Evaluación técnica y financiera para la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, sede Floridablanca
En esta propuesta se plantea realizar una evaluación técnica y financiera para un sistema solar fotovoltaico implementado en el SENA de Floridablanca. Para esto, se necesitan datos relevantes de estaciones meteorológicas (radiación solar, temperatura ambiente y velocidad del viento) los cuales se va...
- Autores:
-
Hernández Morales, Juan David
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
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En esta propuesta se plantea realizar una evaluación técnica y financiera para un sistema solar fotovoltaico implementado en el SENA de Floridablanca. Para esto, se necesitan datos relevantes de estaciones meteorológicas (radiación solar, temperatura ambiente y velocidad del viento) los cuales se van a integrar a un modelo matemático que caracterice el comportamiento real del panel solar para condiciones locales. A su vez, se realiza la evaluación financiera con el fin de determinar la rentabilidad del proyecto por medio de indicadores financieros, calculando los beneficios que se obtengan y contabilizando los costos de ejecución asociados al proyecto. Dado que este proyecto ya fue implementado en el SENA de Floridablanca, el fin de este estudio es corroborar que los elementos comprados, el dimensionamiento realizado y la configuración elegida sea la más adecuada. |
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Hernández Morales, Juan David (2019). Evaluación técnica y financiera para la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, sede Floridablanca. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1] IRENA, Renewable Capacity Statistics 2019, IRENA, 2019. [2] IDEAM, Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia., Bogotá: Imprenta Nacional de Colombia, 2017. [3] N. A. Haider Ibrahim, «Variation of PV modules parameters with irradiance and temperature,» Procedia Engineering, p. 10, 2017. [4] N. M. I. K. B. K. Ankur Bhattacharjee, «Mathematical Modelling and Characteristic Analysis of Solar PV Cell,» IEEE, p. 5, 2016. [5] M. H. A. C. M. S. M. M. S. L. Ahmed Bouraiou, «Modeling and Simulation of Photovoltaic Module and Array based on One and Two Diode Model Using Matlab/Simulink,» ELSEVIER, p. 14, 2015. [6] W. A. B. John A. Duffie, Solar Engineering of Thermal Processes, New Jersey, 2006. [7] W. B. J. K. D.L. King, «Photovoltaic Array Performance Model,» Sandia National Laboratories, Livermore, California, 2004. [8] B. P. D. M. W. D. A. Hunter Fanney, «Evaluating Building Integrated Photovoltaic Performance Models,» IEEE, p. 5, 2002. [9] P. S. Beckman W.A., «An Experimental High Flux Solar Power System,» de Proceedings of the Twentleth Annual Power Source Conference, 1966, p. 190. [10] T. SUN, «TECHNOSUN,» 2017. [En línea]. Available: http://blog.technosun.com/cual-es-la-diferencia-entre-el-noct-y-el-coeficiente-de-temperatura/. [Último acceso: Abril 2019]. [11] G. B. Urbina, Evaluación de Proyectos 6ta. Edición, Santa Fe: Mc Graw Hill, 2010. [12] ESSA, Norma Técnica de la ESSA, Bucaramanga, 2005. [12] ESSA, Norma Técnica de la ESSA, Bucaramanga, 2005. [13] M. d. D. Económico, Norma Técnica Colombiana 2050, Codigo Eléctrico Colombiano, Bogotá: ICONTEC, 1998. [14] C. N. d. Colombia, «Ley 1715,» Bogotá, 2014 [15] D. N. d. Estadística, «DANE,» [En línea]. Available: https://www.dane.gov.co/. [Último acceso: Enero 2019]. [16] Actualícese, «Actualícese,» 26 Diciembre 2018. [En línea]. Available: https://actualicese.com/actualidad/2018/12/26/renta-presuntiva-para-el-ano-gravable-2019-sera-del-15/. [Último acceso: 5 Mayo 2019]. [17] E. Sky, «Earth Sky,» 2 enero 2019. [En línea]. Available: https://earthsky.org/tonight/earth-comes-closest-to-sun-every-year-in-early-january. [Último acceso: 22 abril 2019]. |
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Para esto, se necesitan datos relevantes de estaciones meteorológicas (radiación solar, temperatura ambiente y velocidad del viento) los cuales se van a integrar a un modelo matemático que caracterice el comportamiento real del panel solar para condiciones locales. A su vez, se realiza la evaluación financiera con el fin de determinar la rentabilidad del proyecto por medio de indicadores financieros, calculando los beneficios que se obtengan y contabilizando los costos de ejecución asociados al proyecto. Dado que este proyecto ya fue implementado en el SENA de Floridablanca, el fin de este estudio es corroborar que los elementos comprados, el dimensionamiento realizado y la configuración elegida sea la más adecuada.INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 13 1. OBJETIVOS .................................................................................................... 15 1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 15 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 15 2. MARCO TEÓRICO .......................................................................................... 16 2.1 MODELO MATEMÁTICO PARA LA SIMULACIÓN DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO................................................................................................ 16 2.1.1 RAZÓN DE RADIACIÓN SOLAR ABSORBIDA EFECTIVA ..................... 16 2.1.2 TEMPERATURA DE LA CELDA EN EL PANEL ...................................... 21 2.1.3 CIRCUITO EQUIVALENTE DE UNA CELDA O UN PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO................................................................................................ 22 3. METODOLOGÍA .............................................................................................. 28 3.1 FASE DE CARACTERIZACIÓN DE LA CARGA Y DEL RECURSO SOLAR ............................................................................................................... 28 3.2 FASE DE DESARROLLO Y CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO .................................................................................................... 28 3.3 FASE DE SIMULACIÓN DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO ........ 31 3.4 FASE DE EVALUACIÓN TÉCNICA Y FINANCIERA DEL PROYECTO ... 32 4. DESARROLLO ................................................................................................ 33 4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA .......................................................................... 33 4.1.1 TAMAÑO DEL PROYECTO ............................................................... 33 4.1.2 LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO .................................................... 34 4.1.3 INGENIERÍA DEL PROYECTO.......................................................... 37 4.1.4 MARCO LEGAL DEL ASPECTO TÉCNICO Y FINANCIERO DEL PROYECTO .................................................................................................... 46 4.2 EVALUACIÓN FINANCIERA .................................................................... 47 4.2.1 DETERMINACIÓN DE LOS COSTOS Y LA INVERSIÓN TOTAL DEL PROYECTO. ................................................................................................... 47 4.2.2 INDICADORES FINANCIEROS (TIR, VPN y Payback) ..................... 49 5 5. RESULTADOS ................................................................................................ 50 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS ......................................................................... 62 6.1 ANÁLISIS DE SIMULACIÓN EN MATLAB ......................................... 62 6.2 ANÁLISIS DE SOMBRAS .................................................................. 63 6.3 ANÁLISIS FINANCIERO .................................................................... 64 7. CONCLUSIONES ............................................................................................ 67 8. RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES ................................................ 68 9. REFERENCIAS ............................................................................................... 69 ANEXOS ................................................................................................................ 71PregradoThis proposal proposes to carry out a technical and financial evaluation for a photovoltaic solar system implemented in the SENA of Floridablanca. For this, relevant data from meteorological stations (solar radiation, ambient temperature and wind speed) are needed which will be integrated into a mathematical model that characterizes the real behavior of the solar panel for local conditions. In turn, the financial evaluation is carried out in order to determine the profitability of the project by means of financial indicators, calculating the benefits obtained and accounting for the execution costs associated with the project. Given that this project was already implemented in the SENA of Floridablanca, the purpose of this study is to corroborate that the items purchased, the dimensioning carried out and the configuration chosen is the most appropriate.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaEvaluación técnica y financiera para la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, sede FloridablancaTechnical and financial evaluation for the implementation of a photovoltaic solar system at the SENA National Learning Service, Floridablanca headquartersIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringPhotovoltaic solar systemSolar energyPower generationInvestigationsAnalysisIrradianceEnergySolar panelIngeniería en energíaSistema solar fotovoltaicoEnergía solarGeneración de energíaInvestigacionesAnálisisIrradianciaEnergíaPanel solarHernández Morales, Juan David (2019). Evaluación técnica y financiera para la implementación de un sistema solar fotovoltaico en el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, sede Floridablanca. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1] IRENA, Renewable Capacity Statistics 2019, IRENA, 2019.[2] IDEAM, Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia., Bogotá: Imprenta Nacional de Colombia, 2017.[3] N. A. Haider Ibrahim, «Variation of PV modules parameters with irradiance and temperature,» Procedia Engineering, p. 10, 2017.[4] N. M. I. K. B. K. Ankur Bhattacharjee, «Mathematical Modelling and Characteristic Analysis of Solar PV Cell,» IEEE, p. 5, 2016.[5] M. H. A. C. M. S. M. M. S. L. Ahmed Bouraiou, «Modeling and Simulation of Photovoltaic Module and Array based on One and Two Diode Model Using Matlab/Simulink,» ELSEVIER, p. 14, 2015.[6] W. A. B. John A. Duffie, Solar Engineering of Thermal Processes, New Jersey, 2006.[7] W. B. J. K. D.L. King, «Photovoltaic Array Performance Model,» Sandia National Laboratories, Livermore, California, 2004.[8] B. P. D. M. W. D. A. Hunter Fanney, «Evaluating Building Integrated Photovoltaic Performance Models,» IEEE, p. 5, 2002.[9] P. S. Beckman W.A., «An Experimental High Flux Solar Power System,» de Proceedings of the Twentleth Annual Power Source Conference, 1966, p. 190.[10] T. SUN, «TECHNOSUN,» 2017. [En línea]. Available: http://blog.technosun.com/cual-es-la-diferencia-entre-el-noct-y-el-coeficiente-de-temperatura/. [Último acceso: Abril 2019].[11] G. B. Urbina, Evaluación de Proyectos 6ta. Edición, Santa Fe: Mc Graw Hill, 2010.[12] ESSA, Norma Técnica de la ESSA, Bucaramanga, 2005.[12] ESSA, Norma Técnica de la ESSA, Bucaramanga, 2005.[13] M. d. D. Económico, Norma Técnica Colombiana 2050, Codigo Eléctrico Colombiano, Bogotá: ICONTEC, 1998.[14] C. N. d. Colombia, «Ley 1715,» Bogotá, 2014[15] D. N. d. Estadística, «DANE,» [En línea]. Available: https://www.dane.gov.co/. [Último acceso: Enero 2019].[16] Actualícese, «Actualícese,» 26 Diciembre 2018. [En línea]. Available: https://actualicese.com/actualidad/2018/12/26/renta-presuntiva-para-el-ano-gravable-2019-sera-del-15/. [Último acceso: 5 Mayo 2019].[17] E. Sky, «Earth Sky,» 2 enero 2019. [En línea]. Available: https://earthsky.org/tonight/earth-comes-closest-to-sun-every-year-in-early-january. [Último acceso: 22 abril 2019].ORIGINAL2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdf2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdfTesisapplication/pdf4483806https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1506/1/2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdfebb5d8b8ae1d01fd53d39a89718d0294MD51open access2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdf2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdfLicenciaapplication/pdf271100https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1506/3/2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdfd5ebc6fe1fcc3327e8438034166e0ba3MD53metadata only accessTHUMBNAIL2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdf.jpg2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4730https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1506/2/2019_Tesis_Juan_David_Hernandez_Morales.pdf.jpgfbbb8beea1227bff08bdef2cd004d4cbMD52open access2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdf.jpg2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9706https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1506/4/2019_Licencia_Juan_David_Hernandez.pdf.jpg2291470b580570a5fedf170fe60ee4c7MD54metadata only access20.500.12749/1506oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/15062024-01-21 11:01:54.3open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.co |