Análisis de viabilidad para la integración de energías renovables en la Escuela Naval de Cadetes "Almirante Padilla" de la ciudad de Cartagena de Indias D.T.y C.

Aproximadamente el 81% de la energía consumida a nivel mundial proviene de fuentes fósiles, mientras que el 19% restante proviene de fuentes renovables. Actualmente, estas últimas se encuentran asociadas principalmente con el uso tradicional de la biomasa en aplicaciones como la leña para cocción de...

Full description

Autores:: Rueda Loza, Aura María

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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dc.relation.references.none.fl_str_mv	Alonso Abella, Miguel. Sistemas Fotovoltáicos, introducción al diseño y dimensionado de instalaciones de energía solar fotovoltáica. 2a. edición. España: Editorial S.A.P.T. Publicaciones Técnicas, S.L. 2005. EPIA – the European Photovoltaic Industry Association, «Global Market Outlook for Photovoltaics 2014-2018,» Intersolar Europe, Europa, 2014. Escudero López, José M. Manual de energía eólica. Colección energías renovable. España: Ediciones Mundi-Prensa. 2003. Circulación General De La Atmósfera. Instituto De Hidrologia Meteorología Y Estudios Ambientales IDEAM 2007. Lonin S, Anduckia J, Parra C, Molares R. Sistema De Pronóstico De Las Condiciones Oceanográficas Del Mar Caribe Para Operaciones Navales. Boletín Científico CIOH No. 21, 2003. Patel Mukund R. Wind and Solar Power Systems, Design, analysis and operation. 2a. edición. 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En una menor medida, se aprovecha la energía proveniente de fuentes como el sol, la geotermia y la biomasa para su conversión en energía térmica a través del uso de tecnologías relativamente modernas, seguidas de estas y otras fuentes como la eólica para la generación de energía eléctrica. La dependencia mundial en el petróleo, el carbón, el gas natural y aun en los combustibles nucleares, como recursos fósiles disponibles en cantidades que pueden ser consideradas relativamente abundantes pero finitas, y las coyunturas económicas y geopolíticas asociadas, con su distribución geográfica y su dominio, han generado en muchos países la necesidad de iniciar una transición hacia el uso de recursos energéticos de carácter renovable, que a su vez contribuyan a la reducción de emisiones de efecto invernadero y a la mitigación del cambio climático. Es por ello que la Escuela Naval de Cadetes Almirante Padilla, ENAP, ubicada en la ciudad de Cartagena de Indias D.T y C, busca implementar un proyecto de energías renovables en sus instalaciones, con el fin de abastecer el alumbrado interno y externo de las edificaciones para así reducir el consumo y costo de energía eléctrica proveniente de Electricaribe, de igual forma busca disminuir las emisiones de gases contaminantes a la atmosfera y el uso de fuentes de energía convencionales, lo anteriormente mencionado se debe a la disponibilidad de fuentes renovables en la ENAP dado la posición geográfica que esta tiene en el mundo, la abundancia de estas energías las cuales representan un potencial energético de aprovechamiento que contribuya de manera costo-efectiva.INTRODUCCIÓN 16 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 17 JUSTIFICACIÓN 18 OBJETIVOS 21 CONTEXTUALIZACIÓN 22 METODOLOGÍA 23 ALCANCE 24 CAPITULO PRIMERO. ENERGÍAS RENOVABLES 25 1.1 Energía Solar 25 1.1.2 Energía solar fotovoltaica 25 1.1.3 Energía solar térmica 29 1.1.4 Energía solar en Colombia 30 1.1.5 Dimensionamiento de la instalación fotovoltaica 34 1.2 Energía Eólica 44 1.2.1 Energía eólica en Colombia 48 1.3 Energía de la Biomasa 52 1.3.1 Biomasa en Colombia 54 1.4 Energía del mar 62 1.5 Marco regulatorio de generación 67 1.5.1 Resolución 143 de 2016 67 1.5.2 Resolución 045 de 2016 68 1.5.3 Resolución 0281 de 2015. 68 1.5.4 Decreto 2143 de 2015 69 1.5.5 Norma NTC 2050 69 CAPITULO SEGUNDO. ESTADO DEL ARTE 70 2.1 Estudios previos en la ENAP 70 2.2 Proyectos Energías Renovables en la zona Caribe 73 CAPITULO TERCERO. SISTEMA FOTOVOLTAICO EN LA ENAP 76 3.1 Condiciones climatológicas y meteorológicas en la ENAP 76 3.2 Consumo de Energía Eléctrica en la ENAP 80 3.3 Elementos del sistema fotovoltaico 92 3.3.1 Panel solar 92 3.3.2 Baterías 97 3.3.3 Inversor - cargador 98 3.3.4 Conexión de los paneles 102 3.3.5 Inclinación del Panel Solar 102 3.5 Edificios para la instalación del sistema fotovoltaico. 103 3.5.1 Edificio Comando 104 3.5.2 Edificio Cámara de oficiales. 123 3.5.3 Edificio Binney. 127 3.5.4 Edificio Alfa Sextantis. 131 3.5.5 Edificio Laboratorios. 137 3.5.6 Edificio Padilla. 142 3.5.7 Edificio Brion. 147 3.5.8 Edificio Sanidad. 152 3.5.9 Edificio Rafael Reyes 158 CAPITULO CUARTO. SISTEMA FOTOVOLTAICO PARQUEADEROS Y EDIFICIOS CON LUMINARIAS LED. 161 4.1 Zonas de parqueaderos para instalación del sistema fotovoltaico. 161 4.1.1 Parqueaderos Edificio Comando 164 4.1.2 Parqueaderos Edificio Cámara de Oficiales. 170 4.1.3 Parqueaderos Edificio Laboratorios. 171 4.1.4 Parqueaderos Aula Cadetes. 173 4.1.5 Parqueaderos Cámara de Suboficiales. 174 4.2 Sistema fotovoltaico con luminarias led en Edificios. 175 4.2.1 Edificio Comando. 176 4.2.2 Edificio Cámara de Oficiales. 178 4.2.3 Edificio Binney. 179 4.2.4 Edificio Alfa Sextantis. 181 4.2.5 Edificio Laboratorios. 182 4.2.6 Edificio Padilla. 184 4.2.7 Edificio Brion. 186 4.2.8 Edificio Sanidad. 187 4.3 Consumo potencia aparente [KVA] de las luminarias. 189 4.4 Conexión en la ENAP de las energías renovables 190 CAPITULO QUINTO. ANALISIS DE COSTOS SISTEMA FOTOVOLTAICO. 192 5.1 Costos de equipos sistema fotovoltaico 193 5.2. Costo instalación sistema fotovoltaico por edificio 194 5.3 Costo dimensionamientos sistema fotovoltaico en parqueaderos 196 5.4 Costo dimensionamientos sistema fotovoltaico en edificios con luminarias led. 198 CAPITULO SEXTO. BIOMASA EN LA ENAP 201 6.1 Caracterización cualitativa residuos de la ENAP 201 6.2 Parámetros de operación del biodigestor 205 6.2.1. Contenido de agua de la mezcla 205 6.2.2. Temperatura y período de retención 206 6.2.3. Acidez - Alcalinidad de la mezcla 206 6.2.4. Nutrientes 207 6.2.5. Agitación 207 6.3 Dimensionamiento Biodigestor ENAP 208 6.4 Análisis económico Biodigestor en la ENAP 209 6.4.1 El costo del combustible 210 6.4.2 El costo por mantenimiento y operación 210 6.4.3 Impacto Económico a Mediano y Largo Plazo 211 CAPITULO SEPTIMO. ENERGÍA EÓLICA EN LA ENAP. 212 7.1 Ubicación aerogeneradores en la ENAP. 212 7.2 Análisis del comportamiento del viento en Cartagena de Indias D.T y C 213 7.2.2 Dirección del viento 215 7.2.3 Velocidad del viento 216 CONCLUSIONES 219 RECOMENDACIONES 221 BIBLIOGRAFIA 223 ANEXOS. 228 INTRODUCCIÓN 16 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 17 JUSTIFICACIÓN 18 OBJETIVOS 21 CONTEXTUALIZACIÓN 22 METODOLOGÍA 23 ALCANCE 24 CAPITULO PRIMERO. ENERGÍAS RENOVABLES 25 1.1 Energía Solar 25 1.1.2 Energía solar fotovoltaica 25 1.1.3 Energía solar térmica 29 1.1.4 Energía solar en Colombia 30 1.1.5 Dimensionamiento de la instalación fotovoltaica 34 1.2 Energía Eólica 44 1.2.1 Energía eólica en Colombia 48 1.3 Energía de la Biomasa 52 1.3.1 Biomasa en Colombia 54 1.4 Energía del mar 62 1.5 Marco regulatorio de generación 67 1.5.1 Resolución 143 de 2016 67 1.5.2 Resolución 045 de 2016 68 1.5.3 Resolución 0281 de 2015. 68 1.5.4 Decreto 2143 de 2015 69 1.5.5 Norma NTC 2050 69 CAPITULO SEGUNDO. ESTADO DEL ARTE 70 2.1 Estudios previos en la ENAP 70 2.2 Proyectos Energías Renovables en la zona Caribe 73 CAPITULO TERCERO. SISTEMA FOTOVOLTAICO EN LA ENAP 76 3.1 Condiciones climatológicas y meteorológicas en la ENAP 76 3.2 Consumo de Energía Eléctrica en la ENAP 80 3.3 Elementos del sistema fotovoltaico 92 3.3.1 Panel solar 92 3.3.2 Baterías 97 3.3.3 Inversor - cargador 98 3.3.4 Conexión de los paneles 102 3.3.5 Inclinación del Panel Solar 102 3.5 Edificios para la instalación del sistema fotovoltaico. 103 3.5.1 Edificio Comando 104 3.5.2 Edificio Cámara de oficiales. 123 3.5.3 Edificio Binney. 127 3.5.4 Edificio Alfa Sextantis. 131 3.5.5 Edificio Laboratorios. 137 3.5.6 Edificio Padilla. 142 3.5.7 Edificio Brion. 147 3.5.8 Edificio Sanidad. 152 3.5.9 Edificio Rafael Reyes 158 CAPITULO CUARTO. SISTEMA FOTOVOLTAICO PARQUEADEROS Y EDIFICIOS CON LUMINARIAS LED. 161 4.1 Zonas de parqueaderos para instalación del sistema fotovoltaico. 161 4.1.1 Parqueaderos Edificio Comando 164 4.1.2 Parqueaderos Edificio Cámara de Oficiales. 170 4.1.3 Parqueaderos Edificio Laboratorios. 171 4.1.4 Parqueaderos Aula Cadetes. 173 4.1.5 Parqueaderos Cámara de Suboficiales. 174 4.2 Sistema fotovoltaico con luminarias led en Edificios. 175 4.2.1 Edificio Comando. 176 4.2.2 Edificio Cámara de Oficiales. 178 4.2.3 Edificio Binney. 179 4.2.4 Edificio Alfa Sextantis. 181 4.2.5 Edificio Laboratorios. 182 4.2.6 Edificio Padilla. 184 4.2.7 Edificio Brion. 186 4.2.8 Edificio Sanidad. 187 4.3 Consumo potencia aparente [KVA] de las luminarias. 189 4.4 Conexión en la ENAP de las energías renovables 190 CAPITULO QUINTO. ANALISIS DE COSTOS SISTEMA FOTOVOLTAICO. 192 5.1 Costos de equipos sistema fotovoltaico 193 5.2. Costo instalación sistema fotovoltaico por edificio 194 5.3 Costo dimensionamientos sistema fotovoltaico en parqueaderos 196 5.4 Costo dimensionamientos sistema fotovoltaico en edificios con luminarias led. 198 CAPITULO SEXTO. BIOMASA EN LA ENAP 201 6.1 Caracterización cualitativa residuos de la ENAP 201 6.2 Parámetros de operación del biodigestor 205 6.2.1. Contenido de agua de la mezcla 205 6.2.2. Temperatura y período de retención 206 6.2.3. Acidez - Alcalinidad de la mezcla 206 6.2.4. Nutrientes 207 6.2.5. Agitación 207 6.3 Dimensionamiento Biodigestor ENAP 208 6.4 Análisis económico Biodigestor en la ENAP 209 6.4.1 El costo del combustible 210 6.4.2 El costo por mantenimiento y operación 210 6.4.3 Impacto Económico a Mediano y Largo Plazo 211 CAPITULO SEPTIMO. ENERGÍA EÓLICA EN LA ENAP. 212 7.1 Ubicación aerogeneradores en la ENAP. 212 7.2 Análisis del comportamiento del viento en Cartagena de Indias D.T y C 213 7.2.2 Dirección del viento 215 7.2.3 Velocidad del viento 216 CONCLUSIONES 219 RECOMENDACIONES 221 BIBLIOGRAFIA 223 ANEXOS. 228 ANEXO A. Ficha técnica YGE 72 CELL Series 2. Yigli Solar. 228 ANEXO B. Ficha técnica YLM 72 CELL 40 mm Series. Yigli Solar. 230 ANEXO C. Ficha técnica Mono X Ace. LG. 232 ANEXO D. Ficha técnica LG NeON 2 Black. LG. 234 ANEXO E. Ficha técnica 24 – Gel. Trojan. 236 ANEXO F. Ficha técnica Victron Energy. 238 ANEXO G. Ficha técnica KB1272. Kaise. 239 ANEXO H. Ficha técnica KB 1290. Kaise 241 ANEXO I. Ficha técnica Sonnenschein Solar. GNB. 243 ANEXO J. Ficha técnica Inversor Multiplus. Victron Energy. 244 ANEXO K. Ficha técnica 4048. Huber Power. 246 ANEXO L. Ficha técnica Gama Xtender. 247 ANEXO M. Cotización Paneles LG. 248 ANEXO N. Cotización Paneles Solares Yigli Solar. 250PregradoApproximately 81% of the energy consumed worldwide comes from fossil sources, while the remaining 19% comes from renewable sources. Currently, the latter are mainly associated with the traditional use of biomass in applications such as firewood for cooking food and space heating, and hydropower for electricity generation. To a lesser extent, energy from sources such as the sun, geothermal energy and biomass is used to convert it into thermal energy through the use of relatively modern technologies, followed by these and other sources such as wind power for power generation. electrical. The world's dependence on oil, coal, natural gas and even nuclear fuels, as fossil resources available in quantities that can be considered relatively abundant but finite, and the associated economic and geopolitical conjunctures, with their geographical distribution and dominance , have generated in many countries the need to initiate a transition towards the use of renewable energy resources, which in turn contribute to the reduction of greenhouse effect emissions and the mitigation of climate change. That is why the Almirante Padilla Naval School of Cadets, ENAP, located in the city of Cartagena de Indias DT y C, seeks to implement a renewable energy project in its facilities, in order to supply the internal and external lighting of the buildings In order to reduce the consumption and cost of electrical energy from Electricaribe, it also seeks to reduce emissions of polluting gases into the atmosphere and the use of conventional energy sources, the aforementioned is due to the availability of renewable sources in ENAP Given its geographical position in the world, the abundance of these energies which represent an energy potential of use that contributes in a cost-effective way.application/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 ColombiaAnálisis de viabilidad para la integración de energías renovables en la Escuela Naval de Cadetes "Almirante Padilla" de la ciudad de Cartagena de Indias D.T.y C.Feasibility analysis for the integration of renewable energies in the Naval School of Cadets "Almirante Padilla" of the city of Cartagena de Indias D.T. and C.Ingeniero 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 engineeringConservation of energyRenewable energy resourcesPower generationRenewable energyInvestigationsAnalysisEnergy consumptionUse of technologyFuelsIngeniería en energíaConservación de la energíaRecursos energéticos renovablesGeneración de energíaEnergías renovablesInvestigacionesAnálisisConsumo energéticoUso de tecnologíaCombustibles"Rueda Loza, Aura María (2017). 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