Diseño de sistema fotovoltaico ongrid con posibilidad de almacenamiento de energía para la empresa Pharmasan S.A.S

Se presentan las alternativas de diseño para el abastecimiento energético de los equipos de cómputo de la empresa PHARMASAN S.A.S, ubicada en la ciudad de Bucaramanga en el departamento de Santander, consta de un edificio de 7 pisos, los cuales son 2 pisos de bodegas y 5 pisos de oficinas, donde sus...

Full description

Autores:: Carreño Camacho, Daniel Ricardo
Peña Ortiz, Dania Juliana

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	Se presentan las alternativas de diseño para el abastecimiento energético de los equipos de cómputo de la empresa PHARMASAN S.A.S, ubicada en la ciudad de Bucaramanga en el departamento de Santander, consta de un edificio de 7 pisos, los cuales son 2 pisos de bodegas y 5 pisos de oficinas, donde sus instalaciones se encuentra en proceso de iniciar sus actividades y requiere un soporte para la operación continua de los computadores en caso de interrupción del suministro de la electricidad; teniendo en cuenta la necesidad, disponibilidad de espacio (terraza del edificio con un área de 160 2) y el consumo energético de la empresa, a través de energía solar usando módulos fotovoltaicos, ya que la empresa ha detectado la posibilidad de acceder a beneficios tributarios por parte del gobierno, ahorro energético y la posibilidad de convertir esta implementación en una propuesta de valor para el servicio prestado; se plantea el uso del sistema fotovoltaico grid tied con acumulación para cumplir con esta función en lugar de adquirir UPS. Este proyecto presenta el análisis de las cargas, dimensionamiento necesario para el abastecimiento energético del edificio a través de paneles fotovoltaicos teniendo en cuenta orientación de los paneles y las horas pico de la zona contemplando el abastecimiento con baterías o haciendo inyección a la red eléctrica sin el uso de batería de almacenamiento energético. Se realizó una comparación económica entre la opción de almacenamiento de energía y el remplazo de la UPS, donde se encontró que no era rentable el sistema, ya que el retorno de la inversión será en un periodo de 17 años aproximadamente y se tendrá que reinvertir en las baterías cada 8 años, que representa la vida útil de estas, es por esto, el sistema más conveniente para implementar será el SSFV sin almacenamiento de energía por su inversión y retorno que será en 6 años.El proyecto se desarrolló bajo el cumplimiento con los requerimientos de la normatividad vigente en este caso la NTC 2050 y se entregará un estimado de costos del proyecto para su ejecución futura.
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Este proyecto presenta el análisis de las cargas, dimensionamiento necesario para el abastecimiento energético del edificio a través de paneles fotovoltaicos teniendo en cuenta orientación de los paneles y las horas pico de la zona contemplando el abastecimiento con baterías o haciendo inyección a la red eléctrica sin el uso de batería de almacenamiento energético. Se realizó una comparación económica entre la opción de almacenamiento de energía y el remplazo de la UPS, donde se encontró que no era rentable el sistema, ya que el retorno de la inversión será en un periodo de 17 años aproximadamente y se tendrá que reinvertir en las baterías cada 8 años, que representa la vida útil de estas, es por esto, el sistema más conveniente para implementar será el SSFV sin almacenamiento de energía por su inversión y retorno que será en 6 años.El proyecto se desarrolló bajo el cumplimiento con los requerimientos de la normatividad vigente en este caso la NTC 2050 y se entregará un estimado de costos del proyecto para su ejecución futura.RESUMEN............................................................................................................................10 ABSTRACT..........................................................................................................................11 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................12 1. OBJETIVOS................................................................................................................14 1.1 OBJETIVO GENERAL..................................................................................................14 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................................14 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................................15 3. ANTECEDENTES.......................................................................................................16 3.1 A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL................................................................16 4. MARCO TEORICO.....................................................................................................18 4.1 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA .........................................................................18 4.1.1 IRRADIANCIA SOLAR.........................................................................................18 4.1.2 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS ..........................................................................18 4.1.2.1 ÁNGULO DE INCIDENCIA ......................................................................................... 20 4.1.2.2 ÁNGULO DE INCLINACIÓN Β................................................................................... 20 4.1.2.3 HORAS SOL PICO (HSP)........................................................................................... 21 4.1.2.4 SEPARACIÓN ENTRE CADA PANEL SOLAR........................................................ 21 4.2 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS...................................................................................22 4.2.1 SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AUTÓNOMOS...............................................22 4.2.2 SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO A RED .............................................23 4.3 INVERSORES SOLARES ............................................................................................23 4.3.1 INVERSORES CONECTADOS A RED .............................................................24 5. MARCO LEGAL .........................................................................................................28 5.1. LEY 1715 DE 2014........................................................................................................28 5.2 PRINCIPALES INCENTIVOS...............................................................................28 5.3 RESOLUCIÓN UPME 703 DE 2018............................................................................30 5.4 RESOLUCIÓN CREG 030 DE 2018............................................................................30 5.5 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC2050...........................................................30 6. METODOLOGÍA.........................................................................................................32 7. DESARROLLO ...........................................................................................................34 7.1 CÁLCULO DEL CONSUMO DEL EDIFICIO..............................................................34 7.1.1 CONSUMO TOTAL DEL EDIFICIO PHARMASAN S.A.S .............................34 7.1.2 CONSUMO DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO DEL EDIFICIO PHARMASAN S.A.S.....................................................................................................................36 7.2 DIMESIONAMIENTO DEL SISTEMA SOLAR ON GRID.........................................38 7.2.1 HORAS SOL PICO (HSP) Y PERFORMACE RATIO .....................................39 7.2.2 SELECCIÓN DEL PANEL FOTOVOLTAICO...................................................40 7.2.3 CONFIGURACIÓN DE SISTEMA FOTOVOLTAICO ON GRID ....................44 7.3 SISTEMA FOTOVOLTAICO CON ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ..............46 7.4 AUTOGENERACIÓN ....................................................................................................50 7.5. SIMULACIÓN PVSYST................................................................................................51 7.6 PROTECCIONES ELÉCTRICAS ........................................................................53 7.6.1 DISPOSITIVO CONTRA SOBRETENSIONES (SPD/DPS) ...........................53 7.6.2 INTERRUPTOR DE DESCONEXIÓN (ISOLATOR/SECCIONADOR PRINCIPAL/INTERRUPTOR SECCIONADOR DC)................................................................54 7.6.3 MALLA DE PUESTA A TIERRA ........................................................................57 7.6.4 CABLEADO ELECTRICO-CANALETAS Y TUBERIA CONDUIT ................58 7.6.5 MÉTODO DE CABLEADO ..................................................................................60 7.6.6 CABLE MULTICONDUCTOR .............................................................................62 7.7 SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ...........................................................................63 7.7.1 SEPARACIONES Y DISTANCIAS .....................................................................63 7.7.2 ESPACIO SOBRE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE ACUMULACIÓN ............................................................................................................................64 7.7.2.1 SALIDAS........................................................................................................................ 64 7.7.3 INSTALACIÓN DE BATERIAS...........................................................................64 7.7.3.1 CIRCUITOS DE DESCONEXIÓN DE SERIES DE BATERÍAS............................. 64 7.7.4 INTERCONEXIÓN DE BATERÍAS.....................................................................65 8. ANALISIS FINANCIERO ...........................................................................................66 8.1 COMPARATIVO UPS SSFV CON ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ..............68 9. CONCLUSIONES.......................................................................................................70 10. BIBLIOGRAFIA ..........................................................................................................71 12. ANEXOS......................................................................................................................77PregradoWe present the design alternatives for the energy supply of the company PHARMASAN S.A. S, located in the city of Bucaramanga in the department of Santander, consists of a building of 7 floors which are 2 floors of warehouses and 5 floors of offices, where its facilities are in the process of starting its activities and requires support for the continuous operation of computers in case of interruption of electricity supply; Taking into account the need, availability of space (building terrace with an area of 160 m^2) and the energy consumption of the company through solar energy using photovoltaic modules, since the company has detected the possibility of accessing tax benefits from the government, energy savings and the possibility of turning this implementation into a value proposition for the service provided; the use of grid tied photovoltaic system with accumulation is proposed to fulfill this function instead of acquiring UPS.This project presents the analysis of the loads, sizing necessary for the energy supply of the building through photovoltaic panels taking into account the orientation of the panels and the peak hours of the area contemplating the supply with batteries or making injection to the grid without the use of energy storage battery. An economic comparison was made between the option of storage or grid injection, finding that the best option was grid injection since this method during the course of 20 years which is the useful life of the panels only has to make the initial investment and over time this investment would be returned in terms of electricity billing in 5 years unlike the system with battery storage that every 8 years you have to make the investment of these batteries since that is its useful life. The project was developed in compliance with the requirements of current regulations, in this case NTC 2050, and a project cost estimate will be provided for future xecution.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de sistema fotovoltaico ongrid con posibilidad de almacenamiento de energía para la empresa Pharmasan S.A.SOngrid photovoltaic system design with the possibility of energy storage for the company Pharmasan S.A.SIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringTechnological innovationsEnergyEnergy storagePhotovoltaicEnergy supplySolar power plantsSolar energyIngeniería en energíaInnovaciones tecnológicasEnergíaCentrales solaresEnergía solarAlmacenamiento de energíaFotovoltaicaEnergíaAbastecimiento energético2015. [En línea]. Available: http://www1.upme.gov.co/DemandaEnergetica/INTEGRACION_ENERGI AS_RENOVANLES_WEB.pdfGuevara, Soren Daniel Parra, «Impacto de los biocombustibles y desarrollo de las energias alternativas en Colombia,» Revista Gestión y Desarrollo Libre, p. 10, 2014S. Navarro Rayas y J. A. González Moreno, Implementación de un sistema fotovoltaico para la alimentación de un edificio de usos múltiples, Guadalajara,Mexico: CIMA, 2017D. M. G. Rojas, DISEÑO DE UNA PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS EN EL EDIFICIO BALCONES DE ORIENTE, Bogota, Colombia, 2019A. M. Peña Gallo, D. A. Gutierrez Hernandez y F. G. Caldas Lujan, Implementacion de un sistema solar fotovoltaico para la generacion de energia electrica con potencia activa de 1kW, Villavicencia, Colombia: Universidad Cooperativa de Colombia, 2017.G. G. Gonzales Peñafiel, J. C. Zambrano Manosalvas y E. F. 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Diseño de sistema fotovoltaico ongrid con posibilidad de almacenamiento de energía para la empresa Pharmasan S.A.S

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