurrido a una matriz de evaluación técnica, que recoge todas las variables implicadas, de esta manera realizar la evaluación individual y general del proyecto.
Tabla 10
Tabla Valoración De Importancia Matriz de Evaluación Técnica
Puntuación Observación
3 Es fundamental para la implementación y ejecución del proyecto
2 Es importante pero no afecta la ejecución del proyecto 1 No afecta la implementación del proyecto ni los resultados
Valoración de importancia (Fuente: Autores).
Para definir de manera cuantitativa los requisitos, se han definido tres factores los cuales son: 7.10.1 Factor Legal
Es necesario evaluar el grado de compromiso legal y normativo para el cumplimiento de los requisitos del proyecto.
Tabla 11
Tabla Calificación Factor Legal
Factor Legal
Valoración Clasificación
3 Baja
2 Media
1 Alta
* Medido en Cumplimiento
7.10.2 Factor Económico
Refiere a la inversión necesaria para el cumplimiento de los requisitos del proyecto.
Tabla 12
Tabla Valoración De Importancia Factor Económico Matriz de Evaluación Técnica
Factor Económico
Valoración Clasificación
3 Baja
2 Media
1 Alta
*Medida en inversión
Factor Económico (Fuente: Autores ).
7.10.3 Factor de Cumplimiento
Se refiere al tiempo necesario que será utilizado para cumplir con los requisitos del proyecto Tabla 13
Tabla Factor Cumplimiento
Factor Cumplimiento
Valoración Clasificación
3 Corto
2 Mediano
1 Largo
* Medido en Tiempo
Factor Cumplimiento (Fuente: Autores).
Tabla 14
Tabla Viabilidad Según Calificación
Tipificación % Calificación
Viable 60 - 100 % >15 -13
Regularmente viable 31 - 59 % 12,9 -7
No Viable 0 - 30 % 6,9 – 3
Viabilidad (Fuente: Autores).
7.10.4 Resultados de la Matriz de evaluación técnica:
Tabla 15
Tabla Matriz de Evaluación técnica
Matriz de Evaluación Técnica
Tabla 16
Tabla Explicación Matriz Evaluación Técnica
Matriz de Evaluación Técnica
Ítems Requisitos Explicación
loc
Brillo Solar Diario Está directamente relacionado con la producción de la energía, no refiere normas legales.
Radiación Solar diaria
Es indispensable para determinar la eficiencia del sistema, En este proyecto se encuentra ubicado en un
lugar que genera niveles óptimos para su alimentación
Red Eléctrica
Es altamente importante ya que es un sistema que se encuentra interconectado a la red, se necesitan permisos para realizar la conexión del sistema.
P
roye
ct
o
Materiales
Necesarios para la intervención y para la ejecución del proyecto, inversión alta y nivel de cumplimiento
baja Equipos
Necesarios para la implementación del proyecto, inversión alta, garantía extendida en tiempo, no
registra cumplimiento de norma Diseño
Es muy importante, se realiza al principio del proyecto, su costo es la escala medio y su tiempo de
ejecución es bajo. Modificación Estructural
Es necesario para la instalación de los soportes donde irán instalados los paneles solares, su instalación es a
mediano plazo, la inversión es moderada. Mantenimiento
El mantenimiento es considerado a largo plazo puesto que se realizan 2 al año, la empresa VOLUMEN
realizara el mantenimiento el primer año.
T
De gran importancia puesto que indica el uso continuo (todo el año), y la utilidad que genera al
proyecto
Garantías de fabricación
Se debe tener en cuenta, ya que los paneles no se encuentran exentos de defectos de fábrica, en todos los casos la empresa proveedora se hará responsable y
evitar así costos adicionales, no refiere normas legales.
Potencia instalada
De gran importancia ya que garantiza la potencia mínima para el funcionamiento del sistema
Obsolescencia tecnológica
Requisito moderado, los PFV no están exentos de pasar a un segundo plano, en cuanto a tecnología de
punta, ya que día a día la tecnología avanza y las energías limpias siempre están en continuo avance.
R
ec
ur
sos
E
conóm
ic
os
Costos de Inversión
De carácter indispensable ya que este proyecto en esta instancia se requiere un alto costo de inversión,
se requiere un grado legal moderado. Costos de mantenimiento
Son necesarios para el óptimo funcionamiento del sistema, la empresa provee 1 año de mantenimiento,
por el cual la inversión es baja.
Costos de Cierre o abandono
Para asegurar una correcta disposición final en el escenario de desmonte del sistema, es necesario
personal calificado para la remoción de dichos desechos resultantes, la normativa es moderada, así
como el tiempo.
8 Fase II - Identificación Y Evaluación De Impactos Ambientales
Con el fin de identificar todos los aspectos e impactos asociados a cada fase del proyecto a realizar se procede a realizar un estudio ambiental basado en la metodología Battelle-Columbus para la priorización de impactos y por lo tanto formular los planes de manejo respectivos.
Para el objeto de este trabajo al establecer el impacto ambiental con el proyecto y sin el proyecto, se analizará el consumo de energía utilizada actualmente por el Colegio la cual es comercializada por CODENSA S.A. dicha energía proviene según la canasta energética expuesta en el Plan de expansión de referencia generación – transmisión 2015-2029 de la UPME de la hidroelectricidad, con 69.7% de la capacidad instalada, incluyendo las plantas menores, seguida por las centrales térmicas (gas, carbón y líquidos) con de 29.6%. Las demás tecnologías
representan alrededor del 0.6% del total de la capacidad instalada del sistema (Unidad de Planeación Minero Energética – UPME, 2015).
8.1 Descripción De Las Fases Y Las Actividades Secuenciales Del Proyecto
A continuación, en la tabla 24 se describen las actividades del POA: Tabla 17
Tabla Descripción de las Actividades del Proyecto
DESCRIPCION ESPECIFICA
DE LA ACTIVIDAD COMO Y DONDE SE REALIZA
DISEÑO DEL PROYECTO
Inventario y demanda Energética.
Se hace una suma total de las luminarias y equipos, se verifica su potencia y se
hacen los cálculos respectivos. Se identifica y se determina el área
disponible para la instalación del sistema SFV.
Se hacen los planos de la terraza y se resta el área que nos e puede usar de la
terraza. Caracterización física y energética
del edificio.
consumo, picos de demanda energética y características físicas del mismo. Se estipula la cantidad de paneles
necesarios y las características técnicas de los mismos.
Se calculan de acuerdo al área disponible, tipo de estructura y a la capacidad instalada total de los paneles.
CONSTRUCCI ON
Instalación y alistamiento de las bandejas donde van situados los
paneles.
El coordinador de la obra se encarga del levantamiento de las estructuras y del
alistamiento de los materiales. Instalación completa del sistema y
conexiones del mismo.
Se hace el tendido del cableado, la instalación de inversores, conversores,
interruptores por parte del personal contratista.
FUNCIONAMI ENTO
Puesta en marcha y funcionamiento del sistema solar fotovoltaico.
Monitoreo y toma de datos mediante el programa utilizado para el mismo, se
toman estadísticas de reducción de consumo.
Mantenimientos programados según las especificaciones técnicas
del sistema, se realizará residuos resultantes del desmonte
del mismo.
El residuo resultante según su característica es entregado para disposición final a una empresa destinada para lo mismo; dicha empresa
debe tener licencia ambiental vigente. Orden y aseo Se organiza y se limpia el área en la
cual se encontraban los paneles.
(Fuente: Autores ).
“El método del Instituto Batalle – Columbus, es el principal método cuantitativo que se ha desarrollado para la evaluación de impactos ambientales. Su objetivo es la evaluación sistemática de los impactos de un proyecto mediante el empleo de indicadores homogéneos” (Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, 2016). Y sirve para Planificar a medio y largo plazo proyectos con un mínimo de impacto ambiental.
8.2 Parámetros Para Definir Indicadores De Impacto
Tabla 18
Tabla Selección de parámetros e indicadores de impacto
CATEGORI A
COMPONENTE AMBIENTAL (INDICADOR)
PARAMETRO AMBIENTAL (INDICADOR ESPECIFICO)
ECOLOGIA
ESPECIES Y POBLACIONES
TERRESTRES:
Pastizales y praderas: Las inundaciones para las hidroeléctricas disminuyen la cantidad de hectáreas disponibles para labores de pastoreo, disfrute o agricultura que se pueden realizar
en este tipo de ecosistemas. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo de impactos. Cosechas: Al inundar tierras para las hidroeléctricas se pierden suelos con valor agrícola lo
cual afecta la soberanía y la seguridad alimentaria. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
Vegetación natural: La vegetación nativa correspondiente al área de embalse, necesariamente es extraída, quemada o inundada. Iguales suertes pueden correr algunas poblaciones animales terrestres. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
HABITATS Y COMUNIDADES
TERRESTRES:
Uso del suelo: los suelos que alguna vez fueron productivos o destinados para otros usos, cambian sus características y cambian por consiguiente sus usos. Con la energía
fotovoltaica se evitan este tipo de impactos.
Accesos viales: para la construcción de hidroeléctricas, o centrales térmicas es necesario crear accesos viales. Así mismo es necesario inundar unos cuantos.
ACUATICAS:
Características fluviales: cambios en las características fluviales de las zonas de influencia directa en indirecta del proyecto. Con la energía fotovoltaica se evitan este tipo
de impactos. CONTAMINACION
DEL AGUA
