Comparación técnico económica de sistemas de generación fotovoltaicos conectados a la red de baja tensión en las ciudades de Lima, Arequipa y Tacna

Abstract

En la actualidad para la generación de la energía eléctrica se viene utilizando los combustibles fósiles, esto lleva a un primer problema que es un costo adicional de la energía en comparación si se tendría más fuentes renovables donde el costo de combustible es relativamente cero. El segundo problema del uso de los combustibles fósiles es la generación en exceso del dióxido de carbono, que es uno de los principales causantes del calentamiento global y en consecuencia cambios climáticos que se están presentando en varias partes del planeta. A partir de la problemática mencionada se incentiva la generación de energía eléctrica mediante fuentes renovables y específicamente la energía solar, ya que es una fuente inagotable y en gran cantidad en el planeta. En el presente trabajo se plantea la descripción del funcionamiento y posterior comparación, tanto técnica como económica, de tres sistemas fotovoltaicos de 3 kWp conectados a la red de baja tensión de 220 V, que fueron instalados por el Centro de Energías Renovables CER-UNI en las ciudades de Lima, Arequipa y Tacna. Para la evaluación técnica se presenta la comparación de la evolución diaria de la irradiancia solar, la potencia activa del sistema, la temperatura del módulo y la temperatura ambiente. Además, se toma como referencia la norma IEC 61724-1 “Funcionamiento de sistemas fotovoltaicos – Parte 1: Monitorización” y se compara las variables de mayor importancia, tales como: la irradiación solar, la energía de salida, el rendimiento final, la eficiencia del sistema y el rendimiento global. Asimismo, para la comparación económica se calcula los indicadores econométricos como el VAN, la TIR y el tiempo de retorno en años. Como resultado se muestra que los sistemas de Arequipa y Tacna presentan mejores indicadores técnicos y económicos que el sistema de Lima, mientras que el sistema de Arequipa presenta una ligera ventaja sobre el sistema de Tacna.

Currently, for the generation of electrical energy, it is using fossil fuels. This entails a problem that derives from additional cost of energy in the comparison of renewable source where the cost of fuel is absolutely zero. The second problem with the use of fossil fuels is the generation instead of carbon dioxide, which is one of the main causes of global warming and climate changes that are present in several parts of the planet. From the problem mentioned the source of electricity through renewable sources and solar energy, which is an inexhaustible source and in large mount on the planet. In the present work, describes the operation and subsequent comparison, both technical and economic, of three photovoltaic systems of 3 kWp connected to the low voltage network of 220 V, which were installed by the “Centro de Energías Renovables CER-UNI” in the cities from Lima, Arequipa y Tacna. For the technical evaluation, the comparison of the daily evolution of the solar irradiance, the active power of the system, the module’s temperature and ambient temperature are presented. In addition, the standard IEC 61724-1 “Operation of photovoltaic system - Part 1: Monitoring” is taken as reference and the most important variables are compared, such as: solar irradiation, energy output, final performance, efficiency of the system and the global performance. Likewise, for economic comparison, econometric indicators such as VAN, TIR and return time in years are calculated. As a result, it is shown that the Arequipa and Tacna systems present better technical and economic indicators than the Lima system, while Arequipa system has a slight advantage over Tacna system.