FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
TESIS
“Diseño de iluminación fotovoltaico con tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande
Huancayo”
Portada
PRESENTADO POR:
GEORGE BRAHAM VICTORIA RIVERA
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRICISTA
Portada HUANCAYO – PERÚ
2022
Av. MARISCAL CASTILLA N° 3909 – 4089 – El Tambo Huancayo Pab. “C” – Ciudad Universitaria
Teléfono (): 064-481060 anexos 7213,7204 (064-481181),7203 y 7206 Web.: https://fieeuncp.edu.pe E-mail: [email protected]
“AÑO ”
ACTA DE SUSTENTACIÓN
En Sala de Sustentaciones no presenciales de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional del Centro del Perú, a los veinticinco días del mes de agosto del año dos mil veintidós, con presencia de miembros del jurado integrado por:
PRESIDENTE : Dr. BARTOLOMÉ SÁENZ LOAYZA SECRETARIO : M.Sc. RAFAEL SEGURA CONTRERAS VOCALES : M.Sc. WALDIR ASTORAYME TAIPE
: M.Sc. MANUEL DACIO CASTAÑEDA QUINTE : M.Sc. CÉSAR JESÚS LINDO GUTARRA SUPLENTE : M.Sc. JOSÉ EDUARDO GALARZA LINARES ASESOR : M.Sc. WALDIR ASTORAYME TAIPE
Siendo las 11:00 horas, se dio inicio al acto de Sustentación de la tesis del bachiller GEORGE BRAHAM VICTORIA RIVERA, asume como Presidente el Dr. BARTOLOMÉ SÁENZ LOAYZA, según lo establece Artículo Nº204 literal b del Reglamento Académico General, el secretario Docente dio lectura a la Resolución Nº 095-2022-D-FIEE/UNCP. Terminada la lectura, el sustentante procedió a la exposición de su Tesis titulada “DISEÑO DE ILUMINACIÓN FOTOVOLTAICO CON TECNOLOGÍA LED PARA FOMENTAR LA OFERTA TURÍSTICA DEL PARQUE ECOLÓGICO LAS 7 LEYENDAS COCHAS GRANDE HUANCAYO”, concluida la exposición; los señores miembros del Jurado procedieron a efectuar las observaciones del caso y las preguntas respectivas. Luego pasaron a la calificación según el Artículo N° 208 y 209 del Reglamento Académico General, finalmente se realizó el promedio de los calificativos emitidos por los miembros del jurado, la calificación cuantitativa fue de 23.33, obteniéndose el siguiente resultado:
Aprobado por Unanimidad
El Señor presidente da a conocer al sustentante el resultado final, quien lo felicitó.
Se da por concluida la sustentación a las 12:08 horas. En señal de conformidad firman los miembros del jurado calificador.
Dr. BARTOLOMÉ SÁENZ LOAYZA PRESIDENTE
M.Sc. RAFAEL SEGURA CONTRERAS SECRETARIO
M.Sc. CÉSAR JESÚS LINDO GUTARRA VOCAL
M.Sc. WALDIR ASTORAYME TAIPE VOCAL
M.Sc. MANUEL DACIO CASTAÑEDA QUINTE
VOCAL
025-2022T
Hoja del asesor
ASESOR
M. Sc. Waldir Astorayme Taipe Código ORCID: 0000-0002-4430-9160
Dedicatoria
A Dios por iluminar mis días, a mis padres que son mi fortaleza, mi hermana por su tenacidad y mis queridos sobrinos que representan la inocencia y pureza de mi vida.
Brajam
Agradecimiento
La presente investigación se pudo desarrollar gracias a la predisposición de la comunidad de Cochas Grande, quienes otorgaron el permiso y facilidades para el desarrollo del trabajo de campo.
A mi Asesor el Ing. Waldir Astorayme quien confió en la investigación, viendo el lado social e importancia que tiene la promoción turística de nuestra región y nosotros como profesionales de Ingeniería Eléctrica, podemos contribuir con mejorar la oferta turística.
A todos las personas que colaboraron con la ejecución del presente proyecto de manera directa e indirecta.
Índice general
Portada I
Hoja del asesor II
Dedicatoria III
Agradecimiento IV
Índice general V
Índice de figuras VIII
Índice de tablas X
Resumen XII
Abstract XIII
CAPÍTULO I 14
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 14
1.1 Planteamiento del estudio 14
1.1.1 Planteamiento del problema 14
1.1.2 Formulación del problema 17
1.2 Objetivos 18
1.2.1 Objetivo general 18
1.2.2 Objetivos específicos 18
1.3 Justificación de la investigación 18
CAPÍTULO II 20
MARCO TEORICO 20
2.1 Antecedentes 20
2.2 Bases teóricas 24
2.2.1 Definición de energía actual 24
2.2.1.1 Rayo de sol 25
2.2.1.2 Energía solar 25
2.2.1.3 Radiación solar 25
2.2.1.4 Radiación solar en Perú y Junín 27
2.2.2 Uso de energía solar 28
2.2.3 "Principios básicos de la electricidad en la energía fotovoltaica” 28
2.2.4 "Generación por sistema fotovoltaico” 30
2.2.5 "Componentes de sistemas fotovoltaicos” 31
2.2.6 "Configuraciones de sistemas fotovoltaicos” 35
2.2.7 Iluminación y equipamiento. 37
2.2.8 Conductores y terminales. 38
2.2.9 Elementos de protección 38
2.2.10 "Tamaño del sistema fotovoltaico” 39
2.2.11 "Métodos de dimensionamiento” 39
2.2.12 Oferta turística 41
2.3 Descripción del área de investigación. 42
2.4 definición de un concepto 42
2.5 Hipótesis 44
2.6 Identificación de Variables 45
CAPÍTULO III 47
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN 47
3.1. Tipo de investigación 47
3.2. Nivel de investigación 47
3.3. Población y muestra 47
3.4. Métodos utilizados 48
3.4.1 Método general 48
3.4.2 Método específico 48
3.5. Diseño de la investigación 48
3.6. Técnicas e instrumentos de recolección de datos 48
3.6.1 Validez del instrumento 48
3.6.2 Confiabilidad del instrumento 49
3.6.3 Procedimientos de recolección de datos 49
3.6.4 Procedimientos de recolección de datos 49
3.6.5 Técnicas y análisis de la recolección de datos 49
CAPÍTULO IV 50
RESULTADOS 50
4.1 Dimensionamiento del sistema de iluminación LED con paneles fotovoltaicos 50
4.1.1 Análisis de la radiación solar 50
4.1.2 Distancia que debe existir entre poste y poste de alumbrado público 52
4.1.3 Dimensionamiento del panel fotovoltaico 53
4.1.4 Diagrama del sistema fotovoltaico 60
4.2 Especificaciones técnicas de los componentes del sistema de iluminación
fotovoltaico 60
4.2.1 Lámpara LED 60
4.2.2 Panel fotovoltaico 64
4.2.3 Batería 65
4.2.4 Regulador de carga 70
4.3 Análisis de la oferta turística actual 73
4.3.1 Aspectos generales 73
4.3.2 Entidades involucradas y beneficiarios 75
4.3.3 Descripción del atractivo turístico 76
4.3.4 Demanda proyectada de turistas sin intervención 80 4.3.5 Demanda proyectada de turistas con intervención 81
4.3.6 Mejora de la demanda proyectada 82
4.3.7 Análisis de impacto ambiental 83
4.3.8 Análisis económico de la implementación. 84
4.3.9 Consumo energético anual 86
4.4 Prueba de hipótesis 86
4.5 Discusión de resultados 89
CONCLUSIONES 91
RECOMENDACIONES 92
BIBLIOGRAFÍA 93
ANEXOS 96
Matriz de consistencia
Operacionalización de variables Fichas técnicas
Proforma
Vistas fotográficas
Índice de figuras
Figura 1 Área del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande ... 15
Figura 2 Área del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande ... 16
Figura 3 Radiación solar ... 26
Figura 4 Tipos de radiaciones solares ... 27
Figura 5 Representación gráfica de CA ... 29
Figura 6 Representación gráfica de la CD ... 30
Figura 7 Circuito eléctrico ... 30
Figura 8 Esquema de una instalación fotovoltaica doméstica ... 31
Figura 9 Conexión directa ... 36
Figura 10 CC con batería ... 37
Figura 11 Conexión de carga ... 37
Figura12 La talla ... 39
Figura 13 Vano entre postes ... 53
Figura 14 Angulo de inclinación del panel fotovoltaico ... 56
Figura 15 Diagrama del sistema fotovoltaico ... 60
Figura 16 Modelo de la lámpara LED cree 40 W ... 61
Figura 17 Datos de iluminación ... 63
Figura 18 Dimensionamiento de la lámpara ... 63
Figura 19 Datos constructivos del panel solar SW150 ... 65
Figura 20 Curva I-V del módulo SW150 ... 65
Figura 21 Modelo y dimensiones de la batería ... 68
Figura 22 Efecto de la temperatura en la vida de flotación a largo plazo ... 69
Figura 23 Efectos de temperatura en almacenamiento ... 69
Figura 24 Curva característica de descarga ... 70
Figura 25 Controlador 12 V 10 A LD2420C de LDSOLAR ... 71
Figura 26 Plano del distrito de El Tambo ... 73
Figura 27 Macro y micro ubicación del proyecto ... 74
Figura 28 Vista fotográfica del Parque Ecológico Las 7 Leyendas de Cochas Grande 77 Figura 29 Vista fotográfica del paraje Silla Huanca ... 78
Figura 30 Vista fotográfica del paraje Muchca Uclo ... 79
Figura 31 Vista fotográfica del paraje Chiche puquio ... 80
Figura 32 Brecha proyectada con y sin proyecto ... 83
Índice de tablas
Tabla 1 Componentes del sistema de paneles fotovoltaicos ... 31
Tabla 2 Operacionalización de variable: Iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED ... 46
Tabla 3 Operacionalización de variable : Oferta turística del Parque Ecológico las 7 Leyendas Cochas Grande ... 46
Tabla 4 Coordenadas UTM del “Parque ecológico las 7 Leyendas” del anexo de Cochas Grande. ... 50
Tabla 5 Radiación solar por mes del año 2021, de acuerdo a la estación Ingenio. ... 51
Tabla 6 Niveles de radiación máximo, mínimo y medio ... 54
Tabla 7 Características de funcionamiento ... 54
Tabla 8 Inclinación del panel fotovoltaico según la latitud ... 55
Tabla 9 Especificaciones básicas ... 61
Tabla 10 Características clave de la lámpara de alumbrado público LED cree 40w de alta eficiencia en disipación de calor ... 62
Tabla 11 Comportamiento bajo condiciones estándar de prueba (STCº) ... 64
Tabla 12 Comportamiento a 800 W/m2, NOCT, AM 1.5 ... 64
Tabla 13 Características técnicas del controlador ... 72
Tabla 14 Ubicación del Parque ecológico las 7 leyendas de Cochas Grande ... 73
Tabla 15 Entidades involucradas ... 75
Tabla 16 Llegada de turistas nacionales y extranjeros al parque 7 leyendas de Cochas Grande ... 80
Tabla 17 Arribos de turistas nacionales y extranjeros al parque 7 leyendas de Cochas Grande con intervención ... 82
Tabla 18 Brecha proyectada de la demanda turística en el Parque Ecológico de
Cochas Grande ... 83
Tabla 19 Costos directos del proyecto ... 84
Tabla 20 Costos indirectos del proyecto ... 85
Tabla 21 Costos total del proyecto ... 86
Tabla 22 Medidas de tendencia central ... 88
Resumen
La presente investigación titulada: “Diseño de iluminación fotovoltaico con tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo”, plantea como objetivo general: diseñar un sistema de iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo. Para el cual se realizó una investigación mixta (cualitativa y cuantitativa) de nivel básico, con diseño no experimental transversal. Para el desarrollo de la investigación se realizó cálculos matemáticos, con el cual se diseñó un sistema de iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo, para el cual se requiere un energía diaria mínima de 5.22 A, el ángulo de inclinación del panel es de 11º, el acumulador es de 103.12 Ah, el regulador de carga es de 8.19 A y finalmente se utilizará conductores de cobre mayores a 0.4 mm2.
Palabras clave: Paneles fotovoltaicos, energía solar, oferta turística
Abstract
The present investigation entitled: "Design of photovoltaic lighting with LED technology to promote the tourist offer of the 7 Legends Cochas Grande Huancayo Ecological Park", has as a general objective: to design a photovoltaic lighting system using LED technology to promote the tourist offer of the Park. Ecological the 7 legends Cochas Grande Huancayo. For which a mixed research (qualitative and quantitative) of basic level was carried out, with a non-experimental cross-sectional design. For the development of the investigation, mathematical calculations were carried out, with which a photovoltaic lighting system was designed using LED technology to promote the tourist offer of the 7 Legends Cochas Grande Huancayo Ecological Park, for which a minimum daily energy of 5.22 is required. A, the angle of inclination of the panel is 11º, the accumulator is 103.12 Ah, the charge regulator is 8.19 A and finally copper conductors greater than 0.4 mm2 will be used.
Keywords: Photovoltaic panels, solar energy, tourist offer
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del estudio
1.1.1 Planteamiento del problema
Nuestro país ha demostrado tener una gran diversidad de atractivos turísticos, sobre todo, en diversidad natural, el cual requiere una verdadera promoción y difusión con la intensión de elevar el nivel socioeconómico de la población, sin embargo, poner en valor estos atractivos turísticos requiere de una inversión y también de la infraestructura adecuada que realce su belleza, sin alterar su naturaleza.
De acuerdo a la encuesta de control realizada por el INEI (2019) y el Banco Mundial informa que 92.451% de la población rural cuenta con servicio de energía eléctrica por red pública según el Informe Técnico Condiciones de Vida en el Perú, elaborado con los resultados de la Encuesta Nacional de Hogares-ENAHO (Instituto Nacional de Estadística [INEI], 2020). Sin embargo, si hablamos de inversión en los recursos turísticos este se caracteriza por pertenecer a la inversión privada en su mayoría.
Ante esta situación y a causa de diversos factores, principalmente geográficos, la distancia entre los distintos lugares en las zonas más remotas e inaccesibles, así como la
incomunicación de la población por la falta o insuficiencia de vías de comunicación, la industria turística es cada vez más cada vez más populares. En el campo del turismo, cada vez más personas buscan una forma sostenible de hacer turismo. Las tendencias y políticas ambientales actuales, como la mitigación del cambio climático y la reducción de gases de efecto invernadero, han llevado a este cambio de perspectiva en el sector turístico manejado, especialmente en el caso del turismo rural o en comunidades donde se ofrece turismo ecológico y de naturaleza (Ambiente soluciones Energía Solar, 2021).
Sin la energía eléctrica en esta nueva oferta turística el desarrollo económico, social de los pobladores de la comunidad de Cochas Grande será reducido considerablemente. El problema radica en que la propuesta turística plantea una diversidad de actividades, ecoamigables, las cuales no serán posibles si se carece de una buena iluminación y energía que brinde facilidades para la preparación de comidas, conserva de alimentos, entre otros, que se pueden hacer posible con la instalación de paneles fotovoltaicos.
Figura 1
Área del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande
Figura 2
Área del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande
La comunidad de Cochas Grande ha emprendido la ardua labor para hacer la puesta en valor del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande, que consiste en siete parajes novedosos que abarca un área de 27 hectáreas aproximadamente (tal como se observa en la figura 1), la propuesta implica la construcción de un patio de comidas, una zona para acampar y stands para la comercialización de artesanías y otros productos, así mismo la iluminación de una cueva subterránea y el sendero turístico para los visitantes que deseen pernoctar en la zona. Por tal motivo con la intención de preservar la naturaleza se propone realizar el diseño de un sistema fotovoltaico para mejorar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas de Cochas Grande – El Tambo Huancayo.
Para el diseño de iluminación del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande, se consultará los datos de la estación Meteorológica de Huayao, “para conceptualizar los valores máximos y mínimos de irradiación solar de la zona y para obtener mejores resultados del diseño se considerará trabajar con la mínima” radiación del sol.
Dimensionar la “fuente energética fotovoltaica que se conforman por los subsistemas: panel fotovoltaico, controlador, batería, inversor, luminaria LED, conductores y equipos de protección (interruptores termomagnéticos e interruptores diferenciales). La selección de todos estos subsistemas se regirá mediante el Código Nacional de Electricidad-Utilización (CNE), y todas las normas vigentes. Así mismo realizará un estudio técnico-económico para la implementación del sistema de generación fotovoltaica para el Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande, obteniendo beneficios energéticos-ambientales” que esta tecnología proporciona.
En tal sentido, se desarrollará el diseño de un sistema de iluminación fotovoltaica, considerando la eficiencia de las lámparas, el posible consumo de energía de todo el parque y la intensidad luminosa de cada lámpara, que permita fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
1.1.2 Formulación del problema
1.1.2.1 Problema general
¿De qué manera el diseño de un sistema de iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo?
1.1.2.2 Problemas específicos
P1.- ¿En qué medida la eficiencia de la lámpara de iluminación fotovoltaica con tecnología LED fomentará la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo?
P2.- ¿Cuál será el consumo de energía del sistema de iluminación fotovoltaica con tecnología LED necesaria para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo?
P3.- ¿Cómo la intensidad luminosa de la lámpara influirá en la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo?
1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo general
Diseñar un sistema de iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
1.2.2 Objetivos específicos
O1.- Calcular la eficiencia de la lámpara de iluminación fotovoltaica con tecnología LED para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
O2.- Determinar el consumo de energía del sistema de iluminación fotovoltaica con tecnología LED necesaria para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
O3.- Definir la intensidad luminosa de la lámpara para fomentar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
1.3 Justificación de la investigación
En el desarrollo de la presente investigación pretende diseñar un sistema de iluminación fotovoltaica en el Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande, en el distrito de El Tambo, Huancayo, para el cual se considera usar “energía solar para transformarla en energía eléctrica a través de un sistema de panel solar fotovoltaico, para utilizarla en iluminación exterior del parque, de esta forma evitar el consumo de combustibles, energía eléctrica de la concesionaria y contribuyendo no sólo en el cuidado del ambiente con menos emisiones de gases de efecto invernadero, sino en el ahorro significativo en el pago del recibo mensual del consumo energético.
Se ha optado por el uso de los paneles fotovoltaicos, debido a la geografía del parque, así mismo porque la concesionaria eléctrica (ELECTROCENTRO), difícilmente accede a promover proyectos de esta magnitud, ya que el lugar será exclusivamente utilizado como un parque ecológico, donde no habrá consumo mensual creciente (no hay viviendas), en este proyecto se está considerando un área de camping y zona de acampamiento nocturno, por lo que se requiere que los senderos tengan iluminación para mejorar la oferta turística, finalmente la investigación se justifica por dos aspectos fundamentales: Primero es una propuesta económica y de ejecución a corto plazo, segundo los paneles fotovoltaicos son por su naturaleza ecológicos y con la utilización de la tecnología LED, se minimiza la alteración a la fauna del parque.
CAPÍTULO II MARCO TEORICO
2.1 Antecedentes
Flores (2018) en la investigación titulada: “Un método para mejorar el suministro sustentable de energía eléctrica renovable con celdas fotovoltaicas en zonas rurales de la región Arequipa, 2018” este estudio tuvo como objetivo: mejorar el suministro sostenible de energía eléctrica renovable a través de celdas fotovoltaicas en zonas rurales de la región de Arequipa, este método permitirá a los habitantes alejados de las zonas urbanas tener acceso a la energía eléctrica con el fin de mejorar la calidad de vida en el futuro.” Residentes rurales sin acceso a los servicios públicos de electricidad.
Mamani (2017) en su informe titulado: “Diseño y Cálculo de un Sistema de Energía Fotovoltaica para Alumbrado Público del Malecón Turístico Playa La Meca- Tacna”, el estudio concluyó que el diseño y concluye que la instalación de postes solares es una propuesta viable, y su uso podría generalizarse en el país para que nuestras poblaciones aisladas y pobres, nuestros jóvenes y nuestros niños no se queden ociosos, sino que, por el contrario, mejoren su calidad de vida.
Chucaguala (2017) en su tesis titulada “Análisis técnico y económico de un proyecto fotovoltaico para el autoconsumo de un centro de datos”, esta tesis tuvo como objetivo responder análisis de la viabilidad técnica de la introducción de tecnología de producción solar, en particular con paneles fotovoltaicos conectados a la red para la producción de energía y consumo propio en el centro de datos a construir en la ciudad de Tokopilla. Los resultados obtenidos mostraron que los costos de operación por el consumo de energía eléctrica de la red a través del software RetScreen, los indicadores de costo-beneficio como el VAN, los ahorros acumulados durante la vida del proyecto y el análisis con refrigeración o tecnología de enfriamiento de equipos, obteniendo valores de TIR del 13,2% aceptables para este tipo de proyectos fotovoltaicos, un valor presente neto de $2.804.814 y un ahorro anual de $329.452.”Según los cálculos realizados en el marco de la investigación.
Montañés (2016) en su tesis de investigación "describe en detalle los pasos de diseño de una planta de energía renovable con capacidad de desalinización y llega a las siguientes conclusiones: El proceso de optimización permitió diseñar la planta con una alta capacidad de desalinización. Esto requiere grandes evaporadores, lo que aumenta el costo de la planta desalinizadora. Fijando el número de etapas en 16, se logró obtener una instalación capaz de desalar 2.500.000 l/d con un GOR de 11,44, valor totalmente aceptable para la eficiencia del sistema. Aunque estos son valores aceptables, algunas plantas aceptaron los valores experimentales incluso mejor que los valores teóricos. La temperatura del vapor que ingresa por la primera etapa debe ser lo más alta posible, ya que esto aumentará la eficiencia del sistema. La temperatura máxima del ciclo Rankine es de 535°C, por lo que el intercambiador de calor salmuera-vapor puede funcionar correctamente. Asumiendo el valor de baja temperatura del ciclo alto, la potencia de salida de la turbina se reduce.
Cabero (2015) en su tesis" definió el proceso de desalinización de agua de mar utilizando tecnología de ósmosis inversa mediante el uso de programas informáticos específicamente utilizados para realizar los balances de masa involucrados en este proceso; y en uno de los tres programas de cálculo de membranas más utilizados en el mundo, obteniendo los siguientes resultados, que muestran que en el rango de salinidad de 30.000 a 40.000 mg/l y temperatura de 10 a 30 ºC, este proceso opera con una conversión superior al 60%, consiguiendo una calidad del agua tratada con valores de sólidos totales disueltos, cloruros, sodio y boro por debajo de los máximos permitidos por las normativas y recomendaciones nacionales y europeas” Organización Mundial de la Salud [OMS].
Carrillo (2015) en su tesis "estudió la factibilidad de producir electricidad con un sistema híbrido solar fotovoltaico y eólico evaluando las necesidades energéticas, el perfil de carga, el consumo de energía y la distancia entre las casas. Tomando como resultados la energía total requerida para la selección de paneles fotovoltaicos es de 5191 kWh/día, la capacidad total de la batería solicitada en base a la energía total requerida para el peor mes y la profundidad máxima de descarga de esta fue de 1464.12 Ah. ; Así, concluyendo que los sistemas renovables híbridos se consideran la mejor solución para la producción, al aumentar la combinación de fuentes renovables con la red existente, benefician al medio ambiente y mejoran” tan bueno como eficiencia energética.
Chercca (2014) en su tesis "determinó el aprovechamiento de los recursos eólico y solar en la producción de energía eléctrica y la reducción de las emisiones de CO2 mediante la combinación óptima de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico, dando como resultado una energía total diaria estimada por un sistema fotovoltaico de 38,64 kWh, y una energía generada anualmente de 14103,6 kWh; concluyen que se obtiene una
solución técnica y económicamente viable mediante el aprovechamiento de la energía eólica y solar con la introducción de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos, ya que beneficia a toda la comunidad y mejora la calidad de vida, sin embargo, desde el punto de vista de la análisis como proyecto privado, se debe aportar una subvención a fondo perdido equivalente al 80% de la inversión para rentabilizar el proyecto,”16,80%.
Shashabi, McHugh, Anda y Ho (2014)"estimó las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del ciclo de vida de una planta desalinizadora de agua de mar por ósmosis inversa ubicada en Perth, Australia Occidental (Washington) y estimó su rendimiento con la ayuda de tres opciones de energía. Los resultados muestran que las plantas desaladoras que utilizan fuentes de energía renovable lograron una reducción del 90% en las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la planta del escenario” de la red WA.
UNESCO (2013) en su informe "técnico, encontró una solución al problema del suministro de agua potable a la isla de Damasco mediante la instalación de un sistema de ósmosis inversa alimentado por energía renovable no tradicional que no afecta el medio ambiente, y, en este caso particular, utilizando energía de carácter no convencional , fuentes de energía renovables no tradicionales, como la energía fotovoltaica, produciendo 1 m3/día de agua desalada apta para el consumo humano, y se concluye que las fuentes de energía renovables (ERNC) se están convirtiendo en una alternativa limpia, segura y eficaz. , aunque los costos aún no son competitivos dada su limitada presencia y la dificultad de consolidarla en el país.”
Jiménez (2013)"ha desarrollado una planta de destrucción de agua de mar mediante tecnología de ósmosis inversa y alimentada con energía solar fotovoltaica.
También se realizará el diseño y cálculo de los sistemas y equipos instalados en el mismo para su correcto funcionamiento y suministro a la población, teniendo en cuenta
el año meteorológico típico del lugar (ATM), un conjunto de valores de iluminación correspondientes a un hipotético año, que se construye eligiendo para cada mes el mes del año real para el que el valor medio mensual de la radiación global diaria horizontal coincide con el valor correspondiente a todos los años obtenidos de la base de datos.”
Raboso (2012)"diseño de una planta de tratamiento solar fotovoltaica portátil mediante parametrización, método de dimensionamiento, simulación de solución fotovoltaica mediante software PVSYST; dando los siguientes datos: Energía requerida 766,50 kWh por año, energía suministrada desde 732.13kWh anual, energía directamente utilizable 66%,tan bueno como la energía almacenada y utilizada en un 34% y la eficiencia del sistema en un 95,5%, llegando a las siguientes conclusiones que los principales factores que inciden en la eficiencia económica de esta planta solar fotovoltaica depuradora/desalinizadora de agua son también las condiciones climáticas (ubicación) como condiciones de bombeo propias, resultando un presupuesto total para el diseño final del sistema de 9877 euros.”
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Definición de energía actual
Las energías alternas disponibles en nuestro planeta provienen del sol. Está en el origen de los vientos, la evaporación de las aguas superficiales, la formación de nubes, las lluvias y, en consecuencia, las cascadas. La energía derivada de recursos renovables como el viento, las olas o la biomasa es una manifestación indirecta de la radiación solar. La energía solar llega a la superficie de la Tierra de dos maneras diferentes:
incidiendo sobre los objetos iluminados por el Sol, denominada radiación directa, o reflejando la radiación solar absorbida por el aire y el polvo atmosférico, denominada radiación difusa. El primero se puede utilizar directamente, mientras que las células fotovoltaicas se aprovechan de ambos” tipos de exposición.
2.2.1.1 Rayo de sol
Se obtiene del sol, que emite calor debido a" reacciones de fusión nuclear en su centro, cuya temperatura interna puede alcanzar los 20.000.000°K. Este emite una radiación que puede compararse aproximadamente con la de un cuerpo negro a 6000°K debido a la absorción y la dispersión. por la atmósfera terrestre. Bajo cielos despejados, la radiación máxima ocurre cuando la luz incide perpendicularmente a la superficie de la Tierra, mientras que el camino recorrido por la luz a través de la atmósfera es mínimo.”
2.2.1.2 Energía solar
Como su nombre indica, esta energía proviene del sol, esta energía se capta de la radiación solar con equipos que aseguran la máxima absorción y por tanto la posibilidad de utilizar energía limpia y económica.(Hilku, 2021).
2.2.1.3 Radiación solar
La radiación solar es un conjunto de rayos electromagnéticos emitidos por el Sol. Asumiendo que el Sol es un cuerpo negro que disipa energía, Max Planck desarrolló una ley que aproxima su comportamiento y establece que la temperatura aproximada del Sol es de 6000 ºK. Asimismo, esta radiación va desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, sin embargo, no todas llegan a la Tierra, ya que muchas de ellas desaparecen debido a los gases que rodean la capa de ozono.(Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM], 2019).
Figura 3 Radiación solar
Nota: Derivado de(Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM], 2019)
La medición de la radiación solar es importante para su uso en una variedad de campos de investigación, que incluyen ingeniería, agronomía, ciencia animal, arquitectura, atención médica y meteorología. Pero una de las aplicaciones más importantes es la producción de electricidad, para sistemas de calentamiento de agua, para deshidratación de alimentos, etc.
La radiación solar atraviesa "la atmósfera, donde sufre diversos fenómenos de reflexión, absorción y difusión que reducen su intensidad final. Donde se distinguen diferentes tipos de radio en función de cómo se reciben” superficie.
Radiación directa: este tipo de radiación atraviesa la atmósfera sin ningún cambio, esta radiación tiene la mayor aplicación para el desarrollo de la energía fotovoltaica.
Radiación dispersa: Este tipo de radiación viaja a través de la atmósfera, pero es atrapada por las nubes y la condensación del agua, esta radiación cae en su mayoría de forma horizontal sobre la superficie.
Radiación global: Esta radiación es la suma de la radiación directa y difusa.
Radiación de albedo: este tipo de radiación también se conoce como radiación reflejada y ocurre cuando la radiación directa y difusa incide sobre superficies verticales.
La radiación directa, difusa y albedo se puede ver en la Figura 4.
Figura 4
Tipos de radiaciones solares
Nota: Derivado de(Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM], 2021)
2.2.1.4 Radiación solar en Perú y Junín
Nuestro país es uno de los países con mayor nivel de radiación solar en el mundo, esto se debe a su cercanía con el ecuador, y por lo tanto los rayos ultravioleta caen perpendiculares a la superficie. Según el Servicio Meteorológico e Hidrológico Nacional (SENAMHI), los valores de radiación solar este año serán de 14 y 15 puntos, alcanzando picos máximos de 20 puntos en las regiones centro y sur.(Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología [SENAMHI], 2022).
2.2.2 Uso de energía solar
Actualmente hay varios "Las tecnologías para la explotación de la energía solar son diversas. La tecnología termodinámica está diseñada para capturar tanto energía mecánica o eléctrica. Al absorber la energía de los fotones incidentes en los materiales semiconductores, los sistemas fotovoltaicos convierten directamente la energía solar capturada en energía eléctrica, creando portadores de carga móviles. La conversión fotoquímica se refiere a las tecnologías que producen energía química libre a partir de la radiación solar. Los procesos termoiónicos aprovechan la liberación de calor directamente en electricidad. Los dos primeros grupos de tecnologías son los más estudiados y” logró un gran desarrollo.
2.2.3 "Principios básicos de la electricidad en la energía fotovoltaica”
La electricidad se genera por el flujo de electrones dentro de un circuito. La fuerza de los electrones en movimiento en un circuito se mide por el voltaje, su unidad es el voltio (V) y la velocidad de los electrones se mide por la corriente, que se expresa en amperios (A). La potencia del sistema se mide en vatios o vatios (W). Se utiliza una corriente de un amperio por hora para describir la capacidad de una batería.” (Vaya).
La potencia se puede calcular multiplicando la corriente (A) por el voltaje (V).
2.2.3.1 Tipos de corriente
Según la teoría, se pueden considerar dos tipos de corriente: alterna y continua.
Corriente alterna (CA)," es una corriente eléctrica en la que la corriente se invierte a intervalos de tiempo a una frecuencia constante. Este tipo de corriente es creada por los alternadores, debido a su campo magnético, hace circular los electrones
primero en una dirección y luego en la dirección opuesta. Las compañías eléctricas proporcionan corriente alterna. Como ejemplo del uso de este tipo de corriente podemos mencionar que es la que usamos en nuestros hogares y que es requerida por la mayoría de los electrodomésticos.
Figura 5
Representación gráfica de CA
Corriente Continua (CC), también llamada corriente directa, este tipo
"corriente eléctrica generada por un generador que fluye en una dirección. Las baterías y los módulos fotovoltaicos proporcionan corriente continua, las baterías de los teléfonos móviles utilizan corriente alterna y la convierten en corriente continua.”
Figura 6
Representación gráfica de la CD
2.2.3.2 Circuitos eléctricos
Un circuito eléctrico es una trayectoria o línea de referencia a lo largo de la cual viajan los electrones desde una fuente de energía como una batería o un módulo fotovoltaico, a través de un conductor (cable) a la carga y de regreso a la fuente.”
Figura 7
Circuito eléctrico
2.2.4 "Generación por sistema fotovoltaico”
Basado en la producción de electricidad. "Un sistema fotovoltaico (FV) básico consta de tres elementos principales: un generador (módulo fotovoltaico), una caja de control (regulador y caja de conexiones) y una caja de almacenamiento (batería), así
como los elementos auxiliares necesarios para la conexión eléctrica y final. instalación. . .”
Figura 8
Esquema de una instalación fotovoltaica doméstica
2.2.5 "Componentes de sistemas fotovoltaicos”
La siguiente tabla enumera los principales componentes de los paneles fotovoltaicos:
Tabla 1
Componentes del sistema de paneles fotovoltaicos
las funciones DE.oponentes
Convertidor la radiación solar en energía eléctrica. PAGSángel soleado Corriente alterna uso eficiente de la electricidad captada. Barterias
Controlador de los niveles de carga de la batería y del panel solar. Regulador
Convierta el voltaje de CC en voltaje de CA. Inversor CA/CC
Consumir la energía generada. Cargas CA/CC
"Paneles solares”
"El elemento básico del SFV es una célula fotovoltaica. Son aparatos eléctricos cuyo principal componente es el silicio, que convierten la luz solar en corriente continua a través del efecto fotovoltaico.
Las celdas concetadas en serio o paralelo son llamadas módulos de panel solar que permite producir los voltajes y corrientes requeridos. Estas celdas generan usualmente ½ voltio. Un prototipo común contiene 36 celdas, y generan 18V, en condiciones estándar y un voltaje nominal de 12V. Las células fotovoltaicas no necesitan piezas móviles para generar electricidad a partir de la energía solar. Cuando la luz del sol incurre sobre una celda, libera electrones de la cubierta de silicio, excitando los electrones y generando voltaje y corriente desde la celda hasta el circuito eléctrico.
La vida media del panel es de 20 años, el mantenimiento es mínimo, se debe pasar un paño seco para que las partículas de polvo afecten su funcionamiento.
Unos conjuntos de paneles fotovoltaicos conforman la parte productora de un sistema fotovoltaico, cada uno de los cuales está formado por células conectadas eléctricamente entre sí y pueden tener una superficie de hasta 2 m2. Se encuentran en paralelo y en serie, según el diseño del sistema, ya que su tensión nominal es de 12 V.”
La función principal es recibir y recolectar la radiación solar para luego convertirla en energía eléctrica.
Lámina de vidrio exterior."Cuya dimensión aproximada es de 3 mm para proteger las celdas de la lluvia, granizo, arena, etc.”
Encapsulado. es responsable de aislar otras células con energía eléctrica.
Células. Se encargan de captar la energía solar para producir electricidad.
Box conection. Estos son terminales de conexión.
Diodos bypass. Garantizan la seguridad y protección de los agentes externos.
2.2.5.1 "Principales características”
El elemento principal de un SFV es un panel solar que captura la radiación y la convierte en energía eléctrica.”
Orientación e inclinación del panel solar”
Normalmente, la posición de montaje promedio del panel está inclinada con respecto al ecuador en un ángulo aproximadamente igual a la latitud del sitio. El ángulo óptimo es horizontal, pero siempre inclinamos el panel en ángulo para que la lluvia ayude a mantenerlo limpio. (Energía Verde, 2005).
2.2.5.2 Batería
Las baterías tienen la función principal es almacenar energía eléctrica durante el día a través de reacciones químicas que se aprovechan durante la noche en el proceso de descarga. La conexión de dos o más baterías, en paralelo o en serie, dependerá de la cantidad de electricidad que se necesite suministrar o almacenar para el usuario final.”
Cuando las baterías se utilizan en instalaciones aisladas con una autonomía de 6 días serán del tipo ciclo profundo sin mantenimiento, su vida media es de 10 años.”
Características de la batería.
Días de autonomía: Son los días en que no hay tanta radiación solar, vienen a tapar la electricidad, agotando la batería destinada para estos días cuando baja radiación solar.
Capacidad de la batería: Se clasifica por capacidad en amperios-hora (Ah). La potencia se basa en la cantidad de energía necesaria para ejecutar la carga y los días de duración de la batería.
Profundidad y modo de reinicio: El tiempo que tarda en descargarse se denomina tasa de descarga y afecta la capacidad de la batería. A partir de esta reacción, se puede ver si la batería tiene la mejor capacidad de trabajo, si la descarga se produce en poco tiempo, significa que la batería no tiene una buena capacidad para mantener la carga, si no, si el tiempo de descarga es lento, será una batería de mejor capacidad.”
Esperanza de vida: No. se mide por la cantidad de años que dura, esto va a depender del trabajo al que se sometan, suelen agotarse cuando producen un 20% menos de su potencia nominal.
Voltaje: Las baterías generalmente tienen una clasificación de 12, 24 y 48 voltios.”
Condiciones ambientales: El ambiente de trabajo de las baterías es a 25°C, a temperaturas más bajas tienen menos capacidad, pero su vida útil es mucho mayor, cuando sube la temperatura sucede lo contrario, su capacidad aumenta, pero su vida útil disminuye.”
2.2.5.3 Cuestiones de seguridad y mantenimiento
"Jamás instale en interiores. El soporte o la caja deben estar ventilados.”
"No realice conexiones en paralelo.”
"La implementación inicia sesión en el sistema en último lugar
No conecte diferentes tipos de baterías.”
"No instale baterías viejas con otras nuevas.”
2.2.5.4 Regulador.
El regulador funciona como un modificador de voltaje. La función principal es evitar que el sistema del panel sobrecargue la batería y protegerla contra una descarga excesiva por las cargas de CC.
"El regulador monitorea continuamente el voltaje de las baterías, cuando las baterías están totalmente cargadas, el controlador detiene o reduce la cantidad de corriente que fluye de los paneles a las baterías. Cuando las baterías se descargan a un nivel muy bajo, cortan el flujo de corriente de las baterías a los dispositivos conectados.”
2.2.5.5 Inversor
"La producción y almacenamiento de energía a partir de la radiación solar se realiza en corriente continua mediante un panel solar y una batería.”
"Los instrumentos y equipos funcionan con corriente alterna. Por este motivo, es necesario convertir a corriente continua, para lo cual el inversor actúa como una especie de puente entre las corrientes especificadas.”
La función principal es convertir la corriente continua en corriente alterna.
2.2.5.6 Principales características
"Potencia de salida de CA. Esta es la potencia que proporciona mientras está
funcionando.”
"El inversor tiene una capacidad igual o superior a la capacidad de consumo
máximo diario, por lo que garantizamos que en el momento de encender todos los aparatos se les suministra electricidad.”
"La frecuencia. Frecuencia de funcionamiento 60 Hz La frecuencia de
funcionamiento nunca cambia, aunque las condiciones de entrada puedan cambiar.”
"La eficiencia de los inversores es del 90%.”
"En un circuito electrónico, las pérdidas durante el proceso de conversión
son mínimas.”
2.2.6 "Configuraciones de sistemas fotovoltaicos”
"Existen tres configuraciones o las más utilizadas, la elección de una de las conexiones dependerá de las necesidades de cada usuario y del coste de implementación.”
"La conexión directa, que suele utilizarse para cargar un móvil, que sólo funciona conectado directamente al panel y depende de la radiación solar, sólo se
utilizará durante el día. El segundo sistema de conexión es la batería, que permite almacenar energía en la batería para poder utilizarla al caer la noche, pero solo para dispositivos y equipos que utilizan corriente continua.”
"Las conexiones más utilizadas son los sistemas aislados que nos permiten
aprovechar la energía almacenada en las baterías, y con la incorporación del inversor y el regulador, se encargarán de convertir y regular la corriente continua en corriente alterna, con lo que se suministra la energía eléctrica de la vivienda para la iluminación y alimentación de los equipos y electrodomésticos.”
Las conexiones fotovoltaicas son:
2.2.6.1 "Sistema fotovoltaico conectado directamente a la carga”.
"La forma más sencilla de conectar y utilizar módulos fotovoltaicos, ya que no requiere de ningún dispositivo para suministrar electricidad al hogar, es un cargador de celular DC.”
Figura 9
conexión directa
2.2.6.2 "Sistema fotovoltaico DC con cargador fotovoltaico y baterías.”
"Este tipo de conexión está configurada para su uso en iluminación porque solo
produce corriente continua, pero con la diferencia de que se le agrega una batería para poder alimentar lo que se almacena durante el día en la noche. La carga especificada estará protegida por el regulador para evitar sobrecargar la batería.”
Figura 10 CC con batería
2.2.6.3 "Sistema fotovoltaico CC/CA.”
"Es una unión que concede tener un sistema independiente para suministrar
corriente alterna a los hogares, para garantizar un suministro continuo y eficiente de energía mediante el uso de un inversor que nos permite convertir la corriente continua en corriente alterna utilizada en instrumentos y otros aparatos.”
Figura 11
Conexión de carga
2.2.7 Iluminación y equipamiento.
"Son las que representan el consumo de la casa, con las que nos permiten calcular el tipo de conexión a realizar, ya sea por el número de focos o por el equipamiento que tiene.”
2.2.8 Conductores y terminales.
El cableado utilizado en los circuitos de CC tiene doble aislamiento y es más grande que el cableado normal para las instalaciones de CA porque los voltajes son bajos, pero transportan grandes corrientes en comparación con los circuitos de 220 V.”
En cuanto al cableado de CA, es común a cualquier instalación de CA.”
Capacidad de corriente. Esta es la cantidad de intensidad que el conductor puede llevar.”
"Caída de voltaje. Tambien llamada caída de tensión y se genera por las
distancias y la resistencia de los conductores a instalar en el sistema.”
2.2.9 Elementos de protección
Son responsables de la protección de personas y equipos para evitar accidentes, a saber:
"Diodos de bloque. Ubicados detrás de cada módulo solar, su trabajo evita la
pérdida de energía generada y evitar la realimentación de corriente.”
Diodos de paso. Diseñado para proteger los paneles cuando están expuestos a una mala posición, por ejemplo, cuando están cubiertos por árboles, el llamado efecto sombra. Para ello, se instalan diodos en los paneles que impiden que las células funcionen como receptores.”
Fusibles. Protección contra la sobretensión.”
"Interruptores termo-magnéticos. Son elementos que protegen a personas de las
sobrecargas y cortocircuitos.”
"Interruptores diferenciales. Instalados en tableros eléctricos para garantizar la
seguridad de las personas, estos son interruptores más sensibles, estos interruptores
magnéticos se disparan al menor cambio en la red. Podemos llamar a estos interruptores salvavidas en los hogares.”
"Puesta a tierra. Se instala para garantizar la seguridad de las personas y los bienes
derivando a tierra la corriente de cortocircuito que se pueda producir por aislamientos, averías, etc. La conexión se realiza en el chasis de los dispositivos eléctricos y en la carcasa de los cuadros eléctricos.”
2.2.10 "Tamaño del sistema fotovoltaico”
Figura12 la talla
2.2.11 "Métodos de dimensionamiento”
"Hay muchos métodos para dimensionar los sistemas fotovoltaicos fuera de la
red. Esta variedad va desde métodos muy complejos que requieren ejecutar un programa informático hasta métodos mucho más sencillos que permiten determinar las dimensiones casi con una calculadora manual (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas - CIEMAT).”
2.2.11.1 "Método de balance de energía del sistema”
"El objetivo principal de este método es hacer coincidir la energía eléctrica requerida/consumida por las cargas con la energía producida por los módulos fotovoltaicos durante un cierto período de tiempo, que estará determinado
principalmente por la aplicación del sistema fotovoltaico aislado y la período de mayor demanda o menor generación eléctrica (Raboso, 2012).”
2.2.11.2 "Método de pérdida de presión LLP”
Este concepto se basa en "Loss of Load Probability (LLP)" o "Probabilidad de pérdida de pérdida", esta probabilidad es un indicador de que está fallando o es capaz de suministrar la energía requerida.
Entonces tienes que un LLP del 1% significaría que a largo plazo la disponibilidad del sistema para consumo de diseño será del 99%. Este es un método basado en cálculos informáticos. Se muestra el consumo calculado, incluido el rendimiento del controlador de carga, la carga de la batería y el inversor. Se trata de utilizar modelos de los distintos componentes (radiación solar, generador, batería, regulador...) para determinar la potencia del generador necesaria para satisfacer la demanda de diseño con una determinada fiabilidad o probabilidad de fallo. Depende del tamaño del alternador y de la batería, así como de la radiación solar disponible. Por lo tanto, LLP depende del procesamiento estadístico de los datos de radiación solar. Tan pronto como se obtengan diferentes combinaciones de paneles fotovoltaicos y generadores, se debe calcular el costo de los sistemas para determinar la configuración óptima. Hay programas disponibles comercialmente para realizar este tipo de calibración.” (Abella, 2005).
2.2.11.3 El Método A-H
El método de amperios-hora se basa en el cálculo del gasto diario en amperios- hora, considerando las pérdidas entre la batería y la carga, así como el rendimiento de carga de la batería. Batería clasificada para "número de días de autonomía” designa el número de días durante los cuales la batería puede asegurar el consumo de esta instalación sin producción fotovoltaica (con radiación solar nula). Para determinar el
tamaño del generador fotovoltaico y obtener su orientación óptima, son necesarios datos sobre la irradiación del lugar de instalación. En el caso más normal se supone una demanda constante durante todo el año, en cuyo caso se necesitan valores medios diarios mensuales en el plano del generador para el peor mes del año y el ángulo de inclinación óptimo.” (Alonso-Anabella, 2005).
Principios de cálculo del consumo:
"Se calcula para que la producción de un generador fotovoltaico sea igual al
consumo (en valores medios).”
"Está diseñado de tal manera que la batería puede proporcionar consumo cuando no
hay sol durante varios días consecutivos.”
Este procedimiento determina el tamaño de una estructura fotovoltaica en función del mes de menor radiación solar y consumo. Dado este criterio, la instalación fotovoltaica podrá cubrir las necesidades de consumo durante todo el año.
2.2.12 Oferta turística
La oferta turística significa el conjunto de elementos (bienes y servicios) que pueden satisfacer las necesidades y expectativas que surgen de los turistas cuando eligen un lugar de turismo.
Estos elementos son: recursos turísticos que atraen la atención de los visitantes;
luego las infraestructuras que atenderán la demanda turística, así como las distintas agencias de viajes que recorrerán los lugares, mostrando recursos turísticos para los visitantes. “La oferta turística incluye todos los bienes, servicios y instituciones o empresas implicadas que proveen servicios para el consumo y la satisfacción de la demanda (turística) y equivalentes al producto de la venta” (Arias, 2006, p. ..161).
Recursos turísticos
Los recursos turísticos son “escenarios naturales, sitios culturales o hechos sociales que, a través de la actividad humana organizada, pueden ser utilizados como un recurso para dar a conocer las riquezas turísticas de un país”. (Ramírez, 1998. p. 61). Por ello, es necesario conocer con precisión cuáles son los atributos de un atractivo turístico.
Turismo sostenible
Esto puede lograrse generando respeto entre el uso de los recursos turísticos de un lugar y el turista, reduciendo los impactos negativos de la intromisión humana sobre éstos (Lalangi, Espinoza y Pérez, 2017, p. 149). Este equilibrio incluso se considera parte de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
Servicios turísticos
Los servicios turísticos pueden modificar la oferta turística porque considera las satisfacción del turista dentro del lugar que visita (Morillo, 2016)."Cuanto mayor sea la variedad de estos productos, más alternativas podrá tener el visitante, lo que ayuda a satisfacer mejor las expectativas de los viajeros.”
2.3 Descripción del área de investigación.
El área de estudio se ubica en el anexo Cochas Grande perteneciente al distrito de El Tambo, provincia de Huancayo, región Junín.
2.4 definición de un concepto
Amperio (A): Es una unidad de corriente eléctrica que circula por un cable.
Celda fotovoltaica: Dispositivos de silicio diseñados para generar electricidad a partir de la luz solar.”
Batería: Dispositivo que acumula energía eléctrica de corriente continua (CC) por medios químicos.”
Energía renovable: Es toda energía que se produce por aprovechamiento de fuentes naturales, sin afectar su entorno. Estas pueden generarse, por el sol, el viento, el agua, etc. Por eso se les llama energía solar, energía eólica, hidroelectricidad y energía geotérmica.”
Electrificación rural: La electrificación rural se presenta como un proceso de dotación de energía eléctrica a las comunidades marginadas del país, que deben cubrir sus necesidades de abastecimiento con fuentes de energía menos confiables y menos eficientes.
Líneas de transmisión: La línea de transmisión es la estructura del material que se utiliza para transferir eficientemente energía RF de un lugar a otro.
Sistemas energéticos sostenibles: Es un sistema de energía sostenible, un enfoque integrado para satisfacer las necesidades energéticas de la población local a través de fuentes de energía renovables. El enfoque puede verse como un desarrollo del concepto de generación distribuida.
"Sistemas fotovoltaicos: Estos paneles o sistemas fotovoltaicos, comúnmente
llamados “paneles solares”, no obstante, el nombre engloba a otros dispositivos, consisten en un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellas por efecto fotoeléctrico.”
Sistemas fotovoltaicos autónomos: Estos tipos de sistemas se utilizan típicamente en áreas donde tienen acceso a la red de distribución y se caracterizan, como su nombre indica, por obtener energía de forma independiente.”
Tecnología fotovoltaica: La tecnología fotovoltaica se aplica utilizando materiales duros, fundamentalmente en materiales semiconductores donde se han encontrado eficiencias de conversión aceptables de luz o energía eléctrica.”
"Vatio o watt (W): Es una unidad de potencia eléctrica producida por una
diferencia de potencia de un voltio y una corriente eléctrica de un amperio. La potencia, expresada en vatios, indica la tasa a la que el dispositivo consume electricidad.”
"Oferta turística: Es un conjunto de componentes que un determinado lugar puede
ofrecer al público para el turismo.”
"Promoción: Es un conjunto de eventos organizados para promocionar o potenciar
un destino turístico y atraer a más turistas.”
"Recurso turístico: Son estos recursos los que tienen potencial turístico y cautivan
la curiosidad de los turistas.”
"Turismo: Es el hecho de trasladarse de su lugar habitual a un lugar atractivo o
que le cause admiración.
2.5 Hipótesis
2.5.1 Hipótesis general
El diseño de un sistema de iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED fomentará la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
2.5.2 Hipótesis específicas
H1.- La eficiencia de la lámpara de iluminación fotovoltaica con tecnología LED contribuirá positivamente la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
H2.- El cálculo del consumo de energía del sistema de iluminación fotovoltaica con tecnología LED permitirá mejorar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
H3.- La intensidad luminosa de la lámpara permitirá mejorar la oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo
2.6 Identificación de Variables 2.6.1 Variable independiente
Iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED 2.6.2 Variable dependiente
Oferta turística del Parque Ecológico las 7 leyendas Cochas Grande Huancayo.
Tabla 2
Operacionalización de variable: Iluminación fotovoltaica mediante tecnología LED
Variable Dimensiones Indicadores Escala
Iluminación fotovoltaica
Eficiencia de la lámpara
Eficiencia (lumen/w) Numérica
Consumo de energía
Potencia Activa (w) Numérica
Luminancia de la lámpara
Intensidad luminosa Numérica
Tabla 3
Operacionalización de variable : Oferta turística del Parque Ecológico las 7 Leyendas Cochas Grande
Variable Dimensiones Indicadores Escala
Oferta turística
Recursos turísticos Demanda turística Atractivos turísticos Infraestructura turística
Ordinal Turismo Sostenible Impacto Económico
Impacto Socioculturales Impactos Ambientales
Ordinal Servicios turísticos Alojamiento
Alimentación Transporte
Ordinal
CAPÍTULO III
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. Tipo de investigación
Según su temporalidad, la investigación desarrolla en un periodo de tiempo determinado por lo tanto es transeccional.
Por el tipo de datos, La investigación es cuantitativa, puesto que se trabajó con proyecciones y cálculos matemáticos que permitieron realizar el diseño.
Por la profundidad, la investigación se puede clasificar como una investigación básica, puesto que se recabó información para aplicar teorías de diseño de paneles fotovoltaicos (Sánchez Carlessi & Reyes Meza , 1998, pág. 13).
3.2. Nivel de investigación
La presente investigación se desarrolló en el nivel descriptivo, según Hernández y Baptista (2014), este nivel permite describir situaciones o fenómenos de la realidad, permitiendo el dimensionamiento de conceptos, componentes y otras características peculiares.
3.3. Población y muestra
Población beneficiaria: 823 Pobladores de la comunidad campesina de Cochas Grande, distrito de El Tambo, Huancayo.
Ámbito de aplicación: 27 Hectáreas que comprende el área del Parque ecológico las 7 Leyendas de Cochas Grande y cada uno de sus componentes.
3.4. Métodos utilizados 3.4.1 Método general
Como gran parte de las investigaciones de tesis, esta se basa fundamentalmente en la estructura del método científico ya que esta se organiza sistemáticamente para dar respuesta a un problema (Huamancaja, 2017).
3.4.2 Método específico
Como método específico se utilizó la investigación explicativa, puesto que se trata de explicar las consecuencias de la implementación de un sistema fotovoltaico en un área turística, para ello se planteó hipótesis y elaboró un estado del arte que acercó a la mejor explicación de la investigación (Hernández y Baptista, 2014).
3.5. Diseño de la investigación
De acuerdo a Carrasco (2006) el diseño es transeccional, no experimental, descriptivo inferencial, el objetivo es diseñar a partir de la observación, recojo de datos y entrevistas sobre la especulación de la oferta turística que permita mejorar la oferta turística del Parque ecológico “Las 7 Leyendas de Cochas Grande”.
3.6. Técnicas e instrumentos de recolección de datos
La técnica a usar para la presente investigación será la recopilación de información mediante datos de georeferenciación, cálculo de potencia, componentes del proyecto.
3.6.1 Validez del instrumento
Validez. Se utilizaron ecuaciones validadas por expertos para realizar el cálculo y dimensionamiento de los componentes del sistema fotovoltaico (Carrasco, 2006).
3.6.2 Confiabilidad del instrumento
Debido que el instrumento a utilizar ya pasó por todos los procesos de validación, la confiabilidad de este se asume como alta. (Carrasco, 2006)
3.6.3 Procedimientos de recolección de datos
Se procederá a recoger información del proyecto de puesta en valor del circuito turístico “Las 7 Leyendas de Cochas Grande” y se evaluará que zonas requieren iluminación y servicio energético.
3.6.4 Procedimientos de recolección de datos
Se realizó un levantamiento topográfico para dimensionar y distribuir las luminarias en el sendero del Parque de las 7 Leyendas de Cochas Grande, así mismo se recolectó información de índices de radiación solar en la región, para realizar los cálculos de diseño y dimensionamiento, fórmulas para realizar el dimensionamiento del sistema fotovoltaico que cubra las necesidades del proyecto.
3.6.5 Técnicas y análisis de la recolección de datos
En el análisis de resultados se incluyen datos de demanda turística, proyecciones así como planos de implementación, simulación del diseño, autocad, google earth, entre otros.
CAPÍTULO IV RESULTADOS
4.1 Dimensionamiento del sistema de iluminación LED con paneles fotovoltaicos
4.1.1 Análisis de la radiación solar
Huancayo representa a nivel nacional una de las ciudades con mayor radiación solar, de acuerdo a los datos recabados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú.
A continuación, establecemos las coordenadas UTM de la ubicación del “Parque ecológico las 7 Leyendas” del anexo de Cochas Grande.
Tabla 4
Coordenadas UTM del “Parque ecológico las 7 Leyendas” del anexo de Cochas Grande.
Latitud Longitud
Coordenadas -11.988762963860808 -75.18499286953457
Grados 11º59´19.547” (S) 75º11´5.974” (O)
Altitud 4064 m.s.n.m.
Nota: Obtenido de Google Maps en: https://www.coordenadas-gps.com/
