Diseño sistema solar fotovoltaico

INDICE 

1. RESUMEN         4 
2. TRABAJO PROPUESTO         5 

1. Descripción del Instituto         5 

1. Ubicación geográfica del Instituto         5 
2. Motivación que ha llevado a realizar la memoria         5 
3. Historia del Instituto         6 

1. EXPOSICION GENERAL DEL PROBLEMA         6 

1. Descripción del problema presentado         6 
2. Historia del problema         7 

1. OBJETIVOS         7 

1. Objetivos Generales         7 
2. Objetivos Específicos         7
3. Marco teórico         8 

1. Energía solar fotovoltaica         8 
2. Radiación Solar         8 
3. Sistemas fotovoltaicos         9 

1. Subsistema de generación o captación         10 
2. Subsistema de almacenamiento o acumulación         10 
3. Subsistema de regulación         10 
4. Subsistema convertidor         10 
5. Cálculos y procedimientos         11 

1. METODOLOGIA DE TRABAJO         12 
2. INFRAESTRUCTURA Y FINANCIAMIENTO         13 
3. PLAN DE TRABAJO         13 
4. HOJA DE FIRMAS         14 
5. REFERENCIAS         15

1. RESUMEN

En la actualidad muchos países, empeñados y comprometidos en reducir sus emisiones contaminantes, como el CO2, y también para poder contrarrestar la tendencia al alza en los precios de la electricidad, debido a que los contratos  que se han licitado para abastecer  la energía en hogares han subido un 60 % [1], se ven en la obligación de impulsar el uso de las energías renovables no convencionales (ERNC), ya sea eólica, solar, geotérmica, etc. Como manera de buscar soluciones a estas problemáticas, Chile no ha quedado indiferente, y en su plan de fomentar el uso de las fuentes de energías renovables (ER), aprueba recientemente unas de las centrales solares de generación y almacenamiento, más grandes del mundo, proyecto llamado “Copiapó Solar”, con una inversión de 2000 millones de dólares, y una potencia de 1.800 GWh al año (energía que alcanza para abastecer a 560.000 hogares las 24 horas del día, los 7 días de la semana) [2].

Los constantes estudios, acompañados de avances tecnológicos sobre la radiación en el  norte de Chile, han permitido comprobar que la energía obtenida del sol es útil para generar energía eléctrica. Según los cálculos del Explorador Solar, software diseñado por la Universidad de Chile en conjunto con el Ministerio de Energía, se estima que la radiación en la región de Coquimbo oscila entre los 1.600 y 2.000 kWh/m2 al año [3].

Esta tecnología, se está aplicando en algunas comunas rurales de Chile a través del “PERYS’’ (Programa de Energización Rural y Social) y el FAE (Fondo de Acceso a la Energía), que principalmente promueven y fomentan el desarrollo sustentable, priorizando el uso de ER, en sectores vulnerables o aislados, y en establecimientos públicos, contribuyendo el desarrollo de una mejor calidad de vida [4].

En el presente proyecto se diseñará un sistema solar fotovoltaico (SSF), para la electrificación de la comunidad de Cajón del Romero, localidad ubicada en la cuarta región. Esta zona actualmente no cuenta con suministro eléctrico debido a su lejanía, barreras geográficas y falta de infraestructura. Dado a este escenario, la comunidad evaluará a futuro, mediante la presente memoria de título, la opción de implementar este sistema.

El trabajo de titulación que se pretende desarrollar está orientado hacia el diseño de un SSF autónomo, desde un enfoque de ingeniería básica, para abastecer de electricidad a la comunidad antes mencionada.  

Se trabajara en conjunto con el Instituto Ineergias de la Universidad de La Serena, quienes guiaran y asesoraran el desarrollo de la memoria con el fin de lograr los objetivos planteados, y así estudiar la mejor alternativa en  cuanto  a diseño, equipos, componentes y accesorios  del  sistema en su conjunto. Para finalizar, se realizará un análisis técnicoeconómico, además de los costos totales del proyecto, donde se establecerán las conclusiones y recomendaciones. A través del siguiente proyecto se pretende dar cumplimiento a la solicitud de la comunidad rural de Cajón del Romero, para contar con suministro eléctrico.

2. TRABAJO PROPUESTO 

El proyecto tiene como finalidad diseñar un SSF autónomo, para generación eléctrica en la localidad rural aislada antes señalada, tomando en cuenta los recursos disponibles y la tecnología al alcance. Fomentando así el uso de ER para la generación de energía eléctrica. 

2.1.Descripción del instituto Ineergias. 

2.1.1.  Ubicación geográfica del instituto. 

Las dependencias de Ineergias están ubicadas en calle Benavente #980, La Serena, donde alberga sus oficinas técnicas.

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2.1.2 Motivación que ha llevado a realizar la memoria. 

La región de Coquimbo es una de las que posee mayor porcentaje de población rural en Chile. En la mayoría de los casos, el acceso a los servicios básicos es escaso y/o nulo. Por otro lado, la ubicación geográfica de estos poblados, dificulta aún más la penetración de los servicios básicos. En este sentido, se ha reconocido el gran potencial solar de la región, el que permitiría un mayor aprovechamiento de la energía solar para la generación de energía eléctrica. Así nace la motivación por realizar nuestra memoria de título.

2.1.3 Historia del instituto 

Ineergias es un Instituto de la Universidad de La Serena, creado en el año 2015, dedicada a fortalecer los procesos de formación de capital humano y el desarrollo científico tecnológico en el ámbito de la Eficiencia Energética y Sustentabilidad, nacido bajo el alero del PMI 1401 (Plan de Mejoramiento Institucional). Así, mediante la redefinición e innovación de la vinculación de la institución con los actores públicos, sociales, privados, energéticos y ambientales de la Región de Coquimbo, y atendiendo a las tensiones y características propias del desarrollo de una región árida, se busca transformar a la Universidad de La Serena en un articulador referencial del territorio.

3. EXPOSICION GENERAL DEL PROBLEMA.

3.1. Descripción del problema presentado.  

Actualmente los altos costos asociados a la producción de energía y la construcción de redes de transmisión eléctrica, acompañada del constante crecimiento de la demanda energética implican evaluar proyectos de generación eléctrica de distinta naturaleza. Se conocen los potenciales de la energía solar fotovoltaica debido a la gran cantidad de proyectos en todo el mundo. En particular en nuestro país, según cifras del sitio web Energía en Chile, la matriz energética crece cada día más debido a las ERNC, que actualmente suman los 2.266 MW, el año 2015 se terminaron con casi 1000 MW en ERNC, de los cuales 800 MW fueron solares, quedando así el 12,4 % de nuestra matriz en base a este tipo de energías [5].

La gran ventaja que poseen estos sistemas es que se pueden instalar independiente cual sea su ubicación geográfica, mientras se cuente con el recurso solar, su implementación siempre será factible, permitiendo abordar uno de los grandes problemas que enfrentan este tipo de comunidades aisladas que es la falta de infraestructura eléctrica y la poca conectividad. Los SSF, por la flexibilidad de su aplicación, representan una oportunidad para que el Gobierno, en conjunto con el Ministerio de Energía, proporcione  paquetes de servicios en las zonas rurales apartadas, por ejemplo para la salud, la educación, las comunicaciones y la luz eléctrica, así también para la agricultura y los suministros de agua. Se espera que este proyecto fomente la creatividad  y la comunicación  entre las distintas instituciones  que participan  en la distribución de estos servicios en zonas rurales, y de esta manera, sea un aporte a las  decisiones en materia  de opciones de tecnología fotovoltaica.

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