CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
5 CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
El presente capítulo se describe la problemática relacionada con el sistema eléctrico zuliano al norte de esta región, así como la formulación del problema, definición de objetivo general y específicos, justificación desde el punto de vista teórico, práctico y metodológico, por otra parte, se establece la delimitación de la investigación, con el objeto de poder identificar, así como establecer los elementos y estrategias necesarias para el diseño de la planta termosolar.
1..DEFINICION DE LA PROBLEMÁTICA OBJETO DE ESTUDIO
La energía eléctrica ha sido siempre un factor primordial de la vida social, debido a que tras las primeras curiosidades científicas se empezó a detectar el verdadero potencial de ella hacia todos los campos de la Ingeniería, arquitectura y profesiones a fines. La misma suele transformarse en otras formas de energía como: Luminosa, térmica, química y mecánica respectivamente.
Sin embargo, uno de los problemas principales a nivel mundial es el uso de derivados del petróleo para la generación eléctrica. El panorama se agrava cuando la inestabilidad de las condiciones climáticas obliga a las plantas de energías no renovables a disminuir su producción. Según cifras calculadas del diario La Nación de Costa Rica en el 2018, establece que el uso de hidrocarburos para generación eléctrica representa únicamente un 8%de la producción total, esto tiene un alto costo económico.
Mundialmente se ha generado un desarrollo tecnológico en cuanto a los equipos e instrumentos que suelen emplearse para la generación de electricidad de manera renovable o no. Esta última se ha convertido en un factor fundamental, tanto para las industrias como para la vida cotidiana, sin embargo, el fuerte apetito de energía eléctrica ha evolucionado en los últimos tiempos, aumentando la demanda y generando de esta manera una notable falla económica y ambiental.
Según la Asociación Española para la promoción de la industria termosolar (patronal pro termosolar) en el año 2017, estableció que la energía termosolar produjo un total de 5.347 GWh en el año 2017, lo que representa un incremento del 5.5% sobre el año 2016, de igual forma, un
record histórico de generación de electricidad por parte de las centrales termo-solares.
El sector termosolar tuvo un impacto positivo en la economía en el año 2016 de 1.400 millones de euros en el PIB, con una contribución directa de 1.092 millones de euros y una contribución indirecta de 308 millones de
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euros. Solo en los primeros cuatro meses del presente año el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) realizó un estudio sobre sus gastos y desembolsos y éstos fueron cerca de 125 millones de dólares en ese rubro demostrando el alto costo que implica los proyectos en energías renovables y no renovables en este país.
En Latinoamérica, un 17% de la electricidad que se genera no llega a su destino, según un reciente informe que ha elaborado el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) con datos de entre 2007 y 2011 El total de electricidad que se pierde en la región es mayor que el que se contabiliza en la mayoría de países en vías de desarrollo y comparable a los niveles registrados en Estados Unidos en 1929.
Con la electricidad que se pierde en Latinoamérica en un sólo año, se podría dar cobertura a la demanda de todo Perú durante dos años. El organismo estima que esa pérdida de electricidad resta entre 11.000 y 17.000 millones de dólares anuales a la riqueza de América Latina, entre un 0,19% y un 0,30% del Producto Interior Bruto (PIB) regional.
En Latinoamérica, según la “Agencia de Noticias Internacional EFE”
Brasil sufrió un apagón el día miércoles 03 de Marzo del 2018, sin abastecimiento de energía eléctrica a más de un centenar de ciudades en al menos 13 estados del norte y noreste de Brasil, lo que afectó a unos 70 millones de personas, informaron fuentes oficiales. El fallo se produjo en un disyuntor de una subestación del Xingu, en el estado de Pará (norte), lo que
provocó la desconexión automática en diversas líneas de transmisión, señaló el Operador Nacional del Sistema Eléctrico (ONS) en un comunicado.
Por su parte Brasil duplicó sus objetivos solares en enero, tanto en instalaciones a gran escala como en lo que a generación distribuida se refiere. El objetivo para 2024, en el marco del plan de energía oficial a 10 años (PDE), es de 7 GW de generación solar a gran escala y de 1,32 GW en instalaciones fotovoltaicas distribuidas. De acuerdo con el libro "LatínAmérica PV Playbook", de GTM Research, 1,4 GW de energía fotovoltaica distribuida podría lograrse ya en el año 2020, especialmente dado el fuerte apoyo al segmento en Brasil a través de la política de ProGD.
ProGD es un programa de desarrollo centrado en la generación distribuida de energía. Se puso en marcha por el Ministerio brasileño de Minas y Energía (MME) y está concebido para incentivar aún más a los consumidores a que generen su propia energía a partir de fuentes de energías renovables, con un énfasis particular en la energía solar.
Según el MME, en 2030 aproximadamente 2,7 millones de consumidores brasileños podrían tener instalaciones de generación de energía distribuida, ya sea en residencias privadas, en polígonos industriales o en el área agrícola. Sería el equivalente a 23.5 GW de la producción de energía limpia. El Plan Nacional de Energía predice que para 2050 el 18% de los hogares brasileños albergarán sistemas fotovoltaicos. Se espera que estas instalaciones generen alrededor de 45 teravatios (TW) por hora de energía limpia, lo que equivaldría al 13% de la demanda eléctrica del país.
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En Venezuela el margen de las reservas energéticas actuales es bajo, de acuerdo al informe anual de la estatal Petróleos de Venezuela (PDVSA) debido a la alta tasa de indisponibilidad de algunas unidades de generación térmica y a restricciones de transmisión de energía a través de torres de baja, media y alta tensión, lo que limita las posibilidades de despacho de algunas plantas termogeneradoras.
La expansión de la generación de electricidad podría basarse en unidades que utilizan como combustible el gas natural, el cual tiene costos muy inferiores a los combustibles líquidos. Según un estudio reciente de la Universidad de los Andes (ULA) en el año 2018, la falta de gas y de combustible fósiles están haciendo que la energía eléctrica desde el punto de vista técnico esté cada día con más problemas los cuales suelen reflejarse con caídas de tensión eléctrica que se perciben constantemente debido a la salida de las mismas sumado a esto la falta de generación nacional.
Por su parte en el estado Zulia; primer estado de Venezuela en producir energía eléctrica contiene en su parque de generación un total de 7 grandes plantas de generación termoeléctrica según datos ofrecidos en el informe anual de la Corporación Eléctrica Venezolana (CORPOELEC) en el año 2017 con más de 3000MW instalados en capacidad termogeneradora y sumado a esto, cerca de 1100 MW por concepto de generación hidroeléctrica proveniente de la represa Simón Bolívar GURI con líneas de media y alta tensión oriundas del oriente del país y que sumado a la anterior proveen la electricidad necesaria para cubrir la demanda zuliana.
En ese sentido, el municipio Mara, uno de los 21 municipios localizado al norte de la ciudad de Maracaibo en el estado Zulia, presenta una notable crisis de energía eléctrica que se refleja en fluctuaciones de voltaje, ausencia del fluido eléctrico en zonas rurales así como pobladas, causado por la falta de mantenimiento de las unidades existentes, hurto de material estratégico y cableado de media y alta tensión, sumándose a ello, las inadecuadas políticas de inversión en el sector eléctrico, lo que hace que esta zona dependa de plantas aisladas o cables sub lacustres para la distribución de la energía eléctrica.
Lo anteriormente expuesto, obliga a las autoridades a aplicar continuos racionamientos para preservar la poca cantidad de energía generada en una región devoradora de electricidad en medio de sus altas temperaturas. De no corregirse esta situación, en primera instancia, debido a la gran demanda de las unidades generadoras las mismas, incurrirían en fallas que las coloquen fuera de servicio.
Dentro del mismo orden de ideas las sub estaciones se verán afectadas debido a la sobre carga de uno o más circuitos adyacentes al correspondiente en el municipio Mara del Estado Zulia por lo que en consecuencia los transformadores aguas debajo de las sub estaciones no podrán mantener los niveles de tensión y con ello la falla de múltiples líneas de transmisión que dejarían automáticamente sin electricidad a estos ciudadanos.
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Ahora bien, una propuesta para la generación de energía eléctrica de origen solar partiendo de la combinación de diversos ciclos como alternativa de seguridad energética para las comunidades en momentos de penumbra, con esto puede llevar al municipio mara a lo que una vez fue, y servir como una plataforma para que la comunidad marabina replique las ideas aplicadas y así funcionar como un ente multiplicador de conocimiento para toda la región zuliana.
1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Una vez analizados varios aspectos relacionados con la energía termosolar, es necesario conocer ¿Cuáles son los aspectos que se requieren para recuperar el sistema eléctrico del municipio Mara, y ofrecer a la población una mejor calidad de vida, a través de la creación de plantas de energías alternativas?
2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
2.1. OBJETIVO GENERAL
Proponer una planta termosolar hibrida para la generación de energía eléctrica en poblaciones rurales en el Municipio Mara
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diagnosticar el potencial termosolar en poblaciones rurales en el estado Zulia.
Determinar los parámetros y requerimientos técnicos para una planta termosolar hibrida.
Definir los aspectos organizacionales para la planta termosolar hibrida en estudio.
Seleccionar equipos y dispositivos para la planta termosolar hibrida en ejecución.
Diseñar la propuesta de la planta termosolar hibrida.
Evaluar la factibilidad económica para la planta termosolar hibrida en elaboración.
Presentar la propuesta de la planta termosolar hibrida realizada.
3. JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIÓN
Esta investigación pondrá de manifiesto que es posible realizar el cambio de las energías basadas en combustibles fósiles o minerales: como lo son el petróleo, el carbón, el gas, entre otras, por energías alternativas como la energía solar, trayendo beneficios tanto económicos como ambientales del uso de dicha energía, teniendo un aporte vinculante a la contribución de las teorías de energías renovables y su impacto en la creación de plantas.
Desde la perspectiva teórica se concreta esta investigación dado a que enriquece la teoría de las energías alternativas específicamente la termosolar al generar una hibridación entre dos sistemas como lo son el sol convencional y el ciclo combinado termogenerador a fin de promover sistemas con la mayor eficiencia posible, generando la capacidad de
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potencia necesaria para cubrir demandas en la población del norte de Maracaibo.
En el ámbito metodológico tendrá como principal aporte el desarrollo de un procedimiento estándar y sistemático para el desarrollo de plantas de conversión de energías de generación eléctrica partiendo de energías renovables como el sol. Para ello se emplean instrumentos de recolección de datos que estarán soportados por herramientas computacionales, cuadernos y block de notas, a fin de tomar la mayor cantidad de información para su procesamiento y desarrollo.
En el sentido práctico tomando en cuenta como principal beneficiario el municipio Mara, estado Zulia, esta investigación se encuentra enfocada en dar a conocer realmente lo que significa el ahorro energético y las razones por las cuales se hace necesario disminuir el uso de combustibles fósiles como principal medio de generación de energía, desde otro punto de vista deja una transferencia de conocimiento que debe ser utilizado en próximos proyectos con objeto de generar cada vez mayor cantidad de electricidad proveniente de sistemas de energía solar pudiendo contribuir con un diseño y un estudio de factibilidad que se vincularán con todos los sectores productivos.
En cuanto al aporte medio ambiental realizado por esta investigación se basa en implementar tecnologías de menor impacto medio ambiental en su fabricación, uso y mantenimiento del mismo contribuyendo de esta manera con la reducción de las emisiones de gases a la capa de ozono y
promoviendo la cultura del desarrollo sostenible, generando a su vez mayores plazas de empleos para la población zuliana, además un impacto socio económico y cultura de alta magnitud.
Finalmente, en lo social al realizar la conversión de energía limpia, aumenta la salud por la eliminación de la contaminación al producir energías por medio de petróleo o carbono y reduce el consumo eléctrico que afecta al Sistema Eléctrico Nacional (SEN), dejando como aporte una cultura de uso racional de la energía consumida en hogares y lugares de trabajo, lo cual implica reducción en las fuerzas energéticas.
4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Esta investigación se lleva a cabo en la universidad Rafael Belloso Chacín, ubicada en la prolongación Circunvalación 2, tomando como referencia la población del Municipio Mara, ubicada en el estado Zulia, en el lapso comprendido desde agosto del 2018 hasta julio 2019,en correspondencia a la línea de investigación de energía en el área de conocimiento de Generación de Potencia, vinculado con el objetivo estratégico 5.1.5 contribuyendo a dar respuesta a las necesidades del entorno, al bienestar social y a la soberanía nacional.
