Ciencias T�cnicas y Aplicadas
Art�culo de investigaci�n
Sistema
fotovoltaico conectado a red para disminuir la demanda energ�tica en horario
diurno en una vivienda de la comunidad Ca�ales
Photovoltaic system connected to the grid to reduce energy demand during
daytime hours in a home in the Ca�ales community
Sistema fotovoltaico conectado � rede para reduzir a demanda de energia
durante o dia em uma casa na comunidade de Ca�ales
�
Mar�a Rodr�guez-G�mez II maria.rodriguez@utm.edu.ec https://orcid.org/0000-0003-3178-0946
Correspondencia: jsanchez4412@utm.edu.ec
*Recibido: 31 de agosto de 2021
*Aceptado: 30 de septiembre de 2021 * Publicado: 12 de octubre de 2021
I.
Ingeniero El�ctrico, Estudiante de
Maestr�a Acad�mica con Trayectoria de Investigaci�n en Electricidad, Menci�n
Sistemas El�ctricos de Potencia, Instituto de Posgrado, Universidad T�cnica de
Manab�, Portoviejo, Manab�, Ecuador.
II.
Doctorado en Estrategias y Planificaci�n, Docente
en la Universidad T�cnica de Manab�, Facultad de Ciencias, Matem�ticas, F�sicas
y Qu�micas, Carrera de Ingenier�a El�ctrica, Portoviejo, Manab�, Ecuador.
Resumen
Se
realiza la propuesta de introducci�n de la tecnolog�a fotovoltaica en una
vivienda ubicada en la comunidad Ca�ales del sector Bijahual
de la parroquia Abd�n Calder�n del cant�n Portoviejo, con el objetivo de
aprovechar recursos locales, disminuir la demanda energ�tica en horario diurno,
mejorar la calidad, la eficiencia energ�tica, reducci�n del costo por consumo
energ�tico y reducir los niveles de CO_2 emitidos a la atm�sfera. El m�todo de
investigaci�n empleado fue el estudio de campo, el inductivo-deductivo, se
utilizaron diferentes herramientas inform�ticas para conocer la zona de
estudio, el potencial solar y dise�ar el sistema. Se obtuvo como resultado la
simulaci�n del sistema fotovoltaico, la cantidad de energ�a que produce el
sistema, la cantidad de CO_2 que se deja de emitir a la atm�sfera y los
impactos asociados a la generaci�n fotovoltaica en lo social, econ�mico y
ambiental.
Palabras claves:
Eficiencia energ�tica; potencial solar; energ�a fotovoltaica; desarrollo
sostenible.
Abstract
The
proposal is made to introduce photovoltaic technology in a house located in the
Ca�ales community of the Bijahual
sector of the Abd�n Calder�n
parish of the Portoviejo canton, with the aim of taking advantage of local
resources, reducing energy demand during daytime hours, improving quality,
energy efficiency, reducing the cost of energy consumption and reducing the
levels of CO_2 emitted into the atmosphere. The research method used was the
field study, inductive-deductive, different computer tools were used to know
the study area, the solar potential and design the system. The result was the
simulation of the photovoltaic system, the amount of energy that the system
produces, the amount of CO_2 that is no longer emitted into the atmosphere, and
the social, economic and environmental impacts associated with photovoltaic
generation.
Keywords: Energy efficiency;
solar potential; photovoltaic energy; sustainable development.
Resumo
A proposta � introduzir a
tecnologia fotovoltaica em uma casa localizada na comunidade Ca�ales do setor
Bijahual da freguesia de Abd�n Calder�n do cant�o de Portoviejo, com o objetivo
de aproveitar os recursos locais, reduzindo a demanda de energia durante o dia,
melhorando a qualidade, efici�ncia energ�tica, reduzindo o custo do consumo de
energia e reduzindo os n�veis de CO_2 emitidos na atmosfera. O m�todo de investiga��o
utilizado foi o estudo de campo, indutivo-dedutivo, foram utilizadas diferentes
ferramentas inform�ticas para conhecer a �rea de estudo, o potencial solar e
conceber o sistema. O resultado foi a simula��o do sistema fotovoltaico, da
quantidade de energia que o sistema produz, da quantidade de CO_2 que deixa de
ser emitida para a atmosfera e dos impactos sociais, econ�micos e ambientais
associados � gera��o fotovoltaica.
Palavras-chave:
Efici�ncia energ�tica; potencial solar; energia fotovoltaica; desenvolvimento
sustent�vel.
Introducci�n
El ser humano ha
dependido mucho de la generaci�n de energ�a el�ctrica mediante la quema de
combustibles f�sil, emitiendo grandes cantidades de gases de efecto invernadero
a la atm�sfera, causantes del calentamiento global y perjudiciales para todo
ser vivo (Rubio, Ordo�ez, Ricalde, De la Cruz, &
Pe�n, 2018). En la actualidad para solucionar dicha problem�tica, la
implementaci�n de tecnolog�as basadas en la generaci�n de electricidad mediante
fuentes renovables se ha incrementado considerablemente, disminuyendo el uso
del petr�leo como fuente de generaci�n (Parre�o, Lara, Jumbo, Caicedo, & Sarzosa, 2020), (L�pez & Gaviria, 2018).
El sol es una fuente de energ�a, que se presenta en
la tierra en forma de luz y calor, para aprovechar la irradiaci�n proveniente del
sol hacia la tierra se implementan m�dulos fotovoltaicos, los cuales convierte
la irradiaci�n del sol en energ�a el�ctrica producto del efecto fotoel�ctrico (Rodriguez & Vasquez, 2018).
Dicha fuente de energ�a puede ser utilizada para cubrir las necesidades
energ�ticas en el planeta (Satish, Santhosh, & Yadav, 2020).
La energ�a solar fotovoltaica forma parte de las
fuentes renovables de energ�a, junto a la e�lica que se encuentran actualmente
en una fase avanzada de desarrollo y aprovechamiento, estas se pueden vincular
al sistema el�ctrico de potencia en forma de generaci�n distribuida mediante el
uso de las redes inteligentes para darle estabilidad al sistema (Medina, 2014).
Producto de la transici�n energ�tica que se han
trazado los pa�ses a nivel internacional, se han ido produciendo cambios en la
matriz energ�tica (Manoj, Rohit,
Ruth, & Mathew, 2017). Por lo cual su implementaci�n es una apuesta segura
a medio y largo plazo (Cardero, 2019)
Durante los �ltimos a�os, la implementaci�n de los
sistemas de generaci�n fotovoltaica en forma de generaci�n distribuida est�n en
constante aumento, aprovechando la radiaci�n solar para generar energ�a
el�ctrica pr�ximo a de la carga, reduciendo las p�rdidas de energ�a producidas
por la transmisi�n de energ�a a largas distancias (G�mez Ram�rez, 2018),
mejorando de esta manera la calidad y eficiencia energ�tica, potenciando el
desarrollo sostenible (Herrera, Miranda, Arango, Ramos, & Gonz�lez, 2013).
Ecuador, por su ubicaci�n geogr�fica y
caracter�sticas topogr�ficas variadas, cuenta con elevados potenciales
renovables en todo su territorio, ideales para la generaci�n de energ�a
el�ctrica de forma limpia, sin afectar al medio ambiente (Suquillo
& O�a, 2020), siendo el potencial solar el que abunda en mayor cantidad en
todo el pa�s, contando con una radiaci�n solar promedio que oscila entre los 4
y 6 kWh/m^2 al a�o (Armijos, Gonz�lez, & Fries, 2019).
Los sistemas de informaci�n geogr�fica (SIG), juegan
un papel importante en la planeaci�n y ordenaci�n energ�tica, permite conocer
el comportamiento de los potenciales renovables pudiendo conocer los elementos
energ�ticos para el dise�o e implementaci�n de sistemas fotovoltaicos en los
diferentes sectores en donde se vaya a realizar un estudio para el uso de sistemas
fotovoltaicos (Rodriguez, Vazquez,
Castro, & Vilaragut, 2013).
Las pol�ticas ambientales est�n fomentando a nivel
mundial la b�squeda de alternativas al uso de combustibles f�siles, para lograr
la sostenibilidad ambiental y el aumento de la eficiencia de los sistemas
el�ctricos (Pe�a, 2019). Impulsando estrategias ambientales, y econ�mica,
mediante la generaci�n distribuida con fuentes renovables como la solar,
e�lica, biomasa, entre otras (S�ez, y otros, 2017).
Con la incorporaci�n de sistemas fotovoltaicos en
forma de generaci�n distribuida conectados a la red para disminuir la demanda
energ�tica en horario diurno, se lograr� una mejora en la calidad de vida de
las personas, mejora la eficiencia energ�tica en las viviendas, evitando
emisiones de los gases contaminantes a la atm�sfera (Mu�oz, Vargas, Pinilla,
& V�squez, 2017). Se reduce el pago de la factura el�ctrica, obteniendo un
retorno de la inversi�n a mediano o largo plazo.
Estos sistemas se consideran como una alternativa
para la mejora de la calidad del servicio el�ctrico, la reducci�n del pico de
la demanda en el horario diurno, disminuci�n de p�rdidas de energ�a por
transmisi�n y distribuci�n, creando las condiciones para lograr la
sostenibilidad y eficiencia energ�tica; logrando ser una opci�n para futuras
inversiones enfocadas en el incremento de la capacidad de la red el�ctrica de
distribuci�n (Rodriguez, Vazquez,
Castro, & Vilaragut, 2013)
La investigaci�n tiene como objetivo el dise�o de un
sistema fotovoltaico para la mejora de la calidad y eficiencia energ�tica,
adem�s de la disminuci�n de demanda en horario diurno en una vivienda ubicada
en la comunidad Ca�ales del sector Bijahual de la
parroquia Abd�n Calder�n del cant�n Portoviejo. Para el dise�o del sistema se
utiliz� del PVsyst 7.1. Para realizar la simulaci�n y
conocer el comportamiento del sistema solar fotovoltaico conectado a red.
Materiales y m�todos
En la presente investigaci�n se implement� un
proceso metodol�gico de tipo secuencial, para el dise�o de un sistema
fotovoltaico conectado a red en una vivienda de la comunidad Ca�ales del sector
Bijahual, se requiri� del uso de herramientas
inform�ticas como fueron el sistema de informaci�n geogr�fica
Se realiz� un trabajo de campo en la comunidad
Ca�ales, lugar donde se encuentra ubicada la vivienda para la obtenci�n de
informaci�n y realizar el estudio de carga. Se realiz� un an�lisis cuantitativo y cualitativo, donde su requiri� de la utilizaci�n del Excel, adem�s de la entrevista
y observaci�n para deducir las necesidades vinculadas al uso de la energ�a y el
pago de la factura el�ctrica.
An�lisis y discusi�n de los resultados
La comunidad Ca�ales del sector Bijahual
a pesar de contar con el suministro el�ctrico de la empresa distribuidora, la
energ�a que recibe la comunidad en cada uno de sus hogares es de mala calidad,
producto de diversos factores como lo son: meteorol�gico, ubicaci�n geogr�fica
o las grandes cantidades de vegetaci�n
Los pobladores reciben la tensi�n de la energ�a con
constantes fallas debido a diferentes problemas; una de ellas es el escaso
mantenimiento del sistema y las p�rdidas producidas por la gran longitud del
recorrido del sistema el�ctrico, todo ello provoca que el servicio el�ctrico no
sea de calidad y continuo
Estudio de demanda
Se realiz� el estudio de carga de la vivienda, donde se identificaron los
diferentes aparatos consumidores de energ�a el�ctrica como lo son: cargador de
celular, cocina, televisor, computador, DVD, lavadora, nevera, radio,
ventilador y bomba de agua, obteniendo de esta manera una potencia instalada
que fue de 1.843 kW.
El estudio o an�lisis de la demanda de energ�a el�ctrica es una parte
esencial para el dise�o y dimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos, por
lo que se realiz� un inventario de los diferentes equipos consumidores de
energ�a y sus horas de uso diario, logrando determinar la demanda para el d�a
comprendido entre (08:00-18:00 h) y de la noche entre (18:00-08:00 h) como se
muestra en la figura 1.
Figura 1. Estudio de demanda de la
vivienda en kWh
Fuente: Elaboraci�n
propia mediante datos de consumo energ�tico
Evaluaci�n de recurso energ�tico (potencial solar)
Mediante el uso
del sistema de informaci�n geogr�fica (SIG) se obtuvo la ubicaci�n y variables
geogr�ficas, as� como el mapa del potencial solar de la
provincia de Manab�, el cant�n Portoviejo y la parroquia Abd�n Calder�n, como
se muestra en la figura 2.
Figura 2. Potencial
solar promedio anual diario en la parroquia Abd�n Calder�n
Fuente:
Como se observa, los niveles del potencial solar en la provincia de Manab�,
el cant�n Portoviejo y la parroquia Abd�n Calder�n son considerables, aqu� se
puede notar que, en la zona sur de Manab�, se cuenta con mayor potencial solar.
El cant�n Portoviejo se encuentra en la zona sur de Manab� por lo cual cuenta
con niveles del potencial solar id�neos para su aprovechamiento mediante los
sistemas fotovoltaicos. Los niveles del potencial solar en el cant�n Portoviejo
y en la parroquia Abd�n Calder�n oscilan entre los 3.043 y 5,220 kWh/m2d�a.
Se realiz� la evaluaci�n del recurso energ�tico (potencial solar) de la
vivienda en estudio que se encuentra ubicada en las coordenadas -1.0977,
-80.3344, en la comunidad Ca�ales del sector Bijahual,
la casa se indica en el punto rojo extrapol�ndose del potencial solar del
cant�n al que pertenece que se encuentra entre los mayores niveles de radiaci�n
promedio en kWh/
La tabla 1
muestra los valores de irradiaci�n solar promedio para todos los meses del a�o
y el promedio anual.
Tabla 1. Irradiaci�n
solar promedio en kWh/
|
Ene. |
Feb. |
Mar. |
Abr. |
May. |
Jun. |
Jul. |
Ago. |
Sept. |
Oct. |
Nov. |
Dic. |
Pro. Anual |
|
3.43 |
3.78 |
4.52 |
4.64 |
3.97 |
3.04 |
3.44 |
3.79 |
4.61 |
4.55 |
3.89 |
3.83 |
3.96 |
Fuente: Meteosat tomado del PVsyst
7.1.
Como se observa
el mes con mayor irradiaci�n solar promedio es abril, debido a que para esas
fechas la temporada de invierno finaliza mostr�ndose un cielo despejado y
limpio, contando con una mayor incidencia de irradiaci�n solar, el mes de junio
es el mes con menor irradiaci�n solar, producto a que para esa �poca del a�o el
cielo se encuentra m�s nublado, por lo que el nivel de irradiaci�n solar es
menor. Como la radiaci�n solar es proporcional a la energ�a generada por los
m�dulos fotovoltaicos, se puede deducir mediante la tabla anterior que el mes
de abril ser� el mes con mayor cantidad de energ�a generada y junio el mes con
menor cantidad de energ�a generada.
Dimensionamiento del sistema fotovoltaico
El sistema
fotovoltaico que se dise�ar� tiene como prop�sito el disminuir la demanda de energ�a en horario diurno
(08:00-18:00 h), la cual es de 6.23 kWh (figura 1). Para el dise�o y dimensionamiento del
sistema fotovoltaico se utilizar�n m�dulos fotovoltaicos monocristalino
de 380 Wp de potencia nominal, modelo JKM380M-72 del
fabricante Jinko Solar, sus especificaciones t�cnicas
se muestran en la tabla 2. El inversor utilizado es del fabricante Fronius, modelo Galvo 2.0-1/208,
la tabla 3 muestra sus especificaciones t�cnicas.
Tabla 2.
Especificaciones del fabricante m�dulo fotovoltaico
|
Magnitud |
S�mbolo |
Cantidad |
Unidad |
|
Corriente de cortocircuito |
Isc |
9.750 |
A |
|
Intensidad en el punto de m�xima potencia |
Impp |
9.390 |
A |
|
Tensi�n en el punto de m�xima potencia |
Vmpp |
40.50 |
V |
|
Tensi�n en circuito abierto |
Voc |
48.90 |
V |
|
Generaci�n de referencia |
GRef |
1000 |
W/m2 |
|
Temperatura de referencia |
Tref |
25 |
�C |
�Fuente:
Tabla 3.
Especificaciones del fabricante inversor
|
Lado de
entrada (Campo FV CC) |
|
|
Magnitud |
Cantidad |
|
Voltaje MPP m�nimo (V) |
120 |
|
Voltaje MPP nominal (V) |
260 |
|
Voltaje MPP m�ximo (V) |
335 |
|
Voltaje FV m�x. Absoluto (V) |
420 |
|
Umbral de potencia (W) |
20 |
|
Corriente m�xima CC (A) |
26.8 |
|
Lado de
salida (CA) |
|
|
Potencia CA nominal (kW) |
�����������
1.9 |
|
Intensidad CA nominal (A) |
�����������
9.1 |
|
Eficiencia (W) |
�� 95.5 (%) |
Fuente:
Los valores de las tablas 2 y 3 deben ser considerados al momento del
dise�o del sistema, de tal manera que el arreglo fotovoltaico sea el id�neo,
sin exceder los valores nominales de trabajo del inversor y modulo
fotovoltaico.��
Para el dimensionamiento y dise�o del sistema se utiliza una cadena de 5
m�dulos fotovoltaicos en serie, obteniendo como resultado una potencia
instalada de 1900 Wp. Se propone que los m�dulos del sistema est�n conectados en serie con
una inclinaci�n de 5�, de forma que estos capten la mayor cantidad de radiaci�n
solar que incide sobre la comunidad Ca�ales del sector Bijahual
y as� producir una mayor cantidad de energ�a el�ctrica. La inclinaci�n de los
m�dulos tambi�n evitar� que se acumulen grandes cantidades de polvo sobre estos
debido a que es un factor que provoca disminuci�n de la eficiencia de
generaci�n
En la figura 3 se observa el esquema simplificado de
un sistema fotovoltaico conectado directamente a la carga, donde se muestran
sus 3 partes fundamentales las cuales son el arreglo fotovoltaico, el inversor
y la carga.
Figura 3. Esquema simplificado de sistema
fotovoltaico
Fuente: PVsyst
7.1.
Se observa que el sistema fotovoltaico
conectado directamente a la carga est� conformado por los m�dulos fotovoltaicos
como sistema de generaci�n, cuenta con 5 m�dulos fotovoltaicos conectados en
serie, el �rea de cada m�dulo es de 1.983
La figura 4 se
muestra la gr�fica de corriente vs voltaje, donde en el eje de las X se
encuentra los niveles de voltaje y en el eje de las Y los niveles de corriente
el�ctrica.
Figura 4.
Dimensionamiento del voltaje del conjunto fotovoltaico
Fuente: Obtenida
de dise�o del sistema realizado en el PVsyst 7.1
Se observa
que el voltaje del arreglo fotovoltaico es de 248.5 V, esto se debe a que cada
m�dulo fotovoltaico tiene un voltaje a circuito abierto a 20 �C de 49.7 V, al
contar con un arreglo de 5 m�dulos fotovoltaicos en serie se obtiene los 248.5
V de tensi�n en circuito abierto.
El sistema
estar� trabajando casi a la tensi�n en el punto de m�xima potencia nominal del
inversor el cual es 260 V, esta no es inferior a la tensi�n en el punto de
m�xima potencia m�nimo que es 120 V, ni excede los 335 V de tensi�n en el punto
de m�xima potencia m�ximo como se muestra; tambi�n se nota que la corriente del
arreglo fotovoltaico llega a un valor m�ximo de 10 A, muy lejos de los 26.8 A de
corriente m�xima de corriente continua que soporta el inversor, notando el
sistema no cuenta con sobrecarga.
Los resultados obtenidos mediante la simulaci�n del
sistema fotovoltaico se muestran en la figura 5.
�
Figura 5.� Producci�n y perdidas de energ�a del sistema
fotovoltaico.
Fuente: Obtenida
de dise�o del sistema realizado en el PVsyst 7.1
Como se hab�a explicado en la tabla 1, se puede
comprobar que el mes de menor generaci�n es junio y el de mayor generaci�n
abril. El sistema tendr� una producci�n de energ�a de 2218.53 kWh/a�o, obteniendo una generaci�n de 1168.65 kWh/a�o, por cada kWp instalado.
El rendimiento del sistema es del 80.86%, el cual es un porcentaje muy bueno
para el territorio.
El sistema fotovoltaico tiene una productividad especifica de energ�a
promedio a la salida del inversor de 3.2 kWh/kWp/d�a como se muestra en la figura 5, al tener una
potencia instalada de 1.9 kWp la energ�a diaria
promedio producida por el sistema a la salida del inversor ser� de 6.08 kWh/d�a, cubriendo de esta manera 6.08 kWh
de los 6.23 kWh que es la demanda energ�tica de la
vivienda a suplir en horario diurno, lo que corresponde al 97.59 % de la
demanda energ�tica.
Cabe mencionar que los 3.2 kWh/kWp/d�a es un valor anual promedio de los 12 meses del a�o,
como se observa en la figura 5, este valor puede ser mayor o menor en los
diferentes meses del a�o, por lo cual existir�n meses en los que el sistema
cubra un menor porcentaje al 97.59 % de la demanda en horario diurno como es el
caso del mes de junio que es el mes donde la irradiaci�n solar en el sector es
menor, por lo cual la producci�n de energ�a disminuye, por contrario existir�n
meses en los que el sistema cubra un porcentaje mayor al 97.59 % de la demanda
en horario diurno que incluso pueda superar el 100 % de la demanda y el sistema
inyecte energ�a a la red de distribuci�n como es en el caso del mes de abril.
La tabla 4
muestra la cantidad de energ�a producida mensualmente y anual en kWh.
Tabla 4. Producci�n mensual de energ�a el�ctrica en kWh
|
Ene. |
Feb. |
Mar. |
Abr. |
May. |
Jun. |
Jul. |
Ago. |
Sept. |
Oct. |
Nov. |
Dic. |
Pro. Anual |
|
160.4 |
160.3 |
213.5 |
216.2 |
194.8 |
143.5 |
168.6 |
183.0 |
213.1 |
214.0 |
174.7 |
176.5 |
2218.5 |
Fuente: Obtenida
de dise�o del sistema realizado en el PVsyst 7.1
El nivel de
irradiaci�n solar en el sector Bijahual depende de la �poca del a�o, por tal
motivo la producci�n de energ�a del sistema varia mensualmente como se muestra
en la figura 5 y tabla 4. Las condiciones clim�ticas afectan a la producci�n de
los sistemas fotovoltaicos, ocasionando que se obtenga mayor o menor cantidad
de irradiaci�n sobre el �rea en estudio como se muestra en la tabla 1, es por
eso que abril es el mes donde m�s se genera energ�a el�ctrica con 216.2 kWh y
junio el mes donde menos se genera con 143.5 kWh.
El sistema
tiene una buena productividad espec�fica de energ�a, generando un promedio de
3.2 kWh/d�a por cada kWp instalado, dejando de depender de la red el�ctrica de
la empresa distribuidora en horario diurno.
Los sistemas
fotovoltaicos al igual que cualquier otro sistema de generaci�n de electricidad
presenta p�rdidas como se muestran en las figuras 5 y 6.
Figura 6. Diagrama
de p�rdida
Fuente: Obtenida
de dise�o del sistema realizado en el PVsyst 7.1
Se observan
los diversos factores por los que se generan las p�rdidas en el sistema
fotovoltaico, siendo las generadas por temperatura e inversor las de mayor
porcentaje. Las elevadas temperaturas provocan que la eficiencia de los m�dulos
fotovoltaicos disminuya, cuando se colocan los m�dulos muy pegados al suelo o
techos donde no hay circulaci�n suficiente de aire provocando que la
temperatura aumente debajo de estos, ocasionando que no operen en sus
condiciones �ptimas, para solucionar esta dificultad se colocan a una altura
determinada para que corra viento debajo de ellos y la temperatura se reduzca.
Los inversores no tienen una eficiencia del 100% y presentan p�rdidas en la
operaci�n de conversi�n de CC a CA, el inversor Fronius utilizado tiene una
eficiencia del 95.50% por lo cual se generan p�rdidas como se puede observar.
Impacto econ�mico
En la mayor�a de los pa�ses de Latinoam�rica est�n
entrando en vigor pol�ticas y leyes que promuevan el desarrollo energ�tico
mediante la implementaci�n de las fuentes renovables de energ�a. Chile es uno
de esos pa�ses, este tiene en vigencia ley de generaci�n distribuida 20.571
A pesar de que en la actualidad los costos de los
sistemas fotovoltaicos han disminuido en algunas regiones
Los sistemas fotovoltaicos contin�an disminuyendo sus
costos, logrando que el retorno de la inversi�n y resultados econ�micamente
sean favorables a corto y largo plazo. Con este tipo de generaci�n se consigue
una reducci�n del monto de la factura el�ctrica, al producir anualmente 2218.53
kWh y con el precio de actual del kWh
de 0.13 $, se obtiene un ahorro anual de 288.41 $, un valor considerable para
un usuario de comunidad rural como lo es Bijahual.
En el Ecuador la utilizaci�n de sistemas fotovoltaicos
en forma de generaci�n distribuida es muy baja, por lo cual la Agencia de
Regulaci�n y Control de Energ�a y Recursos Naturales no Renovables m�s conocida
como ARCERNNR, aprob� en abril del 2021 la Regulaci�n Nro. ARCERNR 001/21 �Marco normativo de la generaci�n distribuida para autoabastecimiento de
consumidores regulados de energ�a el�ctrica�. La cual tiene como objetivo el
establecer las disposiciones para el proceso de habilitaci�n, conexi�n,
instalaci�n y operaci�n de estos sistemas basados en fuentes de energ�a
renovable para el autoabastecimiento de consumidores regulados,
Con la regulaci�n en vigencia se incentiva a los distintos usuarios, el
implementar fuentes renovables de energ�a como la fotovoltaica para el
autoabastecimiento, logrando de esta forma reducir el valor final de la
planilla el�ctrica, adem�s de fomentar la eficiencia energ�tica y el desarrollo
sostenible en el Ecuador.
Impacto social
En el �mbito social, la implementaci�n de sistemas solares fotovoltaicos en
forma de generaci�n distribuida causa un efecto positivo en la sociedad, con
esta nueva tecnolog�a se obtiene una mejora de la calidad y eficiencia
energ�tica, contribuyendo al desarrollo social sostenible.
Con la implementaci�n de sistemas fotovoltaicos se reducen las p�rdidas
generadas por la transmisi�n y distribuci�n de energ�a el�ctrica, con el
aprovechamiento del recurso energ�tico local como es el potencial solar. La
introducci�n de nuevas tecnolog�as genera un rol social importante ya que se
convierten en generador de energ�a creando una conciencia social de ahorro,
potenciando la eficiencia energ�tica.
Al estar los m�dulos ubicados en el tejado de la vivienda, estos no molestan
en el transitar de las personas al no ocupar un �rea determinada en el suelo,
al optar por la generaci�n fotovoltaica se descongestionan los sistemas de
transporte de energ�a y se reducen el consumo del petr�leo como materia prima
para la generaci�n de electricidad.
Impacto ambiental
El sistema fotovoltaico contribuye a la reducci�n de gases de efecto
invernadero como el
Tabla 5. Balance de emisiones de
|
Emisiones
reemplazadas |
|
|
Total |
21.2 (tCO2) |
|
Sistema de producci�n |
2218.53 (kWh/a�o) |
|
Tiempo |
30 (a�os) |
|
Emisiones del ciclo de vida de la red |
319 (gCO2/kWh) |
|
Pa�s |
Ecuador |
Fuente: Obtenida de dise�o
del sistema realizado en el PVsyst 7.1
Como se observa se dejar� de emitir un total de 21.2
El sistema dise�ado puede ser implementando en viviendas aleda�as de la
comunidad, debido a que las condiciones son pr�cticamente las mismas, contando
con el mismo nivel de irradiancia. Para poder implementar
sistemas fotovoltaicos en forma de generaci�n distribuida en otros sectores
pueden seguir los mismos pasos que se realizan en esta investigaci�n.
Conclusiones
La
introducci�n de nuevas tecnolog�as basadas en la generaci�n fotovoltaica mejora
la calidad y eficiencia energ�tica, reduciendo el costo del kWh
generado, adem�s del pago de la factura el�ctrica. Las p�rdidas por transmisi�n
y distribuci�n disminuyen logrando con ello mitigar las emisiones de CO_2 a la
atm�sfera, combatiendo el calentamiento global y contribuyendo a la
sostenibilidad del territorio.
Se
dise�� un sistema fotovoltaico para una potencia de 1.9 kWp,
en una vivienda de la comunidad Ca�ales del sector Bijahual
de la parroquia Abd�n Calder�n del cant�n Portoviejo, para la autogeneraci�n de
energ�a el�ctrica conectada directamente a la carga en forma de generaci�n
distribuida, logrando cubrir un 97.59 % la demanda energ�tica en horario
diurno, ofreciendo una factibilidad desde el punto de vista econ�mico, social y
ambiental.
Referencias
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