EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACIÓN DE...
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EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN MÓVIL DE SERVICIOS INFORMÁTICOS EN FOSCA CUNDINAMARCA OMAR ALEXANDER RIVEROS MORALES UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS. FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD BOGOTÁ D.C 2019
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EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN MÓVIL
DE SERVICIOS INFORMÁTICOS EN FOSCA CUNDINAMARCA
OMAR ALEXANDER RIVEROS MORALES
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS.
FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD
BOGOTÁ D.C
2019
EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN MÓVIL
DE SERVICIOS INFORMÁTICOS EN FOSCA CUNDINAMARCA
OMAR ALEXANDER RIVEROS MORALES
Monografía como requisito parcial para optar al título de Tecnólogo en Electricidad
Director de proyecto
Ing. PhD. Clara Inés Buriticá Arboleda
Co-director de proyecto
Ing. Wilson Andrés Vásquez Romero
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS.
FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD
BOGOTÁ D.C
2019
ii
Nota de aceptación
Aprobado por el Comité de Grado en
cumplimiento de los requisitos exigidos por
la Universidad Distrital Francisco José de
Caldas para optar al título de
Tecnólogo en Electricidad
___________________________________
Econ. MSc. Fred Geovanny Murillo Rondón
Jurado
___________________________________
Ing. PhD. Clara Inés Buriticá Arboleda
Directora del proyecto
___________________________________
Ing. Wilson Andrés Vásquez Romero
Codirector del proyecto
iii
DEDICATORIA
A mis padres, Omar Cesáreo Riveros y Alba Fabiola Morales, por su apoyo y motivación
incondicional, ya que todo lo que soy se lo debo a ellos, por sus valores y ejemplos inculcados,
por su dedicación y comprensión a lo largo de mi vida.
iv
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por darme la sabiduría, el entendimiento y la fuerza para culminar esta etapa de mi vida.
Gracias a la ingeniera Clara Inés Buriticá Arboleda (Directora del proyecto), por su guía,
comprensión, paciencia, dedicación para leer y comentar el documento. Por la disposición de
tiempo durante sus viajes y agenda laboral y la entrega de valiosos consejos a lo largo del
proceso de desarrollo del proyecto.
Gracias al ingeniero Wilson Andrés Vásquez Romero, quien siempre tuvo una gran disposición
para comentar detalles de mi proyecto, por su compromiso y colaboración en el diseño de la
estación móvil.
Gracias a mi familia, ya que, con su colaboración y apoyo, aportaron más que un granito de
arena en la realización y culminación de mi proyecto.
v
ABREVIATURAS
AIE: Agencia Internacional de Energía (IEA, por si sigla en inglés)
CA: Corriente Alterna
CAI: Centro de Atención Inmediata
CREG: Comisión de Regulación de Energía y Gas
DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística
DIAN: Dirección de Impuestos y Aduanas Nacionales de Colombia
EBSA: Empresa de Energía de Boyacá
FNCE: Fuentes No Convencionales de Energía
FNCER: Fuentes No Convencionales de Energía Renovable
GEI: Gases de Efecto Invernadero
IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales
IPSE: Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas No
Interconectadas
IVA: Impuesto al Valor Agregado
IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre
el Cambio Climático)
LACE: Levelized Avoided Cost of Energy (Costo Evitado Normalizado de Energía)
LCOE: Levelized Cost of Energy (Costo Nivelado de Energía)
MCI: Motor de Combustión Interna
vi
NASA: National Aeronautics and Space Administration (Administración Nacional de la
Aeronáutica y del Espacio)
NREL: National Renewable Energy Laboratory (Laboratorio Nacional de Energías Renovables)
O y M: Operación y Mantenimiento
PE: Potencial Energético
RPM: Revoluciones Por Minuto
SEN: Sistema Energético Nacional
SFVCR: Sistema Fotovoltaico Conectados a la Red
SIG: Sistema de Información Geográfica
SIN: Sistema Interconectado Nacional
TIC: Tecnologías de Información y Comunicación
TIR: Tasa Interna de Retorno
UPME: Unidad de Planeación Minero Energética
USD: Dólar Estadounidense
VPN: Valor Presente Neto
ZNI: Zonas No Interconectadas
vii
UNIDADES
Ah: Amperio hora. Unidad de descarga eléctrica, utilizada para determinar la capacidad de
baterías eléctricas.
kWe: kilovatio eléctrico
kWh: kilovatio hora
kWp: kilovatio pico
TWh: teravatio hora
viii
GLOSARIO
Autogeneración: Actividad realizada por personas naturales o jurídicas que producen energía
eléctrica principalmente para atender sus propias necesidades.
Fuentes no convencionales de energía (FNCE): son aquellos recursos de energía disponibles
a nivel mundial que son ambientalmente sostenibles, pero que en el país no son empleadas o
son utilizados de manera marginal y no se comercializan ampliamente. Se consideran FNCE, la
energía nuclear o atómica y las FNCER.
Fuentes no convencionales de energía renovable (FNCE): son aquellos recursos de energía
renovable disponibles a nivel mundial que son ambientalmente sostenibles, pero que en el país
no son empleadas o son utilizadas de manera marginal y no se comercializan ampliamente. Se
consideran FNCER, la biomasa los pequeños aprovechamientos hidroeléctricos, la eólica, la
geotérmica, la solar y los mares.
9
Tabla de Contenido
Lista de tablas................................................................................................................................ 11
Lista de figuras .............................................................................................................................. 12
Resumen........................................................................................................................................ 13
Palabras claves ............................................................................................................................. 13
Abstract .......................................................................................................................................... 14
Keywords ....................................................................................................................................... 14
Planteamiento del problema.......................................................................................................... 15
Objetivos generales y específicos ................................................................................................. 16
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 17
1. ANTECEDENTES .................................................................................................................. 19
1.1. Energía eléctrica en zonas rurales de Colombia ........................................................... 19
1.2. Estaciones móviles con generación fotovoltaica ........................................................... 19
1.2.1 En el ámbito nacional .............................................................................................. 19
1.2.2 En el ámbito internacional ....................................................................................... 21
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................................................... 25
2.1. Conceptos generales .......................................................................................................... 25
2.1.1. Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) ............................................ 25
2.1.1. Sistema informático ................................................................................................. 26
2.1.2. Servicios informáticos.............................................................................................. 26
2.1.3. Sistemas informáticos centralizados ....................................................................... 26
2.1.4. Sistemas informáticos descentralizados ................................................................. 27
2.1.5. Sistemas informáticos distribuidos .......................................................................... 27
2.2. Estaciones móviles en zonas rurales o aisladas ........................................................... 29
2.2.1. La estación móvil como sistema .................................................................................. 29
2.2.2. Funcionalidades de una estación móvil ...................................................................... 30
2.3. Sistemas de generación fotovoltaica ................................................................................. 33
2.3.1. Sistemas fotovoltaicos aislados ................................................................................... 33
2.3.2 Sistemas fotovoltaicos conectados a la red ................................................................. 33
3. LEGISLACIÓN Y REGULACIÓN VIGENTE.......................................................................... 35
3.1. Legislación de las Fuentes No Convencionales de Energía Renovable FNCER ............. 35
3.2. Regulación Vigente ............................................................................................................. 36
3.3. Normas Nacionales ............................................................................................................ 36
3.3.1. En terminología ............................................................................................................ 37
3.3.2. En medición y propiedades ......................................................................................... 37
3.3.3. Respecto a componentes de sistemas solares fotovoltaicos ..................................... 37
4. ESTACIÓN MÓVIL DE SERVICIOS INFORMÁTICOS EN FOSCA CUNDINAMARCA ......... 39
4.1 Lugar de ubicación .............................................................................................................. 39
4.1.1. Localización ................................................................................................................. 39
10
4.1.2. División territorial del municipio de Fosca ................................................................... 40
4.1.3. Características generales del municipio de Fosca y su vereda Ramal ...................... 40
4.2. Potencial fotovoltaico en la vereda Ramal ......................................................................... 43
4.3. Caracterización de la demanda eléctrica de la estación móvil .......................................... 46
4.4. Características de la estación móvil de servicios informáticos.......................................... 48
4.4.1. Dimensionamiento de los módulos fotovoltaicos ........................................................ 48
4.4.2. Dimensionamiento de las baterías .............................................................................. 50
4.4.3. Dimensionamiento del regulador ................................................................................. 52
4.4.4. Dimensionamiento del inversor ................................................................................... 53
4.4.5. Dimensionamiento de la sección del conductor .......................................................... 54
5. ESCENARIOS DE LA FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA ............................................ 57
5.1. ESCENARIO 1. Estación móvil de servicios informáticos con sistema fotovoltaico de generación eléctrica más sistema de almacenamiento en baterías ......................................... 57
5.2. ESCENARIO 2. Estación móvil de servicios informáticos con sistema fotovoltaico de generación eléctrica más almacenamiento en baterías y respaldo eléctrico con motor a gasolina ...................................................................................................................................... 57
5.3. Cálculo de los costos unitarios ........................................................................................... 57
5.4. Criterios para la evaluación económica del proyecto de la estación móvil ....................... 60
5.4.1. Valor presente neto (VPN) ........................................................................................... 61
5.4.2. Tasa interna de Retorno (TIR) ..................................................................................... 62
5.4.3. Relación Beneficio Costo (B/C) ................................................................................... 63
5.4.4. Periodo de recuperación (PR) ..................................................................................... 63
5.4.5. Indicadores Económicos .............................................................................................. 63
5.4.6. Flujo de Caja ................................................................................................................ 64
5.5. Análisis Escenario 1 ........................................................................................................... 65
5.6. Análisis Escenario 2 ........................................................................................................... 66
5.7. Resultados .......................................................................................................................... 67
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 69
REFERENCIAS ............................................................................................................................. 70
Anexo1. Cotización equipos de generación fotovoltaica .............................................................. 73
Anexo 2. Plano conjunto estación móvil (vista lateral) ................................................................. 74
Anexo 3. Plano conjunto estación móvil (vista lateral 2) .............................................................. 75
Anexo 4. Plano conjunto estación móvil (vista en planta) ............................................................ 76
Anexo 5. Plano conjunto estación móvil (vista posterior) ............................................................. 77
Anexo 6. Plano conjunto estación móvil (características de los equipos) ................................... 78
Anexo 7. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte A- A’) ............................... 79
Anexo 8. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte B- B’) ............................... 80
Anexo 9. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte C- C’)............................... 81
Anexo 10. Plano conjunto estación móvil (distribución eléctrica) ................................................ 82
11
Lista de tablas
Tabla 1. Datos de irradiación solar de los años 2016 y 2017 ordenados de mayor a menor ..... 45
Tabla 2. Cuadro de carga estación móvil de servicios informáticos ............................................ 46
Tabla 3. Jornada de funcionamiento dela estación móvil de servicios informáticos. .................. 47
Tabla 4. Características del módulo fotovoltaico.......................................................................... 50
Tabla 5. Caídas de tensión de los diferentes circuitos................................................................. 54
Tabla 6. Resumen de especificaciones técnicas del sistema de generación fotovoltaico para la
estación móvil ................................................................................................................................ 56
Tabla 7. Análisis de precios unitarios. Escenario 1. ..................................................................... 58
Tabla 8. Análisis de precios unitarios. Escenario 1. ..................................................................... 59
Tabla 9. Análisis de precios unitarios. Escenario 2. ..................................................................... 59
Tabla 10. Análisis de precios unitarios. Escenario 2. ................................................................... 60
Tabla 11. Parámetros económicos de proyección. ...................................................................... 63
Tabla 12. Costos de Equipos, Montaje y Mantenimiento Escenario 1 ........................................ 65
Tabla 13. Flujo de caja Escenario 1. ............................................................................................ 65
Tabla 14. Comportamiento financiero Escenario 1 ...................................................................... 66
Tabla 15. Costos de Equipos, Montaje y Mantenimiento Escenario 2 ........................................ 66
Tabla 16. Flujo de caja Escenario 2. ............................................................................................ 67
Tabla 17. Comportamiento financiero Escenario 2. ..................................................................... 67
Tabla 18. Resultados del análisis financiero ................................................................................ 67
12
Lista de figuras
Figura 1. Panorámica del municipio de Fosca en Cundinamarca ................................................ 15
Figura 2. Unidades móviles para el control de emisiones. ........................................................... 20
Figura 3. Caís móviles. .................................................................................................................. 20
Figura 4. Instalación fotovoltaica en auto caravana. .................................................................... 21
Figura 5. Link-Light. ....................................................................................................................... 21
Figura 6. Adecuación de un remolque para un estudio ( Hogarmania). ...................................... 22
Figura 7. Carro de Energía Solar Appareil.................................................................................... 23
Figura 8. Remolque de bombeo directo solar. .............................................................................. 24
Figura 9. Oficina móvil. .................................................................................................................. 30
Figura 10.Puesto de comidas rápidas móvil. ................................................................................ 31
Figura 11.Casas móviles. .............................................................................................................. 31
Figura 12. Estación de mantenimiento móvil. ............................................................................... 32
Figura 13. Puesto médico móvil. ................................................................................................... 32
Figura 14. Composición de una instalación solar fotovoltaica. .................................................... 34
Figura 15. Composición de una instalación solar FV conectada a la red. ................................... 34
Figura 16. Ubicación geográfica del municipio de Fosca en el departamento de Cundinamarca
....................................................................................................................................................... 39
Figura 17. División territorial del municipio de Fosca. .................................................................. 40
Figura 18. Irradiación global horizontal nacional multianual. ....................................................... 43
Figura 19. Ubicación geográfica el Ramal, Fosca, Cundinamarca. ............................................. 44
Figura 20. Irradiación Horizontal multianual de El Ramal Años 2016 y 2017. ............................. 44
Figura 21. Gráfica de los datos de irradiación solar de los años 2016 y 2017 ordenados de
mayor a menor, para la vereda Ramal en Cundinamarca ........................................................... 46
Figura 22. Curva de demanda eléctrica de los equipos de la estación móvil .............................. 47
Figura 23. Curva de duración de la carga eléctrica de la estación móvil ..................................... 48
13
Resumen
Fosca en Cundinamarca es un municipio ubicado en la provincia de Oriente, a 62 km de Bogotá,
presenta gran déficit en el acceso a Tecnologías de Información y Comunicación y, gran retraso
en la educación. La cobertura de los servicios públicos no es adecuada para un desarrollo cultural
y social, ya que limita a la comunidad; en especial la educación de la misma. Por ende, se propone
este proyecto, que consiste en evaluar la factibilidad de implementación de una estación móvil de
servicios informáticos, a partir del aprovechamiento de una energía limpia y renovable: la energía
solar fotovoltaica.
El principal resultado esperado es establecer la viabilidad de implementación de una estación
móvil de servicios informáticos, adecuada para los potenciales beneficiarios, en la vereda el
Ramal de Fosca en Cundinamarca. Siendo así, se facilitaría el desarrollo de las actividades
cotidianas que requieren información y tecnologías de comunicación, mejorando de alguna
manera la calidad de vida y las condiciones de interrelación con las entidades públicas y privadas
del municipio; y, en último lugar, apoyando el desarrollo tecnológico, cultural y económico, de
dicho municipio.
Palabras claves: Generación fotovoltaica, servicios informáticos, estación móvil, sistema
descentralizad
14
Abstract
Fosca en Cundinamarca is a municipality located in the east province, 62 km away from Bogota,
presenting a huge deficit in access to information and communication technologies, and a
significant delay in terms of education. The coverage of public services is not adequate for a
cultural and social development, since it limits the community and its education. Therefore, this
project is proposed, which consists on evaluating the feasibility of implementing a mobile station
of technological services, based in the use of a clean and renewable energy such as: photovoltaic
solar energy.
The main expected result is to establish the viability of the implementation of a mobile station of
technological services suitable for the potential beneficiaries, in Ramal Village from Fosca in
Cundinamarca. In this way, the development of daily activities that require information and
communication technologies would be facilitated, improving in some way the life quality and
conditions of interrelation with both public and private entities of the municipality, and lastly
supporting the technological, cultural and economical development of the mentioned place.
Keywords: Photovoltaic system, Digital Services, Mobile Station, Decentralized System
15
Planteamiento del problema
Fosca en Cundinamarca es un municipio ubicado en la Provincia de Oriente, a 62 km de Bogotá
(Fosca, Cundinamarca Municipio, 2017). Ver fig. 1.
Figura 1. Panorámica del municipio de Fosca en Cundinamarca
Fuente: (Alcaldía de Fosca, 2018)
Al igual que la mayoría de los municipios de Colombia, catalogados como zonas rurales tiene
problemas de infraestructura, de retraso tecnológico y de bajo nivel educativo.
Fosca Cundinamarca tiene una tasa elevada de analfabetismo del 83% (DANE C. G., 2018); la
cobertura de telefonía e internet es de tan solo 10%. Esto dificulta el acceso a la información,
limitando la educación y perjudicando su desarrollo, tanto en las aulas como en el trabajo
autónomo. La principal consecuencia, es que pone en desventaja a la comunidad con el resto del
país a nivel social y cultural, pues no se fomenta el desarrollo tecnológico (UPME, 2017). Además,
los costos de los servicios de información y comunicaciones son elevados, y se encuentran
exclusivamente en la zona urbana del municipio lo que dificulta aún más el desarrollo educativo
de las zonas rurales del mismo. A lo anterior se suman las interrupciones eléctricas que afectan
constantemente el municipio y por lapsos grandes de tiempo. (Alcaldía de Fosca, 2018)
Para superar los problemas mencionados, en este proyecto se propone estudiar la viabilidad de
implementación de una estación móvil de servicios informáticos como: servicio de búsqueda de
información, internet, digitalización de documentos, fotocopias, impresiones, escáner, telefonía
móvil entre las más importantes. Adicionalmente, con el fin de garantizar dichos servicios, se
propone aprovechar la radiación solar por medio de la implantación de módulos solares para la
obtención de electricidad (UNIANDES, 2017); y así poder brindar un apoyo social y educativo,
que garantice el acceso a los servicios de comunicación y de tecnologías de la información tan
importantes en la época actual.
16
Objetivos generales y específicos
Objetivo General
Evaluar la factibilidad de implementación de una estación móvil de servicios informáticos
en Fosca en Cundinamarca.
Objetivos específicos
Evaluar el potencial de la energía solar fotovoltaica en la vereda Ramal en Fosca en
Cundinamarca.
Identificar y caracterizar la demanda eléctrica de la estación móvil de servicios
informáticos a satisfacer y sitio de implementación.
Diseñar la estación móvil de servicios informáticos aprovechando la energía solar
fotovoltaica local.
Evaluar la viabilidad y la sostenibilidad técnico-económica de la implementación de la
estación móvil de servicios informáticos en Fosca en Cundinamarca.
17
INTRODUCCIÓN
En la actualidad la búsqueda de nuevas soluciones a la gran demanda energética, al igual que
los problemas de calentamiento global ocasionados por la emisión de gases de efecto
invernadero, que existen en el planeta; plantean la necesidad del aprovechamiento de energías
alternativas como estrategia para el abastecimiento eléctrico, en zonas rurales principalmente,
sin afectar el medio ambiente.
La aplicación de energías limpias, energías no convencionales, en diversos proyectos, otorga
muchos beneficios, tanto a la población de usuarios potenciales, como para el ambiente. Estas
energías, como la solar, dependen fundamentalmente de la ubicación geográfica y la época del
año.
En Colombia, el 22,2 % de la población vive en zonas rurales según cifras del DANE de 2018
(DANE, 2018). Es por esto que un sistema fotovoltaico, muy cercano a la carga, podría ser la
solución ideal y sostenible para entregar a la población rural, una energía de mejor calidad. Estos
sistemas pueden mejorar considerablemente la calidad del suministro, reduciendo la
contaminación por la no utilización de combustibles fósiles; teniendo en cuenta que en el país la
generación térmica es muy usada para suministrar energía en sectores rurales y zonas no
interconectadas. Finalmente, se disminuyen los gastos económicos asociados a las pérdidas en
las redes de transmisión y distribución. (TIRADO, 2016).
Fosca en Cundinamarca es un municipio ubicado en la provincia de Oriente, a 62 km de Bogotá,
que presenta gran déficit en el acceso a Tecnologías de Información y Comunicación (TIC), gran
retraso en la educación y una inadecuada cobertura de los servicios públicos. Esto conlleva a un
desarrollo cultural y social lento. Sin embargo, Fosca es un municipio con un potencial de recurso
solar relativamente alto y, en la actualidad, es poco aprovechado.
En este proyecto se propone realizar una evaluación de la factibilidad de implementación de una
estación móvil de servicios informáticos en Fosca en Cundinamarca, alimentada mediante
energía solar fotovoltaica, que permita solucionar algunos problemas del acceso de su población
a tecnologías de información y comunicación, aprovechando el potencial energético de su recurso
solar.
La estación móvil de servicios informáticos sirve como opción de infraestructura a las continuas
interrupciones de energía eléctrica del municipio de Fosca, implementando una tecnología
diferente que favorece en la población iniciativas de investigación y facilita la búsqueda de
información en sus actividades cotidianas.
El análisis se inicia, con la evaluación del potencial fotovoltaico del sitio de implementación, y así
poder establecer un valor de la irradiación solar, con mayor probabilidad de ocurrencia para un
adecuado dimensionamiento del sistema de generación. Con ello caracterizar la demanda
eléctrica de la estación móvil, estableciendo así la capacidad de los elementos para su correcto
funcionamiento. Se continua, con la proyección económica de la alternativa de implementación
de la estación móvil de servicios informáticos, aplicando criterios financieros como el valor
presente neto, la tasa interna de retorno, el periodo de recuperación de la inversión y la relación
del beneficio costo; estableciendo finalmente, la factibilidad técnico-económica de
implementación de la estación móvil.
18
19
1. ANTECEDENTES
1.1. Energía eléctrica en zonas rurales de Colombia
Los sistemas de distribución rural de energía eléctrica, en la actualidad, poseen pérdidas técnicas
cercanas al 9,67% debido a las largas distancias que deben cubrir (TIRADO, 2016). Las
características de sistemas de distribución rural en Colombia, se pueden resumir de la siguiente
manera:
1. En las zonas rurales la dispersión de los habitantes es alta, al punto que las longitudes de los
circuitos primarios pueden alcanzar longitudes desde 50 km hasta 150 km
2. Generalmente las cargas rurales no exigen una atención tan oportuna por lo que sus habitantes
pueden tener un tiempo de interrupción mayor, en comparación con otras zonas.
3. La exposición de sus redes aéreas presenta una mayor probabilidad de falla principalmente
por fenómenos climatológicos.
4. Los tiempos de restablecimiento posteriores a una avería en algunas situaciones pueden llegar
a ser muy altos debido a problemas de acceso a las zonas.
5. La expansión de redes requiere de grandes inversiones y una mayor fuerza laboral por su
dificultad en los accesos y complejidad de las zonas.
6. La ubicación de fallas toma mayor tiempo por la longitud de las redes y en la mayoría de casos
por la escasez de equipos de maniobra de operar bajo carga.
1.2. Estaciones móviles con generación fotovoltaica
A continuación, se destacan algunos estudios realizados en los ámbitos nacional e internacional,
sobre el estudio o aplicación de estaciones móviles con energía fotovoltaica.
1.2.1 En el ámbito nacional
A nivel nacional en la Gobernación de Cundinamarca (Bogotá, Colombia) se realizó un estudio
denominado “Unidades móviles para el control de emisiones de automóviles”; el cual busca
suministrar energía para equipos de medición de gases de escape de un laboratorio móvil
utilizando un sistema autónomo de energía solar fotovoltaica, ver fig. 2. (Unidad móvil, 2017)
20
Figura 2. Unidades móviles para el control de emisiones.
Fuente: (Unidad móvil, 2017)
En la mayoría del territorio nacional, la policía de Colombia emplea remolques denominados
Centros de Atención Inmediata CAI, móviles, de uno y dos ejes de aproximadamente 1300 kg,
los cuales cuentan con ventanas de ventilación, entrada de luz, soportes exteriores; estos CAI
móviles ofrecen a la comunidad servicios que van desde denuncias hasta consulta de
antecedentes (oficina móvil) ver fig. 3. (Alcaldía Mayor de Bogotá, 2016)
Figura 3. Centros de Atención Inmediata CAI, móviles.
Fuente: (Fuerzas militares , 2018)
21
1.2.2 En el ámbito internacional
Por otra parte, a nivel mundial encontramos en el continente americano recorriendo de sur a
norte, un proyecto denominado “Instalación fotovoltaica en auto caravana”. Consiste en la
implementación de energía fotovoltaica en una casa rodante, la cual brinda la característica de
ser autosuficiente, ver fig. 4. (Genpower, 2017)
Figura 4. Instalación fotovoltaica en auto caravana.
Fuente: (Genpower, 2017)
En los Estados Unidos se implementó una estación móvil llamada “Link-Light”, catalogada como
una fuente alimentadora de tipo movible que aprovecha el brillo del sol, para suministrar
alimentación de DC12V, DC24V, DC48V y AC220V, siendo un sistema de alimentación verde de
tipo ecológico, de alta tecnología y sin necesidad de cables; para generación en las zonas
desérticas, ver fig. 5. (Link-Light, 2017)
Figura 5. Link-Light.
Fuente: (Link-Light, 2017)
22
En España se implementó energía fotovoltaica en un proyecto denominado “Hogarmania”; En la
que se instaló un panel solar fotovoltaico en el tejado de una caseta, cuya energía se emplea
para producir corriente eléctrica y de este modo, se dispone de iluminación y de electricidad para
usar los aparatos electrónicos en cualquier lugar, ver fig. 6. (Bricomania, 2017)
Figura 6. Adecuación de un remolque para un estudio ( Hogarmania).
Fuente: (Bricomania, 2017)
En Italia una empresa especializada en tecnología de medición presenta un producto llamado
“Carro de Energía Solar Appareil – GMS Tech”; diseñado para proporcionar energía en lugares
remotos donde existan instrumentos electrónicos. Suple la necesidad de extensos cableados en
zonas de difícil acceso o remotas. Funcionamiento autónomo y estable de equipos eléctricos.
Posibilidad de carga de las baterías por medio externo, ver fig. 7. (APPAREIL, 2017)
23
Figura 7. Carro de Energía Solar Appareil.
Fuente: (APPAREIL, 2017)
Los socios de la empresa Estudios Instalaciones Sostenibles, de Sierra de Yeguas (España),
desarrollaron un sistema de bombeo directo solar móvil, pensado en los problemas de
contaminación y los altos precios de los combustibles fósiles, brindando así soluciones
energéticas, de movilidad y seguridad de los equipos en el campo, ver fig. 8 (Estudios
Instalaciones Sostenibles, 2015).
24
Figura 8. Remolque de bombeo directo solar.
Fuente: (Estudios Instalaciones Sostenibles, 2015)
25
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Conceptos generales
2.1.1. Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC)
Las Tecnologías de la Información y la Comunicación han permitido llevar la globalidad al mundo
de la comunicación, facilitando la interconexión entre las personas e instituciones a nivel mundial,
y eliminando barreras temporales y espaciales. (YÁNEZ, 2011)
Se denominan Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) al conjunto de servicios,
redes, software y dispositivos que tienen como fin mejorar la calidad de vida de las personas
dentro de un entorno, y que se integran a un sistema de información interconectado y
complementario.
Las TIC incluyen la electrónica como tecnología base que soporta el desarrollo de las
telecomunicaciones, la informática y los audiovisuales. (YÁNEZ, 2011)
Características: Las características principales de las TIC son cuatro: inmaterialidad,
instantaneidad, aplicaciones multimedia, interactividad. Con base en el documento de Santiago
Yánez (YÁNEZ, 2011), se amplían estos conceptos así:
Inmaterialidad (posibilidad de digitalización).
Mediante la digitalización es posible almacenar grandes cantidades de información, en
dispositivos físicos de pequeño tamaño (discos, CD, memorias USB, etc.). A su vez los usuarios
pueden acceder a información ubicada en dispositivos electrónicos lejanos, que se transmite
utilizando las redes de comunicación, de una forma transparente e inmaterial.
Instantaneidad.
Se puede transmitir la información instantáneamente a lugares muy alejados físicamente,
mediante las denominadas "autopistas de la cuarta generación”. En las nuevas tecnologías de
comunicación, se han acuñado términos como ciberespacio, para definir el espacio virtual, no
real, en el que se sitúa la información, adquiriendo el grado de inmediatez e inmaterialidad.
Aplicaciones multimedia.
Las aplicaciones o programas multimedia han sido desarrollados como una interfaz amigable y
sencilla de comunicación, para facilitar el acceso a las TIC de todos los usuarios.
La interactividad.
Una de las características más importantes de estos entornos, es que, a través del uso de un
ordenador interconectado mediante redes digitales de comunicación, se proporciona una
comunicación bidireccional (sincrónica y asincrónica), persona - persona y persona - grupo;
conformando lo que se denomina "comunidades virtuales".
26
2.1.1. Sistema informático
En la actualidad existe un gran avance de la tecnología y en diversos campos de la ciencia, día
tras día, aparecen nuevos conceptos y campos de investigación, entre los que se destacan los
datos y su procesamiento, por ello, se habla del sistema informático. El sistema informático es un
sistema de información, cuya esencia es su procesamiento mediante la computación, es un
conjunto de funciones interrelacionadas.
Un sistema informático común emplea dispositivos que se utilizan para programar y almacenar
información y datos. Sin embargo, la incorporación de nuevos mecanismos brindan nuevas
funciones y directrices. (mailxmail.com, 2016)
Entre las aplicaciones de los sistemas informáticos encontramos:
- Abastecimiento y compras
- Almacenamiento
- Planificación
- Control de la fuerza de trabajo
- Salarios
- Contabilidad y finanzas
- Estadísticas
- Ventas
- Dirección operativa
- Control de la fabricación
- Dirección y control del mantenimiento y reparación de los equipos e instalaciones
2.1.2. Servicios informáticos
Un servicio es un conjunto de actividades que buscan responder a las necesidades de un cliente
por medio de un cambio de condición en los bienes informáticos, Debido a los avances, en la
actualidad, las necesidades han cambiado y se han incrementado, tomando una perspectiva
diferente de la parte tecnológica, que otorga a la población soluciones más prácticas, rápidas y
efectivas.
Los servicios informáticos pretenden dar soluciones, partiendo de las plataformas virtuales e
implementando mecanismos de interfaz entre una persona y un equipo, abarca todas las áreas
del saber y en la actualidad son las soluciones más seguras de implementación; entre las que se
pueden mencionar: computación en la nube, centro de operaciones de red las 24 horas y
operaciones del servicio de ayuda, gestión de bases de datos, inteligencia empresarial,
seguridad, gestión de activos y desarrollo de aplicaciones móviles, análisis estadístico, sistemas
de detección de eventos, entre otras. (TETRA TECH, 2015)
2.1.3. Sistemas informáticos centralizados
Los sistemas centralizados se caracterizan por concentrar todas las actividades de adquisición
desde un único punto. Los sistemas con esta tipología corresponden a la primera generación de
27
sistemas domóticos1. Los sistemas de alarmas domésticas forman parte de este tipo de sistemas:
en este se encuentra una serie de sensores, unidos con una consola que procesa la información
recibida por estos sensores. Otro ejemplo clásico de los sistemas informáticos centralizados es
la televisión: en esta, la información se emite desde un único punto y los receptores (televisión),
reciben la información que quieren dar desde ese punto central. (mailxmail.com, 2016)
2.1.4. Sistemas informáticos descentralizados
Los sistemas descentralizados consisten en tener una estructura de nodos donde la información
funciona como un árbol. Desde un centro se emite la información y esta información es recibida
por nodos intermedios; en los sistemas descentralizados todos los elementos de red pueden ser
productores, consumidores de información y a la vez procesar su información o la de los demás
nodos. Es necesario, en estos entornos, un protocolo de comunicaciones para que todos los
elementos produzcan una acción coordinada. Un ejemplo seria el Vaticano, donde se emite
información que llega a cada una de las iglesias del mundo y de ahí finalmente se emite al
receptor final que en este caso serían los fieles. (mailxmail.com, 2016)
El impacto de los sistemas de información en el diseño organizativo es indudable. Desempeñan
un papel fundamental en el proceso de difundir la información necesaria para las diferentes
unidades donde se toman las decisiones. Contribuye además a proporcionar la flexibilidad
necesaria para las fuentes de información y los programas de recopilación de la información.
(mailxmail.com, 2016)
Existe la necesidad, por tanto, de un proceso de reorganización para una buena administración
del recurso información, una reorganización donde prime la optimización de los flujos de
información por sus sistemas, por encima de las jerarquías. (mailxmail.com, 2016)
2.1.5. Sistemas informáticos distribuidos
La Computación Distribuida hace referencia a cualquier evento en el cual se maneja un sistema
en una red de computadoras y trata de describir las tendencias hacia la funcionalidad distribuida:
sistemas distribuidos, procesamiento distribuido, bases de datos distribuidas y cualquier otro
término computacional que sea distribuido.
Una característica muy importante es que las diferencias entre las computadoras y las maneras
en que estas se comunican no son transparentes para el usuario final, esto mismo aplica para la
organización interna del sistema distribuido. Otra característica importante es que los usuarios y
las aplicaciones pueden interactuar con un Sistema Distribuido de manera consistente y uniforme,
sin importar donde y cuando se lleve a cabo la interacción.
1 Según la ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE DOMÓTICA E INMÓTICA – CEDOM, la domótica es “…el conjunto de tecnologías aplicadas
al control y la automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de la energía, que aporta seguridad y confort, además de comunicación entre el usuario y el sistema.” CEDOM también afirma que “Un sistema domótico es capaz de recoger información proveniente de unos sensores o entradas, procesarla y emitir órdenes a unos actuadores o salidas. El sistema puede acceder a redes exteriores de comunicación o información. La domótica permite dar respuesta a los requerimientos que plantean estos cambios sociales y las nuevas tendencias de nuestra forma de vida, facilitando el diseño de casas y hogares más humanos, más personales, polifuncionales y flexibles.” (CEDOM, 2019). Por otra parte, en (Muñoz, Fons, Pelechano, & Pastor, 2005) se presenta una definición de sistema domótico, así: “Etimológicamente el término domótica se refiere a la —automatización del hogar. En inglés este concepto se conoce como —home automation. Cuando el ámbito de la automatización aumenta hasta abarcar un edificio o inmueble pasa a denominarse inmótica (—building automation“en inglés).”
28
Características de los Sistemas Distribuidos (Turpo Aroquipa, 2014):
Heterogeneidad: Al hablar de heterogeneidad nos referimos a la variedad y diferencia que
podemos encontrar en los elementos que componen una red de computadoras sobre la que se
ejecuta un sistema distribuido, dicha heterogeneidad no sólo se aplica a las redes y al hardware
de las computadoras, sino también a los sistemas distribuidos, sistemas operativos, los lenguajes
de programación y las implementaciones en las que trabajan los diferentes desarrolladores.
Extensibilidad y Apertura: La extensibilidad y la apertura son dos características de un sistema
distribuido que están ampliamente ligadas, una con la otra. Algunos autores dicen que un sistema
abierto debe ser extensible y otros sostienen que un sistema extensible puede ser etiquetado
como un sistema abierto. De cualquier manera, lo que es importante saber y tener en cuenta es
que un sistema distribuido debe contar con ambas características.
Un sistema distribuido abierto, es un sistema que ofrece servicios desarrollados de acuerdo a
reglas estandarizadas, que describen la sintaxis y la semántica de dichos servicios. Uno de los
principales objetivos que se persiguen al desarrollar un sistema distribuido abierto, es que este
sea flexible, lo que implica que dicho sistema puede ser integrado por diferentes componentes
(tanto de hardware como de software), posiblemente de diferentes proveedores, que nuevos
componentes pueden agregarse al sistema y que componentes existentes pueden ser
reemplazados sin afectar el funcionamiento de los componentes ya existentes, en otras palabras,
un sistema distribuido abierto debe ser extensible.
Para lograr la flexibilidad en un sistema distribuido abierto, es necesario que el sistema este
organizado en módulos o componentes relativamente pequeños y fáciles de reemplazar. Esto
implica que además de definir las especificaciones y la documentación de las interfaces de alto
nivel a las que tienen acceso los usuarios y las aplicaciones, también es necesario definir las
especificaciones de las interfaces de las partes internas que componen el sistema y describir de
qué manera interactúan entre sí.
Seguridad: La gran mayoría de la información que maneja un sistema distribuido tiene un alto
valor para los usuarios de dicho sistema, y es por eso que la seguridad de la información juega
un papel clave al momento de desarrollar dicho sistema.
La seguridad debe ofrecer los siguientes servicios:
Confidencialidad, es decir, el manejo privado de la información; proteger la información de ser
accedida por usuarios no autorizados.
Autentificación, o capacidad de asegurar la identidad de un usuario.
Integridad, que asegura que la información que empleamos no ha sido manipulada, alterada
o corrompida2 desde el origen.
No rechazo, los agentes del sistema distribuido deben aceptar las operaciones de emisión y
recepción de información.
Control de acceso a la información y/o recursos administrados por un sistema.
2 Del diccionario de la Real Academia de la Lengua Española - RAE, se tienen dos significados: 1. adj. Que se deja o ha dejado sobornar, pervertir o viciar. U. t. c. s. 2. adj. desus. Dañado, perverso, torcido; que se interpreta en que la seguridad de los sistemas distribuidos debe garantizar que la información no sea dañada, viciada o sesgada. (Diccionario RAE, 2019)
29
Disponibilidad de los recursos necesarios de un sistema cuando estos sean requeridos, lo
que protege la información contra interferencia con los procedimientos de acceso a los
recursos.
Escalabilidad: La escalabilidad es una de las características más importantes para los
desarrolladores de un sistema distribuido. Se dice que un sistema es escalable si logra conservar
su efectividad cuando el número de recursos y el número de usuarios incrementa
significativamente. La escalabilidad de un sistema pude medirse en tres aspectos diferentes:
Con respecto a su tamaño: lo que significa que se pueden agregar más usuarios y más
recursos al sistema de una manera muy fácil.
Con respecto a su localización o área de implementación: lo que significa que tanto los
usuarios como los recursos pueden estar en locaciones remotas y separadas el uno del otro.
Con respecto a su administración: lo que significa que puede ser fácil de administrar a pesar
de que se utiliza en diferentes organizaciones independientes que cuentan con diferentes
políticas de seguridad y que hacen un uso particular del sistema.
2.2. Estaciones móviles en zonas rurales o aisladas
2.2.1. La estación móvil como sistema
En la actualidad la implementación de tecnologías que faciliten a la población la obtención de
bienes y servicios es cada día más común, ya sea en zonas urbanas o rurales; las aplicaciones
de estaciones móviles en diferentes actividades, han dado grandes soluciones a algunos
problemas de movilidad, de infraestructura, de servicios especializados, entre otros.
Se destaca que la creación de espacios móviles es de gran importancia sobretodo en el comercio,
de esta manera se puede brindar servicios, en diferentes puntos, con facilidad y de acuerdo a las
necesidades. La movilidad va acompañada necesariamente de tecnología con diferentes
mecanismos y formas constructivas (CONTRERAS, 2015)
Con la contribución de estas nuevas tecnologías y de acuerdo a las necesidades, se implementan
uno a uno componentes que conforman un sistema; el cual consiste en el traslado de objetos
individuales que pueden juntarse y forman una unidad funcional. (CONTRERAS, 2015)
Este tipo de técnicas pueden ser muy utilizadas en espacios reducidos, con mobiliarios que
pueden cumplir diferentes funciones, y no solamente como un espacio comercial de bienes o
servicios.
A continuación, se presentan las principales características que tiene una estación móvil como
sistema, basadas en el documento (CONTRERAS, 2015):
Versatilidad: Es la capacidad que dispone un objeto para adaptarse y cumplir diferentes
funciones en un entorno o espacio determinado; es decir, puede cumplir diferentes funciones en
una variedad de circunstancias.
Funcionalidad: es todo aquello que se puede considerar útil, además, de disponer de un
significado y una razón.
30
Multifuncionalidad: los productos que cumplen varias funciones brindan soluciones creativas a
diversos problemas; además de ello, se destacaría que las implementaciones de nuevas
tecnologías podrían alargar su vida útil.
Modularidad: un objeto es modular cuando está desarrollado por partes. La modularidad va de
la mano con la tecnología que otorgue funcionalidad correcta a dicho objeto, permitiéndole
multifuncionalidad y cumplimiento de las diferentes tareas y necesidades.
Adaptabilidad: consiste en la capacidad de acomodar y acoplarse a situaciones imprevistas sin
que eso reduzca la eficacia de la actividad a realizar. Además, cuenta con la posibilidad de evaluar
las actividades que se realicen y así encontrar futuras innovaciones.
Adaptación al entorno: la evolución del interiorismo ha ido incorporando el pensamiento de ser
capaz de combinar la vivienda con el espacio comercial de acuerdo a las necesidades, y al mismo
tiempo relacionándolas con el entorno.
El espacio refleja todo el comportamiento de la persona y de la forma de habitar, esta cuenta con
parámetros de diseño planteados, ya sea: morfológicos, técnicos, constructivos y sociales;
permitiendo personalizar un espacio dependiendo de las necesidades.
2.2.2. Funcionalidades de una estación móvil
El uso de las estaciones móviles es muy versátil de acuerdo a sus necesidades. Entre las
funcionales más desarrolladas, se encuentran:
Figura 9. Oficina móvil.
Fuente: (Milianuncios, 2017)
31
Una de las funcionalidades más comunes que es la de estaciones móviles, es la de oficina
móvil; entre estas se pueden destacar los CAI móviles, puntos de información de la ETB y
demás empresas de telefonía, entre otras. Ver fig. 9.
Las estaciones móviles, se encuentran también como puestos de comidas rápidas con sus
debidas adecuaciones, ver fig. 10.
Figura 10. Puesto de comidas rápidas móvil.
Fuente: (La Cumbre, 2016)
Otra funcionalidad depende de las dimensiones, tales como viviendas móviles, ver fig. 11.
Figura 11.Casas móviles.
Fuente: (Móviles , 2016)
32
Son utilizadas también en el equipamiento adicional de materiales, herramientas para el
mantenimiento, depósito de combustible y demás líquidos, ver fig. 12.
Figura 12. Estación de mantenimiento móvil.
Fuente: (Castillo, 2018)
Las estaciones móviles se emplean también como puesto médico y así poder brindar un
apoyo ante cualquier circunstancia, ver fig. 13
Figura 13. Puesto médico móvil.
Fuente: (Castillo, 2018)
33
2.3. Sistemas de generación fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica se subdivide en solar fotovoltaica aislada y fotovoltaica con conexión
a la red, de la compañía distribuidora de energía. La Agencia Internacional de Energía (IEA, por
sus siglas en inglés), evidencia la disminución de los costos en los componentes de los sistemas
fotovoltaicos, en especial los asociados a los módulos y en zonas aisladas o no interconectadas.
Los sistemas fotovoltaicos se están imponiendo por su rentabilidad y autonomía.
Los países pertenecientes al Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS) de la International
Energy Agency (IEA) representan 156 GW de instalaciones fotovoltaicas, conectados a la red, a
finales de 2014. Los otros 38 países que se han considerado y no son parte del programa
representan 21 GW adicionales, sobre todo en Europa: Reino Unido con 5,3 GW, Grecia con 2,6
GW, la República Checa con 2,1 GW, Rumanía con 1,2 GW y Bulgaria con 1,0 GW. Fuera de
Europa, los principales países que representan las mayores instalaciones en 2014 fueron la India
con 3 GW, África del Sur con 0,9 GW, Taiwán con 0,6 GW y Chile con 0,4 GW. Los países con
la penetración más alta de esta tecnología son Italia con 8%, Alemania con 6,7% y España con
3,8%; y a nivel mundial esta cifra es del 1,1% (TIRADO, 2016)
No obstante, la energía solar fotovoltaica, es una energía limpia o amigable con la naturaleza, se
debe resaltar que los elementos utilizados para su instalación, tales como paneles y baterías,
deben contar con un proceso adecuado de desecho, al final de su vida útil.
2.3.1. Sistemas fotovoltaicos aislados
Una instalación solar fotovoltaica aislada es un sistema de generación sin conexión a la red
eléctrica que proporciona al propietario energía procedente de la radiación solar. Normalmente
se requiere el almacenamiento de la energía fotovoltaica generada, en baterías, para permitir
utilizarla durante las 24 horas del día. Estas instalaciones fotovoltaicas aisladas son ideales en
regiones donde la conexión a la red eléctrica no es posible o no está prevista debido a los altos
costos de desarrollo de la construcción de los sistemas de transmisión y distribución para zonas
rurales remotas.
Las instalaciones fotovoltaicas aisladas generalmente se diferencian por la tensión del sistema
(corriente continua o corriente alterna). En los sistemas off-grid acoplados en corriente continua,
el panel solar se conecta a través de reguladores de carga de CC/ CC. En la fig. 14, se observa
detalladamente la composición de una instalación fotovoltaica aislada.
2.3.2 Sistemas fotovoltaicos conectados a la red
La conexión de instalaciones solares fotovoltaicas a la red la eléctrica consiste en inyectar energía
eléctrica directamente a la red de suministro eléctrico para su distribución y comercialización.
Países como España, Alemania y Japón incentivan las energías renovables. Las empresas
suministradoras están obligadas por ley a comprar la energía que se inyecta a su red y el precio
a desembolsar por la venta de energía eléctrica está fijado por la ley (Vásquez, 2015). Los
sistemas fotovoltaicos interconectados operan como complemento a la generación convencional
(TIRADO, 2016).
34
Figura 14. Composición de una instalación solar fotovoltaica.
Fuente: (TMS, 2018)
Los Sistemas Fotovoltaicos conectados a la Red (SFVCR) muestran que la tecnología fotovoltaica
es útil en aplicaciones en áreas remotas y en consumidores urbanos como una aplicación de
Generación Distribuida donde plantas de pequeña capacidad de generación son instaladas en
los techos de edificios (TIRADO, 2016). En la fig. 15, se muestra las configuraciones típicas de
SFVCR de operación en un predio rural. En los SFVCR, el Generador Fotovoltaico se interconecta
a la red eléctrica a través de un inversor. Los SFVCR representan la aplicación de energía solar
fotovoltaica de mayor eficiencia por que la generación está en el sitio de consumo con pocas
pérdidas de transformación y puede aprovecharse en su totalidad debido a la elevada fiabilidad
de la red (TIRADO, 2016).
Figura 15. Composición de una instalación solar FV conectada a la red.
Fuente: (TMS, 2018)
35
3. LEGISLACIÓN Y REGULACIÓN VIGENTE
En este capítulo se trata el marco legal y regulatorio, con el objetivo de analizar su papel, los
avances en el desarrollo y uso de energías alternativas y generación distribuida. Así mismo, la
normativa aplicable para beneficiarse y lograr el financiamiento de proyectos con fuentes no
convencionales de energía renovables, como es el caso del proyecto presentado en este
documento (ley 1530 de 2012 y decreto 1543 de 2017)
3.1. Legislación de las Fuentes No Convencionales de Energía Renovable FNCER
La legislación más importante en el tema de energías renovables no convencionales y gestión
eficiente de la energía, se presenta a continuación:
Ley 697 de 2001. Esta ley trata sobre el Uso Racional de Energía (URE), define como
propósito nacional avanzar hacia la utilización de fuentes renovables a pequeña escala y,
particularmente, apoya la investigación básica y aplicada para que, con el tiempo, se reduzcan
costos y se amplíe la capacidad de energías como la eólica, solar, geotérmica y la biomasa.
(TIRADO, 2016).
Ley 788 de 2002. Esta ley exime del impuesto a la renta, a las ventas de energía con fuentes
renovables durante quince años, si se obtienen los certificados de reducción de emisiones de
carbono previstos en el Protocolo de Kioto, que generan ingresos a los empresarios. El 50%
de estos ingresos tiene que destinarse a programas de beneficio social para gozar de la
exención del impuesto.
Ley 1530 de 2012. Esta ley regula la organización y el funcionamiento del Sistema General
de Regalías; en general, determinó la distribución, objetivos, fines, administración, ejecución,
control, el uso eficiente y la destinación de los ingresos provenientes de la explotación de los
recursos naturales no renovables, precisando las condiciones de participación de sus
beneficiarios. (Alcaldia Mayor de Bogotá, 2019)
Ley 1715 de 2014. Por medio de la cual se regula la integración de las energías renovables
no convencionales al sistema energético nacional. Esta ley promueve mediante incentivos a
la inversión, el desarrollo de la autogeneración, la generación distribuida y la cogeneración
con fuentes no convencionales de energía, principalmente de carácter renovable. Estos
incentivos son: reducción del impuesto sobre la renta, la exclusión del IVA, la exención de
aranceles, y, por último, aspectos contables relevantes referentes a la depreciación acelerada
de los activos. La reglamentación de la Ley 1715 de 2014, se ha desarrollado progresivamente
conforme a lo establecido en el Plan de Expansión de Referencia Generación-Transmisión
2014-2028 (UPME, 2017).
Decreto 1543 de 2017. Contiene la reglamentación definitiva del Fondo de Energías No
Convencionales y Gestión Eficiente de la Energía (Fenoge), expedido con fundamento en lo
dictado en el artículo 10 de la Ley 1715 de 2014 (Ley de Energías Renovables y Gestión
Eficiente de la Energía de Colombia); adicionando una Sección 5 al Capítulo 3 del Título lll de
la Parte 2 del Libro 2 del Decreto Único Reglamentario del Sector Administrativo de Minas y
Energía 1073 de 2015. (Ministerio de Minas y Energía, 2019)
36
De acuerdo con la UPME aún no se han fijado objetivos concretos de instalación para la
generación de energía fotovoltaica, sin embargo, en el documento Plan Energético Nacional
Colombia: Ideario Energético 2050, se indica una posible meta de 143 megavatios de solar en el
año 2028 (UPME, 2017); que pueden servir de base para la elaboración e implementación de una
política energética con fuentes renovables, especialmente con sistemas fotovoltaicos para el país.
(TIRADO, 2016).
3.2. Regulación Vigente
Las resoluciones CREG más relevantes asociados al tema son:
Resolución 162 de 2014. Por la cual se ordena hacer público un proyecto de resolución de
carácter general, “Por la cual se define la metodología para determinar la energía firme de plantas
eólicas”.
Resolución 024 de 2015. Por la cual se regula la actividad de autogeneración a gran escala en
el sistema interconectado nacional (SIN) y se dictan otras disposiciones.
Resolución 030 de 2018. Por la cual se regulan las actividades de autogeneración a pequeña
escala y de generación distribuida en el sistema interconectado nacional.
Resolución 038 de 2018. Por la cual se regula la actividad de autogeneración en las zonas no
interconectadas y se dictan algunas disposiciones sobre la generación distribuida en las zonas
no interconectadas.
Recomendación. Con respecto a normas de estaciones móviles, no se encontraron
específicamente; por ello se acogen las recomendaciones dadas por algunos fabricantes.
Los lineamientos para diseñar una estación móvil deben ir acordes a los lineamientos para un
espacio de prestación de servicios, teniendo encanta el servicio que se prestará.
Evite las estructuras de los estacionamientos, las gasolineras antiguas y los restaurantes con
servicio en su automóvil. Al manejar por las áreas para acampar y por el borde de la carretera,
debe tener cuidado con las ramas de los árboles.
Debe mantener una buena distancia entre la casa rodante y el vehículo que se encuentra
frente a usted. Esto además logrará reducir la posibilidad de algún daño al parabrisas debido
a los guijarros y las piedras que salten desde el camino.
Las alertas sobre ráfagas de vientos fuertes deben ser tomadas con seriedad. En algunos
lugares a veces aparecen ráfagas sorpresivas que pueden empujarle fuera de su carril o
inclusive volcar el vehículo
Porte los elementos de seguridad descritos por la policía de tránsito y de trasporte como lo
son extintor, conos, llanta de repuesto entre otros.
3.3. Normas Nacionales
A continuación, se presenta un breve resumen de la normatividad vigente en Colombia para
sistemas de energía solar, como normas técnicas colombianas publicadas por el ICONTEC,
referentes a sistemas de energía solar fotovoltaica.
37
3.3.1. En terminología
NTC 1736, Energía solar. Definiciones y nomenclatura.
NTC 2775, Energía solar fotovoltaica. Terminología y definiciones.
3.3.2. En medición y propiedades
NTC 2631, Energía solar. medición de transmitancia y reflectancia fotométricas en materiales
sometidos a radiación solar
3.3.3. Respecto a componentes de sistemas solares fotovoltaicos
NTC 2883, Módulos fotovoltaicos (fv) de silicio cristalino para aplicación terrestre. calificación
del diseño y aprobación de tipo.
NTC 5287, celdas y baterías secundarias para sistemas de energía solar fotovoltaica.
requisitos generales y métodos de ensayo.
NTC 5433, informaciones de las hojas de datos y de las placas de características para los
módulos fotovoltaicos.
NTC 5509, ensayo ultravioleta para módulos fotovoltaicos (fv).
39
4. ESTACIÓN MÓVIL DE SERVICIOS INFORMÁTICOS EN FOSCA CUNDINAMARCA
4.1 Lugar de ubicación
El lugar de ubicación de la estación móvil de servicios informáticos se propone en la vereda
llamada Ramal del municipio de Fosca en Cundinamarca.
El Municipio de Fosca se encuentra localizado al Suroriente del Departamento de Cundinamarca,
sobre la cordillera oriental, en tierras bastante quebradas, haciendo parte de la Región de Oriente.
Ver fig. 16. Fosca se encuentra a 62 km de Bogotá y a 71 km de Villavicencio, por carretera.
Gutiérrez está a 24 km, Cáqueza a 16 km, Puente Quetame a 12 km y Une a 20 km (FOSCACUD,
2018).
Figura 16. Ubicación geográfica del municipio de Fosca en el departamento de Cundinamarca
Fuente: (FOSCACUD, 2018)
4.1.1. Localización
Límites del municipio:
Por el Norte: Con los municipios de Cáqueza y Une
Por el Sur: Con el municipio de Guayabetal
40
Por el Oriente: Con el municipio de Quetame
Por el Occidente: Con el municipio de Gutiérrez
Altitud: 2080 metros sobre el nivel del mar (de la cabecera municipal). (Cundinamarca)
Distancia de referencia: A 62 km de Bogotá
4.1.2. División territorial del municipio de Fosca
El municipio de Fosca presenta como división territorial tradicional, la parte urbana y la parte rural.
El Municipio de Fosca tiene 23 veredas: Arrayanal, Centro, El Herrero, El Espino, Granadillo,
Jucual, La Hoya, La Palma, Mesa de Castros, Novilleros, Platanillo, Potreritos, Potrero Alto,
Quinchita, Ramal, Robles, Sáname, San Antonio, San Isidro, San Manuel, Yerbabuena y Placitas,
como se muestra en la fig. 17 . (FOSCACUD, 2018)
Figura 17. División territorial del municipio de Fosca.
Fuente: (FOSCACUD, 2018)
La ubicación en el mapa de la vereda Ramal es el número 14.
4.1.3. Características generales del municipio de Fosca y su vereda Ramal
El municipio de Fosca presenta variedad de sistemas montañosos, Las cordilleras de Platanillo,
el Santuario, la Cuchilla del Herrero, Novilleros, Carrizal donde se contemplan los pisos térmicos
medio, frío y páramo, destacándose los altos de : Uval, Mortiños, Brigada, San Manuel, La Cruz,
el Morroco, el Fique, Ortigal, Silleta, Sáname, Carrizal y Horqueta. (FOSCACUD, 2018)
Altitud: 2050 m.s.n.m.
41
Temperatura media: 14,5 ° C (grados Celsius).
Superficie: área rural – 112,3 km2 y área urbana – 18,6 km2
Población 2017: total 6538 habitantes, de los cuales 1116 están en la cabecera municipal y 5422
en el área rural.
Hidrografía: En el municipio de Fosca existe un río denominado SÁNAME y abundantes
quebradas y manantiales como: Quebrada del Herrero, Colorada, la Chorrera, Honda, la Zarza,
la Moya, Yucal, la Mesita, Matecaña, la Laguna, el Payaso, Potreritos, Ortiga, el Rincón, Blanca,
el Purgatorio, La Jablanca, el Guamo, La Montaña, Cangilones, el Llanto de la Mina, Capellanía,
Honda de San Isidro, Honda de San Manuel, Robles, (FOSCACUD, 2018)
Vegetación: Fosca tiene una vegetación característica de relieve montañoso, se pueden
encontrar cuencas hidrográficas conformadas por una vegetación nativa, entre cuyos ejemplares
se destacan las siguientes especies: siete cueros, robles, encenillos, tibar, romero, aliso, arrayán,
duraznillo, salbio, etc. Las praderas están cubiertas con pastos como el kikuyo, carretón, imperial
y otras especies cultivadas en forma organizada para la alimentación de los animales. En cuanto
a cultivos agrícolas, podemos encontrar papa, maíz, sagú (achira), arracacha, alverja, fríjol, etc.
(FOSCACUD, 2018)
Marco administrativo: Según el Decreto 018 del 10 de marzo de 2001, la estructura orgánica
de la Entidad se encuentra en la siguiente forma:
1. Despacho Alcaldía Municipal
2. Secretaria de Asuntos Gubernamentales y Administrativos
2.1. Inspección De policía Municipal
3. Dirección de Planeación y Desarrollo de Proyectos
4. Dirección Financiera - Tesorería Municipal
5. Oficina de Fomento Agropecuario
6. Oficina de Servicios Públicos
Salud: El aseguramiento en salud para la población del municipio se comporta de la siguiente
manera: el Sistema de Identificación y Clasificación de Potenciales Beneficiarios para Programas
Sociales- SISBEN- cuenta con 1594 fichas en histórico, 1750 hogares y 7027 personas, 3621
hombres y 3406 mujeres, contando con una cobertura del 100%. (Alcaldía de Fosca, 2018)
El Municipio de Fosca cuenta con la Empresa Social del Estado ESE “Centro de Salud de Fosca”
como entidad prestadora de servicios de carácter público que ha venido funcionando desde el 1°
de enero de 2001 y su área de influencia tiene la cobertura total en el municipio. Cuenta con
cuatro (4) puestos de salud ubicados en las veredas de El Herrero, Mesa de Castros, Ramal y
Sáname, ésta ultima la única en funcionamiento. La ESE cuenta con personal profesional y dos
ambulancias. (Alcaldía de Fosca, 2018)
42
Educación En Fosca, existe una tasa bruta de analfabetismo para una población mayor de 15
años aproximadamente del 16 %. A pesar de los diferentes programas asistenciales y de apoyo
para este sector, como son el transporte escolar, restaurantes escolares, la alimentación, la
dotación a instituciones educativas y el mantenimiento de las mismas, existe un déficit en la
cobertura de este importante sector para la sociedad. (Alcaldía de Fosca, 2018)
Además, en la zona urbana de Fosca se cuenta con la Concentración de Desarrollo Rural "CDR"
(actualmente fusionada), con el Colegio Departamental Nacionalizado "María Medina", la
Concentración "Luis María Rojas" y el Jardín Infantil. Estas Instituciones han cubierto y siguen
cubriendo las necesidades del sector. La zona rural cuenta con 23 instituciones de básica
primaria, prácticamente una institución por cada vereda del municipio de Fosca. (FOSCACUD,
2018)
Vereda Ramal del municipio de Fosca en Cundinamarca: Es el lugar seleccionado y
específico, para la ubicación de la estación móvil de servicios informáticos propuesta. Ramal es
la vereda número 14 de las 24 veredas que posee el municipio de Fosca en Cundinamarca en su
área rural (ver Fig. 17), por ello sus características generales son similares a las del municipio de
Fosca; tal como se describieron anteriormente.
Se requiere aclarar que los datos específicos disponibles de la vereda Ramal, son mínimos o casi
nulos, según el segundo informe de los resultados del Censo Nacional de Población y Vivienda
2018, del DANE. En dichos resultados se reporta que solo un 18,1% de los CP - Centro Poblado
no categorizado, existentes en el país, cuentan con información disponible. En dicho censo, la
vereda Ramal está clasificada como un CP, con información mínima (DANE, 2018).
En consecuencia, de los datos presentados a continuación, algunos se han tomado y otros se
han estimado de los documentos disponibles del municipio de Fosca.
Población 2017: aproximadamente 600 habitantes.
Ubicación: La vereda Ramal se encuentra ubicada aproximadamente a 40 minutos de la parte
urbana del municipio de Fosca en Cundinamarca, la cruzan dos carreteras: la que comunica con
la parte urbana, y la otra que comunica con las veredas más alejadas del municipio (Álvarez
Chávez, sf), para un total de 10 veredas, que pueden ser transitables por la estación móvil de
servicios informáticos. Sin embargo, esta propuesta considera inicialmente un solo punto de
implementación de la estación móvil, a fin de poder evaluar de manera más precisa la viabilidad
técnico económica del proyecto. (Alcaldía de Fosca, 2018)
Educación: Ramal cuenta con una escuela de educación básica primaria; la relación promedio,
docente número de alumnos en prescolar y primaria, es de un profesor por cada 26 alumnos. El
número de estudiantes matriculados a 2017 es de 70. Como en la mayoría de las escuelas del
municipio, el software existente se encuentra desactualizado; además, el material y recursos
didácticos son insuficientes para los estudiantes que se encuentran matriculados, por lo cual no
se ofrece la oportunidad de que los estudiantes accedan a las tecnologías informáticas, de
manera fácil. (Álvarez Chávez, sf)
Crecimiento rural: “Debido a la falta de políticas claras que permitan a los campesinos encontrar
un respaldo a sus inversiones, las posibilidades para que la población rural se incremente son
muy remotas.” (Álvarez Chávez, sf)
43
Telefonía y comunicaciones: en promedio, para el área rural, solo el 7% aproximadamente de
las viviendas registradas en la vereda, cuenta con servicio de teléfono. (Álvarez Chávez, sf)
Energía eléctrica a nivel rural: no obstante, se reporta que el servicio de energía eléctrica es
permanente, tanto a nivel urbano como rural; este servicio es de baja calidad con suministro
discontinuo. (Álvarez Chávez, PLAN DE DESARROLLO MUNICIPAL "Fosca hacia un futuro
social", sf)
4.2. Potencial fotovoltaico en la vereda Ramal
El atlas interactivo de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia elaborado por el IDEAM,
nos muestra la irradiación global horizontal nacional multianual; para iniciar con la evaluación del
potencial solar en la zona, se toman los datos del departamento de Cundinamarca en primera
instancia (IDEAM , 2018).
En la Fig. 18 se muestran los niveles de irradiación solar del departamento de Cundinamarca. Se
observa que el nivel de radiación solar en gran parte del departamento de Cundinamarca se
estandariza en el intervalo de 4,0 a 4,5 kWh/m2, ver fig. 18.
Figura 18. Irradiación global horizontal nacional multianual.
Fuente: (IDEAM , 2018).
Para obtener datos más exactos sobre la zona de estudio, se consulta en la NASA Prediction of
Worldwide Energy Resources (NASA, 2018) y se toma la región especifica con latitud y longitud.
Se utiliza la herramienta de google maps para encontrar dichas coordenadas, ver fig. 19.
Coordenadas: latitud: 4,341594; longitud: -73,979279
44
Figura 19. Ubicación geográfica el Ramal, Fosca, Cundinamarca.
Fuente: (Google maps, 2018)
Con las anteriores coordenadas se obtiene el potencial fotovoltaico de la vereda Ramal,
correspondiente a los años 2016 y 2017, como se muestra en la fig. 20
Figura 20. Irradiación Horizontal multianual de El Ramal Años 2016 y 2017.
Fuente: (NASA, 2018)
45
Los datos de la gráfica de irradiación horizontal multianual de la página de la NASA, se organizan
para graficarlos y poder encontrar el punto óptimo de irradiación horizontal del sitio, como se
muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Datos de irradiación solar de los años 2016 y 2017, ordenados de mayor a menor
La gráfica obtenida de los anteriores datos nos brinda la probabilidad de ocurrencia de los
diferentes valores de la irradiación solar, como porcentaje de tiempo, necesarios para el
dimensionamiento de los elementos del sistema de generación fotovoltaica, ver fig. 21.
Con los datos de la tabla 1 y la fig. 21, se determina la radiación solar con probabilidad de
ocurrencia del 95%, para los dos años que se toman como referencia. El dato obtenido concuerda
con los datos obtenidos del atlas interactivo de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia
elaborado por el IDEAM. Por lo tanto, el valor de radiación solar a utilizar para la zona del proyecto
es de 3,5 kWh/m2 – día.
Mes del año Irradiación solar en kWh/m2
ene-16 5,57
dic-16 4,69
sep-16 4,62
oct-16 4,54
ago-16 4,49
sep-17 4,45
mar-16 4,38
nov-17 4,17
feb-16 4,07
nov-16 4,01
Mes del año Irradiación solar en kWh/m2
abr-17 4
dic-17 3,97
may-16 3,88
ago-17 3,87
oct-17 3,87
may-17 3,86
jun-16 3,72
abr-16 3,71
jul-16 3,66
ene-17 3,64
jun-17 3,44
mar-17 3,38
feb-17 3,13
jul-17 2,93
46
Figura 21. Gráfica de los datos de irradiación solar de los años 2016 y 2017 ordenados de mayor a menor, para la vereda Ramal de Fosca en Cundinamarca
4.3. Caracterización de la demanda eléctrica de la estación móvil
El dimensionamiento del proyecto se realiza de acuerdo con los lineamientos del documento:
Evaluación de factibilidad de implementar generación distribuida fotovoltaica que permita
aumentar la cobertura y confiabilidad de energía en sectores rurales del operador de red
(TIRADO, 2016). Para su dimensionamiento también se toma en cuenta el cuadro de cargas de
la estación móvil de servicios informáticos, el cual se presenta a continuación en la tabla 2; así
como la jornada de funcionamiento de cada uno de los equipos de la estación móvil, mostrada
en la tabla 3:
Tabla 2. Cuadro de carga de la estación móvil de servicios informáticos.
Jornada de trabajo : 8am a 9pm
Cantidad Equipo Potencia
unitaria (W) Potencia total (W)
Factor de carga (fc)
# horas de uso (fu)
Demanda de energía kWh/día
1 computadora 300 300 1 13 3,9
1 Radio 100 100 1 8 0,8
1 Modem 30 30 1 13 0,39
1 Impresora 150 150 0,8 13 1,56
1 Fotocopiadora 1500 1500 0,8 13 15,6
1 Televisor 100 100 1 6 0,6
2 Portátil 75 150 1 9 1,35
3 Iluminación 18 75 0,5 4 0,15
2 Tomacorriente 150 300 1 13 3,9
Total demanda de energía eléctrica al día (kWh/día) 28,25
Factor de carga (fc): porcentaje que utiliza cada equipo respecto a su potencia nominal
2
2,4
2,8
3,2
3,6
4
4,4
4,8
5,2
5,6
ene-
16
dic
-16
sep
-16
oct
-16
ago
-16
sep
-17
mar
-…
no
v-1
7
feb
-16
no
v-1
6
abr-
17
dic
-17
may
-…
ago
-17
oct
-17
may
-…
jun
-16
abr-
16
jul-
16
ene-
17
jun
-17
mar
-…
feb
-17
jul-
17
Irradiación solar en kWh/m2, vereda Ramal
47
Tabla 3. Jornada de funcionamiento de la estación móvil de servicios informáticos.
A continuación, se presenta la curva de demanda eléctrica de los equipos de la estación móvil,
que indican la carga horaria de energía eléctrica de la estación móvil. Ver fig. 22.
Figura 22. Curva de demanda eléctrica de los equipos de la estación móvil
De la curva de demanda eléctrica mostrada en la fig. 22, es importante determinar el tiempo de
utilización de todos los equipos eléctricos de la estación móvil a fin de poder dimensionar el
sistema fotovoltaico y cada uno de sus elementos. En fig. 23 se presenta la curva de duración de
carga de la estación móvil, que indica un factor de utilización de los equipos informáticos
instalados de un 83%, aproximadamente.
8:00 AM 9:00 AM 10:00 AM 11:00 AM 12:00 PM 1:00 PM 2:00 PM 3:00 PM 4:00 PM 5:00 PM 6:00 PM 7:00 PM 8:00 PM 9:00 PM
computadora 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
Radio 100 100 100 100 100 100 100 100
Moden 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Impresora 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Fotocopiadora 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200
Televisor 100 100 100 100 100 100
Portatiles 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Iluminacion 38 38 38 38
Tomacorriente 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
Hora de la jornada
de trabajo8:00 AM 9:00 AM 10:00 AM 11:00 AM 12:00 PM 1:00 PM 2:00 PM 3:00 PM 4:00 PM 5:00 PM 6:00 PM 7:00 PM 8:00 PM 9:00 PM
Total energía
eléctrica por hora1950 1950 2150 2150 2300 2100 2100 2200 2200 2200 2338 2338 2238 2138
EquipoJornada de funcionamiento por horas 8am a 9pm
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
8:00 a.m.
9:00 a.m.
10:00 a.m.
11:00 a.m.
12:00 p.m.
1:00 p.m.
2:00 p.m.
3:00 p.m.
4:00 p.m.
5:00 p.m.
6:00 p.m.
7:00 p.m.
8:00 p.m.
9:00 p.m.
De
man
da
de
en
erg
ia e
lect
rica
po
r h
ora
(kW
h)
Horas de la jornada de trabajo
48
Figura 23. Curva de duración de la carga eléctrica de la estación móvil
4.4. Características de la estación móvil de servicios informáticos
Una de las principales características de la estación móvil de servicios informáticos es que cuenta
con la implementación de módulos fotovoltaicos para la generación de electricidad de sus propios
equipos; y su adecuación para así prestar los servicios de búsqueda de información, internet,
digitalización de documentos, fotocopias, impresiones, escáner, telefonía móvil, entre las más
importantes, partiendo de las necesidades de los diferentes tipos de población, en nuestro caso
un remolque (comercio móvil).
La fuente de energía que se propone implementar es limpia y renovable, además de brindar un
apoyo social para la comunidad y da muestra del desarrollo tecnológico para la solución de
problemas de la actualidad.
4.4.1. Dimensionamiento de los módulos fotovoltaicos
El tamaño del generador FV (pg) se determina principalmente con base en el consumo para cubrir
la demanda de energía eléctrica diaria de la estación móvil en Wh, según se muestra en la Ec.
(1).
𝑝𝑔 =(D/ ninv ) ∗ Gcem
G(α,β) ∗ PR (1)
Donde:
pg = Potencia pico del generador fotovoltaico en Wp (power generator)
D = Demanda 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 eléctrica 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖a 𝑒𝑛 𝑊ℎ
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
18:00 19:00 12:00 20:00 15:00 16:00 17:00 10:00 11:00 21:00 13:00 14:00 8:00 9:00
Ene
rgia
elé
tric
a (
Wh
)
Hora de la jornada de trabajo
49
𝑛𝑖𝑛𝑣 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟
𝐺𝑐𝑒𝑚 = 𝐼𝑟𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 (1 𝑘𝑊ℎ /𝑚2)
(𝛼, 𝛽) = P𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖o𝑛 𝑔𝑙𝑜𝑏𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑘𝑊ℎ /𝑚2 𝑜 𝐻𝑆𝑃
𝑃𝑅 = Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑜 global 𝑑𝑒 𝑙𝑎 instalación (se asume un índice de 0,80)
La ecuación (1) permite calcular la Potencia Instalada (o nominal) del generador 𝑃𝑔 para poder
determinar la cantidad de módulos necesarios del sistema fotovoltaico.
El índice de rendimiento PR3 constituye una de las magnitudes más importantes para la
evaluación de la efectividad de una instalación fotovoltaica. En concreto, PR expresa la relación
del rendimiento energético real con respecto al rendimiento energético teóricamente posible, del
sistema fotovoltaico. Para el diseño y dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos autónomos (de
funcionamiento aislado o en isla), usualmente se recomiendan valores de PR entre 0,8 y 0,9; o,
se opta por un cálculo más detallado de este índice, en el cual se incluyen principalmente los
coeficientes de pérdidas por rendimiento de baterías, por auto descarga diaria de baterías, por
rendimiento del inversor; además, de incluir un coeficiente de pérdidas varias.
Para realizar los cálculos y el dimensionamiento de los generadores fotovoltaicos tomaremos la
potencia efectiva promedio diaria que equivale a 1265 W, dato tomado al sumar la potencia diaria
de cuadro de cargas y dividirlo en 24 horas.
D = 1265 𝑊
𝑛𝑖𝑛𝑣 = 1
𝐺𝑐𝑒𝑚 = 1 𝑘𝑊ℎ/ 𝑚2
(𝛼, 𝛽) = 3,41 𝑘𝑊ℎ /𝑚2
𝑃𝑅 = 0,80
𝑝𝑔 =(1265 /1) ∗ 1
3,41 ∗ 0,80= 464 𝑊𝑝
La fórmula nos muestra que la potencia a instalar p𝑔 debe ser mínimo de 464 Wp para que el
generador pueda suministrar 1265 Wh/día requeridos por los equipos eléctricos según el cuadro
de cargas. Con la potencia del generador fotovoltaico determinada, se realiza una búsqueda
comercial de módulos fotovoltaicos, que cumplan con esta especificación técnica. En la tabla 4
se muestran las especificaciones técnicas del módulo fotovoltaico seleccionado.
3 El índice de rendimiento también llamado coeficiente de rendimiento, ha sido definido por varios autores de manera similar, asi: El
coeficiente de rendimiento (en inglés performance ratio) es una magnitud, independiente del lugar de ubicación, de la calidad de una instalación fotovoltaica y, por ello, constituye a menudo también un factor de calidad. El coeficiente de rendimiento se indica en porcentaje y expresa la relación entre el rendimiento real y el rendimiento nominal de la instalación fotovoltaica. De esta forma indica qué proporción de la energía está realmente disponible para la alimentación tras haber descontado las pérdidas energéticas (por ejemplo, debido a pérdidas térmicas y a pérdidas por cableado) y el consumo propio para la operación. Cuanto más cercano al 100 % sea el valor del coeficiente de rendimiento calculado para una instalación fotovoltaica, de forma más efectiva trabajará esta instalación fotovoltaica. No obstante, no es posible alcanzar un valor real del 100 % puesto que durante la operación de la instalación fotovoltaica se producen siempre pérdidas inevitables (tal como pérdidas térmicas por el calentamiento de los módulos fotovoltaicos). Sin embargo, el coeficiente de rendimiento PR generalmente se estima entre 0,8 y 0,9. (SMA Solar Technology AG, sf), (Vilariño García, Vilariño García, Arenas Rayo, Núñez Rodriguez, & Menéndez Milanés , 2014)
50
Tabla 4. Características del módulo fotovoltaico
.
Con el modulo fotovoltaico seleccionado y con el dato de la potencia pico requerida por el
generador fotovoltaico, podemos obtener el número de módulos necesarios para abastecer
adecuadamente la demanda eléctrica de la estación móvil según se muestra en la Ec. (2).
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 𝑝𝑔
𝑝𝑠 (2)
Donde:
pg : Potencia del generador fotovoltaico en Wp
ps : potencia unitaria del módulo fotovoltaico seleccionado en W
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 464
330= 1,4
En conclusión, el generador fotovoltaico estará conformado por 2 módulos solares fotovoltaicos
poli cristalinos, marca Yingli Solar de 330 Wp cada uno, de modo que se tiene una potencia total
de 660 Wp. La ficha técnica del módulo solar se encuentra en el Anexo 1.
4.4.2. Dimensionamiento de las baterías
Para el dimensionamiento de las baterías existen dos criterios relevantes, la autonomía y la
profundidad de descarga.
El criterio básico para calcular la capacidad del sistema de acumulación es que tiene que
garantizar el suministro de las necesidades de energía eléctrica diaria, durante un número de
días de autonomía fijados con anterioridad.
51
La profundidad de descarga máxima de la batería es un factor considerable, porque si la batería
sufre descargas profundas, pierde vida útil. Para aplicaciones domésticas se recomienda una
profundidad de descarga del 70%. Establecer 70% como profundidad de descarga máxima,
quiere decir que al final de los días de autonomía, la batería no se descarga por debajo de ese
valor.
Se fijan dos (2) días de autonomía para el dimensionamiento de las baterías, de acuerdo a las
recomendaciones del Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las
Zonas No Interconectadas - IPSE4 y de la Unidad de Planeación Minero Energética - UPME5,
para proyectos de electrificación en zonas aisladas o no interconectadas.
D = 1265 𝑊ℎ/𝑑í𝑎
𝐴 = 𝐷í𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎 del sistema de almacenamiento = 2
𝑄𝑛 = Tensión 𝑑𝑒 operación de la batería = 24 𝑉𝐷𝐶
𝑃𝑑 = 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 de la batería = 0,7
𝑛𝑖𝑛𝑣 = 1
𝑛𝑟𝑣 = 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 𝑦 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑛𝑡𝑜 = 0,9
Con los anteriores datos empezaremos con el dimensionamiento de las baterías, según se
muestra en la Ec. (3):
𝑄𝑑 = 𝑊
𝑈𝑛 (3)
𝑄𝑑 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 𝐴ℎ /𝑑í𝑎
𝑈𝑛 = 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖o𝑛
𝑓𝑠 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10%
𝑄𝑑 =1265 Wh/día
24 𝑉𝐷𝐶= 53 Ah
Ahora calculamos la capacidad de acumulación del sistema, según se muestra en la Ec. (4)
𝐶𝑛 = 𝑄𝑑 × 𝐴/ 𝑃𝑑 × 𝑛𝑖𝑛𝑣 × 𝑛𝑟v (4)
Donde,
4 El IPSE, atiende las necesidades energéticas de los habitantes que no cuentan con este servicio; identificando, implementando y
monitoreando soluciones energéticas sostenibles con criterios de eficacia, eficiencia y efectividad en las Zonas no Interconectadas- ZNI, mejorando las condiciones de vida de sus pobladores, construyendo paz y equidad en el país, a su vez impulsando el uso de las energías renovables con el fin de que Colombia goce de energías limpias y combata la emisión de gases de efecto invernadero aportando así a los compromisos de la meta impuesta en el COP21. (IPSE, 2019) 5 La UPME es una Unidad Administrativa Especial del orden Nacional, de carácter técnico, adscrita al Ministerio de Minas y Energía,
regida por la Ley 143 de 1994 y por el Decreto número 1258 de junio 17 de 2013. Su misión es planear el desarrollo minero - energético, apoyar la formulación e implementación de la política pública y generar conocimiento e información para un futuro sostenible. (UPME, 2019)
52
𝐶𝑛 = 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑛 20 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 [𝐴ℎ]
𝐶𝑛 =53
Ahdía
∗ 2 dias
0.7 ∗ 1 ∗ 0.9⁄ = 169𝐴ℎ
La categoría de la batería está relacionada con la corriente máxima de diseño, que es capaz de
entregar.
C10 indica 10 horas de descarga, C20 son 20 horas de descarga. Una batería de 100 Ah
categoría C10, significa que por su diseño puede entregar, sin deteriorarse, 10 A durante 10
horas. Si fuera de 100 Ah y categoría C20, entonces por su diseño estaría en capacidad de
entregar tan sólo 5 A; eso sí, durante 20 horas, ya que su capacidad energética es la misma que
la anterior batería. Si usamos baterías con “C” bajo, en una instalación solar o aún “C” alto en una
instalación de alta intensidad, las baterías se pueden deteriorar rápidamente.
El número de baterías conectadas en serie, se calcula como el cociente entre la tensión nominal
de la instalación y la tensión nominal de las baterías. La podemos calcular mediante la Ec (5),
que se muestra a continuación.
𝑁𝐵𝑆 = 𝑉𝑁 /𝑉𝑛𝐵𝐴T (5)
Donde,
𝑁𝐵𝑆 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒
𝑉𝑁 = 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖o𝑛 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
𝑉𝑛𝐵𝐴𝑇 = 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖o𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟í𝑎
𝑁𝐵𝑆 = 24 𝑉𝐷𝐶 /12𝑉𝐷c= 2
Se selecciona un sistema de almacenamiento de 214 Ah de descarga en 20 horas (C20) y tensión
nominal de 24 VDC, conformado por 2 baterías de 214 Ah a C20 y 12 VDC conectadas en serie.
4.4.3. Dimensionamiento del regulador
La corriente del regulador (𝐼𝑅) se calcula por medio de la corriente total entregada por el arreglo
de módulos fotovoltaicos (IREG) como se obtiene en la Ec. (6).
𝐼R𝐸G = 𝐼𝑀𝐴𝑋 × 𝑁p (6)
Donde:
53
𝐼𝐺𝐸𝑁 = Corriente total entregada por el sistema de generación fotovoltaico (arreglo de módulos
fotovoltaicos) [A]
𝐼𝑀𝐴𝑋 = Corriente en el punto de máxima potencia equivalente a la corriente de corto circuito Isc
de cada módulo fotovoltaico en [A]
𝑁𝑝 = Número de módulos
La corriente total entregada por cada módulo fotovoltaico lo tomamos de la tabla 3 intensidades
de corto circuito 9,29 A, por lo tanto:
𝐼𝐺𝐸𝑁 = 9,29 * 2 = 18,58 A
La corriente nominal del regulador 𝐼𝑅 se halla sobredimensionando la corriente total del arreglo
de módulos fotovoltaicos con factor de seguridad del 25% para obtener la corriente nominal del
regulador de 23,22 A
Se elige trabajar con reguladores tipo “seguidor de punto de máxima potencia (MPPT, por su sigla
en inglés), a veces denominado seguidor de punto de potencia (PPT)”6, ya que estos permiten que
se conecten más módulos en serie aumentando la tensión, lo que produce disminución en la
corriente y por ende en las pérdidas. También con un regulador MPPT se obtiene un 30% más
de potencia que con uno de tecnología PWM.
Para este regulador de carga se debe tener en cuenta que la demanda de corriente por parte de
las cargas DC conectadas a la salida DC del mismo no supere 10 A por recomendación del
fabricante. Adicionalmente para cargas DC que funcionen a 12 VDC se deben incorporar
conversores DC/DC de 24 a 12 V de la corriente necesaria por la carga.
4.4.4. Dimensionamiento del inversor
Como su nombre lo indica el convertidor o inversor es un dispositivo capaz de transformar la
corriente eléctrica de manera que resulte ser más apta para los usos específicos. En sistemas
fotovoltaicos los convertidores más comunes son 12VCD o 24VCD a 120VCA, 60 Hz.
El uso de los equipos o electrodomésticos que se desean instalar para los usuarios de acuerdo a
sus necesidades energéticas AC, varían en el momento de su uso con un factor de coincidencia
0,5 y 0,75. Así el criterio para el rango en el que debe estar la potencia del generador se determina
con la Ec. (7), que se muestra a continuación:
0,75 ∑𝑃𝑁𝐴𝐶 ≥ 𝑃𝐼𝑁𝑉 ≥ 0,5 ∑𝑃𝑁AC
Donde:
𝑃𝐼𝑁𝑉 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟 en W
𝑃𝑁𝐴𝐶 = Necesidades en corriente alterna ó potencia total instalada [W] De esta forma un valor
óptimo del inversor está dado por:
6 El regulador tipo MPPT, trabaja con una técnica utilizada generalmente con sistemas de turbinas eólicas y fotovoltaicos (PV) para maximizar la extracción de potencia en todas las condiciones. ( Seyedmahmoudian, Horan, Soon, Rahmani, & Than Oo, 2016)
54
0,75 × 1265 𝑊 ≥ 𝑃𝐼𝑁𝑉 ≥ 0,5 × 1265 𝑊
890 𝑊 ≥ 𝑃𝐼𝑁𝑉 ≥ 632 W
Con el anterior cálculo, se estima que un valor entre 632 W y 890 W es un rango óptimo para el
inversor. Teniendo en cuenta este criterio se selecciona el inversor Multiplus Victron Energy con
capacidad nominal de 1000 VA, de 24 VDC a 120 VAC.
4.4.5. Dimensionamiento de la sección del conductor
Para estos cálculos se toma como referencia el libro Instalaciones solares fotovoltaicas de Carlos
Vásquez. Los cálculos de las secciones de los conductores, varían dependiendo de la parte del
circuito de la estación móvil: si es de corriente continua, de corriente alterna monofásica o de
corriente alterna trifásica. A continuación se implementa la Ec. (8) y el procedimiento necesario
para este caso, según (Vasquez, 2015).
Tabla 5. Caídas de tensión de los diferentes circuitos.
Valor admisible Valor
recomendado
Tramo módulos solares - Regulador o inversor
3% 1%
Tramo regulador - Batería 1% 0,50%
Tramo Batería – convertidor 1% 1%
Tramo convertidor -Iluminación 3% 3%
Tramo convertidor -Equipos electrodomésticos 5% 3%
Fuente: (Vásquez, 2015)
𝑆 =2×𝑝×𝐿×𝐼
𝑉𝑎−𝑉𝑏 (8)
Donde:
S: sección transversal en mm2
L: longitud en m
I: intensidad en A
Va – Vb: caída de tensión en V (aprox. 5% del valor nominal de tensión)
ρ: 0,01786 Ωmm2/m (para conductor de cobre)
55
Panel fotovoltaico – Regulador
Se estima que desde la estación de módulos hasta el regulador hay una distancia de 5 m y la
corriente como máximo será igual a 2 módulos x 9,29 A = 18,58 A.
𝑆 =2 × 0,01786 × 8 × 18,58
0,02 × 24= 11,06 𝑚𝑚2
Regulador – Baterías
Se estima que desde la batería hasta el regulador hay una distancia de 3 m y la corriente será
igual al cálculo anterior 18,58 A.
𝑆 =2 × 0,01786 × 2 × 18,58
0,01 × 24= 5,55 𝑚𝑚2
Baterías – Convertidor
Para un consumo máximo de 890 W la corriente máxima será:
890
0,90 × 24= 41 𝐴
Por lo tanto,
𝑆 =2 × 0,01786 × 2 × 41
0,01 × 24= 12,20 𝑚𝑚2
Derivaciones
La corriente a considerar ha de ser la del equipo de mayor consumo (1500 W fotocopiadora)
1500
120= 12,5 𝐴
Por lo tanto,
𝑆 =2 × 0,01786 × 2 × 12,5
0,03 × 24= 3,1 𝑚𝑚2
Según lo calculado y homogenizando las secciones, se puede disponer de un conductor de 16 mm2, calibre 6 AWG de módulos a baterías; y para líneas generales de 5,26 𝑚𝑚2, calibre 10 AWG.
En la tabla 6 se muestra el resumen de los elementos anteriormente calculados, con su respectiva cantidad y precios.
56
Tabla 6. Resumen de las especificaciones técnicas de los elementos del sistema de generación fotovoltaico para la estación móvil.
Ítem DESCRIPCIÓN UNIDADES CANTIDAD PRECIO
UNITARIO PRECIO TOTAL
1 Módulo solar
monocristalino, Silicio. 330 W
Und 2 $ 990.000 $ 1.980.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a
120 V. Und 1 $ 1.500.000 $ 1.500.000
3 Baterías 12 V/214 Ah Und 2 $ 1.800.000 $ 3.600.000
4 Regulador de carga MPPT Und 1 $ 800.000 $ 800.000
5 Instalaciones eléctricas Und 1 $ 2.000.000 $ 2.000.000
6 Conductor de cobre calibre
6 AWG ml 15 $ 2.500 $ 37.500
7 Conductor de cobre calibre
10 AWG ml 20 $ 3.000 $ 60.000
57
5. ESCENARIOS DE LA FACTIBILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA
Para describir una situación futura posible basada en la interacción de factores o situaciones que
pueden presentarse e incidir en la toma de decisiones para la implementación de este proyecto,
se han definido dos escenarios, que se describen a continuación. La definición de estos
escenarios en el análisis de la implementación del proyecto, permite abarcar diferentes
posibilidades, las cuales se analizan individualmente, para poder brindar alternativas diversas a
futuros problemas.
Cada escenario propuesto, es útil para aumentar la cobertura en zonas no interconectadas y
mejorar el servicio de usuarios de la energía eléctrica, prestando servicios informáticos mediante
una unidad móvil, que incorpora una solución de energía electrica limpia, aprovechando un
recurso energético local como la radiación solar, a habitantes de sectores rurales, distanciados
de los tramos finales de las redes de distribución de energía eléctrica.
5.1. ESCENARIO 1. Estación móvil de servicios informáticos con sistema fotovoltaico de generación eléctrica más sistema de almacenamiento en baterías
En este escenario se considera la implementación de la estación móvil de servicios informáticos,
en la vereda Ramal, ubicada en zona rural del municipio de Fosca en Cundinamamrca, con
abastecimiento eléctrico a partir de un sistema fotovoltaico, aislado convencional;
complementado con un sistema de almacenamiento eléctrico en baterías.
5.2. ESCENARIO 2. Estación móvil de servicios informáticos con sistema fotovoltaico de generación eléctrica más almacenamiento en baterías y respaldo eléctrico con motor a gasolina
En este escenario se pretende analizar la implementación de la estación móvil de servicios
informáticos, en la vereda Ramal, ubicada en zona rural del municipio de Fosca en
Cundinamamrca, con abastecimiento eléctrico a partir de un sistema fotovoltaico, aislado
convencional; complementado con un sistema de almacenamiento eléctrico en baterías y
adicionalmente un motor de carro (vehículo previsto como estación móvil), el cual funcione como
respaldo al suministro de energía eléctrica, a través de un sistema de carga de baterías por medio
del alternador del vehículo, es decir, se plantea como una alternativa de suministro de respaldo.
5.3. Cálculo de los costos unitarios
La Unidad Constructiva (UC) es la forma de especificar los elementos técnicos utilizados para el
transporte y distribución de la energía y su función es de detallar los grupos de activos La
resolución 026 de 1999 de la CREG define el concepto y la metodología, una UC es el conjunto
de elementos que conforman una unidad típica de un sistema eléctrico, orientada a la conexión
de otros elementos de una red o al transporte o la transformación de la energía eléctrica (TIRADO,
2016)
A continuación, se resumen las definiciones de interés sobre UC:
58
Costo Unitario por Unidad Constructiva (UC): Valor unitario en el mercado de una Unidad
Constructiva ($/Unidad Constructiva).
Elementos Técnicos: Representan los equipos y/o materiales que conforman las Unidades
Constructivas
Factor de Instalación (FI): Factor multiplicador aplicable al costo FOB4 de una Unidad
Constructiva, que involucra todos aquellos costos y gastos adicionales en que se incurre
para la puesta en servicio o puesta en operación de la Unidad Constructiva
correspondiente. Se expresa en porcentaje del costo FOB
Activos no eléctricos: Son aquellos activos que no hacen parte de la infraestructura de
transporte de energía eléctrica de los OR, pero que son requeridos para cumplir con su
objeto social. Hacen parte de estos activos, entre otros, los siguientes: edificios (sedes
administrativas, bodegas, talleres, etc.) maquinaria y equipos (grúas, vehículos,
herramientas, etc.) equipos de Cómputo y equipos de Comunicaciones.
Base de Inversiones: Es el conjunto de UC que un Operador de Red requiere para prestar
el servicio con una cobertura y calidad determinadas.
De acuerdo con la metodología descrita anteriormente, se procede a detallar la construcción de
las nuevas Unidades Constructivas objeto de este trabajo. Se definen por medio de las Tablas 7,
8, 9 y 10 los costos unitarios de equipos, montaje y construcción.
Tabla 7. Análisis de precios unitarios. Escenario 1.
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDADES CANTIDAD TENCION [V] PRECIO UNITARIO TOTAL
1 Módulo solar monocristalino, Silicio. 330 W Und 2 120 $ 990.000 $ 1.980.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a 120 V. Und 1 120 $ 1.500.000 $ 1.500.000
3 Baterías 12 V/214 Ah Und 2 12 $ 1.800.000 $ 3.600.000
4 Regulador de carga MPPT Und 1 120 $ 800.000 $ 800.000
5 Instalaciones eléctricas Und 1 $ 2.000.000 $ 2.000.000
Total $ 9.880.000
6 Portátil Und 2 $ 1.549.000 $ 3.098.000
8 Pc de mesa Und 1 $ 1.349.000 $ 1.349.000
9 Impresora Und 1 $ 439.000 $ 439.000
10 Televisor Und 1 $ 799.900 $ 799.900
11 Minicomponente Und 1 $ 349.000 $ 349.000
12 Fotocopiadora Und 1 $ 4.779.000 $ 4.779.000
13 Equipo de oficina Und 1 $ 700.000 $ 700.000
Total $ 11.513.900
$ 21.393.900
Equipos de la estación móvil
Equipos para la generación de Energía Eléctrica
Total
59
Tabla 9. Análisis de precios unitarios. Escenario 2.
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD TENCION PRECIO UNITARIO TOTAL
1 Módulo solar monocristalino, Silicio. 330 W Und 2 120 $ 100.000 $ 200.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a 120 V Und 1 120 $ 1.000.000 $ 1.000.000
3 Baterías 12 V/214 Ah Und 2 12 $ 100.000 $ 200.000
4 Regulador de carga MPPT Und 1 120 $ 500.000 $ 500.000
5 Instalaciones eléctricas Und 1 120 $ 1.000.000 $ 1.000.000
Valor del montaje $ 2.900.000
Valor total de la estación móvil
MONTAJE Y CONSTRUCION
$ 34.459.292
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDADES CANTIDAD TENCION [V] PRECIO UNITARIO TOTAL
1 Módulo solar monocristalino, Silicio. 330 W Und 2 120 $ 990.000 $ 1.980.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a 120 V. Und 1 120 $ 1.500.000 $ 1.500.000
3 Baterías 12 V/214 Ah Und 1 12 $ 1.800.000 $ 1.800.000
4 Regulador de carga MPPT Und 1 120 $ 800.000 $ 800.000
5 Instalaciones eléctricas Und 1 120 $ 2.000.000 $ 2.000.000
6 Combustible GL/h 1 $ 8.830 $ 8.830
Total $ 8.088.830
7 Portátil Und 2 $ 1.549.000 $ 3.098.000
8 Pc de mesa Und 1 $ 1.349.000 $ 1.349.000
9 Impresora Und 1 $ 439.000 $ 439.000
10 Televisor Und 1 $ 799.900 $ 799.900
11 Minicomponente Und 1 $ 349.000 $ 349.000
12 Fotocopiadora Und 1 $ 4.779.000 $ 4.779.000
13 Equipo de oficina Und 1 $ 700.000 $ 700.000
Total $ 11.513.900
$ 19.602.730
Equipos de la estación móvil
Equipos para la generación de Energía Eléctrica
Total
Tabla 8. Análisis de precios unitarios. Escenario 1.
60
Tabla 10. Análisis de precios unitarios. Escenario 2.
5.4. Criterios para la evaluación económica del proyecto de la estación móvil
La evaluación económica de proyectos, tiene por objetivo identificar las ventajas y desventajas
asociadas a la inversión en el proyecto, antes de la implementación del mismo. La evaluación
económica es un método de análisis útil para adoptar decisiones racionales ante diferentes
alternativas.
Es frecuente confundir la evaluación económica con el análisis o evaluación financiera. En este
segundo caso se considera únicamente la vertiente monetaria de un proyecto con el objetivo de
considerar su rentabilidad en términos de flujos de dinero. Mientras que la evaluación económica
integra en su análisis tanto los costos monetarios como los beneficios expresados en otras
unidades relacionadas con las mejoras en las condiciones de vida de un grupo. Podemos hablar
entonces de rentabilidad o beneficios de tipo social. (Economia, 2018)
De acuerdo con la definición, para realizar un análisis económico es preciso cuantificar los costos
y los beneficios.
Esta es una limitación de la evaluación económica, ya que sólo podremos incorporar al análisis
variable susceptible de cuantificación. Normalmente es fácil cuantificar los costos, porque en todo
proyecto hay un gasto de dinero.
A grandes rasgos los costos de cualquier proyecto se pueden incluir en los cuatro tipos que se
señalan a continuación:
Costos directos. Gastos de inversión en bienes muebles e inmuebles, personal, formación, etc.
Se relacionan directamente con alguna o algunas de las actividades y resultados planificados.
Por ejemplo, la compra de una prensa motorizada para la producción de aceite de girasol, que
antes se producía con una prensa manual, es un gasto que se vincula directamente con el
resultado “aumento de la productividad de la fábrica de aceite”. (Economia, 2018)
Costos indirectos. No están relacionados directamente con actividades o resultados, sino con
el conjunto de ellos. Se les suele llamar gastos de administración o de funcionamiento y se
refieren al pago del alquiler de oficinas, electricidad, compra de ordenadores para administración,
etc. En el ejemplo citado, se necesitaría una persona para llevar la contabilidad del conjunto del
proyecto, no sólo de los gastos de maquinaria y materia prima, sino también del personal de
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD TENCION PRECIO UNITARIO TOTAL
1 Módulo solar 330 W Und 2 120 $ 100.000 $ 200.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a 120 V Und 1 120 $ 1.000.000 $ 1.000.000
3 Baterías 12 V/214 Ah Und 1 12 $ 100.000 $ 100.000
4 Regulador de carga MPPT Und 1 120 $ 500.000 $ 500.000
5 Instalaciones eléctricas Und 1 120 $ 2.000.000 $ 2.000.000
6 Adecuación del alternador Und 1 $ 300.000 $ 300.000
Valor del montaje $ 4.100.000
Valor total de la estación móvil
MONTAJE Y CONSTRUCION
$ 37.859.292
61
producción y comercialización, de promoción, etc. El costo de esa persona se puede considerar
como indirecto (Economia, 2018)
Costos valorizados. Se corresponden con alguna actividad o servicio que no tiene una
contraprestación monetaria, sino que esa actividad o servicio se presta de manera solidaria. Por
ejemplo, la mano de obra no cualificada que aporta una asociación de padres y madres para la
construcción de una escuela. Aunque no cobran por ese trabajo, es necesario estimar su costo
valorizado haciendo un cálculo de las horas dedicadas, y multiplicándolas por el salario medio de
la zona o del país para la mano de obra no cualificada. (Economia, 2018)
Costos de oportunidad. Es el costo en el que se incurre por seleccionar una alternativa (un tipo
de proyecto) y rechazar otra u otras. En el caso de la construcción de una escuela, por ejemplo,
se podrían haber considerado dos alternativas: trabajo voluntario de padres y madres o
contratación de mano de obra no cualificada. Si tomamos la primera alternativa, el costo de
oportunidad es lo que dejan de ganar padres y madres por tener que dedicarse a esa actividad
(Economia, 2018)
Distinguimos tres tipos de beneficios:
Beneficios percibidos por las personas. Son beneficios no monetarios percibidos de manera
subjetiva por las personas o definidos, igualmente de manera subjetiva, por profesionales o
especialistas de determinadas materias. Por ejemplo, si se pone en marcha un proyecto para
crear empleo, podríamos tener interés en evaluar la calidad de los empleos creados y entonces
tendríamos que definir con precisión qué entendemos por calidad: influencia en la toma de
decisiones en la empresa, retribuciones regulares y ajustadas al costo de la vida, valoración de
las relaciones personales, etc. (Economia, 2018)
Beneficios objetivos no monetarios. Se trata de beneficios objetivos en el sentido de que su
cuantificación ya está definida. Por ejemplo: número de empleos creados, porcentaje de mujeres
en puestos de dirección; en el caso de proyectos de salud: años de vida ganados, número de
personas vacunadas; litros de agua disponibles por persona y día, etc. (Economia, 2018)
Beneficios monetarios. Se refieren casi siempre a la rentabilidad de una inversión realizada, es
decir a los beneficios financieros que se consiguen por una actividad empresarial o comercial.
La aplicación de criterios financieros como el valor presente neto (VPN), la tasa interna de retorno
(TIR), el periodo de recuperación de la inversión (PR) y la relación del costo beneficio; son
conceptos utilizados en la evaluación de inversiones. Estos permitirán establecer la factibilidad
económica de la implementación de la estación móvil de servicios informáticos en Fosca en
Cundinamarca, cuya generación se realizará por medio de un sistema fotovoltaico aislado de la
red.
5.4.1. Valor presente neto (VPN)
El valor presente neto es una técnica de evaluación de proyectos, consiste en comparar las
corrientes de flujos de efectivo de un proyecto en el mismo horizonte temporal, es decir en el
momento actual, o en un momento futuro, facilitando tomar la decisión desde el punto de vista
financiero de realizar o no un proyecto. Como se muestra en la Ec (9) y la Ec (10), se trae un
62
flujo de efectivo a un valor presente (VP), con esto se lleva un flujo de efectivo a un valor futuro
(VF).
𝑉𝑃 = 𝑉𝐹/ (1 + 𝑖) 𝑛 (9)
𝑉𝐹 = 𝑉𝑃 ∗ (1 + 𝑖) 𝑛 (10)
Donde:
𝑖, tasa de descuento del proyecto.
𝑛, período en el cuál se produce el flujo de efectivo.
Dado que el objetivo del Valor Presente Neto (VPN) es determinar si una inversión es
conveniente, el análisis puede arrojar un valor positivo, en cuyo caso se interpretaría como
rentable la inversión, igualmente puede arrojar un valor negativo, haciendo que la inversión no
sea rentable; o puede arrojar un equilibrio, en cuyo caso la rentabilidad será 0.
De esta manera, el VPN es la diferencia entre todos los ingresos y todos los egresos actualizados
al periodo actual, será la sumatoria de cada uno de los flujos neto de efectivo futuros, puestos al
costo del día de hoy, tal como se muestra en la siguiente Ec (11).
VPN = −I0 ∑FE n
(1 + i)𝑛
𝑘
n=1
𝑉𝑃𝑁 = −𝐼0 + 𝐹𝐸1/ (1 + 𝑖) 1 + 𝐹𝐸2/ (1 + 𝑖) 2 + ⋯ + 𝐹𝐸𝑛/ (1 + 𝑖) (11)
Dónde:
𝐼0, inversión inicial.
𝐹𝐸𝑛, flujos de efectivo en el periodo n.
𝑛, número de periodos que dure el proyecto.
𝑖, tasa de descuento del proyecto.
5.4.2. Tasa interna de Retorno (TIR)
Es la tasa a la cual son descontados los flujos de efectivo de forma tal que los ingresos y los
egresos sean iguales. Desde el punto de vista matemático la TIR es la tasa a la cual el VPN se
hace cero, tal como se muestra en la Ec (12). La TIR básicamente mide la rentabilidad de los
dineros que permanecen invertidos en el proyecto y no toma en cuenta reinversiones posteriores
que se puedan presentar.
𝑇𝐼𝑅 = −𝐼0 + ∑FEn
(1 + r) 𝑛𝐾n=1 = 0 (12)
Dónde:
𝑟, tasa de rentabilidad del proyecto.
63
5.4.3. Relación Beneficio Costo (B/C)
La relación beneficio costo compara de forma directa los beneficios y los costos, consiste en
poner en valor presente los beneficios netos y dividirlo por el valor presente de todos los costos
del proyecto, tal como se muestra en la siguiente Ec (13). En esta relación puede darse: B/C < 1,
los costos son mayores que los beneficios, no se debe considerar el proyecto; B/C = 1, los
beneficios son iguales a los costos, es indiferente realizar este proyecto; B/C > 1, los beneficios
superan los costos, es aconsejable invertir en el proyecto.
𝐵⁄𝐶 = Valor presente de beneficios netos
Valor presente de costos (13)
5.4.4. Periodo de recuperación (PR)
El periodo de recuperación se define como el número esperado de años que se requieren para
que se recupere una inversión, sumando los flujos futuros de efectivo de cada año hasta que el
costo inicial del proyecto de capital quede por lo menos cubierto. Matemáticamente, se expresa
como se indica en la siguiente Ec (14).
PR =
[ −(Valor acumulado negativo anterior al valor positivo)
−(Valor acumulado negativo anterior al valor positivo + Valor acumulado positivo]+
Periodo donde se encuetra el valor acumulado negativo
](14)
Es considerado un indicador que mide tanto la liquidez del proyecto como también el riesgo
relativo pues permite anticipar los eventos en el corto plazo.
5.4.5. Indicadores Económicos
Son valores estadísticos que permiten predecir el comportamiento de los precios conforme
transcurre el tiempo, ayudan a analizar, evaluar y determinar la viabilidad económica del proyecto.
En la Tabla 11, se presentan los indicadores utilizados para evaluar y determinar la factibilidad
económica de la implementación de la estación móvil de servicios informáticos.
Tabla 11. Parámetros económicos de proyección.
Tasa de Inflación anual 3,3%
Tasa de oportunidad de inversión 6%
Tasa de reinversión 7%
Costo de incremento proyectado de energía anual 3%
Fuente: (Banco de la República de Colombia, 2019)
En los indicadores económicos: la inflación es el incremento anual de precios, que afecta a bienes
y servicios involucrados en el proyecto analizado, es decir, a equipos y actividades de
mantenimiento; la tasa de descuento anual, es un indicador que permite establecer la rentabilidad
del proyecto, comparándola con la sumatoria de la tasa de interés de oportunidad y del riesgo
64
implícito, es decir, el proyecto será atractivo económicamente en la medida en que su tasa de
interés iguale o supere a la tasa de interés más alta que el inversionista sacrifica, más el interés
asociado al riesgo de invertir en el proyecto.
La tasa de oportunidad de inversión, entendida como el porcentaje que se deja de ganar, por la
decisión de invertir en el proyecto propuesto; es del 6% (ver Tabla 11), tomada de las
recomendaciones del Banco de la República de Colombia (Banco de la República de Colombia,
2019). Esta tasa incluye la inflación (pérdida de la capacidad adquisitiva del dinero, en el tiempo),
la tasa de devaluación real a abril de 2019 y la tasa de oportunidad de inversión de renta fija, es
decir, la inversión (como ahorro) de perfil de riesgo conservador; entre estas últimas se
encuentran los CDTs7 y hay de todas las opciones, desde montos pequeños y con variadas
rentabilidades. Los riesgos son casi nulos, es decir, que el dinero estará seguro y su rentabilidad
llega tal como se espera desde el inicio. A pesar de que este producto financiero no genera
grandes ganancias, sí ofrece mejores garantías que una cuenta de ahorro tradicional. En otras
palabras, el inversionista decide entre la rentabilidad calculada como resultado de emprender el
proyecto y el ahorro del capital correspondiente en un banco. (CDTenlinea.com, 2019)
Teniendo en cuenta que el flujo de personas es una variable con poco riesgo, se opta por tomar
una perspectiva de costo de oportunidad a una tasa de reinversión del 7%, y para el respectivo
cálculo del costo de la energía, se proyecta un incremento anual del 3%, (UPME, 2017).
5.4.6. Flujo de Caja
Conocidos los egresos e ingresos asociados a la instalación, se puede realizar el Flujo de Caja
del proyecto. Es pertinente aclarar que existen dos clases de flujo de caja; los flujos
convencionales que son aquellos donde primero aparece la inversión inicial y luego,
progresivamente los egresos y beneficios, y los flujos no convencionales que son aquellos donde
se pueden encontrar reinversiones intercaladas con los ingresos y egresos.
El primer paso en la evaluación financiera del proyecto consiste en el Análisis Costo – Beneficio
de la estación móvil de servicios informáticos.
Para ello hay que estimar cuál será el costo de producción anual durante cinco años del proyecto.
En este punto se trata de determinar cuánto gastaremos en energía, mantenimiento de la
estación. Asimismo, tenemos que estimar cuáles serán los ingresos anuales que serían en
nuestro el ahorro de energía eléctrica, dado que se utiliza la energía solar. De aquí obtenemos el
flujo de caja (FC), considerando también como costo las inversiones realizadas.
7 El CDT (Certificado de Deposito a Término) es un titulo valor que emite un banco a un cliente que ha hecho un depósito de dinero,
con el propósito de constituir el CDT. “Existen varios factores que determinarán si es rentable o no invertir en un CDT durante el 2019, y el más importante será la inflación, ya que esta incidirá finalmente sobre las decisiones que tomen los bancos y compañías de financiamiento sobre las tasas de interés que reconocerán por sus CDTs al público. En palabras más sencillas, usted como inversionista deberá estar atento al reporte mensual del DANE sobre el IPC (inflación) y montarse en uno cuando haya aires de nuevos incrementos por encima de lo que esperan los analistas, ya sea a 90, 180 o 360 días. Y tenga en cuenta que entre más tiempo pase su dinero en el CDT más alta será la tasa de rentabilidad.” (PUBLICACIONES SEMANA S.A.;, 2019). En general, la tasa promedio de captación a 360 días, es la más rentable.
65
5.5. Análisis Escenario 1
A continuación, se muestran los costos requeridos de los equipos y su mantenimiento y el estudio
de factibilidad. Ver tablas 12,13 y 14.
Tabla 12. Costos de Equipos, Montaje y Mantenimiento Escenario 1
ITEM DESCRIPCIÓN TOTAL
1 Módulo solar monocristalino, Silicio. 330 W $ 1.980.000
2 Inversor 1000 VA de 24 VDC a 120 VAC $ 1.500.000
3 Baterías 12 V / 214 Ah $ 3.600.000
4 Regulador de carga MPPT $ 800.000
5 Instalaciones eléctricas $ 2.000.000
6 Estructura soporte y montaje $ 2.900.000
7 Mantenimiento y operación anual $ 10.165.392
8 Equipos de la estación móvil $ 11.513.900
Total $ 34.459.292
El cálculo del flujo de caja del proyecto se realiza dividiendo los ingresos del proyecto en la
generación de energía eléctrica y en las utilidades de venta de la estación. Para el ingreso de las
utilidades de la estación se establece una comparación de una papelería ubicada en la ciudad de
Bogotá en el barrio Kennedy central, llamada papelería La Nacional, la cual tiene unos servicios
similares a los planteados en este proyecto. Según entrevista personal con los propietarios se
estiman unos ingresos libres mensuales de $1.800.000.
Partiendo de esta comparación, se toma para el caso de estudio de la estación móvil, unos
ingresos mensuales de $720.000 pesos; que equivalen al 60 % menos de las utilidades que
genera el establecimiento anteriormente mencionado. El cálculo del flujo de caja se realiza para
10 años como se muestra en la tabla 13.
Tabla 13. Flujo de caja Escenario 1.
Año Costos Ingreso Energía Ingreso ventas FC
0 $ 34.459.292 0 0 -$ 34.459.292
1 $ 228.000 $ 5.259.975 $ 8.640.000 $ 13.671.975
2 $ 237.120 $ 5.785.972 $ 9.504.000 $ 15.052.852
3 $ 246.605 $ 6.364.570 $ 10.454.400 $ 16.572.365
4 $ 256.469 $ 7.001.027 $ 11.499.840 $ 18.244.398
5 $ 3.866.7288 $ 7.701.129 $ 12.649.824 $ 16.484.225
6 $ 276.000 $ 8.471.242 $ 13.914.806 $ 22.110.048
8 En los sistemas de generación fotovoltaica, además del mantenimiento preventivo, se requiere de una reinversión en el año 5, ya que la vida útil del banco de baterías oscila entre los 4 y 6 años; por lo que se optó por un punto intermedio.
66
Año Costos Ingreso Energía Ingreso ventas FC
7 $ 287.040 $ 9.318.366 $ 15.306.287 $ 24.337.613
8 $ 298.522 $ 10.250.203 $ 16.836.916 $ 26.788.597
9 $ 310.462 $ 11.275.223 $ 18.520.607 $ 29.485.368
10 $ 322.881 $ 12.402.746 $ 20.372.668 $ 32.452.533
Total $ 83.830.453 $ 137.699.349
Total $ 40.789.119 $ 221.529.801 $ 180.740.683
De acuerdo al flujo de caja a los valores obtenidos y los conceptos explicados anteriormente
mostraremos los valores obtenidos del análisis financiero. Ver tabla 14.
Tabla 14. Comportamiento financiero Escenario 1
VPN TIR B/C PR Años
$ 116.673.000 47% 5,4 2,3
.
5.6. Análisis Escenario 2
Para el análisis de factibilidad de este escenario se pretende retirar una batería de
almacenamiento, reemplazarla con la del vehículo de la estación móvil; y, recargar esta
última mediante el funcionamiento de 3 horas diarias, del motor a gasolina del mismo
vehículo. Ver tabla 15, 16 y 17.
Tabla 15. Costos de Equipos, Montaje y Mantenimiento Escenario 2
ÍTEM DESCRIPCIÓN TOTAL
1 Módulo solar monocristalino, Silicio. 330 W $ 1.980.000
2 Inversor 1000 VA de 24 V a 120 V. $ 1.500.000
3 Baterías 12 V/214 Ah $ 1.800.000
4 Regulador de carga MPPT $ 800.000
5 Instalaciones eléctricas $ 2.000.000
6 Estructura soporte y montaje $ 4.100.000
7 Combustible $ 4.000.000
8 Mantenimiento y operación anual $ 10.165.392
9 Equipos de la estación móvil $ 11.513.900
Total $ 37.859.292
67
Tabla 16. Flujo de caja Escenario 2.
Año Costo Ingreso Energía Ingreso ventas FC
0 $ 37.859.292 0 0 -$ 37.859.292
1 $ 4.000.000 $ 5.259.975 $ 8.640.000 $ 9.899.975
2 $ 4.160.000 $ 5.785.972 $ 9.504.000 $ 11.129.972
3 $ 4.326.400 $ 6.364.570 $ 10.454.400 $ 12.492.570
4 $ 4.499.456 $ 7.001.027 $ 11.499.840 $ 14.001.411
5 $ 6.479.4349 $ 7.701.129 $ 12.649.824 $ 13.871.519
6 $ 4.866.612 $ 8.471.242 $ 13.914.806 $ 17.519.436
7 $ 5.061.276 $ 9.318.366 $ 15.306.287 $ 19.563.377
8 $ 5.263.728 $ 10.250.203 $ 16.836.916 $ 21.823.391
9 $ 5.474.277 $ 11.275.223 $ 18.520.607 $ 24.321.554
10 $ 5.693.248 $ 12.402.746 $ 20.372.668 $ 27.082.166
Total $ 83.830.453 $ 137.699.349
Total $ 87.683.723 $ 221.529.801 $ 133.846.079
Tabla 17. Comportamiento financiero Escenario 2.
VPN TIR B/C PR Años
$ 80.184.300 31% 2,5 3,7
5.7. Resultados
En la tabla 18 se muestra el resumen del comportamiento financiero de los dos escenarios
previstos para el proyecto de la estación móvil de servicios informáticos en la vereda Ramal, en
Fosca - Cundinamarca.
Tabla 18. Resumen del análisis financiero
VPN TIR B/C PR Años
Análisis Escenario 1 $ 116.673.000 47% 5,4 2,3
Análisis Escenario 2 $ 80.184.300 31% 2,5 3,7
9 Tal como se aplicó para el escenario 1, también se requiere para el escenario 2: en los sistemas de generación fotovoltaica, además
del mantenimiento preventivo, se requiere de una reinversión en el año 5, ya que la vida útil del banco de baterías oscila entre los 4 y 6 años; por lo que se optó por un punto intermedio.
68
Se puede decir que la factibilidad económica y comportamiento financiero de ambos escenarios
es favorable, dado que el actuar del flujo de caja es beneficioso, a pesar de la reinversión del
quinto año, debido a la relativa corta vida útil de las baterías, respecto al resto de los equipos del
sistema solar fotovoltaico, que hacen necesario su sustitución por nuevas baterías. El valor
presente neto VPN es positivo en el año diez , último año; la tasa interna de retorno TIR es positiva
y mucho mayor a la tasa de oportunidad estipulada; la relación de beneficio costo es mayor a 1;
y, el periodo de recuperación PR es bastante corto, teniendo en cuenta la inversión que se
requiere realizar para cada escenario.
Teniendo en cuenta lo anterior, el escenario 1, representa el mejor comportamiento económico y
financiero; por lo tanto, el mejor escenario para la inversión en la implementación de la estación
móvil de servicios informáticos propuesta en la vereda Ramal en Fosca – Cundinamarca.
69
CONCLUSIONES
La radiación solar de la vereda Ramal en el municipio de Fosca en Cundinamarca, tiene
un rango adecuado con valores entre 3 kWh/m2 a 4,5 kWh/m2; ello indica que proyectos
de generación eléctrica con módulos fotovoltaicos para esta zona, son factibles y
convenientes.
Un factor importante a considerar en la evaluación del potencial fotovoltaico es
caracterizar el recurso energético, en este caso el de la radiación solar en sitio, que se
estimó de 3,5 kWh/m2, dado que su probabilidad de ocurrencia es del 95%, para los dos
años tomados como referencia: el 2016 y el 2017. Este potencial técnico o del recurso
energético es clave para dimensionar adecuadamente el sistema fotovoltaico de
generación eléctrica; ya que, el lugar de implementación de la estación móvil tiene un
buen potencial energético de radiación solar.
El funcionamiento de la estación móvil puede brindar a la población de la vereda Ramal,
en especial a la población estudiantil, diferentes posibilidades en la prestación de servicios
informáticos que facilitan el desarrollo de diferentes actividades académicas, además de
ello cabe resaltar que es un proyecto amigable con el medio ambiente y brinda una
solución a los continuos cortes de energía eléctrica de esta vereda y de su municipio
Fosca.
Se proponen y evaluan dos escenarios como opción de inversión en la implementación
de la estación móvil de servicios informáticos, en la vereda Ramal en Fosca –
Cundinamarca, así: ESCENARIO 1, para la estación móvil de servicios informáticos con
sistema fotovoltaico de generación eléctrica, más sistema de almacenamiento en baterías;
y, ESCENARIO 2, para la estación móvil de servicios informáticos con sistema fotovoltaico
de generación eléctrica, más almacenamiento en baterías y respaldo eléctrico con motor
a gasolina. Se encontró que ambos escenarios tienen factibilidad de implementación.
Sin embargo, el escenario 1, es decir, la estación móvil de servicios informáticos mediante
generación fotovoltaica y almacenamiento eléctrico en baterías, presenta mejores
resultados: Valor Presente Neto VPN de $ 116.673.000.oo, positivo en el año diez, Tasa
Interna de Retorno TIR de 47%, también positiva y mucho mayor a la tasa de oportunidad
estipulada, relación Beneficio / Costo (B/C) de 5,4 (mayor a 1) y un Periodo de
Recuperación PR de 2,3 años, bastante corto teniendo en cuenta el capital de inversión
que se requiere.
70
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%20comunitario.pdf
73
Anexo1. Cotización equipos de generación fotovoltaica
74
Anexo 2. Plano conjunto estación móvil (vista lateral)
75
Anexo 3. Plano conjunto estación móvil (vista lateral 2)
76
Anexo 4. Plano conjunto estación móvil (vista en planta)
77
Anexo 5. Plano conjunto estación móvil (vista posterior)
78
Anexo 6. Plano conjunto estación móvil (características de los equipos)
79
Anexo 7. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte A- A’)
80
Anexo 8. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte B- B’)
81
Anexo 9. Plano conjunto estación móvil (distribución en planta corte C- C’)
82
Anexo 10. Plano conjunto estación móvil (distribución eléctrica)
