FACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACION DE SOLUCIONES...
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1 FACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACION DE SOLUCIONES HIBRIDAS DE GENERACION PARA SISTEMAS DE BOMBEO EN ZONAS RURALES NO INTERCONECTADAS LAURA ROCIO LANDAETA CHINCHILLA 20171197048 MARIO ALEJANDRO SUAREZ SIERRA 20171197094 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA BOGOTÁ D. C. 2017
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FACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACION DE SOLUCIONES HIBRIDAS DE
GENERACION PARA SISTEMAS DE BOMBEO EN ZONAS RURALES NO
INTERCONECTADAS
LAURA ROCIO LANDAETA CHINCHILLA
20171197048
MARIO ALEJANDRO SUAREZ SIERRA
20171197094
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D. C.
2017
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Tabla de contenido
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 4
2. IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................................................... 6
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 6
2.2 PLAN DE GESTION DE INTERESADOS .................................................................... 9
3. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA ............................ ¡Error! Marcador no definido.
4. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 23
4.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................. 23
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................ 23
5. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................ 23
5.1. MARCO HISTÓRICO ......................................................................................................... 23
5.2. ESTADO DEL ARTE ......................................................................................................... 24
6. ALINEACIÓN ESTRATÉGICA DEL PROYECTO ............................................................ 27
7. ESTUDIO DE MERCADO ..................................................................................................... 28
7.1. IDENTIFICACIÓN DEL BIEN O SERVICIO................................................................... 29
7.2. ANÁLISIS DEL SECTOR.................................................................................................. 30
7.3 ELEMENTOS DEL ESTUDIO DE MERCADO ............................................................... 30
7.3.1. EL PRODUCTO ........................................................................................................... 32
8. ANALISIS DE SENSIBILIDAD ............................................................................................ 61
9. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 66
10. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 67
3
Listado de Tablas Tabla 1. identificación del proyecto .................................................................................................... 8
Tabla 2. Plan de gestión interesados ................................................................................................. 10
Tabla 3. Evaluación cualitativa del grado de influencia de cada uno de los interesados ................. 11
Tabla 4. Proceso de análisis jerárquico ............................................................................................. 15
Tabla 5. Impacto de causas-consecuencias ....................................................................................... 16
Tabla 6. Ponderación Impacto-causas 1 ............................................................................................ 16
Tabla 7. Ponderación impacto causas 2 ............................................................................................ 17
Tabla 8. MML. Nivel objetivo ............................................................................................................ 20
Tabla 9. MML Nivel indicadores ........................................................................................................ 20
Tabla 10. MML Nivel de medios de verificacion ............................................................................... 21
Tabla 11. MML Nivel de supuestos ................................................................................................... 21
Tabla 12. Participación FNCE en ZNI ................................................................................................. 31
Tabla 13. Metas de Participación FNCE-SIN ...................................................................................... 31
Tabla 14. Consumos diarios mínimos de agua .................................................................................. 35
Tabla 15. Demanda recurso hídrico finca San Rafael ........................................................................ 36
Tabla 16. Presupuesto de la solución ................................................................................................ 48
Tabla 17. Cronograma de Actividades y recursos ............................................................................. 51
Tabla 18 Proyeccion de Demanda Año 2030 .................................................................................... 52
Tabla 19. Consolidado subestaciones y plantas Diésel Año 2012 .................................................... 53
Tabla 20 Metas de partidicpacion de las FNCE para SIN y ZNI .......................................................... 53
Tabla 21. Relacion Oferta – Demanda Departamento del Meta ...................................................... 54
Tabla 23. Costos unitarios SFV .......................................................................................................... 57
Tabla 24. Consumo plantas diésel ..................................................................................................... 57
Tabla 25. Costos unitarios Plantas diésel .......................................................................................... 57
Tabla 26. Variables económicas ........................................................................................................ 58
Tabla 27. Análisis Pesimista ............................................................................................................... 62
Tabla 28. Análisis Neutro-moderado ................................................................................................ 62
Tabla 29. Análisis Optimista .............................................................................................................. 62
Tabla 30. Índices de consumo grupo electrógeno ............................................................................ 64
Tabla 31. Costos unitarios grupo electrógeno .................................................................................. 64
Tabla 32. Datos del sistema .............................................................................................................. 65
Tabla 33. Producción Energetica ....................................................................................................... 65
Listado de Figuras Figura. 1. Alternativas de solución .................................................................................................... 15
Figura. 2. Pareto causa-efecto 1 ........................................................................................................ 17
Figura. 3. Pareto causa –efecto 2 ...................................................................................................... 18
Figura. 4. Estrategia de promoción ................................................................................................... 43
Figura. 5 Diagrama de Gantt fase 1 ................................................................................................... 48
Figura. 6. Diagrama de Gantt fase 2 .................................................................................................. 49
Figura. 7. Diagrama de Gantt 3, 4 y 5 ................................................................................................ 49
4
Figura. 8 Proyeccion de Impacto del proyecto.................................................................................. 54
Figura. 9 Asignacion de resursos por Gestor ..................................................................................... 55
Figura. 10 Distribucion de costos del proyecto ................................................................................. 56
Figura. 11 Linea Base de costo .......................................................................................................... 56
Figura. 12. Flujo de caja Escenario 1 ................................................................................................. 59
Figura. 13. Flujo de caja escenario 2 ................................................................................................. 60
Figura. 14. Flujo de caja escenario 3 ................................................................................................. 61
Figura. 15 Valor dólar 2015-2017 ...................................................................................................... 62
Figura. 16. Variacioon Diaria dólar .................................................................................................... 63
1. INTRODUCCIÓN
5
La ZNI son regiones que se encuentran aisladas energéticamente del resto del
territorio nacional debido a sus características geográficas y naturales, y, por lo
tanto, la prestación del servicio de energía eléctrica debe generarse en cada una de
ellas.
En este contexto, se evidencia una necesidad por adquirir energéticos como
combustibles para la generación eléctrica local, pero, al no contar con una
infraestructura que permita el abastecimiento de energéticos a partir de los medios
de transporte tradicionales (poliductos y gasoductos), el costo de estos insumos se
eleva notoriamente afectando la confiabilidad de suministro de las pocas
alternativas de generación, el costo y el acceso al mismo dada la baja capacidad de
pago de los habitantes de la región.
Los sistemas que funcionan con Fuentes No Convencionales de Energía,
específicamente aquellos que utilizan la radiación solar y la velocidad del viento, se
precisan adecuados para estas zonas pues, teniendo en cuenta el carácter gratuito,
disponible e ilimitado de la fuente, contribuyen al desarrollo social y económico de
regiones apartadas al garantizar acceso a la energía, confiabilidad del suministro,
productividad agrícola y la disminución de los efectos negativos de fenómenos sobre
el medio ambiente y la población, además de sus contribuciones para mitigar el
cambio climático.
6
2. IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Dado que todas las sociedades precisan del suministro energético para la
prestación de servicios básicos, satisfacción de necesidades y como factor clave
para el desarrollo de sus procesos productivos, la utilización de combustibles de
origen fósil se ha disparado en el último siglo hasta convertirse en la principal fuente
de energía, contribuyendo, de forma considerable, en el rápido aumento de la
concentración de gases de efecto invernadero, de origen antropogénico, con un
impacto directo en la temperatura promedio mundial y, convirtiéndose en el principal
responsable de alteraciones climáticas en la precipitación, aumento del nivel del
mar y especialmente en la frecuencia e intensidad de fenómenos climáticos como
el Niño, que aunque tienen un origen natural y una ocurrencia periódica, azotan al
país con periodos de sequía más agudos.
En Colombia, una de las consecuencias negativas con mayor visibilidad, es la
reducción de la productividad agrícola, además, de la muerte de animales e
incendios forestales pues, debido a las menores precipitaciones, se presenta un
desabastecimiento y racionamiento de agua; este panorama es aún más crítico para
las zonas aisladas (ZNI) que no hacen parte del sistema interconectado nacional
(SIN), pues ante la ausencia de suministro eléctrico continuo, se impide la
implementación de tecnologías de bombeo y suministro cuyo propósito es mitigar
los efectos que golpean directamente a la población en su calidad de vida y, a la
región, en sus indicadores de desarrollo.
Por tanto, se identifica la necesidad de plantear alternativas de energización local
para los habitantes de la ZNI que, bajo criterios de sostenibilidad ambiental y
viabilidad económica, permitan la penetración de tecnologías de bombeo y
suministro de agua que mitiguen los efectos nocivos de un fenómeno del Niño que,
producto del calentamiento global y actividades humanas, intensifica las sequias, y
afecta las condiciones de vida de los habitantes y la fauna y flora de la región.
Como caso de estudio, se aborda la problemática de la finca San Rafael en el casco
rural de Puerto Gaitán cuya preocupación radica en la disminución de la
productividad del cultivo de chía que se establece como una idea de negocio
emergente para sus propietarios, sin embargo, por la escasez de agua en verano,
y la ausencia de tecnologías para suministrar el recurso, no se ha implementado
una adecuada infraestructura de riego
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DESCRIPCION DEL PROYECTO
Ante la ausencia de una adecuada infraestructura de bombeo y suministro de agua,
la productividad del sector agrícola es afectada por fenómenos climáticos que
inciden con consecuencias directas como la pérdida de cosechas y la muerte de
animales. Adicional, los índices de desarrollo de la región y de calidad de vida de
los habitantes de la región se ve disminuida.
Esta situación se acentúa en regiones apartadas que no hacen parte del sistema
interconectado nacional (SIN), convirtiéndose esto en el principal obstáculo para la
penetración de estas tecnologías.
IDENTIFICACION DEL PROYECTO
Para el presente proyecto, el proceso de identificación nace con la percepción de
una situación problemática y la motivación para solucionarla, como es el caso de la
falta de productividad e impacto ambiental generados en la Finca San Rafael por la
ausencia de suministro eléctrico y adecuados sistemas de riego, por tanto, es
importante llevar a cabo un análisis estructurado de la situación y establecer
inicialmente un panorama preliminar de la problemática a abordar junto con sus
causas, consecuencias y situación final deseadas si esta es solucionada, tal como
lo muestra la tabla 1
PROBLEMA
Ante la ausencia de una adecuada
infraestructura de bombeo y suministro
de agua, la productividad del sector
agrícola es afectada por fenómenos
climáticos que inciden con
consecuencias directas como la pérdida
de cosechas y la muerte de animales.
Esta situación se acentúa en regiones
apartadas que no hacen parte del
sistema interconectado nacional (SIN),
convirtiéndose esto en el principal
obstáculo para la penetración de estas
tecnologías
CAUSAS
1. Fenómeno del Niño- Sequia
2. Regiones de Zonas No
interconectadas (ZNI)
3. Ausencia de medidas
gubernamentales y
departamentales
8
4. Falta de capacitación a la población
EFECTOS
1. Disminución en la productividad de
cultivos
2. Muerte de animales y perdida de
hectáreas de cultivo
3. Disminución en la calidad de vida e
índices de desarrollo de la población
SITUACION DESEADA
Garantizar un adecuado suministro de
recurso hídrico en épocas de sequía
para el riego de cultivos, disponibilidad
de agua en bebederos de animales y
actividades cotidianas de población en
zonas no interconectadas
ACCIONES Y ALTERNATIVAS
1. Sistemas de bombeo y riego con
suministro de energía fotovoltaica
1.1 Sistemas de bombeo y riego con
suministro de energía combustible
1.2 Sistemas de bombeo y riego con
suministro de energía convencional
Tabla 1. identificación del proyecto
Para el análisis estructurado de la situación problemática utilizaremos la
Metodología del Marco Lógico que incorpora cuatro elementos analíticos
importantes que ayudan a guiar este proceso, los cuales se describirán como:
- Análisis de involucrados
- Análisis del problema
- Análisis de objetivos
- Identificación de alternativas de solución al problema.
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El proyecto se gestionará en 6 fases, tal como lo describe la figura, teniendo en los
lineamiento y dimensiones definidas por el PMI:
Grafico 1. Marco lógico
2.2 PLAN DE GESTION DE INTERESADOS
El análisis de interesados permitió la identificación de actores involucrados o
impactados en el desarrollo del proyecto, y así, apoyados en técnicas de
priorización, lograr dirigir y optimizar los beneficios sociales del mismo. Un correcto
análisis de las partes permitirá potenciar el apoyo de aquellos involucrados con
intereses coincidentes o complementarios al proyecto, disminuir la oposición de
aquellos con intereses opuestos al proyecto y conseguir el apoyo de los indiferentes
limitando así los posibles impactos negativos o riesgos que se presenten en su
desarrollo.
Este análisis precisa Investigar roles, intereses, poder relativo y capacidad de
participación que permita Identificar posición, ya sea de cooperación o conflicto,
frente al proyecto y definir cómo pueden ser incorporados en el diseño mediante
fuentes de información primaria que, además, contribuirán a una mejor definición
del problema. El resultado de dicho análisis arroja los resultados de la tabla 2 para
la Identificación de interesados.
Plan de gestión interesados
Identificación Priorización
IdentificaciónÁrbol de
problemasCausa-Efecto
Formulación Matriz de
Marco Lógico
SelecciónAnálisis de
ParetoProceso de análisis
jerárquico
Acta de constitución
Línea Base de Alcance
EDT Diccionario de
EDT Enunciado de
Alcance
10
BENEFICIARIOS DIRECTOS
BENEFICIARIOS INDIRECTOS
NEUTRALES/ EXCLUIDOS
PERJUDICADOS/ OPONENTES
Sector Agrícola
Animales
Habitantes de la región
Gobierno de turno
Transnacionales
Medio ambiente
Comercializadoras por tema de
soberanía energética
Gobierno por altos costos de
instalación inicial
Tabla 2. Plan de gestión interesados
Dado que los actores involucrados influyen de manera diferente en la toma de
decisiones y perciben los impactos de forma distinta es necesario priorizar los
grupos de interés de acuerdo al nivel de su influencia en la toma de decisiones, la
obtención de ingresos y la ejecución del proyecto
La priorización definió una evaluación cualitativa del grado de influencia de cada
uno de los interesados e involucrados para las dimensiones económica social y
ambiental, agrupando a los mismo en grupos de interés definidos como gobierno,
proveedores, clientes y usuarios, comunidad y prácticas ambientales. Las
marcaciones de nivel de influencia o poder e interés como se establecieron como
baja, media y alta como se muestra en la Tabla
Interes Poder
1 3
1 3
2 3
2 3
3 2
3 1
3 2
2 3
3 1
3 3
3 2
3 1
1 1
2 2
2 3
3 1
2 3
3 3
SOCIAL Comunidad
AMBIENTAL Practicas
AmbIentales
Proveedores
Clientes y
Usuarios
DIMENSIONGRUPOS DE
INTERESSUBGRUPO
PUNTUACION
Gobierno
Gobernaciones y Alcaldias
MME
UPME
ECONOMICA
ONG Medioambientales
Entidades de control
Fauna
Inversionistas
Sector Agricola
Comunidades Indigenas
Lideres comunitarios
Autoridades locales
Lideres medioambIentales
Creg
Fabricantes
Distribuidores
Contratistas
Banca Multilateral
Habitantes de la region
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Tabla 3. Evaluación cualitativa del grado de influencia de cada uno de los interesados
Grafico 2. Evaluación cualitativa del grado de influencia de cada uno de los interesados
Al finalizar, deberá obtenerse 3 categorías de acuerdo con la puntuación obtenida
como:
Esenciales: Tienen nivel de influencia alto
Importantes: Tienen un nivel de influencia medio
Básico: Tienen nivel de influencia bajo
Los resultados del análisis de interesados se visualizan gráficamente en la figura
definiendo para cada grupo, de acuerdo a su nivel de influencia o poder e interés,
estrategias de manejo orientadas hacia la Satisfacción, Integración, información y
Seguimiento
3. ANALISIS DEL PROBLEMA
La identificación de problemas se realizó a través del relacionamiento de causas y
efectos que incidan en la problemática principal que es la ausencia de recurso
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hídrico en temporada de Sequia las Zonas No interconectadas, como lo muestra la
figura, y a través del árbol de problemas refleja las causas y consecuencias de dicho
problema, como lo grafica la figura
Grafico 3. Identificación del problema
La fase de identificación de problemas permite que, una vez concluida, se realice
una propuesta de soluciones y evaluación de alternativas que permitan definir un
esquema lógico y planificado, para llegar a componentes de un objetivo general, el
cual, influenciado por determinados supuestos, permita que se llegue a los fines del
proyecto.
Entorno geográfico y características de la población afectada
Puerto Gaitán es un municipio colombiano del departamento del Meta ubicado en la
región del río Manacacias ubicado a 189 kilómetros al oriente de Villavicencio y
reconocido por ser una de las regiones petroleras por excelencia. Antes de la
carrera petrolera de la región a principios del siglo XXI, las principales fuentes de
ingreso de la región eran la ganadería, la pesca, la agricultura y el turismo, el
municipio no contaba con luz eléctrica, acueducto y alcantarillado y el trayecto por
carretera podía llevar unas ocho o diez horas desde la capital del departamento.
Para el año 2011, cuando el precio del barril de petróleo subió hasta US$110, el
municipio recibió más de US$60 millones en regalías, pasando de ser el más pobre
del departamento del Meta a uno de los más ricos del país en ingreso per cápita,
con mejoras visibles en el servicio de agua, electricidad e infraestructura vial lo que
genero el éxodo masivo de miles de personas que se vieron atraídas por las
condiciones laborales de la región.
13
Sin embargo, a mediados del 2015, dada la caída internacional del precio del crudo
que se encontraba en torno a US$50-60 por barril, salieron de municipio entre
10.000 y 15.000 personas, damnificando seriamente al sector turístico y comercial
de la región.
Grafico 4. Árbol de problema
IDENTIFICACION DE OBJETIVOS
La identificación de objetivos permitirá describir la situación futura a la que se desea
llegar una vez se han resuelto los problemas. Consiste en convertir los estados
negativos del árbol de problemas en soluciones, expresadas en forma de estados
positivos. De hecho, todos esos estados positivos son objetivos y se presentan en
un diagrama de objetivos en el que se observa la jerarquía de los medios y de los
fines. Este diagrama (Figura) permite tener una visión global y clara de la situación
positiva que se desea junto con el objetivo principal que es la Implementación de
tecnologías de bombeo, riego y monitorización de variables climáticas de Zonas
Rurales No interconectadas
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Grafico 5. Árbol de objetivos
EVALUACION DE ALTERNATIVAS
El análisis del árbol de problemas plantea que a partir de las causas del problema
principal se pueden establecer acciones probables que permitan en términos
operativos conseguir el medio. El supuesto es que, si se corrigen los medios más
bajos, es decir que, si eliminamos las causas más profundas, estaremos eliminando
el problema.
Así, una vez establecidas las diferentes alternativas de solución, el proceso de
evaluación consiste en la selección de aquella que, al aplicarse, logre alcanzar los
objetivos deseados del proyecto. Este análisis requiere identificación de las distintas
estrategias posibles, establecer unos criterios precisos que permitan elegir las
estrategias y seleccionar aquella que no sólo sea más factible en términos
económicos, técnicos, legales y ambientales, sino también pertinente, eficiente y
eficaz.
15
Figura. 1. Alternativas de solución
Para el presente proyecto se establecen cuatro estrategias como lo define la figura
las cuales serán evaluadas a través de un Proceso de Análisis Jerárquico cuyo
análisis define la estrategia con mayor puntaje teniendo en cuenta aspectos como
costos, tiempo, riesgos, probabilidad de logro de los objetivos entre otros, y un
Análisis de Pareto que permitiría definir que un 80% de los problemas son debidos
a un 20% de las causas posibles.
Tabla 4. Proceso de análisis jerárquico
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Para efectuar el Análisis de Pareto se pondero el grado de impacto que tienen las
cuatro causas principales del problema a solucionar sobre las consecuencias que
desencadenan el mismo asumiendo una escala del 1 al 4, para su evaluación coo
lo muestra la tabla
Tabla 5. Impacto de causas-consecuencias
Los puntajes obtenidos fueron ponderados porcentualmente para definir definir que
un 80% de los problemas son debidos a un 20% de las causas posibles.
DISMINUCIÓN PRODUCTIVIDAD AGRÍCOLA
IMPACTO F, Rel F.Acumulada
Ausencia de suministro eléctrico
continuo
50% 50%
Temporadas de sequia 30% 80%
Ausencia de programas de gobierno 10% 90%
Desconocimiento de tecnologías
aplicables a problemática
10% 100%
Tabla 6. Ponderación Impacto-causas 1
CONSECUENCIAS
IMPACTO DE CAUSAS
TOTAL
Ausencia
de
suministro
eléctrico
continuo
Desconocimiento
de tecnologías
aplicables a
problemática
Temporadas
de sequia
Ausencia
de
programas
de
gobierno
Disminución de la
productividad
agrícola
4
2
3
1
10
Muerte de
animales
3
2
4
1
10
Disminución
calidad de vida de
habitantes
4
1
3
2
10
Disminución de
indicadores de
desarrollo
4
1
3
2
10
TOTAL 15 6 13 6 40
17
Figura. 2. Pareto causa-efecto 1
MUERTE DE ANIMALES
IMPACTO F. Rel F.Acumulada
Temporadas de sequia 50% 50%
Ausencia de suministro eléctrico
continuo
30% 80%
Ausencia de programas de gobierno 10% 90%
Desconocimiento de tecnologías
aplicables a problemática
10% 100%
Tabla 7. Ponderación impacto causas 2
18
Figura. 3. Pareto causa –efecto 2
3.1 ESTRUCTURA ANALITICA DEL PROYECTO
La Metodología de Marco Lógico es una herramienta para facilitar el proceso de
conceptualización, diseño, ejecución y evaluación de proyectos. Su énfasis está
centrado en la orientación por objetivos, la orientación hacia grupos beneficiarios y
en facilitar la participación y la comunicación entre las partes interesadas.
A través de la herramienta de análisis de la matriz de marco lógico, se identificaron
las problemáticas, objetivos y actividades, con el propósito de definir las acciones
que enfoquen los esfuerzos al logro de los objetivos del proyecto.
Este proyecto presenta un esquema completo para establecer niveles jerárquicos,
como el fin, el objetivo central del proyecto (propósito), los componentes (productos)
y las actividades para la generación de componentes, la verificación de indicadores,
garantizando asi que el proyecto genere beneficios reales para todos.
La EAP se estructuro desde abajo hacia arriba, estableciendo una jerarquía vertical,
de tal modo que las actividades aparecen en la parte inferior, se sube un nivel para
los componentes, otro para propósito y finalmente en la parte superior se
encontraran los fines del proyecto.
El fin representa el objetivo de desarrollo que generalmente obedece a un nivel
estratégico (políticas de desarrollo), es decir, ayuda a establecer el contexto en el
19
cual el proyecto encaja, y describe el impacto a largo plazo al cual el proyecto, se
espera, va a contribuir.
El Propósito describe el efecto directo (cambios de comportamiento) o resultado
esperado al final del periodo de ejecución. Es el cambio que fomentará el proyecto.
Es una hipótesis sobre lo que debiera ocurrir a consecuencia de producir y utilizar
los Componentes.
Los Componentes son las obras, estudios, servicios y capacitación específicos que
se requiere que produzca la gerencia del proyecto dentro del presupuesto que se le
asigna. Cada uno de los Componentes del proyecto tiene que ser necesario para
lograr el Propósito, y es razonable suponer que, si los Componentes se producen
adecuadamente, se logrará el Propósito
Las Actividades son aquellas que el ejecutor tiene que llevar a cabo para producir
cada Componente e implican la utilización de recursos. Es importante elaborar una
lista detallada de Actividades debido a que es el punto de partida del plan de
ejecución, las cuales deben estar en orden cronológico y agrupadas por
componente.
objetivos establecidos por el proyecto. I. Indicadores de fin y de propósito Los
indicadores hacen específicos los resultados esperados en tres dimensiones:
cantidad, calidad y tiempo.
20
Tabla 8. MML. Nivel objetivo
Tabla 9. MML Nivel indicadores
21
Tabla 10. MML Nivel de medios de verificacion
Tabla 11. MML Nivel de supuestos
22
Asumiendo una Lógica vertical, la matriz de marco lógico, se construye de forma tal
que se puedan examinar los vínculos causales de abajo hacia arriba entre los
niveles de objetivos.
Esta lógica define las Actividades especificadas para cada Componente como
necesarias para producir el mismo y a su vez Cada Componente es necesario para
lograr el Propósito del proyecto;
El conjunto Objetivo–Indicadores-Medios de Verificación define lo que se conoce
como Lógica Horizontal en la matriz de marco lógico. Ésta puede resumirse como
que los medios de verificación identificados son los necesarios y suficientes para
obtener los datos requeridos para el cálculo de los indicadores que permitirán hacer
un buen seguimiento del proyecto y evaluar adecuadamente el logro de los
objetivos.
Cada proyecto comprende riesgos ambientales, financieros, institucionales,
sociales, políticos, climatológicos u otros factores que pueden hacer que el mismo
fracase. La matriz de marco lógico requiere que el equipo de diseño de proyecto
identifique los riesgos en cada etapa: Actividad, Componente, Propósito y Fin. El
riesgo se expresa como un supuesto que debe ser cumplido para avanzar al nivel
siguiente en la jerarquía de objetivos. El razonamiento es el siguiente: si llevamos a
cabo las Actividades indicadas y ciertos supuestos se cumplen, entonces
produciremos los componentes indicados. Si producimos los Componentes
indicados y otros supuestos se cumplen, entonces lograremos el Propósito del
proyecto. Si logramos el Propósito del proyecto, y todavía se siguen demostrando
los supuestos ulteriores, entonces contribuiremos al logro del Fin. Los supuestos
representan un juicio de probabilidad de éxito del proyecto que comparten el equipo
de diseño del proyecto, el prestatario, el financiador y el ejecutor, que deben
participar en el proceso de diseño del proyecto.
Los supuestos (o riesgos) del proyecto tienen una característica importante: los
riesgos se definen como que están más allá del control directo de la gerencia del
proyecto. El equipo de diseño de proyecto se interroga qué podría ir mal a cada
nivel.
La columna de supuestos juega un papel importante tanto en la planificación como
en la ejecución. En la etapa de planificación sirve para identificar riesgos que
pueden evitarse incorporando Componentes adicionales en el proyecto mismo
Los supuestos son importantes también durante la ejecución. Indican los factores
que la gerencia del proyecto debe anticipar, tratar de influir, y/o encarar con
adecuados planes de emergencia
23
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar la viabilidad técnico - económica de la implementación de una solución
de generación eólico-fotovoltaico que garantice continuidad de suministro eléctrico
y la introducción de tecnologías de bombeo y riego en el sector rural de Puerto
Gaitán
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Caracterizar la problemática presentada en el rendimiento de cultivo de chía de la
Finca San Rafael por falta de suministro de agua y energía eléctrica
Caracterizar el recurso eólico y solar de la zona donde se implementará la solución
de bombeo fotovoltaico
Establecer los requerimientos hídricos de consumo humano y aplicaciones
agrícolas como entradas del proceso de dimensionamiento de carga de los sistemas
de bombeo
Diseñar y especificar el sistema eólico-fotovoltaico para la alimentación de carga
definida
5. MARCO TEÓRICO
5.1. MARCO HISTÓRICO
La tecnología solar fotovoltaica tuvo su inicio en 1954, cuando investigadores de los laboratorios Bell de los Estados Unidos desarrollaron la primera celda solar de estado sólido usando silicio cristalino como material fotovoltaico. La energía solar fue usada inicialmente en los programas espaciales, y a partir de la década de los 70 comenzaron los programas encaminados al desarrollo de nuevos materiales fotovoltaicos con el propósito de fabricar módulos solares fotovoltaicos para uso terrestre. La electrificación rural en Latinoamérica y Colombia se enmarca cronológicamente en tres momentos históricos: el primero se produce en la década de los años setenta, donde el Estado controla y es dueño de los servicios públicos domiciliarios y a su vez lanza programas de electrificación rural con una cobertura que pasó del 15% al 40%.
24
El segundo momento encaja en la década de los ochenta cuando se presenta una recesión mundial en la economía con aumento del precio del petróleo lo cual coincide con la crisis económica de las empresas prestadoras del servicio que detuvo los proyectos de electrificación rural. Durante este periodo se presenta una gran difusión de los sistemas solares fotovoltaicos observando que las zonas no interconectadas y con población dispersa necesitan de poca energía para el consumo doméstico, generalmente representado en iluminación y uso de electrodomésticos. El tercer momento se enmarca en la década de los noventa: el Estado, siguiendo el modelo Neoliberal, entra en proceso de privatización de los servicios públicos y con el ánimo de organizar el sector energético crea las leyes 142 y 143 de 1994. Las instituciones energéticas privadas penetran en el país con el ánimo de lucrarse con la prestación del servicio y por tanto no les interesa la penetración de energías renovables en el país, sin embargo, la generación fotovoltaica en Colombia siempre se ha enfocado en el campo, debido a que los altos costos de generación originados principalmente en los costos de combustibles, y los costos de operación y mantenimiento en las distintas zonas remotas, hacen que la generación solar resulte más económica en el largo plazo y confiable El potencial de recursos de Fuentes de Energía Renovable (FER) es elevado. El país dispone de recursos en prácticamente todas las fuentes renovables (solar, eólica, biomasa, pequeñas centrales, geotermia, etc.) y con potenciales elevados. El país registra la implementación de estas tecnologías desde el año 1979, cuando el gobierno de turno de Turbay Ayala donó 122 casas en madera para los ochocientos habitantes de la vereda San Sebastián (Tumaco-Nariño) y la Fundación Luna Roja donó un sistema de alumbrado con energía fotovoltaica, sin embargo el proyecto arrojo que aunque la energización con energía fotovoltaica permitía mejorar las condiciones de vida de comunidades rurales y minimizaba el impacto medioambiental no llenaba las expectativas puesto que requería de una continuidad de suministro de doce horas al día, requerimiento que no podía cumplirse debido a los costos de la época. En Abril del 2004 entro en operación el Parque Eólico Jepirachi con una capacidad instalada de 19,5 MW de potencia nominal, con 15 aerogeneradores de 1,3 MW cada uno y sometidos a los vientos alisios de todo el año con una velocidad promedio de 9,8 metros por segundo. Sin embargo, el ambiente altamente corrosivo y salino de la región y la falta de mantenimiento se convirtieron en factores de fracaso del proyecto y la mayoría de ellos se encuentran actualmente fuera de operación
5.2. ESTADO DEL ARTE
Los sistemas fotovoltaicos pueden clasificarse de acuerdo a su configuración,
25
conexión y conexión con la red eléctrica de distribución en sistemas autónomos o
interconectados como se especifica a continuación:
Sistema Fotovoltaico Autónomo
o Sistema Autónomo flotante
o Sistema Autónomo Stand-Alone
o Sistema Autónomo Regulado
o Sistema Autónomo Completo
Sistema Interconectado
Para el presente proyecto que precisa de la especificación de los sistemas
fotovoltaicos autónomos abordaremos las diferentes clasificaciones de los mismo
para seleccionar la más adecuada para la aplicación a abordar
Sistema fotovoltaico autónomo
El sistema FV autónomo tiene como particularidad su funcionamiento sin tener
conexión con la red eléctrica, es típicamente instalado en lugares de acceso remoto,
zonas no interconectadas o para la alimentación de pequeñas
Grafico 6. Esquema SFV autónomo flotante
Sistema FV autónomo flotante
Es el sistema más simple, el cual consiste en interconectar los paneles y las cargas
directamente. La carga, al cerrar el circuito, define el punto de trabajo de los paneles
en términos de tensión y corriente
Grafico 7. Esquema SFV autónomo Stand-alone
26
Sistema FV autónomo Stand-Alone
Puede ser considerado como una ampliación del sistema anterior, incorporando una
batería cuya función es dar estabilidad a la tensión y corriente proporcionada por
los paneles y acumular energía para suministrarla a la carga cuando éstos no
puedan hacerlo
Grafico 8. Esquema SFV autónomo regulado
Sistema FV autónomo regulado
Esta arquitectura adiciona un regulador de carga cuya función es proteger la batería
de sobrecargas o descargas profundas. En este caso el regulador limita las
variaciones de tensión pudiendo en ciertas ocasiones abrir el circuito de los paneles
o la carga
Grafico 9. Esquema SFV autónomo completo.
Sistema FV autónomo completo: Esta arquitectura añade un nuevo elemento al
sistema, el inversor, el cual se encarga de convertir la naturaleza de la corriente
directa en alterna.
27
Grafico 10. Esquema SFV interconectado
Sistema Fotovoltaico Interconectado (SFVI)
En este tipo de sistema, la corriente directa generada, se lleva a un inversor que en
su salida se obtiene corriente alterna trifásica que es inyectada a cada una de las
fases de la red de suministro eléctrico y así mismo a la carga mediante la conexión
física a través de un punto de acople común (PAC). Para efectuar la conexión con
la red eléctrica, el inversor debe tener la propiedad de sincronismo.
En esta arquitectura ya no se cuenta con un módulo de almacenamiento, ya que
toda la corriente que aporta el generador (panel o paneles solares) es dirigida al
inversor.
6. ALINEACIÓN ESTRATÉGICA DEL PROYECTO
Dado que el a uso a nivel mundial de soluciones con fuentes renovables han
reducido sus costos pasando a competir financieramente con sus contrapartes
convencionales, es estratégico establecer soluciones basadas en la energía
proveniente del sol y el viento que son inagotables en el corto plazo con bajo impacto
sobre los recursos naturales y un muy bajo nivel de emisiones contaminantes
Adicional, Son escalables (al crecer la demanda se adicionan más sistemas),
robustas (confiables, durables, fáciles de operar) y asequibles, con una conveiencia
óptima para las Zonas No interconectadas ubicadas en lugares de difícil acceso, o
a largas distancias de los centros urbano
28
7. ESTUDIO DE MERCADO
El estudio de mercado en este caso está orientado a determinar la demanda
insatisfecha. Esta estimación de la demanda aporta un primer elemento para el
estudio técnico, respecto al tipo de diseño de solución hibrida que debería
implementarse y para la estimación de costos e ingresos generados por esta entidad
al interior de la organización.
ACTIVIDADES
Recolección y Análisis de Información
Visita a sitio
Caracterización recurso solar y eólico
Determinación necesidades Hidráulicas
Descripción técnica del producto
Dimensionamiento de componentes
Selección de Equipos
29
Entrega Verificación Cliente
Correcciones y liberación Diseño
Estimación de recursos
Elaboración lista de materiales
Elaboración presupuesto
7.1. IDENTIFICACIÓN DEL BIEN O SERVICIO
Los componentes fundamentales de los sistemas sistemas de bombeo fotovoltaico
estos sistemas son:
• Generador Fotovoltaico
• Convertidor DC/AC
• Motor AC
• Bomba
• Depósito de almacenamiento (opcional)
En su mayoría, están compuestos por bomba centrífuga sumergible multiestado
accionada por un motor AC de inducción y un inversor AC/DC de frecuencia
variable. Caracterizados por su elevada fiabilidad y amplia utilización desde las
primeras instalaciones de bombeo FV.
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Figura 2 Alineación estratégica del proyecto
7.2. ANÁLISIS DEL SECTOR
7.3 ELEMENTOS DEL ESTUDIO DE MERCADO
DEMANDA
Los centros poblados mas cercanos son el corregimiento de San Pedro de Arimena
a 11 Km de distancia, el corregimiento de Puente Arimena a 13 Km de distancia y
el corregimiento de La cristalina a 30 Km.
El mayor porcentaje de energización de las ZNI se encuentra en cabeceras
departamentales con generadores diesel y con pequeñas centrales hidroeléctricas:
96,3% de la capacidad de generación es a partir de diesel.
Donde hay cobertura el servicio es deficiente y costoso; se paga el doble del
promedio del SIN por kWh en las ZNI y se recibe la mitad de horas de servicio
El 99% de las localidades tienen un servicio de menos de 6 horas al día
31
Tabla 12. Participación FNCE en ZNI
Tabla 13. Metas de Participación FNCE-SIN
OPORTUNIDADES
• UN millón de familias padecen precariedad energética en Colombia.
• IPSE y Fondos públicos para aportar a los costos de instalación.
• Potencial solar en altitud y duración favorable en centros poblados y zonas
rurales en eje poblacional.
• Eliminación de aranceles para importación de sistemas PV para proyectos
con MDL.
• Alto costo de servicios públicos que justifican sistemas (TS) en sector
residencial, secundario y terciario.
32
7.3.1. EL PRODUCTO
Grafico 11. Productos
DEFINICION DEL PRODUCTO
• El bombeo de agua con energía solar fotovoltaica es una aplicación de
especial interés en sistemas aislados. Esta es un modo efectivo de suministro
de agua potable para usuarios y comunidades rurales, así como para
aplicaciones agrícolas (irrigación) y ganaderas (abrevaderos).
Adicional, por el carácter modular de la instalación de suministro eléctrico se
genera la oportunidad de suplir necesidades del hogar
DESCRIPCION DEL PRODUCTO
La incursión en el sector rural del mercado colombiano deber ser con paneles
compuestos de células policristalinas.
La decisión se basa en los costos y el desempeño en comparación con tecnología
de células monocristalinas que no presenta diferencias significativas en su
desempeño, pero si en sus costos de venta al público
Se estableció como referencia tres de los mayores productores de paneles solares
policristalinos a nivel mundial:
Yingli
Trina Solar
Sun Gold
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Estudio Técnico
Tamaño
• Estudios demuestran que el bombeo FV puede ser competitivo respecto a Diesel
en rango de 200 a 1500 m4/dia
• Las necesidades básicas de agua para consumo humano aéreas rurales se ha
establecido en 20litros/dia por persona sin embargo estos valores se modifican por
aplicaciones de riego en explotaciones agrícolas
Adicional, debe considerarse el mes en el cual la demanda de agua es mayor en
relación con la energía solar disponible pues este valor, al ser la condiciona más
desfavorable, se establece como la referencia de dimensionamiento de los
elementos del sistema.
a. Descripción técnica del producto o servicio
Sistemas de mediana potencia (400-1500 Wp)
• Compuestos por bomba centrífuga sumergible multiestado accionada por un motor
AC de inducción y un inversor AC/DC de frecuencia variable
• Caracterizados por su elevada fiabilidad y amplia utilización desde las primeras
instalaciones de bombeo FV.
• Su ciclo hidráulico está en el rango de 150 a 1.500 m4/día.
Los componentes fundamentales de estos sistemas son: • Generador Fotovoltaico
• Convertidor DC/AC • Motor AC • Bomba • Depósito de almacenamiento (opcional)
34
Grafico 12. Componentes fundamentales de los sistemas
b. Identificación y selección de procesos
El dimensionamiento de un sistema de sistema de bombeo fotovoltaico precisa de
un ejercicio de diseño compuesto de tres etapas
Grafico 13. Proceso de selección del sistema
– Evaluación de la energía hidráulica
a. Determinación de necesidades hidráulicas
Establecer volumen de agua diario medio mensual necesario para satisfacer la
demanda de la aplicación, especificando:
35
Grafico 14
El consumo diario depende mucho del contexto y costumbres con la población. Sin
embargo, pueden asumirse los siguientes valores como referencia
Tabla 14. Consumos diarios mínimos de agua
Para el caso de estudio se plantea una vivienda con cinco habitantes. Se considera
la tenencia de 3 vacas, 8 cerdos, un caballo y una hectárea de chía.
36
Tabla 15. Demanda recurso hídrico finca San Rafael
Discriminar la demanda en cuanto a su uniformidad en el tiempo haciendo distinción
de:
a. Requerimientos hidráulicos de la bomba Dado un caudal diario expresado en
m3/día se divide entre 24 horas para obtener el caudal medio horario (Qd). El caudal
que deberá suministrar la bomba (Qb)
Determinación de la altura hidráulica de bombeo
• La altura hidráulica de bombeo equivale a la presión efectiva que debe vencer la
bomba y es la suma de la altura estática, la altura dinámica y el abatimiento del
pozo.
Una vez definidas las necesidades de volumen de agua para cada mes del año y la
altura hidráulica total se calcula la energía hidráulica diaria
• Análisis del recurso fotovoltaico
La potencia suministrada por el generador fotovoltaico depende de la radiación
solar incidente disponible.
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– Radiación solar
• Posición del Sol que varía diaria y anualmente • Condiciones atmosféricas
generales y del microclima • Altura sobre el nivel del mar • Duración del día (época
del año)
– Brillo solar
• Tiempo total durante el cual incide luz solar directa sobre alguna localidad, entre
el alba y el atardecer. • Factor que determina el clima de la localidad • Permite
estimar características cuantitativas de la nubosidad y radiación solar para
considerar disponibilidad luz del sol para su aprovechamiento
Identificación y selección de procesos
• Definición de los equipos necesarios
Generador
El dimensionado mínimo del generador, en primera instancia, se realiza suponiendo
que opera en condiciones estándar (CEM: 25 ºC y 1000 W/m2) y que el punto de
trabajo coincide con el de máxima potencia todo el día.
La potencia pico de salida de un generador FV en CEM es
El área de paneles necesaria para suministrar una energía Ee
b. Identificación y selección de procesos
La configuración del generador debe adaptarse a las limitaciones de corriente y
voltaje del motor esto es el número de módulos fotovoltaicos conectados en serie y
en paralelo, (o del sistema de acondicionamiento de potencia), procurando acoplar
bien ambos elementos para optimizar las relaciones de máxima potencia
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Motor-bomba
El valor de la potencia eléctrica de entrada de motor debe ser al menos la potencia
pico del generador foto- voltaico. Una vez que se elija el motor se realiza la
configuración del generador fotovoltaico
Baterías de almacenamiento
Para brindar la instalación de autonomía de funcionamiento en el caso de fallo del
recurso solar (utilización nocturna, día nublado...) se puede instalar una batería de
almacenamiento.
Calcular la energía media diaria consumida por todo nuestro sistema
LD = Consumo diario medio de la carga en Ah
ACTIVIDADES
Recolección y Análisis de Información
Visita a sitio
Caracterización recurso solar y eólico
Determinación necesidades Hidráulicas
Descripción técnica del producto
Dimensionamiento de componentes
Selección de Equipos
Entrega Verificación Cliente
Correcciones y liberación Diseño
39
Estimación de recursos
Elaboración lista de materiales
Elaboración presupuesto
COMPETENCIA DIRECTA
ENERGREENCOL
Proveedor global soluciones energía solar sitios remotos, industria y
telecomunicaciones
Compañías de servicios públicos aumenten eficiencia reduciendo su impacto
ambiental.
Servicios de diseño e instalación
SUNPOWER
Proveedor soluciones sencillas, completas y modulares para sitios remotas
Requerimientos estándar como luz, refrigeración, bombas de agua y equipos de
entretenimiento
KIT de energía solar para un televisor o un DVD durante 2 a 3 horas
Precios de KIT varían entre $1.700.000 y $2.300.000 sin transporte e instalación
No servicios de mantenimiento ni procesos de inducción
Componentes de sistemas estandarizados una alta fiabilidad, un mantenimiento
mínimo y una larga vida útil.
SOLAR GREEN INDIRECTA
• Empresas que suministren plantas generadoras de energía eléctrica a base
de combustibles fósiles, es decir, diésel.
DESVENTAJAS
• Algunas tecnologías no son económicamente viables a gran escala en la
actualidad porque se encuentran todavía en una etapa temprana de
desarrollo.
40
• No se tiene mucha experiencia operativa. Esta experiencia es primordial, ya
que da confianza a los inversionistas y a los gobiernos de la viabilidad de la
implementación de nuevas tecnologías.
• se requiere una gran inversión inicial para la construcción de la
infraestructura necesaria para la producción de energía a partir de éstas
fuentes renovables.
• No hay un estudio sistemático y ordenado respecto a cuál tecnología es
mejor para invertir dependiendo las condiciones de cada país. Cada día se
presentan nuevos resultados de forma independiente y la mayoría de las
veces no se encuentran disponibles para realizar comparaciones
• Ausencia de normatividad y entes reguladores que definan los parámetros
mínimos que se deben tener en cuenta en este tipo de instalaciones, lo
anterior permite negativamente una competencia desleal y de poca calidad.
VENTAJAS
• Incentivos tributarios y económicos a empresas y personas naturales
• Ahorro del consumo equivalente a dinero
• Aporte evidente al medio Ambiente permitiendo evidenciar un alto grado de
Responsabilidad Social Empresarial
• Plantas son generadoras también de CO2 lo que las plantas solares
fotovoltaicas evitan.
RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN PRIMARIA
• Ingresos familiares
• Consumos energéticos
• Deseo de cambio a sistemas de mayor calidad que los actualmente
usados (mecheros, velas y otros)
• Interés por instalar sistemas unifamiliares de PVs
• Capacidad de pago y posible financiación
IMPLICACIONES LEGALES
• LEY 1715 DEL 2014
Promover desarrollo y utilización de fuentes no convencionales de energía,
principalmente de carácter renovable,
41
• ¿Cómo?
Mediante integración al mercado eléctrico, participación en zonas no
interconectadas y otros usos energéticos
• ¿Para que?
Desarrollo económico sostenible
Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero
Seguridad del abastecimiento energético
• Ofrece beneficios económicos y tributarios con el fin de incentivar la
inversión privada y pública de proyectos que involucren fuentes como
energía solar, energía eólica y biomasa
ARTÍCULO 11
Descuento en la renta sobre el 50% del valor total de la inversión inicial para
proyectos de auto generación y cogeneración con FNCE
ARTÍCULO 12
Exención del impuesto del valor agregado (I.V.A.) en equipos utilizados para el
desarrollo y la implementación de proyectos con FNCE
ARTÍCULO 13
Exención del arancel de importación en equipos utilizados para el desarrollo de
proyectos con FNCE
ARTÍCULO 14
Depreciación acelerada al 20% anual en equipos utilizados para el desarrollo de
proyectos con FNCE
Grafico 15. Tipo de solucion hidrica
42
Grafico 16. Segmentacion del mercado
Consumo de constante durante las horas de sol, es decir, entre las 06.00 a.m. y
06.00 p.m
Sectores de alta radiación solar
Empresas con consumo notorio en energía eléctrica.
NECESIDADES CUBIERTAS
FACTOR DIFERENCIAL
Suministro de agua independiente de fenómenos de sequia
• Confiabilidad de suministro eléctrico para funcionamiento de la solución
• Generan condiciones para inversiones que mejoren calidad de vida
• Novedad del servicio
Acercamiento a los clientes, el conocimiento y la forma de gestión del servicio
Estrategias de mercado
• Empresa
• Alianzas con Organizaciones
• Cuidado ambiental
• Alianzas sector construcción
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• Sólida Formación en Competencias técnicas y comerciales
• Sensibilización en centros educativos
• Actualización permanente en desarrollos tecnológicos
• Asociación a entidades gubernamentales generación renovable
Estrategias de Negociación Estrategias de mercado
• Gestión comercial con énfasis en aumento de productividad del sector
agroindustrial
• Gestión comercial con énfasis en eficiencia energética
• Acercamiento con agremiaciones industriales
• Integrar soluciones acordes a las filosofías de sostenibilidad y sustentabilidad
• Establecer soluciones por gamas de precio y alcance
• Portafolio amplio proveedores
Estrategias de promoción
- Publicidad impresa
- Espacios de formación en instituciones técnicas
- Gestión comercial a través de visitas para presentación de solución
Figura. 4. Estrategia de promoción
44
FACTIBILIDAD SISTEMA HIDRIDO DE GENERACION
GERENCIA DEL PROYECTO
Identificación
Árbol de problemas
Causa-Efecto
Formulación
MML
Selección
Análisis de Pareto
APH
Acta de constitución
Plan de gestión interesados
Línea Base de Alcance
EDT
Diccionario de EDT
Enunciado de Alcance
ESTUDIO TECNICO
Registro de levantamiento de Requerimientos
Estudios técnicos preliminares
Ingeniería de Detalle
Ajustes y correcciones
Acta de aprobación
Lista de actividades
Línea Base de Cronograma
ESTUDIO ECONOMICO
45
Cantidades de suministro
Estudio de mercado
Presupuesto
Análisis de costos de operación
Línea Base de Costo
ESTUDIO FINANCIERO
Evaluación financiera
Análisis de sensibilidad
Proyección Balance General y Estado de resultados
Análisis flujo de efectivos
Análisis cualitativo de riesgos
ESTUDIO ORGANIZACIONAL
Plan de comunicaciones
Plan de gestión de Recursos humanos
46
Grafico 17. Estructura Desglosada de Trabajo
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LINEA BASE DE ALCANCE
Nombre del Proyecto:
Factibilidad en la implementación de soluciones hibridas de generación
para sistemas de bombeo en zonas rurales no interconectadas
Responsables del Proyecto:
Ing Laura Rocío Landaeta
Ing Mario Alejandro Suarez
Justificación del Proyecto:
Mitigación de reducción de productividad agrícola y muerte de animales
ausencia de tecnologías de riego en épocas de sequia
Descripción del Producto:
Factibilidad técnica y financiera de Infraestructura de generación
fotovoltaica
Entregables del Proyecto:
Ingeniería de Detalle
Presupuesto
Evaluación financiera
Objetivos del Proyecto:
Determinar viabilidad tecnico-economica de implementación de una
solución de generación hibrida que garantice suministro eléctrico para
introducción de tecnologías de bombeo en sector rural de Puerto Gaitán
Costo Objetivo:
$21.488.000
Cronograma Objetivo:
88 días laborales
4 meses y 2 días
ESTUDIO TECNICO
Registro de levantamiento de Información y Requerimientos
Estudios técnicos preliminares
Diseño detallado
Ajustes y correcciones
Acta de aprobación
Lista de actividades
Línea Base de Cronograma
48
• Recolección y análisis de información primaria
• Ingresos familiares
• Consumos energéticos
• Deseo de cambio a sistemas de energización de mayor calidad que
los actualmente usados
• Interés por instalar sistemas unifamiliares de PVs
• Capacidad de pago y posible financiación
PRESUPUESTO
Tabla 16. Presupuesto de la solución
Línea base de cronograma
Figura. 5 Diagrama de Gantt fase 1
Item Descripcion Cantidad Costo Unitario Valor Total (COP)Costo Unit
(COP/Watt)
Costo Unit
(COP/Watt)
1 Modulos 40 630.000$ 25.200.000$ 2520 0,855218473
2 Inversor 5 1.800.000$ 9.000.000$ 900 0,305435169
3 Bateria 8 840.000$ 6.720.000$ 672 0,228058259
4 Controlador 1 3.500.000$ 3.500.000$ 350 0,118780343
5 Estructura 1 4.000.000$ 4.000.000$ 400 0,135748964
6 Accesorios 1 600.000$ 600.000$ 60 0,020362345
7 Mano de Obra 1 7.000.000$ 7.000.000$ 700 0,237560687
8 Transporte 1 800.000$ 800.000$ 80 0,027149793
56.820.000$
5.682$
TOTAL
Costo/watt instalado
PRESUPUESTO
49
Figura. 6. Diagrama de Gantt fase 2
Figura. 7. Diagrama de Gantt 3, 4 y 5
Nombre de tarea Duración Comienzo Fin Predecesoras Nombres de los recursos Costo
GERENCIA DEL
PROYECTO 17 días mié 29/11/17 jue 21/12/17 $4.624.000
ESTUDIO TECNICO 28 días vie 22/12/17 mar
30/01/18 15 $7.616.000
Registro de
levantamiento de
Requerimientos
4 días vie 22/12/17 mié
27/12/17 $1.088.000
Recoleccion y Analisis
de Informacion 4 días vie 22/12/17
mié
27/12/17
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$1.088.000
50
Estudios técnicos
preliminares 6 días jue 28/12/17 jue 4/01/18 17 $1.632.000
Visita a sitio 3 días jue 28/12/17 lun 1/01/18 18
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Determinacion
necesidades
Hidraulicas
2 días mar 2/01/18 mié 3/01/18 20
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Caracterizacion recurso
solar y oelico 1 día jue 4/01/18 jue 4/01/18 21
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Diseño detallado 4 días vie 5/01/18 mié
10/01/18 22 $1.088.000
Descripción técnica del
producto 2 días vie 5/01/18 lun 8/01/18
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Dimensionamiento de
componentes 1 día mar 9/01/18 mar 9/01/18 24
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Selecion de Equipos 1 día mié 10/01/18 mié
10/01/18 25
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Ajustes y correcciones 4 días jue 11/01/18 mar
16/01/18 23 $1.088.000
Entrega Verificacion
Cliente 1 día jue 11/01/18 jue 11/01/18 26
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Correcciones y
liberacion Diseño 3 días vie 12/01/18
mar
16/01/18 28
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Acta de aprobación 8 días mié 17/01/18 vie 26/01/18 27 $2.176.000
Elaboracion lista de
materiales 2 días mié 17/01/18 jue 18/01/18 29
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Elaboracion
presupuesto 2 días vie 19/01/18 lun 22/01/18 31
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Elaboracion Evaluacion
financiera 4 días mar 23/01/18 vie 26/01/18 32
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$1.088.000
Lista de actividades 1 día lun 29/01/18 lun 29/01/18 33
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Línea Base de
Cronograma 1 día mar 30/01/18
mar
30/01/18 34
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
51
ESTUDIO ECONOMICO 10 días mié 31/01/18 mar
13/02/18 35 $2.720.000
Cantidades de
suministro 1 día mié 31/01/18
mié
31/01/18 35
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
Estudio de mercado 3 días jue 1/02/18 lun 5/02/18 37
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Presupuesto 2 días mar 6/02/18 mié 7/02/18 38
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Analisis de costos de
Operacion 3 días jue 8/02/18 lun 12/02/18 39
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Linea base de Costo 1 día mar 13/02/18 mar
13/02/18 40
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$272.000
ESTUDIO FINANCIERO 16 días mié 14/02/18 mié 7/03/18 36 $4.352.000
Evaluación financiera 5 días mié 14/02/18 mar
20/02/18 41
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$1.360.000
Análisis de sensibilidad 3 días mié 21/02/18 vie 23/02/18 43
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Proyección Balance
General y Estado de
resultados
3 días lun 26/02/18 mié
28/02/18 44
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Análisis flujo de
efectivos 2 días jue 1/03/18 vie 2/03/18 45
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$544.000
Análisis cualitativo de
riesgos 3 días lun 5/03/18 mié 7/03/18 46
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
ESTUDIO
ORGANIZACIONAL 17 días jue 8/03/18 vie 30/03/18 42 $2.176.000
Plan de gestión de
Recursos humanos 3 días jue 8/03/18 lun 12/03/18 47
Gestor de Proyecto
1;Gestor de Proyecto
2
$816.000
Tabla 17. Cronograma de Actividades y recursos
52
DEMANDA
Grafico 18. Centros poblados existentes en Colombia
Tabla 18 Proyeccion de Demanda Año 2030
2015 1 MW
2020 63 MW
2025 186 MW
2030 216 MW
PROYECCION DEMANDA
53
OFERTA
Grafico 19. Infraestructura electrica - Oferta de energia en Colombia
Tabla 19. Consolidado subestaciones y plantas Diésel Año 2012
Tabla 20 Metas de partidicpacion de las FNCE para SIN y ZNI
SIN
ZIN
AÑO 2012
1.169 Subestaciones
1.438 Plantas diesel
54
MERCADO OBJETIVO
El DÉFICIT DE VIVIENDAS SIN SERVICIO DE ENERGÍA ELÉCTRICA ESE DE
425,212
Numero Capacidad total
45 396 MVA
13 4,26 MW
Urbano Rural
1191 13568
META
OFERTA
DEMANDA
Subestaciones Nivel 2
Plantas Diesel
Viviendas sin servicio
Tabla 21. Relacion Oferta – Demanda Departamento del Meta
Figura. 8 Proyeccion de Impacto del proyecto
55
LINEA BASE DE COSTO
Tabla. 22. Distribucion de recursos por etapa del Proyecto
Figura. 9 Asignacion de resursos por Gestor
$10.744.000 $10.744.000
$0
$2.000.000
$4.000.000
$6.000.000
$8.000.000
$10.000.000
$12.000.000
Gestor de Proyecto 1 Gestor de Proyecto 2
Costo restante Costo de línea base
56
Figura. 10 Distribucion de costos del proyecto
Figura. 11 Linea Base de costo
$0
$1.000.000
$2.000.000
$3.000.000
$4.000.000
$5.000.000
$6.000.000
$7.000.000
$8.000.000
GERENCIA DELPROYECTO
ESTUDIO TECNICO ESTUDIOECONOMICO
ESTUDIOFINANCIERO
ESTUDIOORGANIZACIONAL
Título del gráfico
Costo restante Costo de línea base
$0
$5.000.000
$10.000.000
$15.000.000
$20.000.000
$25.000.000
19/11/17 3/12/17 17/12/1731/12/1714/01/1828/01/1811/02/1825/02/1811/03/18
% C
OM
PLE
TAD
O
Título del gráfico
Costo acumulado Costo
57
EVALUACION FINANCIERA
COSTOS UNITARIOS O&M PV
Descripción Periodicidad (Años) Costo
Mantenimiento preventivo 1 0,5%
Cambio de baterías 5 $ 6.720.000
Cambio de inversor 10 $ 9.000.000
Cambio de controlador 10 $ 3.500.000
Operación 1 0,1%
Tabla 22. Costos unitarios SFV
INDICES DE CONSUMO DIESEL
Gasolina 0,35 gal/hora
Lubricante o aceite 0,005 gal/hora
Horas de funcionamiento por día 6 horas/día
Días de funcionamiento al año 365 días/año
Combustible 766,5 gal/año
Lubricante 10,95 gal/año
Tabla 23. Consumo plantas diésel
COSTOS UNITARIOS O&M DIESEL Costo total Combustible incluido Trans $ 13.000 Costo total lubricante incluido Trans $ 23.764 Costo Administracion (10% CyL) $ 3.676 Costo Almacenamiento ($/litros) $ 24,86 Costo Mantenimiento (2,5% Inversion) 2,50%
Tabla 24. Costos unitarios Plantas diésel
58
VARIABLES ECONOMICAS Inflación 4,50% Variación
Precio Combustible (Anual) 5% TRM $2.946,62 T.E.A 19.28% T.M.V 1.48% Plazo 60 meses Cuota $975.513,13
Tabla 25. Variables económicas
59
EVALUACION FINANCIERA
• ESCENARIO 1
• 100% Inversion propia
• Incentivos Ley 1715
VPN $30.887.689,12
TIR 28%
PAYBACK 3 años y un mes
TASA DE OPORTUNIDAD 18%
Figura. 12. Flujo de caja Escenario 1
$(10.000.000)
$-
$10.000.000
$20.000.000
$30.000.000
$40.000.000
$50.000.000
$60.000.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
UTILIDAD BRUTA FLUJO DE CAJA BRUTO
60
• ESCENARIO 2
• Incentivos Ley 1715
• 50% Inversion propia
• 50% Financiación
VPN $32.176.753,87
TIR 35%
PAYBACK 7 años y cinco
meses
TASA DE OPORTUNIDAD 18%
Figura. 13. Flujo de caja escenario 2
$(20.000.000)
$(10.000.000)
$-
$10.000.000
$20.000.000
$30.000.000
$40.000.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
UTILIDAD NETA FLUJO DE CAJA LIBRE
61
• ESCENARIO 3
• 100% Inversion propia
• Sin incentivos Ley 1715
VPN -$ 12.466.444
TIR 16%
PAYBACK 6 años y 2 meses TASA DE
OPORTUNIDAD 18%
Figura. 14. Flujo de caja escenario 3
8. ANALISIS DE SENSIBILIDAD
$-
$5.000.000
$10.000.000
$15.000.000
$20.000.000
$25.000.000
$30.000.000
$35.000.000
$40.000.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25FLUJO DE CAJA BRUTO UTILIDAD NETA
62
NEUTRO
OPTIMISTA
Figura. 15 Valor dólar 2015-2017
0%5%
10%15%20%25%30%35%40%45%
Valor Dólar 01/01/2015 - 27/11/2017
TRM 3.500$
Precio Costo 66.026.124$
Precio Venta 85.833.962$
TRM $2.946,62
Precio Costo $56.820.000,00
Precio Venta $73.866.000,00
TRM 2.500$
Precio Costo 49.390.089$
Precio Venta 64.207.115$
Tabla 26. Análisis Pesimista
Tabla 27. Análisis Neutro-moderado
Tabla 28. Análisis Optimista
63
Figura. 16. Variacioon Diaria dólar
PLAN DE COMUNICACIONES
QUIEN COMUNICA?
A QUIEN COMUNICA?
QUE COMUNICA?
COMO?
-Oral
-Escrita
-Formal
-Informal
PERIODICIDAD
-Única
-Diario
-Semanal
-Quincenal
-Mensual
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
-2,77% -2,13% -1,49% -0,85% -0,21% 0,42% 1,06% 1,70% 2,34% 2,98%
Dólar Variación Diaria
64
HERAMIENTAS
-Reunión
-E- mail
-Documento
-Acta
-Teléfono
-Sitio Web Proyecto
INDICES DE CONSUMO
Gasolina 0,35 gal/hora
Lubricante o aceite 0,005 gal/hora
Horas de funcionamiento por día 6 horas/día
Días de funcionamiento al año 365 días/año
Combustible 766,5 gal/año
Lubricante 10,95 gal/año
Horas de funcionamiento /año 2190 Tabla 29. Índices de consumo grupo electrógeno
COSTOS UNITARIOS O&M
Costo de Inversion 6 Horas ($/kWh) $ 755
Costo total Combustible incluido Trans $ 13.000
Costo total lubricante incluido Trans $ 23.764
Costo Administracion (10% CyL) 10%
Costo Almacenamiento ($/litros) $ 24,86
Costo Mantenimiento (2,5% Inversion) 2,50%
Costo de Inversion Redes Nivel 1($/kWh) $ 82,71
Costo de Mtto Redes Nivel 1 ($/kWh) $ 18,89
Demanda por capacidad (Kwh/mes) 33
Inflacion 5%
IVA 19% Tabla 30. Costos unitarios grupo electrógeno
Tiempo de Vida Util (Años) 5
GRUPO ELECTROGENO
15000 Horas Servicio a 12 horas diarias
65
DATOS DEL SISTEMA
Potencia Nominal del Sistema (kW) 10
Horas de funcionamiento /dia 6
Pérdidas Estimadas 30%
Eficiencia (e) 70% Tabla 31. Datos del sistema
PRODUCCION DE ENERGIA
Ea(Kw/h) 15330
Cu($/Kwh) 2826
Factor de Subsidio 50%
Tarifa ZNI Subsidio 1413
Inflacion 4,50% Tabla 32. Producción Energetica
66
9. CONCLUSIONES
A pesar de los costos de inversión inicial, es necesario que las regiones de
la ZNI adopten políticas orientadas a promover la utilización de fuentes
renovables de energía mediante adecuados esquemas de financiación pues
gracias a su estratégica ubicación geográfica, con niveles de radiación solar
comparable a los de la región del Sahara en África, se puede lograr mejores
niveles de eficiencia en la operación, y con esto, impulsar un desarrollo rural
encaminado en primer instancia a la dignificación de la población, la
conservación ambiental y la transformación de los medios de producción
agrícola
Los elevados costos de operación y mantenimiento de unidades Diesel de
generación de energía para Zonas No interconectadas, y su comprobado
impacto ambiental, posicionan a las soluciones fotovoltaicas como
alternativas viables a considerar en un futuro plan de energización rural.
Es indispensable que el gobierno mantenga vigente la aplicación de los
beneficios tributarios de la Ley 1715 del 2014 pues los mismos garantizan la
viabilidad de los mismos.
67
10. BIBLIOGRAFÍA
1. La energía solar fotovoltaica como factor de desarrollo en zonas rurales de
Colombia. Caso: vereda Carupana, municipio de Tauramena, departamento de
Casanare. Rafael Eduardo Ladino Peralta. Pontificia Universidad javeriana.
Facultad de estudios ambientales y rurales Maestría en desarrollo rural Bogotá,
D.C., marzo de 2011
2. Energía Solar para el México Rural: Experiencia y Lecciones Aprendidas. Jorge
M Huacuz, Gerencia de Energías No Convencionales. Instituto de
Investigaciones Eléctricas. Reunión Ministerial. Seguridad Energética en la
Región de América Latina: Energía Renovable como Alternativa Viable.
Montevideo, Uruguay, 26-27 de septiembre de 2006
3. Utilización de la energía fotovoltaica en pequeñas actividades productivas en
zonas rurales, L. Roberto Valer Morales, Roberto Zilles, Universidade de São
Paulo, Instituto de Electrotécnica e Energíade concepto. Revista RFID Journal, .
http://espanol.rfidjournal.com/casos-de-estudio/vision?15083
4. Metodología del marco lógico para la planificación, el seguimiento y la evaluación
de proyectos y programas Edgar Ortegón Juan Francisco Pacheco Adriana
Prieto ISSN 1680-886X
5. "Estudio de factibilidad para la implementación de sistemas fotovoltai, os como
fuente de energía en el sector industrial de Colombia.", Bitar, S., M. Susana, and
B. Chamas (2017).
6. Plan Indicativo de Expansión de Cobertura de Energía Eléctrica 2013 – 2017,
Unidad de Planeación Minero Energética, ISBN: 978-958-8363-24-0, 2014
