PREFACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE...
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1 PREFACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE GENERACIÓN FOTOVOLTAICA EN EMPRESAS DE LA ZONA INDUSTRIAL DE PUENTE ARANDA EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ JOSÉ DAVID CADENA DÍAZ COD: 20152197076 ALVARO CAMILO BECERRA GAONA COD: 20152197009 MAURICIO CORTÉS GONZÁLEZ COD: 20152197017 PRESENTADO A: ING. JOSÉ ANSELMO QUINTERO PROYECTO DE GRADO II UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA BOGOTÁ, 2016
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1
PREFACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE GENERACIÓN
FOTOVOLTAICA EN EMPRESAS DE LA ZONA INDUSTRIAL DE PUENTE ARANDA EN
LA CIUDAD DE BOGOTÁ
JOSÉ DAVID CADENA DÍAZ
COD: 20152197076
ALVARO CAMILO BECERRA GAONA
COD: 20152197009
MAURICIO CORTÉS GONZÁLEZ
COD: 20152197017
PRESENTADO A:
ING. JOSÉ ANSELMO QUINTERO
PROYECTO DE GRADO II
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA
BOGOTÁ, 2016
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TABLA DE CONTENIDO
1. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 6
1.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................... 6
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................... 6
2. RESUMEN .......................................................................................................................... 7
2.1. SITUACIÓN PROBLEMA .......................................................................................... 7
2.2. HIPÓTESIS .................................................................................................................. 8
2.3. VARIABLES ................................................................................................................ 8
3. MARCO TEORICO............................................................................................................. 9
3.1. FABRICACIÓN DE LOS PANELES .......................................................................... 9
3.2. EFICIENCIA ................................................................................................................ 9
3.3. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Y SFV ........................................................ 10
3.4. NORMATIVIDAD ..................................................................................................... 13
3.5. INCENTIVOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA
FOTOVOLTAICA ................................................................................................................ 16
4. DIAGNÓSTICO DEL SECTOR ....................................................................................... 17
4.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS Y MARCO HISTÓRICO ................................... 17
4.2. ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA ............................................................ 23
4.3. CASOS DE ÉXITO .................................................................................................... 25
5. ESTUDIO DE MERCADO ............................................................................................... 26
5.1. TENDENCIAS DEL MERCADO ............................................................................. 26
5.2. COSTO ....................................................................................................................... 27
5.3. PROYECCIÓN DEL COSTO .................................................................................... 28
5.4. POTENCIA INSTALADA ......................................................................................... 29
5.5. COBERTURA DE LA DEMANDA .......................................................................... 30
5.6. LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN PRIMARIA .......................................... 31
5.7. OFERTA DE PRODUCTOS IGUALES O SIMILARES ......................................... 41
6. DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO ............................................................................... 42
6.1. DIAGRAMA DE PROCESO DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO ............ 42
6.1. RUTA CRÍTICA ........................................................................................................ 43
6.2. ANÁLISIS QFD ......................................................................................................... 44
6.3. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL ................................................................. 46
6.4. EVALUACIÓN FINANCIERA ................................................................................. 49
3
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 56
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 57
4
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1 Normatividad aplicable al diseño e implementación de Sistemas Fotovoltaicos ............ 16
Tabla 2. Principales hitos en la evolución de SFV ....................................................................... 18
Tabla 3. Experiencia de países latinoamericanos con energía fotovoltaica .................................. 20
Tabla 4. Matriz de Aspectos e Impactos Ambientales para la implementación de sistemas de
energía solar fotovoltaica. ............................................................................................................. 48
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Producción de módulos fotovoltaicos por región. ............................................................ 9
Figura 2. Evolución de la eficiencia de las diferentes tecnologías de células fotovoltaicas. ........ 10
Figura 3. Esquema SFV autónomo flotante .................................................................................. 11
Figura 4. Esquema SFV autónomo stand-alone. ........................................................................... 11
Figura 5. Esquema SFV autónomo regulado. ............................................................................... 12
Figura 6. Esquema SFV autónomo completo. .............................................................................. 12
Figura 7. Esquema SFV interconectado........................................................................................ 12
Figura 8. Capacidad global total de SFV, 2004 – 2013 ................................................................ 20
Figura 9. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de la
producción acumulada .................................................................................................................. 28
Figura 10. Tendencia valores de sistemas fotovoltaicos ............................................................... 29
Figura 11. Pronósticos de los precios promedio por W dc para un sistema fotovoltaico .................
Figura 12. Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en todo el mundo. ............................ 30
Figura 13. Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013. ..................... 31
Figura 14. Resultado Pregunta 1 ................................................................................................... 32
Figura15. Resultado Pregunta 2. .................................................................................................. 32
Figura 16. Resultado Pregunta 3 ................................................................................................... 32
Figura 17. Resultado Pregunta 4, escala de 4 .............................................................................. 32
Figura 18. Resultado Pregunta 4, escala de 3 ............................................................................... 32
Figura 19. Resultado Pregunta 4, escala de 2 ............................................................................... 32
Figura 20. Resultado Pregunta 5 ................................................................................................... 33
Figura 21. Resultado Pregunta 6 ................................................................................................... 33
Figura 22. Resultado Pregunta 7 ................................................................................................... 33
Figura 23. Resultado Pregunta 8 ................................................................................................... 33
Figura 24. Resultado Pregunta 9 ................................................................................................... 33
Figura 25. Resultado pregunta 11 ................................................................................................. 34
Figura 26. Resultado Pregunta 12 ................................................................................................. 34
Figura 27. Respuesta pregunta 13 ................................................................................................. 34
Figura 28. Resultado Pregunta 14 ................................................................................................. 34
Figura 29. Resultado Pregunta 15 ................................................................................................. 34
5
Figura 30. Resultado Pregunta 16 ................................................................................................. 34
Figura 31. Resultado Pregunta 17 ................................................................................................. 35
Figura 32. Resultado Pregunta 18 ................................................................................................. 35
Figura 33. Resultado Pregunta 19 ................................................................................................. 35
Figura 34. Resultado Pregunta 20, mayor consumo .................................................................... 35
Figura 35. Resultado Pregunta 20, menor consumo ..................................................................... 35
Figura 36. Resultado Pregunta 21 ................................................................................................. 35
Figura 37. Resultado pregunta 22 ................................................................................................. 36
Figura 38. Resultado pregunta 23 ................................................................................................ 36
Figura 39. Resultado pregunta 24 ................................................................................................. 36
Figura 40. Resultado pregunta 25 ................................................................................................. 36
Figura 41. Resultado pregunta 26 ................................................................................................. 36
Figura 42. Respuesta pregunta 27 ................................................................................................. 36
Figura 43. Respuesta pregunta 28 ................................................................................................. 37
Figura 44. Resultado Pregunta 29 ................................................................................................. 37
Figura 45. Diagrama de proceso del Sistema Solar Fotovoltaico ................................................. 42
Figura 46. Ruta crítica para la implementación de sistemas solares fotovoltaicos en la zoona de
Puente Aranda en Bogotá ..................................................................................................................
Figura 47. Análisis QFD ............................................................................................................... 45
6
1. OBJETIVOS
1.1.OBJETIVO GENERAL
Elaborar un estudio de pre factibilidad para la implementación de un sistema de generación
fotovoltaica para empresas de la zona industrial de Puente Aranda en Bogotá
1.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar la cantidad de empresas del sector de Puente Aranda que están interesadas en
generar energía a partir de sistemas fotovoltaicos.
Dimensionar la capacidad de instalación de acuerdo con la demanda potencial de cada
empresa seleccionada para la muestra.
Seleccionar la configuración de generación fotovoltaica que garantice el suministro
confiable del servicio de energía.
Evaluar técnica y económicamente la implementación del sistema fotovoltaico a
implementar en las empresas de Puente Aranda
7
2. RESUMEN
El proyecto se formula con el propósito de conocer qué tan rentable pueden ser para las empresas
que se encuentran ubicadas en la zona de Puente Aranda, implementar los sistemas de generación
fotovoltaica dentro de la organización para el consumo de energía eléctrica desde un punto de vista
económico, ambiental, social y a uso futuro.
Para la realización del estudio de pre factibilidad se levantó información primaria y secundaria
para determinar el número de empresas interesadas en la implementación de energías alternativas,
con posibilidad económica de adquisición y cumpliendo con las condiciones técnicas, permitiendo
el diseño de un posible sistema que se acomodaría con las necesidades identificadas.
Se plantea el uso dispositivos electrónicos que cumplen con las especificaciones de consumo de
energía identificada en el estudio de mercado y demás aspectos que son relevantes para las
empresas del sector; y a partir del uso de estos dispositivos se genera una propuesta económica
con el valor del sistema para las empresas Teniendo en cuenta los datos y valores identificados en
el estudio de mercado para identificar la cantidad de energía necesaria a generar, almacenar y
regular.
La propuesta económica contiene las proyecciones a cinco años de las posibles ganancias en las
empresas por motivo de ahorro y generación de energía eléctrica a partir del sistema fotovoltaico
diseñado. Además, esta propuesta se construye teniendo en cuenta los beneficios que pudiese
obtener una empresa al implementar este tipo de tecnologías.
Por último se cuenta con una serie de recomendaciones de usos y mejoras al sistema para las
empresas, teniendo en cuenta aspectos importantes con el fin de que el servicio de energía eléctrica
en cada una de ella sea continuo y de calidad.
2.1.SITUACIÓN PROBLEMA
El desarrollo de un país es proporcional al consumo energético (World Resources Institute, 2007)
y los métodos convencionales de generación de energía como el uso de centrales termoeléctricas
e hidroeléctricas ven limitada su oferta debido a la disponibilidad de recursos. El desarrollo de la
energía solar es una opción viable, ambiental y técnicamente, dada la disposición infinita del
recurso primario, el sol; en sectores industriales los paneles pueden garantizar continuidad en el
servicio para sistemas administrativos además de mitigar los problemas asociados a la calidad de
energía que comúnmente existen en zonas industriales debido a la constante distorsión de la señal
que generan los arranques y paradas de máquinas y motores y que se transforman en costos para
las empresas por el deterioro constante de equipos sensibles a estos cambios como pueden ser los
sistemas de cómputo y de control.
8
También existe un crecimiento de otras tecnologías renovables como por ejemplo la energía eólica,
sin embargo esta aunque se comprobó que es viable depende mucho de la velocidad y masas del
viento, si no son acordes al sistema, se tienen dos posibles afectaciones: la interrupción en el
suministro de energía o daño de los componentes; por último otras de las posibles soluciones para
satisfacer de la demanda energética que va en aumento es el aprovechamiento de la biomasa o
energía a partir de materiales orgánicos, esta tecnología es muy dependiente del tipo y uso de
materiales a utilizar.
2.2.HIPÓTESIS
Un sistema de generación de energía a partir de paneles fotovoltaicos es una opción viable técnica
y económicamente para las industrias Bogotanas ubicadas en el sector de Puente Aranda debido a
que los costos de facturación de energía disminuirían y los beneficios tributarios aumentarían
(Senado de la Republica, 2014), además de los beneficios ambientales y la mejora en la percepción
de la marca que suelen tener las empresas cuando invierten en tecnologías verdes (Solar Power
Europe, 2015).
En Bogotá la energía solar y la biomasa o cogeneración son factibles para su aprovechamiento
eficiente, ya que las corrientes de aire no son adecuadas para satisfacer la demanda de una empresa
o industria, por otro lado la energía a partir del material orgánico como la de los residuos o metano
resulta beneficiosa el único inconveniente es el costo por acumulación y acopio de estos materiales
influyentes en la determinación rentable de una tecnología.
2.3.VARIABLES
- Demanda de Energía
- Beneficios ambientales de la generación a partir de paneles solares
- Precios de los componentes de los sistemas
- Beneficios tributarios
- Ahorro en costos de energía
- Disponibilidad de la energía
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3. MARCO TEORICO
3.1.FABRICACIÓN DE LOS PANELES
El origen de los paneles y células fotovoltaicas se ha desplazado a Asia en la última
década, expulsando a los fabricantes europeos y estadounidenses. En 2013, el 76% de los paneles
fotovoltaicos se fabricó en un país asiático.
Figura 1 Producción de módulos fotovoltaicos por región.
(Fraunhofer Institute for Solar Energy System, ISE, 2014).
3.2.EFICIENCIA
La fotovoltaica es un campo sobre el que se sigue investigando y avanzando. El Laboratorio
Nacional de Energías Renovables (NREL en sus siglas en inglés) de Estados Unidos mantiene
actualizado el siguiente gráfico que recoge la evolución de los records de eficiencia de célula para
las diferentes tecnologías. La eficiencia de una tecnología consolidada como es el silícico cristalino
(en azul) o las células de lámina delgada (en verde) se han mantenido relativamente estables desde
1995. Lo que ha mejorado sustancialmente es la fabricación de las células, con esa eficiencia, de
manera industrial y a un menor coste.
La figura también muestra la existencia de dos tecnologías alternativas que exhiben una pendiente
mayor, es decir, están mejorando su eficiencia a un ritmo mayor en los últimos años. En la parte
alta del gráfico aparecen (en violeta) las células multiunión cuyo objetivo es alcanzar la mayor
eficiencia posible que pueda compensar el mayor coste de producirlas. En la parte baja emergen
(en rojo) los diseños novedosos de células que se basan en obtener menores eficiencias pero con
un coste menor.
10
Figura 2. Evolución de la eficiencia de las diferentes tecnologías de células fotovoltaicas.
(REN21 Renewable energy policy network for the 21st century, 2014)
3.3.ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Y SFV
Un sistema fotovoltaico (SFV) es un conjunto de equipos dispuestos para suplir la demanda de
energía eléctrica utilizando como fuente la energía solar, basado en la propiedad en convertir la
radiación solar en energía eléctrica (Garcia Villas, 1999) 1.
3.3.1. Tipos de instalación fotovoltaica
De acuerdo con la composición del sistema fotovoltaico; la conexión de sus elementos
constitutivos y la conexión con la red eléctrica de distribución los sistemas fotovoltaicos pueden
ser clasificados como autónomos o interconectados. Entre éstos se encuentran:
Sistema Fotovoltaico Autónomo
o Sistema Autónomo flotante
o Sistema Autónomo Stand-Alone
o Sistema Autónomo Regulado
o Sistema Autónomo Completo
Sistema Interconectado
1Basado en el efecto fotovoltaico, en el cual la celda solar (formada por materiales semiconductores tipo n y tipo p) tiene la propiedad generar una fuerza electromotriz (f.e.m) como resultado de la irradiación.
11
3.3.2. 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 cargas (Álvarez Álvarez & Serna Alzate, Análisis local y
mundial de tendencias en generación distribuida, 2013).
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 (Guash Murillo, 2003).
Figura 3. Esquema SFV autónomo flotante
(Guash Murillo, 2003)
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 (Guash Murillo, 2003).
Figura 4. Esquema SFV autónomo stand-alone.
(Guash Murillo, 2003)
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 (Guash Murillo, 2003).
12
Figura 5. Esquema SFV autónomo regulado.
(Guash Murillo, 2003)
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.
Figura 6. Esquema SFV autónomo completo.
(Guash Murillo, 2003)
3.3.3. 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
sincronismo2.
Figura 7. Esquema SFV interconectado.
(Guash Murillo, 2003)
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.
2 Propiedad en la cual el inversor debe ajustar la magnitud de tensión, ángulos de fase y frecuencia a los disponibles en la red de distribución.
13
3.4.NORMATIVIDAD
De acuerdo con la alerta tecnológica emitida por el CIDET3 en noviembre de 2012, el ICONTEC
ha publicado un número relativamente amplio de normas sobre energía solar, la mayor parte de
ellas enfocadas en procedimientos para realizar ensayos en estos sistemas. Una buena parte de las
normas sobre colectores solares fue publicada a comienzos de los 90’s, mientras que las normas
sobre sistemas fotovoltaicos comenzaron a publicarse en 2005.
En el siguiente cuadro resume las principales normas que aplican a la instalación de sistemas
solares fotovoltaicos
Tema Referencia Descripción
Terminología
NTC 2775, ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA.
TERMINOLOGÍA Y
DEFINICIONES
(24/8/2005)
Esta norma sólo contiene definiciones
referentes a sistemas fotovoltaicos, acordes
con la simbología establecida en la norma
NTC 1736. No incluye ningún tipo de
clasificación de los sistemas fotovoltaicos,
ni ningún tipo de especificación sobre los
mismos. Sólo define conceptos como
arreglo fotovoltaico, batería, potencia pico,
celda fotovoltaica, corriente de carga,
eficiencia de conversión, oblea, respuesta
espectral, silicio policristalino, entre otros
términos muy generales.
Mediciones y
Ensayos
NTC 5513, DISPOSITIVOS
FOTOVOLTAICOS PARTE
1: MEDIDA DE LA
CARACTERÍSTICA
INTENSIDAD TENSIÓN
DE LOS MÓDULOS
FOTOVOLTAICOS
(29/8/2007)
Esta norma describe los procedimientos de
medida de la característica corriente-voltaje
(I-V) para celdas solares de silicio
cristalino, empleando luz natural o
simulada.
Mediciones y
Ensayos
NTC 5678, CAMPOS
FOTOVOLTAICOS DE
SILICIO CRISTALINO
MEDIDA EN EL SITIO DE
CARACTERÍSTICAS I-V
(24/6/2006)
Esta norma describe los procedimientos de
medida en sitio de las características de
campos fotovoltaicos de silicio cristalino y
la extrapolación de estos datos a
condiciones estándar de medida o a otros
valores de irradiancia y temperatura.
Mediciones y
Ensayos
NTC 5512, ENSAYO DE
CORROSIÓN POR
NIEBLA SALINA DE
MÓDULOS
Esta norma describe el procedimiento para
realizar un ensayo que permite determinar
la resistencia de los módulos fotovoltaicos a
la niebla salina, lo que puede resultar útil a
la hora de evaluar la compatibilidad de los
3 Corporación Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico
14
FOTOVOLTAICOS
(29/8/2012)
materiales usados en los módulos, así como
la calidad y uniformidad de los
recubrimientos protectores.
Mediciones y
Ensayos
NTC 5509, ENSAYO
ULTRAVIOLETA PARA
MODULOS
FOTOVOLTAICOS (FV)
(29/10/2008)
Esta norma define un ensayo que permite
determinar la resistencia de un módulo
fotovoltaico cuando es expuesto a radiación
ultravioleta (UV). Particularmente, el
ensayo permite determinar la resistencia de
materiales como polímeros y capas
protectoras.
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 2883, MÓDULOS
FOTOVOLTAICOS (FV)
DE SILICIO CRISTALINO
PARA APLICACIÓN
TERRESTRE.
CALIFICACIÓN DEL
DISEÑO Y APROBACIÓN
DE TIPO (26/07/2006)
La presente norma hace referencia a los
requisitos establecidos para la calificación
del diseño y la aprobación del tipo de
módulos fotovoltaicos para aplicación
terrestre y para la operación en largos
periodos de tiempo en climas moderados (al
aire libre), según lo define la norma IEC
60721-2-1. Y su uso principal es en
módulos fotovoltaicos que utilicen
tecnologías en silicio cristalino.
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 5464, MÓDULOS
FOTOVOLTAICOS DE
LÁMINA DELGADA
PARA USO TERRESTRE.
CALIFICACIÓN DEL
DISEÑO Y
HOMOLOGACIÓN
(22/12/2006)
Esa norma indica los requisitos, según la
norma IEC 721-2-1, para la clasificación del
diseño de los sistemas de módulos
fotovoltaicos de lámina de delga, que son
diseñados principalmente para operar en
largos periodos de tiempo y en climas
moderados (al aire libre). La tecnología en
la cual se basa es la de silicio amorío pero
también puede ser aplicable a otros módulos
fotovoltaicos de lámina delgada.
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 5549, SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS
TERRESTRES.
GENERADORES DE
POTENCIA.
GENERALIDADES Y
GUÍA (16/11/2007)
Esta norma brinda una visión general de los
sistemas fotovoltaicos (fv) terrestres
generadores de potencia y de los elementos
funcionales que los constituye.
15
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 5287, CELDAS Y
BATERÍAS
SECUNDARIAS PARA
SISTEMAS DE ENERGÍA
SOLAR FOTOVOLTAICA.
REQUISITOS
GENERALES Y
MÉTODOS DE ENSAYO
(15/07/2009)
Esta norma suministra la información
necesaria referente a los requisitos de las
baterías que se utilizan en los sistemas
solares fotovoltaicos y de los métodos de
ensayo típicos utilizados para verificar la
eficiencia de las baterías.
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 2959, GUÍA PARA
CARACTERIZAR LAS
BATERÍAS DE
ALMACENAMIENTO
PARA SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS
(18/09/1991)
La presente norma tiene como objeto
mostrar una metodología para la
presentación de la información técnica
relacionada con la selección de baterías para
el almacenamiento de energía en sistemas
fotovoltaicos. Además, se presenta un
procedimiento para verificar la capacidad,
eficiencia y duración de las baterías de
acumulación.
Componentes de
Sistemas Solares
Fotovoltaicos
NTC 5627,
COMPONENTES DE
ACUMULACIÓN,
CONVERSIÓN Y
GESTIÓN DE ENERGÍA
DE SISTEMAS
FOTOVOLTAICOS.
CALIFICACIÓN DEL
DISEÑO Y ENSAYOS
AMBIENTALES
(29/10/2008)
La actual norma establece algunos
requisitos para la clasificación del diseño,
de los componentes de acumulación,
conversión y gestión de energía de sistemas
fotovoltaicos. Se centra principalmente en
componentes solares específicos tales como
baterías, inversores (onduladores),
controladores de carga, conjuntos de
diodos, radiadores, limitadores de tensión,
cajas de conexiones y dispositivos de
rastreo del punto de máxima potencia, pero
puede aplicarse a otros componentes
complementarios del sistema.
Eficiencia
Energética
NTC 4405, EFICIENCIA
ENERGÉTICA.
EVALUACIÓN DE LA
EFICIENCIA DE LOS
SISTEMAS SOLARES
FOTOVOLTAICOS Y SUS
COMPONENTES
(24/06/1998)
La presente norma hace referencia a la
metodología para la evaluación de la
eficiencia de los sistemas solares
fotovoltaicos, distribuyéndose en tres
etapas: etapa de paneles o módulos, etapa de
regulación y etapa de acumulación.
16
Especificaciones
NTC 5710 PROTECCIÓN
CONTRA LAS
SOBRETENSIONES DE
LOS SITEMAS
FOTOVOLTAICOS
PRODUCTORES DE
ENERGÍA (30/09/2009)
Esta norma establece algunos métodos para
proteger los sistemas fotovoltaicos
productores de energía de sobretensiones,
independiente de si son autónomos o si
están conectados a la red de distribución del
sistema de potencia.
Tabla 1 Normatividad aplicable al diseño e implementación de Sistemas Fotovoltaicos
(Álvarez Álvarez & Serna Alzate, Normatividad sobre Energía Solar Térmica y Fotovoltaica,
2012)
Toda la normatividad anteriormente mencionada se enmarca bajo la ley 1715 de mayo de 2014,
“por medio de la cual se regula la integración de las energía renovables no convencionales al
sistema eléctrico nacional”. Esta ley “tiene por objeto promover el desarrollo y la utilización de
las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, en el
sistema energético nacional, mediante su integración al mercado eléctrico, su participación en las
zonas no interconectadas y en otros usos energéticos corno medio necesario para el desarrolle
económico sostenible, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la seguridad del
abastecimiento energético.
Con los mismos propósitos se busca promover la gestión eficiente de la energía, que comprende
tanto la eficiencia energética como la respuesta de la demanda”.
De manera general, la ley tiene por objeto “establecer el marco legal y los instrumentos para la
promoción del aprovechamiento de las fuentes no convencionales de energía, principalmente
aquellas de carácter renovable, lo mismo que para el fomento de la inversión, investigación y
desarrollo de tecnologías limpias para producción de energía, la eficiencia energética y la respuesta
de la demanda, en el marco de la política energética nacional.
Igualmente, tiene por objeto establecer líneas de acción para el cumplimiento de compromisos
asumidos por Colombia en materia ele energías renovable, gestión eficiente de la energía y
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, tales como aquellos adquiridos a través de
la aprobación del estatuto de la Agenda Internacional de Energías Renovables (Irena) mediante la
Ley 1665 de 2013”.
3.5.INCENTIVOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ENERGÍA
FOTOVOLTAICA
Mediante la búsqueda de información secundaria se resumen algunos de los incentivos más
representativos para la implementación de las energías alternativas (PNUD, 2002) (APPA, 2009)
(Álvarez Álvarez & Serna Alzate, Normatividad sobre Energía Solar Térmica y Fotovoltaica,
2012) (Internacional Energy Agence, 2014)
Política nacional de fomento a la investigación e innovación
17
Financiación a través de organismos multilaterales internacionales (PNUD, OEA, FMI,
ONU,
Tendrán derecho a reducir anualmente de ella, por los 5 años siguientes al año gravable
en que hayan realizado la inversión, el 50% del valor total de esta
Los equipos y demás elementos para la producción y utilización de energía a partir de
fuentes no convencionales estarán excluidos de IVA.
4. DIAGNÓSTICO DEL SECTOR
4.1.ANTECEDENTES HISTÓRICOS Y MARCO HISTÓRICO
4.1.1. Colombia y Latinoamérica
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. Colombia posee pocos datos sobre el tamaño de la industria solar fotovoltaica
(Cantillo-Guerrero & Conde-Danies, 2011).
El estudio más completo que se posee es el censo y evaluación de sistema solares fotovoltaicos
instalados en Colombia, elaborado por el desaparecido Instituto de Ciencias Nucleares y Energías
Alternativas – INEA, para el año 1996, documento en el que se realiza un diagnóstico de la
industria en Colombia entre los años 80 y 90, resaltando como con el paso del tiempo la tecnología
de los módulos solares fotovoltaicos mejoró su eficiencia energética; el documento también resalta
datos sobre la demanda y oferta en el sector fotovoltaico colombiano, destacando como principales
segmentos de mercado el sector de las telecomunicaciones (soluciones solares en zonas remotas)
y la electrificación rural (Enguita Robira, 2012).
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 (Cantillo-Guerrero & Conde-Danies, 2011).
A continuación se presenta la evolución cronológica de algunos de los principales Hitos en el
desarrollo de los SFV y sus aplicaciones. (ASIF - Asociación de la Industria Fotovoltaica, 2008)
18
1839 1877 1954 1955
El físico
Edmund
Bacquerel
descubre el
efecto
fotovoltaico
Los físicos
W.G. Adams y
R.E. Day
producen la
primera célula
fotovoltaica de
Selenio.
Investigadores
de los
laboratorios
Bell, producen
la primera celda
solar de silicio.
Se aplican
elementos
solares
fotovoltaicos a
la
industria
aeroespacial
americana
Se anuncia el
primer producto
comercial
fotovoltaicos,
con 2%
eficiencia y
precioUS$25/ce
lda, con 14 W
c/u.
1959 1964 1964 1986 2013
Hoffman
Electronic
Logra un 10%
de eficiencia en
sus células
comerciales.
Se lanza la nave
Espacial
Nimbus, con
470 W
instalados en
paneles
fotovoltaicos.
Se lanza la nave
espacial Skylab,
con 20 kW
instalados en
paneles
fotovoltaicos.
Entra en
funcionamiento
el parque
fotovoltaico
SEGS (44
MW) en el
desierto de
Mojave, CA.
Mercado de
sistemas SFV
alcanza record
de 139 GW de
capacidad
instalada.
Tabla 2. Principales hitos en la evolución de SFV
(ASIF - Asociación de la Industria Fotovoltaica, 2008)
La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de programas implementados en los diferentes países
latinoamericanos como respuestas a recomendaciones como las de la FAO (1998) con el
documento “Pasos hacia la Modernización en el Sector Rural: La Energización como Polo
Central”. De manera general el cuadro evidencia como el desarrollo de la energía solar fotovoltaica
en Latinoamérica ha sido enfocado al campo, es decir, a las zonas no interconectadas de las
diferentes naciones.
País Documento Año Comentario
México Estudio de caso: Selección de
opciones de aprovechamiento
energético para la comunidad
rural de Tepisuac, Jalisco.
1997 Proyecto con 50 viviendas y
una población de 300
personas. Viven en la
pobreza, con prácticas de
subsistencia.
Colombia Dotación de energía
fotovoltaica a escuelas y
viviendas rurales en el
departamento de Casanare.
1999 Proyecto dirigido a la
población rural de Casanare
(40 escuelas y 2.000
viviendas), aislada de las
zonas interconectadas de los
corredores eléctricos. 1
Cuba
Estudio de caso: selección de
alternativas energéticas un
1999
Proyecto para 30 viviendas,
con una población de 200
personas. Conclusión:
19
proyecto de comunidad rural
provincia de Cienfuegos.
energía fotovoltaica para
demanda eléctrica, bombeo
de agua, iluminación. Energía
solar térmica para la cocción
de alimentos.
Colombia Energía fotovoltaica para San
Sebastián, TumacoNariño.
1999 Electrificación fotovoltaica
de unidades caseras, para
población en el Pacifico
colombiano. Ayuda
humanitaria y cooperación de
Fundación Luna Roja.
Honduras “La energía solar cierra la
brecha digital”
2000 Aldea de San Ramón, primera
comunidad de Honduras
conectada a internet, con
energía fotovoltaica. Otras
aplicaciones: televisión,
videograbadoras y
computadores.
El Salvador Energía fotovoltaica en la
educación a distancia. Estudio
de caso “telesecundaria El
buen Porvenir” que se
encuentra en una zona rural
del país.
2001 Diseño de un sistema
fotovoltaico que contempla
una video casetera para 5
horas, un televisor 25”, 3
luminarias de 15W cada una,
para dos horas de uso. El
diseño se realizó para el mes
de junio con la mínima
irradiación; se obtuvieron dos
paneles de 362 W. Se prevé el
uso de computadores, y con el
tiempo, acceso a internet.
Chile Tecnologías renovables en
electrificación rural.
2003 La energía solar se utiliza
para el calentamiento de agua
y generación eléctrica a
través de sistemas
fotovoltaicos en viviendas
aisladas de la red eléctrica, en
la zona norte del país.
Perú Electrificación rural a base de
energía fotovoltaica (PNUD)
2006 Es una alternativa energética
para sistemas fotovoltaicos,
cuando la demanda es
pequeña, ayudando al
poblador rural de áreas
aisladas a disminuir los
índices de pobreza. Dentro de
los objetivos del proyecto se
encuentra la disminución de
20
los gases tipo invernadero
que se generan por la
utilización de combustibles
fósiles en las zonas rurales.
Colombia Implementación de sistemas
de energía para comunidades
no interconectadas.
2008 Energía para 12 escuelas
rurales y 75 viviendas y 8.000
solicitudes en comunidades
dispersas del área rural de
Casanare.1
Colombia Central de producción energía
fotovoltaica para 17.000
habitantes de Santander.
2009 Central a construirse con
apoyo de las EPM (Empresas
Públicas de Medellín),
Fundación por una Colombia
Futura. Electrificadora de
Santander. Proyecto piloto
para generar 15 Mw en
Bucaramanga
Tabla 3. Experiencia de países latinoamericanos con energía fotovoltaica
(LADINO PERALTA, 2011)
El crecimiento exponencial que se evidencia en los SFV, se atribuye al desarrollo de las
investigaciones en materiales y eficiencia de los páneles fotovoltaicos, así mismo del apoyo
pólitico a este tipo de tecnologías, sustentados en la busqueda incesante de la académia y la
industria en desarrollar nuevas formas de generación de energía eléctrica.
Figura 8. Capacidad global total de SFV, 2004 – 2013
(REN21 Renewable energy policy network for the 21st century, 2014)
21
4.1.2. Iluminación con Energía Solar Fotovoltaica para Autoservicios en Bogotá
Estudio técnico y económico sobre el uso de energía fotovoltaica para iluminación en dos (2)
autoservicios en la ciudad de Bogotá. Se analizan diferentes aspectos a tener en cuenta, como la
radiación solar mínima sobre el área considerada y los consumos en iluminación con energía
convencional. Se estima que, al realizar el cambio de iluminación de bombillos fluorescentes a
bombillos LED y establecer como fuente primaria las baterías previamente alimentadas con
energía fotovoltaica, se reduce el consumo de energía eléctrica de manera considerable en
iluminación. La energía solar fotovoltaica ha experimentado un crecimiento exponencial en los
últimos años, impulsada por la necesidad de asumir los retos que se presentan en materia de
generación de energía. Uno de ellos está relacionado directamente con los beneficios sociales, se
prevé que a medida que se comiencen a utilizar comercialmente estas nuevas tecnologías, se
crearán nuevos puestos de empleo, permitiendo progreso económico para los trabajadores
(Barbosa Urbano & Mayorga Betancourt , 2014).
Este crecimiento se ha producido gracias a los mecanismos de fomento de algunos países como
España, que han propiciado un gran incremento de la capacidad global de fabricación, distribución
e instalación de esta tecnología. Al realizar este estudio se pudo determinar que el uso de
iluminación tipo LED para algunos autoservicios, puede significar un gran ahorro de energía
eléctrica convencional con una disminución de hasta del 84,32%, según las cifras obtenidas. Este
ahorro tiene un alto impacto social para este sector de la economía (Barbosa Urbano & Mayorga
Betancourt , 2014).
La inversión que implica cada una de las opciones para reemplazar el suministro de energía
eléctrica de la red pública, por sistemas fotovoltaicos autónomos en los autoservicios, tiene un
estimado de recuperación en un mediano plazo de cinco (5) años, lo cual hace que las propuestas
se vuelvan atractivas. El cambio de bombillos genera una mayor eficiencia energética, mientras
que los bombillos fluorescentes pueden llegar a ofrecer una eficiencia del 14%, con los bombillos
LED se puede obtener una eficiencia lumínica hasta del 22%. Además, se pueden mejorar las
condiciones de salubridad pública en los establecimientos puesto que los bombillos LED no se
consideran peligrosos para la salud humana comparados con los fluorescentes, cuya composición
lleva de 20 a 25 mg de mercurio (Hg) que es tóxico para los seres vivos. Con este proyecto, se
tiene un primer intento para analizar a fondo la eficiencia de la energía solar fotovoltaica en una
ciudad como Bogotá, aportando información que puede llegar a ser muy útil para futuras
implementaciones en ambientes comerciales (Barbosa Urbano & Mayorga Betancourt , 2014).
4.1.3. Cálculo de una tarifa de alimentación para instalaciones fotovoltaicas
residenciales en Colombia
Trabajo de un economista de la Universidad Nacional de Colombia, estimó el valor de una tarifa
de alimentación residencial que incentive la producción de energía fotovoltaica en Colombia. Para
realizar este cálculo se aplicó una metodología que combina el análisis de punto de equilibrio
propuesto por Rigter y Vidican (2010), con la representación de una instalación fotovoltaica
diseñada en el programa Homer Energy. La tarifa de alimentación se calcula para tres ubicaciones
en el país; en el caso de Bogotá, la tarifa es de $ 4.359 pesos el kilovatio hora para un sistema
fotovoltaico de 3 kW. Aunque la tarifa estimada puede parecer muy alta de acuerdo con las
22
restricciones económicas e institucionales del Estado colombiano, hay espacio para explorar
programas piloto y estructuras alternativas. El artículo también discute las barreras y las
posibilidades legales para estimular las energías renovables en Colombia (Morales Sanchez, 2013).
El Estado colombiano requiere definir un entorno institucional más proactivo, integral y flexible
en el que para fomentar las energías limpias se adopte la perspectiva de sistema tecnológico: un
sistema tecnológico se compone de actores (los cuales tienen competencias y técnicas), redes e
instituciones. En este, una o varias redes de agentes interactúan en un área tecnológica específica
bajo una estructura institucional particular, con el propósito de generar, difundir y usar una
tecnología. Frente a todos estos elementos se requieren medidas (Barbosa Urbano & Mayorga
Betancourt , 2014).
4.1.4. Viabilidad técnico-económica de un sistema fotovoltaico de pequeña escala
El trabajo trato de responder al interrogante ¿es viable la instalación y aprovechamiento de un
sistema solar fotovoltaico de pequeña escala en la ciudad de Bogotá? Aunque el uso de fuentes
alternativas o no convencionales dista mucho de mostrarse, en el corto plazo, como la solución
definitiva a los problemas de abastecimiento de energía o como el sustituto de las formas
tradicionales de obtenerla, en particular en las zonas más densamente pobladas, sí se han logrado
avances importantes en la construcción y en la operación de sistemas fotovoltaicos a gran escala
que podrían implicar un desarrollo más acelerado de esta tecnología y una reducción más
pronunciada en sus precios. Dentro de las conclusiones se estipula que desde el punto de vista
técnico no existe ninguna dificultad o inviabilidad para la instalación, puesta en funcionamiento y
operación de un sistema solar fotovoltaico de pequeña escala en la ciudad de Bogotá, ya que tanto
la tecnología como el recurso solar están disponibles para su implantación (Ortiz, 2013)
Mientras que el resultado económicamente no es tan atractivo, debido a los altos costos de
adquisición y de instalación del sistema solar fotovoltaico que no tornan competitiva esta
tecnología frente a la electricidad disponible en la red nacional que abastece los centros urbanos,
a un costo considerablemente menor dado su origen principalmente hidráulico. No ocurre lo
mismo en las zonas no interconectadas en donde el costo de la electricidad generada con
combustibles hace que estos proyectos sean más atractivos desde un punto de vista económico-
social. Sin embargo, es claro que la presión internacional por el uso de energías renovables como
la fotovoltaica puede acelerar la reducción en los precios y hacer económicamente viable este tipo
de proyectos, al menos en el mediano plazo (Ortiz, 2013).
4.1.5. Estudio de los sistemas sostenibles implementados en la construcción de
vivienda unifamiliar en la ciudad de Bogotá.
La construcción, además de ser indispensable para el desarrollo de la sociedad, es también uno de
los principales responsables de residuos, contaminación, transformación del entorno y uso
considerable de energía. Cada uno de los edificios y casas en que habitamos produce una huella
ecológica sobre el planeta. Su construcción, operación y, eventualmente, su demolición, consumen
una gran cantidad de recursos y producen muchos residuos contaminantes. “Se calcula que el
sector residencial y de oficinas, a nivel mundial, consume el 40% de energía, 30% de emisiones
23
de carbono (CO2) que van a la atmósfera, 50% materias primas, 40% de desperdicios y 20% de
agua potable” (Peraza Velandia & Gutierrez Pizarro, 2014).
Según el World GBC 2008, el sector de la construcción, a nivel mundial, es aquel que más
potencial tiene para reducir sus impactos negativos al medio ambiente, ya que con pequeños
cambios, que no incurren en grandes costos de producción, serían suficientes para reducir en
promedio, un 30% el consumo de energía, 35% las emisiones de carbono (CO2), hasta un 50% el
consumo de agua, además de generar ahorros del 50% al 90% en el costo de la disposición de
desechos sólidos. En respuesta a estos problemas han surgido los edificios sostenibles, los cuales
tienes como objetivo ser amigables con el medio ambiente y mejorar la calidad de vida del ser
humano. Según el Consejo de Construcción Sostenible Colombiano, los principales países que
están implementando estos sistemas son: Estados Unidos, Japón, Suiza, Canadá y Francia entre
otros. La incorporación de sistemas sostenibles en unidades de vivienda, representan ahorros para
las familias que las conforman. Por lo tanto los ahorros en sistemas sustentables, son ingresos
personales. En la construcción Colombia no existen reglamentaciones definidas que atribuyan a la
implementación de edificaciones amigables hacia el medio ambiente. En la implementación de
cualquier sistema sostenible la retribución a la inversión se debe calcular a largo plazo, de acuerdo
a la magnitud del sistema a utilizar (Peraza Velandia & Gutierrez Pizarro, 2014).
4.2.ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
La APPA (Asociación de Empresas de Energías Renovables) creada en España en 1987 pretende
contribuir a crear las condiciones favorables al desarrollo de las energías con fuentes renovables
sensibilizando a la opinión pública sobre la necesidad de emplear en la producción de electricidad
fuentes que garantizan un desarrollo sostenible y que respetan el medio ambiente como lo son las
renovables, dialogo con entidades públicas y privadas (organismos autónomos, organizaciones
ecologistas, cámaras de comercios, sindicatos y cualquier colectivo interesado) sobre los diferentes
aspectos que implica su actividad y coordina con entidades docentes de todos los niveles las tareas
de divulgación e investigación sobre las energías renovables (APPA, 2009)
La tecnología fotovoltaica se encuentra todavía en una fase de desarrollo y con un escaso nivel de
implementación industrial, todo lo contrario a tecnologías como la energía nuclear, el uso de
hidrocarburos, gas natural, hidráulica, razón por la cual está tecnología al realizar su evaluación
ambiental durante el análisis del ciclo de vida, no es tan positiva, sin embargo es una fuerte
influencia o ícono de las energías renovables, pues los expertos prevén que los avances para la
fabricación de células solares y con ello, los impactos medio ambientales de esta tecnología
(IDAE) Adicional a los proyectos anteriormente nombrados se evidencia un fuerte crecimiento por
el interés de las energías fotovoltaicas (Energías Renovables, 2015)
Solarpower Europa ha adquirido una amplia experiencia en la cooperación internacional de
proyectos y participa en varios proyectos financiados por la UE, con el objetivo de abordar las
cuestiones de importancia estratégica para el crecimiento de toda la industria fotovoltaica. Alguno
de los proyectos financiados por la Unión Europea (Solar Power Europe, 2015) son:
1. Cheetah: Busca unificar la investigación y desarrollo fotovoltaiica entre industrias y
provincias de la Unión Europea
24
2. CrowdFundRES: Tiene como abjeto acelerar el crecimiento de la energía renovable en
Europa, a través de los siguientes pilares 1) los desarrolladores de proyectos de energía
renovable, cuyo acceso a la financiación es cada vez más desafiante 2) La parte del público
que tiene interés en invertir, incluso cantidades muy pequeñas de sus ahorros en proyectos
de energía renovable 3) Crowdfunding plataformas que sirven de intermediarios que
facilitan la operación financiera entre el público y los desarrolladores de proyectos.
3. Market RES: se centra en el diseño del mercado de electricidad para apoyar una integración
más eficiente de la electricidad renovable, teniendo como compromisos liderar un debate
de la evolución del modelo, identificar y recomendar política, legislación y regulación de
los sectores de la energía renovable, e identificar y recomendar medidas de mercado y
actores para aportar a los resultados del proyecto.
4. Photovoltaic Technologic Platform: Busca principalmente apoyar todas las actividades de
las distintas partes interesadas de la energía fotovoltaica
5. Solar Bankability: Busca para el 2017 desarrollar, documentar y establecer prácticas para
evaluar y mitigar los riesgos técnicos asociados a las inversiones en la energía fotovoltaica
en todo el ciclo de vida del proyecto, es decir, durante el desarrollo, operación y
desmantelamiento, también los de modelar los costos de una inversión fotovoltaica ya que
los inversores hacen al evaluar los costes del ciclo de vida de este tipo de proyectos y el
evaluar cómo estos riesgos afectan a la producción de electricidad y el retorno esperado de
la inversión en los diferentes modelos de negocio.
6. SOPHIA: Entre el 2011 y 2015 buscaba la infraestructura académica para optimizar las
capacidades de investigación y coordinación uniendo grupos de investigación para llevar a
cabo trabajos eficientes en el ámbito de las tecnologías fotovoltaicas.
Empresas privadas inician la implementación de la energía solar fotovoltaica en zonas rurales en
las décadas de los 80 y 90 fracasando dichas inversiones por el desconocimiento aún existente
(PNUD, 2002). Sin embargo a la fecha el mercado ha ido creciendo, encontrándose los principales
usos en iluminación de edificios y espacios públicos principalmente en costa Rica. Casos
específicos:
1. En El Salvador, existe una comunidad que dispone de dos sistemas centralizados para el
suministro de energía eléctrica. La capacidad total instalada es de 1.680 Wp. El sistema
satisface las necesidades de iluminación (2 lámparas fluorescentes de alta eficiencia de 11
W a 120 V) y esparcimiento (1 TV B/N de 18 W a 120 V y 1 radio de 12 W) de 35 familias.
No existen medidores de energía, cada familia aporta un pago de US$ 1,20 mensualmente
si hace uso de lámparas, un radio y un televisor; US$ 0,60 si no hace uso de un televisor
(PNUD, 2002).
2. Desde 1995, la comunidad de El Capurí, en Panamá tiene un sistema fotovoltaico
centralizado, financiado por la Universidad de Panamá y el Banco Interamericano de
Desarrollo (BID). La comunidad está constituida por 30 viviendas y se encuentra a 6
kilómetros de distancia de la línea eléctrica más cercana, por lo que el sistema fotovoltaico
fue la solución más factible para llevar la electricidad a sus habitantes. El sistema está
constituido por 96 módulos fotovoltaicos de 75 W, 48 baterías de 2 voltios, estructuras de
soporte, equipos de control y un sistema de tendido eléctrico para la distribución de la
25
energía a las casas. Además de la electricidad, el sistema facilita un teléfono público en el
centro comunal (PNUD, 2002).
4.3.CASOS DE ÉXITO
4.3.1. SOLAR PLUS
Empresa con más de 6 años de experiencia en el medio internacional. Se enfocan en planear,
asesorar, dirigir, ejecutar, instalar y controlar proyectos de energía solar fotovoltaica. También
suministran partes y piezas para implementación de proyectos con energía solar, con marcas
reconocidas a nivel mundial y marcas propias para comercio y usuarios finales (Solar Plus Energy,
s.f.).
Los casos de éxito en Colombia son:
1. Suministro de paneles, baterías e inversores para sistema solar fotovoltaico de 25kw en
Titumate - Choco
2. Suministro de equipos solares fotovoltaicos para sistemas aislados de la red eléctrica en
Vigía del Fuerte-Choco
3. Sistema de respaldo con energía solar para alimentar equipos de entretenimiento y
comunicación durante 2 horas de manera gratuita en Rionegro Antioquia.
4. Sistema de refrigeración solar fotovoltaico con energía gratuita de manera sencilla,
iluminación en exteriores de San Antonio de Pereira
5. Instalación solar fotovoltaica para sistema de riego en los Montes de María - Bolívar
4.3.2. HELYOSIST
Empresa que comercializa, instala, opera y mantiene plantas de tratamiento de agua
descentralizada, usando sistemas fotovoltaicos como fuente energética, brindan soluciones para la
alimentación de plantas de tratamiento (ultrafiltración y ósmosis inversa) en energía o para
sistemas de electrificaciones rurales (Heliosyst, 2015).
4.3.3. HYBRYTEC
Diseñan, comercializan e instalan soluciones de energía solar fotovoltaica y térmica, facilitando el
acceso a la energía solar a todo nivel a través de tres líneas de negocio (Hybrytec Energía Solar,
2015):
El proyecto de calentamiento solar de agua comprendió la instalación de un sistema de 2000
litros diarios de agua para el área del Monasterio y otro sistema de 1000 litros para la zona de
Retiro Espiritual. Estos sistemas proveen agua caliente para las duchas de las habitaciones de
las monjas que habitan dicho Monasterio. El sistema está compuesto de colectores solares,
tanques de almacenamiento, controlador solar térmico, bombas de recirculación de agua y
tubería hidráulica de conexión.
26
Sistema solar fotovoltaico de 19,74 kWp conectado a la red, la energía generada es consumida
inmediatamente por las cargas del Colegio Rochester, que se dividen en computadores,
iluminación, aires acondicionados entre otras. El sistema está compuesto por 2 inversores que
dividen el sistema en dos arreglos solares diferentes localizados en los edificios 4 y 5 del
colegio. En el mes de Enero de 2013 se obtuvo un rendimiento diario de 4.46kWh/kWp/día,
superando la generación estimada.
Sistema con energía solar para bombeo de agua desde una represa a un nacedero de agua. El
sistema se construyó para el acueducto de la vereda Samaria en Villavicencio, permitiendo con
ello el suministro de agua para 53 predios en la zona. El agua es bombeada a un tanque con una
capacidad de almacenamiento de 50m3, ubicado a más de 600mts de distancia de la bocatoma
desde donde inicia el suministro del agua a los diferentes predios. El sistema está compuesto
por 27 paneles solares, 1 bomba solar con su respectivo controlador y los equipos de conexión
entre la bomba y el controlador.
Sistema de energía solar fotovoltaico para zonas no interconectadas instalado en antena
repetidora de EDATEL, con capacidad de suplir energía a equipos de comunicación, que
suministran servicio de internet y telefonía a la población del corregimiento de Santa Rita,
municipio de Andes. Estos equipos de comunicación se alimentan de energía durante las 24
horas gracias a una potencia generada por los paneles de 540Wp y al almacenamiento del banco
de baterías. Se contribuye a que 5.000 personas tengan acceso a internet.
Sistema solar fotovoltaico de 7,9 kWp conectado a la red. La energía generada es consumida
directamente por las bombas de agua del edificio Green Ecoliving. El sistema está compuesto
por un inversor de 9.9 kW y un total de 33 paneles de 240 Wp. La generación anual proyectada
es de 10.46 MWh/año.
5. ESTUDIO DE MERCADO
5.1.TENDENCIAS DEL MERCADO
La combinación de la evolución de la economía mundial, los movimientos demográficos, el
cambio climático y el extraordinario desarrollo de las tecnologías, ha puesto en marcha un cambio
profundo del sistema energético global. Cada vez más, las energías renovables son vistas como la
mejor solución para una población mundial que exige un acceso asequible a la electricidad al
tiempo que reduce la necesidad de combustibles fósiles tóxicos que están provocando niveles
insostenibles en las emisiones de gases de efecto invernadero (Roca, 2014).
La transición energética hacia un modelo más sostenible basado en las energías renovables se va
imponiendo poco a poco pero inexorablemente en todos los rincones del planeta. Y es que las
ventajas son numerosas, tal y como publica en su informe REthinking Energy la Agencia
Internacional de Energías Renovables (IRENA) que desvela más de un punto interesante sobre un
sector que está totalmente en alza.
Las siguiente es una perspectiva de la energía solar fotovoltaica tomada del sitio web español
Lamarea.com (Moreton & Victoria, 2014) en la cual se da un vistazo general del estado actual y
la evolución de costos, potencia, cobertura de la demanda, fabricación de paneles, eficiencias y
27
área utilizada. Se refiere todo el artículo dada la claridad del análisis y la actualidad de la
información.
5.2.COSTO
El precio del panel fotovoltaico ha descendido drásticamente en los últimos cinco años. En la
Figura 9. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de la
producción acumulada Figura 9. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio
pico) en función de la producción acumulada Se muestra cómo hace un par de años que se superó
la barrera de “un euro por vatio pico (Wp)”4que permite considerar esta tecnología competitiva
con otras fuentes de generación eléctrica.
La Figura 9. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de
la producción acumulada muestra cómo, a medida que iba aumentando la producción acumulada5,
el precio del panel disminuía considerablemente. Este tipo de representación suele utilizarse para
estimar el ritmo de aprendizaje de una tecnología, que está relacionada con la pendiente de los
datos en estos ejes. Por ejemplo, si los puntos estuviesen sobre una horizontal esto significaría que
la tecnología no mejora.
Sin embargo, lo que nos muestra la gráfica es todo lo contrario, que la tecnología mejora y mucho.
Un panel fotovoltaico cuesta hoy apenas un tercio de lo que costaba hace 5 años. Si en 2008 se
pagaban más de 2€/Wp, en 2013 el precio se había reducido hasta llegar a 0.6€/Wp. Cabe destacar
también cómo la evolución en los últimos cuatro años representados, alcanzando un precio muy
inferior al que parecía esperable en función de los datos de años anteriores, indica la enorme
influencia de otros factores no relacionados con el aprendizaje tecnológico, entre ellos la
incorporación de productores asiáticos.
4 La potencia en vatios pico de un panel es la que produce bajo una irradiancia de 1000W/m2 cuando las células están a 25ºC. 5 La producción acumulada se refiere al total de paneles fotovoltaicos producidos en todo el mundo.
28
Figura 9. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de la
producción acumulada
(Morgan Stanley & Co, 2014)
El coste actual del panel permite estimar el precio de la energía fotovoltaica en el rango de 126-
265 $/MWh para instalaciones domésticas y 60-86 $/MWh para instalaciones en suelo. Estos
valores son inferiores a otras fuentes de generación clásicas como centrales nucleares, de carbón
o petróleo (nótese además que estas son estimaciones del coste de generación de la electricidad sin
ninguna prima y elaboradas por asesorías financieras nada sospechosas de ecologistas como
Lazard Morgan.
Estos números también han permitido que, según informa la propia Agencia Internacional de la
Energía, la paridad con la red6 sea haya alcanzado en 2013 en regiones tan variadas como
Alemania, España, Italia, Australia o California.
5.3.PROYECCIÓN DEL COSTO
En la gráfica que identifica la tendencia de los costos se puede observar un aumento en el número
de paneles instalados (n), la capacidad instalada en (MW) y el año al que corresponde el dato de
los dólares referencia USA por cada vatio generado antes del conversor (SunSHot U.S.
Departament of Energy, 2014)
6 La paridad con la red se define como el momento en el que la tecnología fotovoltaica puede producir electricidad a un precio igual o inferior al precio generalista de compra de electricidad directamente de la red.
29
Figura 10. Tendencia valores de sistemas fotovoltaicos
(SunSHot U.S. Departament of Energy, 2014)
Al hacer una evaluación de estos datos, y aplicando técnicas de regresión lineal, se determina el
comportamiento de los precios, para de esta forma proyectar su comportamiento en periodos
posteriores:
5.4.POTENCIA INSTALADA
El número de instalaciones fotovoltaicas ha dejado de ser testimonial. A finales de 2013 había
instalados más de 138 GW fotovoltaicos en todo el mundo, lo que es equivalente (en potencia) a
Figura 11. Pronósticos de los precios promedio por W dc para un sistema fotovoltaico
(Autores, 2016)
30
unos 138 reactores nucleares. De estos, 4 GW están instalados en España, 18 en Italia y 36 en
Alemania.
Figura 12. Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en todo el mundo.
(PNUD, 2002)
5.5.COBERTURA DE LA DEMANDA
Como consecuencia evidente de la capacidad instalada, la fotovoltaica ha empezado a cubrir un
porcentaje significativo de la demanda de electricidad en varios países. En 2013, la energía solar
fotovoltaica cubrió el 7,5% de la demanda eléctrica de Italia y Grecia, el 6,7% de la demanda en
Alemania y el 3% de la demanda en España.
31
Figura 13. Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013.
(Internacional Energy Agence, 2014)
5.6.LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN PRIMARIA
Con la finalidad de tener un contexto acorde a las necesidades y potencialidades que puede
proporcionar el servicio que se vaya a prestar; se realizó la extracción de información primaria
mediante la técnica de la encuesta. El método de muestreo fue no probabilístico, aplicado a una
muestra empresas industriales del sector de Puente Aranda en la ciudad de Bogotá. (La encuesta
se encuentra como anexo en el documento).
5.6.1. Resultado de la aplicación de las encuestas
32
Figura 14. Resultado Pregunta 1 Figura15. Resultado Pregunta 2.
Figura 16. Resultado Pregunta 3
Figura 17. Resultado Pregunta 4, escala
de 4
Figura 18. Resultado Pregunta 4, escala de 3 Figura 19. Resultado Pregunta 4, escala
de 2
33
Figura 20. Resultado Pregunta 5 Figura 21. Resultado Pregunta 6
Figura 22. Resultado Pregunta 7 Figura 23. Resultado Pregunta 8
Figura 24. Resultado Pregunta 9
34
Figura 25. Resultado pregunta 11 Figura 26. Resultado Pregunta 12
Figura 27. Respuesta pregunta 13 Figura 28. Resultado Pregunta 14
Figura 29. Resultado Pregunta 15 Figura 30. Resultado Pregunta 16
35
Figura 31. Resultado Pregunta 17
Figura 32. Resultado Pregunta 18
Figura 33. Resultado Pregunta 19 Figura 34. Resultado Pregunta 20, mayor
consumo
Figura 35. Resultado Pregunta 20, menor
consumo Figura 36. Resultado Pregunta 21
36
Figura 37. Resultado pregunta 22
Figura 38. Resultado pregunta 23
Figura 39. Resultado pregunta 24 Figura 40. Resultado pregunta 25
Figura 41. Resultado pregunta 26 Figura 42. Respuesta pregunta 27
37
Figura 43. Respuesta pregunta 28
Figura 44. Resultado Pregunta 29
5.6.2. Análisis de Mercado
El presente estudio de mercado se ha estructurado de acuerdo a la información proporcionada por
empresas que se ubican en la conocida zona industrial de la localidad de Puente Aranda, de la
ciudad de Bogotá.
Se ha seleccionado dicha zona porque en ella se localizan un número considerable de empresas
que pueden ser objeto de la prestación del servicio que se quiere promocionar en el proyecto
propuesto.
Los factores que se han tenido en cuenta para el estudio de mercado son los siguientes: tendencia,
producto, demanda, oferta, precio, canales de comercialización y estrategias de comercialización.
Como resultado del análisis de la información recolectada es posible inferir las siguientes
conclusiones del entorno:
5.6.3. Tendencia
Las empresas encuestadas han manifestado a través de la información suministrada que tienen un
compromiso con el medio ambiente de manera desinteresada (pregunta 1), ya que muchas deciden
en invertir en métodos tecnológicos relacionados con energía no renovable sin colocar intereses
en recuperar la inversión económica ya sea a corto plazo o a largo plazo (pregunta 3).
Teniendo en cuenta los problemas ambientales por los cuales pasa el mundo actualmente, también
se consideró que el motivo por el cual esto pasa y tiene un gran impacto es debido al consumo
energético, queriendo decir que es importante usar métodos tecnológicos que permitan disminuir
este impacto observado por las empresas (pregunta 2).
Considerando que la mayoría de las empresas reconocen la importancia de vincular el tema del
medio ambiente entre sus políticas organizacionales, ellas consideran que en estos temas siempre
38
es importante contar con la mano de obra que desarrolle las estrategias para la conversación del
medio ambiente, así mismo del aporte económico para la ejecución de las mismas (pregunta 4).
5.6.4. Producto
Ninguna de las empresas ha tratado de adquirir un sistema fotovoltaico, muchas veces es por el
desconocimiento sobre este sistema, además de no existir empresas que den a conocer el tema,
ante esto las empresas se quedan con la energía eléctrica convencional (pregunta 5).
El principal uso para aprovechar la energía solar según lo identificado en la información
suministrada es la energía eléctrica, queriendo decir que sí se llegase a ofrecer la alternativa de
energía solar se estaría enfocando el uso a este tipo de consumo, dejando atrás otros consumos
comunes como lo son: alimentar dispositivos electrónicos, calentamiento de agua, la calefacción
cuando el clima es frío, entre otros posibles usos (pregunta 6).
También se considera importante el lugar posible en donde se van a ubicar los paneles sí las
empresas los adquieren. Todo tiende a que el lugar más acorde para las empresas en cuanto a la
instalación de estos dispositivos son aquellos lugares altos como los techos que brinden soporte y
que no ocupen esos espacios para transitar por parte de los empleados, es decir, se busca que la
ubicación no moleste a los empleados haciendo estorbo en los lugares de trabajo (pregunta 7).
De acuerdo a los dos posibles enfoques que se tiene al momento de usar la energía fotovoltaica,
que son: almacenamiento en batería y venta de la generación sobrante; se prefiere hacer uso del
almacenamiento de la misma, queriendo decir que es prioridad generar la energía suficiente para
realizar los trabajos de cada una de las empresas, y en un segundo lugar la venta de la misma
(pregunta 8).
5.6.5. Demanda
Actualmente las empresas que tienen generación de energía en el sector, el cual se eligió para
obtener la información sobre el estudio de mercado; la generan a partir de combustibles, lo cual le
puede significar un costo considerable por la inversión que habría que hacer para que este tipo de
generación de energía se encuentre funcionando (pregunta 9).
El costo por el cual recurren las empresas para obtener el servicio de energía eléctrica es
considerable, dado a que muchas están en el rango entre cinco millones y quince millones de pesos
(pregunta 10), sin tener en cuenta lo que también podrían incurrir para que funcione un posible
sistema alterno como lo es la generación de energía a partir de combustible (pregunta 11).
Con la generación de energía a partir de combustible se ha informado que este costo en su mayoría
se encuentra alrededor de los ciento cincuenta y quinientos mil pesos; y que sumado al valor
anterior podría ser un valor elevado por pagar un servicio básico (pregunta 12).
39
Cabe resaltar que cerca del 87% de las empresas consultadas manifestaron tener un sistema alterno
al convencional, muchas veces siendo un sistema para almacenar la energía por temas de
contingencia que se puedan presentar (pregunta 11).
Ante los elevados costos a los que hoy en día las empresas están sujetas, entre ellas se acepta la
intención de realizar pagos anticipados en el servicio de energía eléctrica, esto también con el fin
de llevar un control sobre el consumo que se está haciendo (pregunta 13).
Sin embargo, existiendo otras alternativas para generar energía eléctrica las empresas aún no
conocen los beneficios tributarios, ambientales, económicos, entre otros aspectos que tiene la
implementación de los sistemas fotovoltaicos (pregunta 14).
El sistema fotovoltaico es una gran alternativa para ir mitigando de a poco estos costos a los cuales
se exponen las empresas para contar con el servicio de energía eléctrica, además de apoyar las
políticas ambientales que muchas empresas han manifestado que tienen dentro de la organización
(pregunta 15).
5.6.6. Oferta
En una ciudad grande en extensión urbana como lo es la ciudad de Bogotá, no es muy común que
se presenten apagones o discontinuidad en el servicio de energía eléctrica, y es muy preocupante
para las empresas que la continuidad se presente en el servicio, por eso se considera un aspecto
primordial en el momento en que se ofrezca un servicio de energía eléctrica, seguido de la calidad
del servicio (pregunta 16).
Para la prestación del servicio, las empresas consideran que éste se puede mejorar aún más, sin
embargo, consideran que por el momento se está prestando un buen servicio de energía eléctrica
(pregunta 17).
Se evidenció que en las empresas consultadas no existe conocimiento sobre distribuidores de
energía solar o renovable en la ciudad; estos pueden existir en la ciudad, sin embargo, no están
dando a conocer los servicios sobre esta energía renovable (pregunta 18). Aún con el
desconocimiento sobre otras ofertas para la prestación del servicio de energía, las empresas se
muestran partidarias de cambiar por un nuevo proveedor que le brinde el servicio de energía
(pregunta 19).
5.6.7. Precio
Teniendo en cuenta que las empresas consideran que es en el mes de diciembre, el mes en el cual
se hace el mayor consumo de energía en el año, debido a las decoraciones de navidad, novenas de
aguinaldos, cocina de platos navideños, en general toda actividad relacionada con las festividades
navideñas. Pero en diciembre a su vez, en Bogotá se presenta las mayores temperaturas, queriendo
decir se podrá contar muchas veces con un sol despejado, ideal para la generación de energía solar
(pregunta 20).
40
Mientras que enero, es el mes que se considera que en el cual menos se consume energía también
tiene la particularidad de ser en Bogotá, un mes con altas temperaturas; una compensación para
pasar del mes que mayor consume, al de menos y ambos con un pronóstico de tener altas
temperaturas (pregunta 20).
Ahora teniendo en cuenta una posible inversión de las empresas en un sistema fotovoltaico, estas
esperan recuperar la inversión alrededor de los cincos años, tiempo que se puede considerar
prudente debido a los bajos costos en el pago del servicio a los cuales incurrirían las empresas con
un sistema fotovoltaico (pregunta 21).
Las empresas consideran que la garantía y el mantenimiento deben estar incluidos en la prestación
del servicio del sistema fotovoltaico, a su vez que el acompañamiento técnico debe ser un servicio
postventa, y también debería incluirse en el servicio que se ofrezca (pregunta 22 y 23).
5.6.8. Estrategias de comercialización
Con el avance tecnológico, las empresas ven oportuna que la información que se suministre sobre
el sistema fotovoltaico se realice a través del correo electrónico (pregunta 24), y muestran gran
interés en recibir información sobre novedades en la prestación del servicio con el sistema
fotovoltaico (pregunta 25).
Es a través del internet como las empresas se están enterando acerca del sistema fotovoltaico, por
lo cual es importante estar en este medio de comunicación para dar a conocer el servicio que se
quiera prestar, ya sea por medio de una página web, redes sociales, correos electrónicos, entre otras
estrategias tecnológicas (pregunta 26).
Además del uso del internet, se deben aprovechar otras plataformas tecnológicas o de promoción
del servicio que se quiere prestar, dado a que las empresas desconocen del fácil ciclo de
mantenimiento de un sistema de generación de energía solar, y al dar a conocer este aspecto, que
es un beneficio para ellas, se podría atraer la atención fácilmente (pregunta 27).
5.6.9. Canales de comercialización
La información recolectada demuestra que a las empresas no les interesa o les es indiferente recibir
información especializada en algún tipo de lugar en específico, sin embargo, sí hubiese algún lugar
preferido para recibir la información, sería directamente en las empresas (pregunta 28).
Es importante resaltar que muchas de las empresas consideran destinar el espacio suficiente para
el funcionamiento del sistema fotovoltaico, un aspecto importante considerando que en muchos
casos se necesitará de un espacio físico considerable para que el sistema propuesto funcione
correctamente, ya que demasiadas empresas ya han destinado sus respectivos espacios a otros
deberes o funciones de la organización, lo cual ocasiona que no se pueda ejecutar el proyecto
acordemente (pregunta 29).
41
5.7.OFERTA DE PRODUCTOS IGUALES O SIMILARES
5.7.1. Energía Eólica
El viento es aire en movimiento, una forma indirecta de la energía solar, este movimiento de las
masas de aire se origina por diferencia de temperatura causada por la radiación solar sobre la tierra.
Cuando el aire se calienta, su densidad se hace menor y sube, mientras que las capas frías
descienden, así se establece una doble corriente de aire (Energías Renovables, 2015).
La energía eólica puede transformarse principalmente en energía eléctrica por medio de
aerogeneradores, o en fuerza motriz empleando molinos de viento. Es una energía segura y
gratuita, pero tiene las desventajas de que la velocidad del viento es variable y poco confiable, los
aerogeneradores producen ruido y la vida silvestre puede verse afectada, ya que existe el riesgo
que las aves caigan en ellos y mueran (UPME, 2015).
En Colombia la zona norte cuenta con las mejores potencialidades para generar este recurso. Por
ejemplo, en la Alta Guajira, Empresas Públicas de Medellín (EPM) puso en funcionamiento el
primer parque eólico, Jepirachí, con 15 aerogeneradores que aportan 19.5 megavatios al Sistema
Interconectado Nacional (UPME, 2015).
5.7.2. Energía de Biomasa
La biomasa es cualquier material de tipo orgánico proveniente de seres vivos que puede utilizarse
para producir energía. Se produce al quemar biomasa, como madera o plantas.
Utilizan tecnologías que dependen de la cantidad y clase de biomasa disponible. Con los
principales sistemas de transformación pueden obtenerse combustibles, energía eléctrica, fuerza
motriz o energía térmica (APPA, 2009).
Este tipo de energía emite poco dióxido de carbono y podría ser una solución a los métodos
alternativos para eliminar desechos (entierro de basura y quema al aire libre). La dificultad es que
requiere alta inversión de capital y su rentabilidad sólo se vería a largo plazo.
En Colombia se tienen estudios de producción de biomasa con el bagazo de la caña, que se estima
una producción anual de 1.5 millones de toneladas y de cascarilla de arroz, con la que se producen
más de 457.000 toneladas al año. Las zonas más adecuadas para generar esta energía son los
Santanderes, los Llanos Orientales y la Costa Atlántica (Comisión Nacional de Energía, 2007).
42
6. DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO
El estudio de pre factibilidad pretende comprobar si es viable realizar la continuación del estudio
de factibilidad con posterior inversión para la implementación de sistemas de generación
fotovoltaica en empresas del sector de Puente Aranda de Bogotá, además de servir como fuente de
información para iniciar con la venta de proyectos piloto que determinen la viabilidad de los
sistemas fotovoltaicos.
Para determinado sector o empresa interesada se deberá establecer el diseño y dimensionamiento,
para el presente estudio se realizan los siguientes análisis basados en información primaria:
6.1.DIAGRAMA DE PROCESO DEL SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Figura 45. Diagrama de proceso del Sistema Solar Fotovoltaico
Como se puede apreciar en la imagen anterior, existen unos roles y actividades definidas a cumplir.
Todas las actividades son secuenciales, sin embargo a partir de la actividad del estudio técnico, las
actividades de diseño del sistema junto con la adquisición de los componentes, son actividades en
paralelo y ambas deben finalizar para empezar las otras actividades de implementar el sistema y
las pruebas al mismo; y éstas deben finalizar para empezar la actividad de entrega del sistema y
retroalimentación del servicio ofrecido al cliente.
43
6.1.RUTA CRÍTICA
Según el proceso para la implementación de los sistemas solares fotovoltaicos se formuló la siguiente ruta crítica:
La implementación de los sistemas solares fotovoltaicos se divide en dos grandes tareas, la primera previa a la instalación o ejecución
de tareas técnicas en campo y la segunda la ejecución e implementación del sistema para entregárselos al cliente. Se estima que para la
implementación de un sistema solar tenga una duración entre cada una de las tareas de 37 días para la inicial y 9 días para la ejecución
y entrega, teniendo en cuenta días laborales de lunes a viernes de ocho (8) horas. También para la ejecución de las actividades se
mantiene un costo fijo que corresponde al salario del diseñador ($ 2´500.000 COP), la mano de obra de operarios técnicos de (6´000.000
COP) y de ($200.000 COP) para los instrumentos de medición; gastos que aunque estén inmersos a la hora de ofertar el sistema SFV,
serán los costos fijos por pequeño o grande a elaborar.
Figura 46. Ruta crítica para la implementación de sistemas solares fotovoltaicos en la zoona de Puente Aranda en Bogotá
(Autores, 2016)
44
6.2.ANÁLISIS QFD
Se realizó el análisis QFD (despliegue de la función de calidad) y se determinó que dentro de las
necesidades del cliente para la implementación de los sistemas solares fotovoltaicos se cuenta con
variables como las garantías del sistema o soporte, la eficiencia con el fin de obtener energía con
menos riesgos, la facilidad de instalar con el propósito de evitar obras civiles de mayor envergadura
o cambios estructurales, sistemas seguros que no afecten las condiciones de seguridad en el trabajo
ni las actividades operativas y por último que sean de fácil mantenimiento. Los componentes del
sistema se dividen en tres grandes grupos, los paneles solares, las actividades de mantenimiento y
los otros (baterías, reguladores e inversores). En la siguiente ilustración (Figura 47. Análisis QFD)
se desarrolla el análisis QFD con la evaluación del diseño, la evaluación del proceso y el análisis
de la competencia
45
Figura 47. Análisis QFD
(Autores, 2016)
0 2
0 1 0 2
2 0 2 0 1 2
CUBI
ERTA
MAR
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IÓN
HYBR
YTEC
TECN
OSOL
AR
GARANTÍAS 6 2 2 2 2 2 0 0 0 + - Garantía de 5 años para los paneles
EFICIENTES (+energía) 5 1 0 2 1 1 0 0 2 - - La eficiencia ofrecida es teorica
FÁCIL DE INSTALAR 4 0 0 0 2 2 2 2 2 + - Realizan análisis de la instalación
SISTEMA SEGURO 3 2 2 1 2 2 2 0 2 + + Ofrecen instalar el sistema cumpliendo con el RETIE
FÁCIL MANTENIMIENTO 2 2 1 0 0 0 0 0 2 - - No ofrecen mantenimeinto post venta
PASO 1 Evaluación de las necesidades del cliente
1 poco interesado 5 muy interesado
PASO 2 ¿Existe interacción?
0 = Nada
1 = Poca Innteracción
2 = Mucha interacción
PASO 3 Análisis de la competencia
Alta competencia = +
Baja competencia = -
PANEL SOLAR OTROS INSTALACIÓN
COM
PONE
NTES
DE U
N
PANE
L SOL
AR
LA CASA DE LA CALIDAD DE UN SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
El sistema debe garantizar un rápido
mantenimeinto
Ofrecer como valor agregado el lugar
para la manipulación de
mantenimeinto de los paneles
NECE
SIDA
DES
DEL C
LIENT
E
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UACI
ÓN D
EL D
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OEV
ALUA
CIÓN
DEL
PRO
CESO
Comprar equipos con marcas
conocidas que garanticen alta
garantía
Paneles solares de fácil
mantenimiento e instalación
- Marcos resistentes a la intemperie
y herméticos
- Cubiertas de fácil mantenimiento
- Garántiias superior a un año
Identificar el mejor lugar para la
instalación de los equipos
garantizando comodidad, seguridad
y eficiencia
Talento humano preparado,
minimizando los riesgos técnicos y
ocupacionales
COM
PETI
DORE
S
1) Solicitar más garantía a nuestros proveedores
2) Garantizar la eficiencia ofrecida con un medidor de
radiación
3) Visitar la instalación previa a la instalación
4) Ofrecer mantenimeinto y capacitación para la operación
ANÁL
ISIS
DE L
A CO
MPE
TENC
IA
46
6.3.ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL
A través de una valoración cualitativa y una estimación cuantitativa se pudo determinar el impacto
socio – ambiental que ocasiona la implementación de sistemas solares fotovoltaicos a partir de la
identificación de los aspectos ambientales, actividades o procesos como se relacionan con el
ambiente y sus impactos ambientales, alteraciones positivas o negativas al medio ambiente.
6.3.1. Valorización de Impactos Ambientales del Proyecto para Implementar un
Sistema Solar Fotovoltaico
Basados en el Programa de Gestión Ambiental Empresarial de la Secretaría Distrital de Ambiente
se desarrolla la matriz de valorización de impactos ambientales teniendo en cuenta las siguientes
conceptualizaciones de: Aspecto Ambiental, elemento de las actividades, producto o servicios de
la organización que pueden generar un impacto en el medio ambiente, e Impacto ambiental, como
el cambio en el medio ambiente como resultado del aspecto (Secretaría Distrital de Ambiente,
2014)
Los impactos más sobresalientes son tomados de la Comisión Nacional de la Energía de El
Salvador, entre los más relevantes son el clima, la geología, el suelo, aguas superficiales y
subterráneas, flora, fauna y paisaje a nivel mundial (Comisión Nacional de Energía, 2007); aunque
los anteriores no representan un impacto significativo para la ciudad de Bogotá, se identifica y
valora la matriz de aspectos e impactos ambientales teniendo en cuenta el siguiente procedimiento,
el cual se divide en dos grandes subgrupos:
6.3.2. Identificación de aspectos e impactos ambientales
1. Descripción de la actividad más representativa:
a. Identificación del macro proceso para la prestación del servicio
b. Identificación de los procesos para la prestación del servicio enmarcados en uno macro
c. Descripción de la actividad representativa por el impacto ambiental a ejecutar en cada
uno de los procesos
2. Identificación del aspecto ambiental:
a. Condición del aspecto ambiental. Normal: si se presenta bajo condiciones normales de
la prestación del servicio o son directamente proporcionales. Anormal: si no es necesario
que se presente cuando estoy durante el proceso de ejecución de las actividades.
b. Tipo de aspecto. Generación de algún intercambio entre la actividad ejecutada o el
consumo o extracción del medio ambiente para ejecutar dicha actividad.
3. Identificación del impacto ambiental:
47
a. Identificación cualitativa del impacto ambiental. 1 si el impacto altera negativamente el
medio ambiente o 0 si se ve afectado de manera positiva, medio ambiente defínase como
la agrupación de componentes físicos, bióticos, abióticos y socio económicos.
b. Descripción del impacto medio ambiental presentado de forma sucinta.
6.3.3. Valoración de significancia del impacto ambiental
1. Parte legal, la cual hace referencia a la existencia de normas legales y la capacidad de
cumplimiento.
a. Exigencia: Existe legislación= 10, No existe legislación= 1
b. Capacidad de cumplimiento: No se cumple= 10, Se Cumple= 5, No aplica= 1
c. Total criterio legal: producto de los dos factores anteriores
2. Valorización cuantitativa del impacto ambiental
a. Incidencia: Grado de afectación sobre el componente ambiental durante y después
que se presenta la acción: Directa (D): Si el impacto tiene incidencia inmediata
sobre el componente. Indirecta (I): Si el impacto tiene incidencia posterior a la
generación del mismo o cuando la acción de control está fuera del alcance de la
organización.
b. Frecuencia: Ocasiones en que se está presentando el impacto en su interacción con
el medio ambiente. Anual / Semestral = 1, Trimestral. /Bimensual/Mensual = 5
Semanal / Diario = 10
c. Severidad: Describe el tipo de cambio sobre el recurso natural, generado por el
impacto ambiental. Cambio Leve = 1, Cambio Moderado = 5, y Cambio
Considerable = 10
d. Alcance: Área de influencia que pudiese verse afectada por el impacto ambiental
generado. Puntual, en un espacio reducido dentro de los límites de la planta = 1,
Local, el impacto no rebasa los límites o es tratado dentro de la planta = 5, y
Extenso, el impacto tiene efecto o es tratado fuera de los límites de la planta = 10
e. Total criterio del impacto, producto de los anteriores, dándoles un factor de
ponderación de 3,5 a frecuencia y severidad y de 3 al alcance
3. Partes interesadas. Exigencia=10, Si se presenta o pudiese existir reclamo o acuerdo
formalizado con alguna parte interesada. Exigencia=5, Cualquiera de los anteriores sin
implicaciones legales Exigencia=1, Si no existe acuerdo o reclamo potencial
4. Significancia del impacto ambiental, ponderación del criterio legal con un coeficiente del
50%, criterio del impacto de un 0,35% y de un 15% para el criterio de partes interesadas.
Se aclara que los impactos positivos poseen la tendencia a duplicarse si se remite a tecnologías
alternativas, producción más limpia o recursos considerados como sostenibles (Secretaría Distrital
de Ambiente, 2014)
48
Tabla 4. Matriz de Aspectos e Impactos Ambientales para la implementación de sistemas de energía solar fotovoltaica.
(Autores, 2016)
EVALUACIÓN
CUALITATIVA
AMBIENTAL
IMPACTO AMBIENTALPARTES
INTERESADAS
MACROPROCESO PROCESO ACTIVIDADCONDICION DE
OPERACIÓNTIPO DE ASPECTO CALIFICACIÓN DESCRIPCIÓN
Ex
iste
nc
ia
Ca
pa
cid
ad
de
Cu
mp
lim
ien
to
TOTAL
CRITERIO
LEGAL
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AL
Ex
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Ac
ue
rd
o
EXTRACCIÓN (SÍLICE) Extracción de recursos naturales NORMAL Consumo de recursos naturales 1 Agotamiento de los recursos naturales 10 1 10 I 1 5 5 36 1 17,75
PRODUCCIÓN (PANELES SOLARES) Fabricación y armado de los paneles solares NORMALGeneración de residuos,
vertimientos y emisiones1
Contaminación del agua y del aire
Generación de residuos sólidos10 1 10 I 1 5 5 36 5 18,35
GENERACIÓN DE EMPLEO Contratación y mano de obra NORMALGeneración de empleo y
desarrollo social0 Desarrollo económico y social 10 5 50 D 10 5 10 82,5 10 55,375
TRANSPORTE Empaque y transporte a la comercializador NORMAL Generación de emisiones 1Contaminación del agua y del aire
Generación de residuos sólidos10 5 50 I 10 1 1 41,5 1 39,675
TRANSPORTE Transporte al lugar del servicio NORMALGeneración de emisiones y
consumo de combustible1
Contaminación del agua y del aire
Generación de residuos sólidos10 5 50 I 10 5 1 55,5 1 44,575
Alteración del tendido eléctrico en el lugar a
intervenirNORMAL
Generación de residuos
aprovechables0 Cable de cobre a recuperar 10 5 50 I 5 1 1 24 1 33,55
Uso de espacio para la ubicación del sistema
fotovoltaicoNORMAL Alteración paisajística 1
Espacio libre ahora ocupado por el
sistema de captación solar1 1 1 D 10 1 1 41,5 1 15,175
Instalacón del sistema solar fotovoltaico NORMALDisminución del consumo
energético público0
Espacio libre ahora ocupado por el
sistema de captación solar1 1 1 D 10 1 1 41,5 1 15,175
GENERACIÓN DE EMPLEO Contratación y mano de obra NORMALGeneración de empleo y
desarrollo social0 Desarrollo económico y social 10 5 50 D 10 5 10 82,5 10 55,375
USO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO Uso normal del sistema solar fotovoltaico NORMALDisminución del consumo
energético público0
Espacio libre ahora ocupado por el
sistema de captación solar1 1 1 D 10 1 1 41,5 1 15,175
MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL
SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
Mantenimientos correctivos, preventivos y
de mejoraNORMAL
Generación de RAEES, material
aprovechable y convencional1
Alteración en la gestión de residuos
sólidos urbanos10 5 50 D 10 5 10 82,5 5 54,625
MATRIZ DE IDENTIFICACION DE ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTALES SIGNIFICATIVOS
ANTES DEL SERVICIO
SIG
NIF
IC
AN
CIA
TO
TA
L
DE
L A
SP
EC
TO
VALORACION DE SIGNIFICANCIA DEL IMPACTO AMBIENTAL
ASPECTO AMBIENTAL LEGAL IMPACTO AMBIENTAL
PRESTACIÓN DEL
SERVICIOINSTALACIÓN DE PANELES SOLARES
POSTERIOR AL SERVICIO
IDENTIFICACION DE ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTALES
DESCRIPCION DE LA ACTIVIDAD
49
6.3.4. Análisis de la matriz ambiental:
A pesar que la energía solar fotovoltaica hace uso de un recurso ilimitado y sostenible como lo es
la energía proveniente del sol, razón por la que se denomina energía alternativa o de sostenibilidad.
El proceso para la implementación conlleva a generar impactos ambientales tanto positivos como
negativos. Entre los impactos ambientales negativos predominan los generados por el consumo de
combustibles en el transporte, la extracción de recursos naturales para la fabricación de los paneles
y la generación de residuos no contemplados aún dentro de la gestión integral de residuos de las
empresas de aseo.
Los impactos positivos que se generan de implementar una energía solar fotovoltaica son los que
aportan al desarrollo económico de un sector y la disminución del consumo energético proveniente
de fuentes convencionales, que a su vez conllevan a generar menos impacto porque sustituirían el
consumo o generación de impactos negativos de estas industrias convencionales.
6.4.EVALUACIÓN FINANCIERA
Una vez realizado el modelamiento de la propuesta de negocio se realizan flujos de caja teniendo
en cuenta tres escenarios: Realista, pesimista y optimista. Para cada uno de estos escenarios se
evalúan diferentes escenarios de financiamiento obteniendo los siguientes resultados:
6.4.1. Resumen de costos:
La propuesta está basada en el requerimiento de un cliente inicial el cual consiste en energizar
secciones de una empresa de transporte terrestre (Áreas de mantenimiento de vehículos y oficinas
administrativas). Todo de cara al plan de responsabilidad social empresarial que adoptó la empresa.
Se realizó el diseño y valoración de seis sistemas fotovoltaicos que permiten energizar las
diferentes áreas que plantea la empresa. El siguiente es un ejemplo de diseño para el área de
combustibles:
6.4.1.1.Diseño Sistema fotovoltaico. Cliente: Dispensadores EDS
El siguiente es un diseño de Sistema fotovoltaico típico de generación de energía. En este caso se
hizo para energizar un dispensador de combustible en una estación de servicio.
50
3. Datos de locación
Datos radiacion Bogotá - Colombia
Temperatura promedio en °C 14
Minima radiacion 3,71
4. Selección de módulo
IM 9,12
NOCT 46
TC 181,5740741
∆T 32,5
Coeficiente de Temp de la Isc (ØT) 1.59×10-3 A /ºC
ØT*∆T 0,051675
IMcorregida 9,171675
IP(gen) 40
modulos en paralelo 4 5
Diseño Empresa 1: "EDS Terpel"
1. Tensión Nominal del sistema (v) 24
2. Cuadro de cargas
CARGAS CANTIDAD POTENCIA (W) TOTAL POT. (W) h/DIA Whd/CA (V)
Dispensadores 1 2.000 2.000 24 48.000 120 VAC
Luminarias 4 200 800 12 9.600 120 VAC
Total 2.200 2.800 36 57.600
E AC 2.800 F.I. 0,9
E AC Corregida 3.111 F.S 0
E DC 0
E total DC 3.111
E total DC corregida 3.578
CI 149
3. Datos de locación
Datos radiacion Bogotá - Colombia
Temperatura promedio en °C 14
Minima radiacion 3,71
EDS EXTERNA
estaciones de servicio
51
Resumen general de costos de la propuesta:
ITEM (General) USD COP
1 MODULOS
1.880
5.583.600
BATERIAS
1.880
5.583.600
INVERSOR
1.822
5.411.340
CONDUCTORES
77.900
TOTAL
16.656.440
5. Banco de Baterias
Profundidad de descarga = 70% 0,7
Voltaje = 24V 24
CN = 120 A-h 120
Días de Autonomía 2
Capacidad Nominal 298,15
valor aproximado 350,00
Núm. de Baterías en serie 1,00
Capacidad corregida 425,93
Núm. Ramas en Paralelo 1,22
NÚMERO TOTAL DE BATERIAS 1,22 2
6. Selección del inversor
P(inv) = 1,2 * P(ac) 3.360 W
7. Regulador 230
Sobredimensinado 276 w
8. Cálculo del conductor
Carga total en dc -
Carga total en ac 3.111,1
Corriente en dc -
Sobredimensionamiento -
Corriente en ac 25,9
suma de las corrientes 25,9
52
6.4.2. Resumen de costos de la propuesta:
El siguiente resumen muestra los costos de las diferentes propuestas de diseños para cada una de
las áreas seleccionadas por la empresa. En orden se pueden observar propuestas para:
Dispensadores, tecnibada, lubricentro, multitareas, Ecoaseo y oficinas.
RESUMEN DE COSTOS
ITEM (General) USD COP ITEM (General) USD COP
1 MODULOS
1.880
5.583.600 4 MODULOS 1540
4.573.800
BATERIAS
1.880
5.583.600 BATERIAS 470
1.395.900
INVERSOR
1.822
5.411.340 INVERSOR 1795
5.331.150
CONDUCTORES
77.900 CONDUCTORES
77.900
TOTAL
16.656.440 TOTAL
11.378.750
2 MODULOS
1.760
5.227.200 5 MODULOS 903
2.681.910
BATERIAS
470
1.395.900 BATERIAS 1096,95
3.257.942
INVERSOR
1.795
5.331.150 INVERSOR 3875
11.508.750
CONDUCTORES
77.900 CONDUCTORES
77.900
TOTAL
12.032.150 TOTAL
17.526.502
3 MODULOS
1.320
3.920.400 6 MODULOS 1354,5
4.022.865
BATERIAS
439
1.303.177 BATERIAS 438,78
1.303.177
INVERSOR
1.629
4.838.130 INVERSOR 4295
12.756.150
CONDUCTORES
77.900 CONDUCTORES
77.900
TOTAL
10.139.607 TOTAL
18.160.092
Costo Promedio
12.551.737 Suma Total Proyecto
85.893.540
53
6.4.3. Flujo de caja sin préstamo. Escenario Optimista:
VNI $ 228.914.664,11
VPN $ 138.171.124,41
TIR 30%
6.4.4. Flujo de caja sin préstamo. Escenario Pesimista:
VNI $ 94.849.900,59
VPN $ 4.106.360,89
TIR 20%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 197.555.141$ 212.031.982$ 236.322.366$ 273.283.184$ 327.311.269$ 405.538.663$ 519.211.150$ 686.189.456$ 935.207.609$ 1.313.218.525$
Financiación -
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
(-) Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
(-) Intereses (-)
Flujo de caja antes de Impuestos (75.099.333)$ (69.043.776)$ (53.444.157)$ (25.592.347)$ 19.030.687$ 88.447.366$ 192.093.540$ 348.719.677$ 587.049.217$ 954.024.139$
33,50% Impuesto de renta (33.5%) (-) (25.158.277)$ (23.129.665)$ (17.903.793)$ (8.573.436)$ 6.375.280$ 29.629.868$ 64.351.336$ 116.821.092$ 196.661.488$ 319.598.087$
Flujo de caja después de impuestos (49.941.057)$ (45.914.111)$ (35.540.365)$ (17.018.911)$ 12.655.407$ 58.817.498$ 127.742.204$ 231.898.585$ 390.387.729$ 634.426.052$
(+) Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
(-) Amortización
(-) Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento
Flujo de Caja Neto (90.743.540)$ (40.451.703)$ (36.424.757)$ (26.051.011)$ (7.529.557)$ 22.144.761$ 67.406.852$ 136.331.558$ 240.487.939$ 398.977.083$ 643.015.406$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 171.787.079$ 184.375.637$ 205.497.710$ 237.637.551$ 284.618.495$ 352.642.316$ 451.487.957$ 596.686.483$ 813.224.008$ 1.141.929.152$
Financiación -
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
Intereses (-)
Flujo de caja antes de Impuestos (100.867.395)$ (96.700.122)$ (84.268.814)$ (61.237.980)$ (23.662.087)$ 35.551.018$ 124.370.346$ 259.216.705$ 465.065.616$ 782.734.766$
Impuesto de renta (33.5%) (-) (33.790.577)$ (32.394.541)$ (28.230.053)$ (20.514.723)$ (7.926.799)$ 11.909.591$ 41.664.066$ 86.837.596$ 155.796.981$ 262.216.147$
Flujo de caja después de impuestos (67.076.818)$ (64.305.581)$ (56.038.761)$ (40.723.257)$ (15.735.288)$ 23.641.427$ 82.706.280$ 172.379.109$ 309.268.635$ 520.518.620$
Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
Amortización
Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento
Flujo de Caja Neto (90.743.540)$ (57.587.464)$ (54.816.227)$ (46.549.407)$ (31.233.903)$ (6.245.934)$ 32.230.781$ 91.295.634$ 180.968.463$ 317.857.988$ 529.107.973$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
54
6.4.5. Flujo de caja sin préstamo. Escenario Pesimista:
VNI $ 73.948.603,65
VPN ($ 16.794.936,05)
TIR 19%
6.4.6. Flujo de caja con préstamo (70% Inv. Inicial). Escenario Optimista:
VNI $ 179.163.679,05
VPN $ 151.940.617,14
TIR 34%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 188.965.787$ 202.813.200$ 219.038.256$ 245.441.705$ 284.712.378$ 341.654.853$ 423.652.018$ 542.274.583$ 715.802.450$ 973.491.332$
Financiación -
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
Intereses (-)
Flujo de caja antes de Impuestos (83.688.687)$ (78.262.558)$ (70.728.267)$ (53.433.826)$ (23.568.204)$ 24.563.556$ 96.534.408$ 204.804.805$ 367.644.057$ 614.296.946$
Impuesto de renta (33.5%) (-) (28.035.710)$ (26.217.957)$ (23.693.969)$ (17.900.332)$ (7.895.348)$ 8.228.791$ 32.339.027$ 68.609.610$ 123.160.759$ 205.789.477$
Flujo de caja después de impuestos (55.652.977)$ (52.044.601)$ (47.034.298)$ (35.533.495)$ (15.672.856)$ 16.334.765$ 64.195.381$ 136.195.195$ 244.483.298$ 408.507.469$
Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
Amortización
Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento
Flujo de Caja Neto (90.743.540)$ (46.163.623)$ (42.555.247)$ (37.544.944)$ (26.044.141)$ (6.183.502)$ 24.924.119$ 72.784.735$ 144.784.549$ 253.072.652$ 417.096.823$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 197.555.141$ 212.031.982$ 236.322.366$ 273.283.184$ 327.311.269$ 405.538.663$ 519.211.150$ 686.189.456$ 935.207.609$ 1.313.218.525$
Financiación 63.520.478
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
Intereses (-) 13.021.698$ 12.532.306$ 11.942.588$ 11.231.978$ 10.375.693$ 9.343.869$ 8.100.522$ 6.602.288$ 4.796.917$ 2.621.444$
Flujo de caja antes de Impuestos (88.121.031)$ (81.576.082)$ (65.386.745)$ (36.824.325)$ 8.654.995$ 79.103.497$ 183.993.018$ 342.117.389$ 582.252.300$ 951.402.695$
Impuesto de renta (33.5%) (-) (29.520.545)$ (27.327.987)$ (21.904.560)$ (12.336.149)$ 2.899.423$ 26.499.671$ 61.637.661$ 114.609.325$ 195.054.521$ 318.719.903$
Flujo de caja después de impuestos (58.600.486)$ (54.248.094)$ (43.482.186)$ (24.488.176)$ 5.755.571$ 52.603.825$ 122.355.357$ 227.508.064$ 387.197.780$ 632.682.792$
Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
Amortización 2.387.280,03 2.876.672,44 3.466.390,29 4.177.000,30 5.033.285,36 6.065.108,86 7.308.456,17 8.806.689,69 10.612.061,07 12.787.533,59
Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento -$
Flujo de Caja Neto (27.223.062)$ (51.498.412)$ (47.635.413)$ (37.459.222)$ (19.175.823)$ 10.211.640$ 55.128.070$ 123.636.255$ 227.290.728$ 385.175.072$ 628.484.612$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
55
6.4.7. Flujo de caja con préstamo (50% Inv. Inicial). Escenario Realista:
VNI $ 148.689.991,70
VPN $ 103.318.221,85
TIR 28%
6.4.8. Flujo de caja con préstamo (20% Inv. Inicial). Escenario Pesimista:
VNI $ 80.635.333,43
VPN $ 8.040.501,67
TIR 21%
6.4.9. Resumen de resultados para los diferentes escenarios
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 188.965.787$ 202.813.200$ 226.047.480$ 261.401.306$ 313.080.345$ 387.906.547$ 496.636.752$ 656.355.132$ 894.546.409$ 1.256.122.067$
Financiación 45.371.770
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
Intereses (-) 9.301.213$ 8.951.647$ 8.530.420$ 8.022.841$ 7.411.209$ 6.674.192$ 5.786.087$ 4.715.920$ 3.426.369$ 1.872.460$
Flujo de caja antes de Impuestos (92.989.900)$ (87.214.205)$ (72.249.463)$ (45.497.066)$ (2.611.446)$ 64.141.058$ 163.733.055$ 314.169.433$ 542.961.647$ 895.055.221$
Impuesto de renta (33.5%) (-) (31.151.617)$ (29.216.759)$ (24.203.570)$ (15.241.517)$ (874.835)$ 21.487.254$ 54.850.573$ 105.246.760$ 181.892.152$ 299.843.499$
Flujo de caja después de impuestos (61.838.284)$ (57.997.446)$ (48.045.893)$ (30.255.549)$ (1.736.612)$ 42.653.803$ 108.882.482$ 208.922.673$ 361.069.496$ 595.211.722$
Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
Amortización 1.705.200,02 2.054.766,03 2.475.993,06 2.983.571,64 3.595.203,83 4.332.220,61 5.220.325,84 6.290.492,63 7.580.043,62 9.133.952,57
Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento
Flujo de Caja Neto (45.371.770)$ (54.054.130)$ (50.562.858)$ (41.032.532)$ (23.749.767)$ 4.157.538$ 46.910.937$ 112.251.510$ 211.221.534$ 362.078.806$ 594.667.123$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ingresos por Ventas 171.787.079$ 184.375.637$ 205.497.710$ 237.637.551$ 284.618.495$ 352.642.316$ 451.487.957$ 596.686.483$ 813.224.008$ 1.141.929.152$
Financiación 18.148.708
Egresos 263.165.121$ 271.586.404$ 280.277.169$ 289.386.177$ 298.791.228$ 308.501.943$ 318.528.256$ 328.880.425$ 339.569.038$ 350.605.032$
Depreciación (-) 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
Intereses (-) 3.720.485$ 3.580.659$ 3.412.168$ 3.209.136$ 2.964.484$ 2.669.677$ 2.314.435$ 1.886.368$ 1.370.548$ 748.984$
Flujo de caja antes de Impuestos (104.587.880)$ (100.280.781)$ (87.680.982)$ (64.447.117)$ (26.626.571)$ 32.881.342$ 122.055.912$ 257.330.337$ 463.695.068$ 781.985.782$
Impuesto de renta (33.5%) (-) (35.036.940)$ (33.594.061)$ (29.373.129)$ (21.589.784)$ (8.919.901)$ 11.015.249$ 40.888.730$ 86.205.663$ 155.337.848$ 261.965.237$
Flujo de caja después de impuestos (69.550.940)$ (66.686.719)$ (58.307.853)$ (42.857.333)$ (17.706.669)$ 21.866.092$ 81.167.181$ 171.124.674$ 308.357.220$ 520.020.545$
Depreciación 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 9.489.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
SFV 85.893.540 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$ 8.589.354$
0 - -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Puestos de trabajo (x3) 4.500.000 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$ 900.000$
0 - -$ -$ -$ -$ -$
Amortización 682.080,01 821.906,41 990.397,23 1.193.428,66 1.438.081,53 1.732.888,24 2.088.130,33 2.516.197,05 3.032.017,45 3.653.581,03
Inversión Iinicial 90.743.540
Recuperación Ktal de trabajo
Valor salvamento -$
Flujo de Caja Neto (72.594.832)$ (60.743.666)$ (58.019.272)$ (49.808.896)$ (34.561.407)$ (9.655.397)$ 28.722.558$ 87.668.405$ 177.197.831$ 313.914.557$ 524.956.318$
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
ConceptoAño
VPN TIR VPN TIR VPN TIR VPN TIR
PESIMISTA 4.106.361$ 20% $ 17.875.854 22% $ 13.941.713 21% $ 8.040.502 21%
REALISTA (16.794.936)$ 19% $ 107.252.363 29% $ 103.318.222 28% $ 97.417.011 27%
OPTIMISTA 138.171.124$ 30% $ 151.940.617 34% $ 148.006.476 32% $ 142.105.265 31%
CON PRESTAMO 20%Escenario
CON PRESTAMO 70% CON PRESTAMO 50%SIN PRESTAMO
56
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Todas las energías alternativas reportan cuantitativamente un crecimiento en los últimos
años, crecimiento por encima de los combustibles fósiles, lo que permite deducir que la
demanda mundial de energía va en aumento, creando mercados potencialmente libres
para ser ofertados
2. El mejor escenario para la implementación de la propuesta es adquirir un financiamiento
del 70% de la inversión inicial requerida.
3. De cara a los clientes, la implementación de sistemas de generación fotovoltaica es
rentable a mediano plazo dados los costos actuales de la energía pero el beneficio
regulatorio, ambiental y de reconocimiento hacen que estas iniciativas sean viables en
términos económicos.
4. Las energías alternativas son una opción viable para mitigar el cambio climático y los
impactos causados por el hombre
5. Aunque las tecnologías son costosas se evidencia un decrecimiento de los costos mientras
llega a la madurez de la tecnología y el mercado
6. Las ventajas y desventajas dependen directamente del proyecto lo que significa que se
deben evaluar los impactos antes de implementar un mega proyecto
7. Se recomienda para el estudio de viabilidad tener en cuenta los medios finales de
financiación, ya que la mayoría de los bancos tienen mercados verdes dónde los intereses
son representativamente bajos para la investigación, desarrollo e implementación de
energías alternativas y fuentes de energía renovables. Variable que será determinante para
determinar la viabilidad de este tipo de proyectos.
8. El diseño e implementación depende de las condiciones estructurales de cada uno de los
sitios a implementar, razón por la cual el diseño del presente estudio está muy generalizado,
aunque es basado en la zona de estudio, Puente Aranda – Bogotá, pero no para cada una de
las potenciales empresas interesadas.
57
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