Energía solar : Estudio de implementación de un sistema de generación de energía para el edificio Yariguies de la Universidad de Santander UDES

Sandoval Quijano, Luis G.

Publicación:
Energía solar : Estudio de implementación de un sistema de generación de energía para el edificio Yariguies de la Universidad de Santander UDES

dc.contributor.author	Sandoval Quijano, Luis G.	spa
dc.contributor.illustrator	Carrillo Caicedo, Gilberto	spa
dc.date.accessioned	2019-04-05T15:12:52Z	spa
dc.date.available	2019-04-05T15:12:52Z	spa
dc.date.issued	2014-01-30	spa
dc.description	119 p. Cd	spa
dc.description.abstract	La generación de energía es una necesidad diaria, y aún más si ésta se hace de manera limpia. La Universidad de Santander UDES, quiere ser auto sostenible en este tipo de recurso y en lo posible que no afecte al medio ambiente, sin embargo para llegar hasta este punto se deben desarrollar estudios que le permitan situarse en este contexto y aprovechar al máximo los proyectos relacionados con energías alternativas que se hagan en pregrado y maestrías. De acuerdo a lo anterior, el objetivo central del proyecto es realizar un estudio de implementación de un sistema de generación de energía eléctrica a partir de paneles solares en el edificio Yariguies de la Universidad de Santander UDES, pues es una de las necesidades inmediatas, sobretodo en el contexto del programa “UDESVERDE” La metodología establecida para la elaboración de este proyecto se llevo a cabo de la siguiente manera. En primer lugar se realiza el análisis de carga de los últimos dos años de la Universidad. Para el desarrollo de este punto es necesario hacer la solicitud a la empresa VATIA, la cual facilita estos datos. Dichos datos están discriminados por horas y días. Conociendo los niveles de demanda se inicia con un análisis que consiste en hacer una curva de consumo que permita predecir el comportamiento de demanda anual de energía de la universidad de Santander UDES. Adicionalmente una plantilla para la recolección de información con base en la potencia consumida por cada equipo y la cantidad de equipos, esto a través de una relación de horas de consumo de cada uno de ellos, calculando por separado las cargas de corriente alterna y las de corriente continua. El cálculo del consumo se trabaja a partir del análisis de un edificio separando piso a piso. Adicionalmente a esto se realiza un análisis del consumo del día y de la noche del piso integrado en una sola propuesta y se le agrega un análisis individual al consumo del día y el consumo de la noche de manera separada. Esto con el fin que se pueda discriminar de manera detallada cada una de las jornadas y los costos que estas producen, pues se conoce que las tarifas de consumo varían según la hora del día. Paso seguido es determinar el nivel de radiación solar que recibe la universidad, y el establecimiento del mejor ángulo y los posibles lugares en los que se deben ubicar los paneles para alcanzar el mejor rendimiento posible. Estos datos también son registrados por medio de la aplicación Pyranometer y con el difusor correcto son comparados con los dispositivos profesionales. Una vez se tiene estos datos se procede al dimensionamiento de paneles, inversores, reguladores y acumuladores que se necesitarían para satisfacer dicha demanda. Es importante resaltar que para el establecimiento de los dispositivos que cubran con la demanda de la Universidad se tendrán en cuenta diferentes marcas comerciales y diferentes tipos de paneles solares, a su vez el estudio está basado en hojas de cálculo diseñadas en Excel, que facilita cambios en cualquier punto que se requiera. Al tener calculada las cantidades de paneles, inversores, reguladores y acumuladores, se da inicio al análisis de costos para cada una de las marcas, en donde se tienen en cuenta puntos adicionales como la garantía, valores de envió, instalación y mantenimiento	spa
dc.description.abstract	Energy generation is a common issue, even more if it is made in a clean manner. Santander University UDES, wants to be self-sustaining in this type of resource, and as far as possible that does not affect the environment. However, to reach this point it should be developed studies enabling it to get the context and to take advantage of the projects related to alternative energies that has been carried out in undergraduate and master's degrees. According to what it was mention before, the main objective of the project is to conduct an implementation study of a electric power generation system from solar panels in the Yariguíes building of Santander University , as it is one of the immediate needs, especially in the "UDESVERDE" program’s context The chosen methodology to develop the project implied some steps: First, The load analysis of the last two years from the university. To do so it was necessary to ask VATIA company some data which was discriminated by hours and days. Knowing this demand levels, it is started an analysis that consist of making a curve of consumption that allows you to predict the behavior of energy at the University of Santander. In addition a template for the collection of information based on the power consumed by each team and the amount of equipment, through a relationship of hours of consumption of each one of them, calculating separate loads of alternating current and direct current. The consumption calculation is based on an analysis of a building floor by floor. In addition to this is an analysis of consumption of the day and the night on the floor in a single proposal and added an individual day consumption analysis and the consumption of the night separately. In order to discriminate in detail each of the journeys and costs that they produce, as is known that consumption rates vary according to the days’ time. Second, to determine the level of solar radiation that the University receives, and the establishment of the best angle and the possible areas in which the panels should be located to achieve the best possible performance. These data is also register through the Pyranometer application and compared with the right diffuser professional devices. Once you have these data, it is proceeded to the sizing of panels, inverters, regulators and batteries that would be needed to meet that demand.. It is important to highlight that for the establishment of devices that comply with the demand of the University, different brands and different types of solar panels will be taken into account, at the same time the study is based on spreadsheets in Excel, which facilitates changes at any point required. Having calculated the amount of panels, inverters, controllers and batteries, the cost analysis it is started for each of the brands, where additional points as the guarantee, shipping values, installation and maintenance are taking into account.	eng
dc.description.degreelevel	Maestría	spa
dc.description.degreename	Magister en Sistemas Energéticos Avanzados	spa
dc.description.tableofcontents	INTRODUCCIÓN 17 JUSTIFICACIÓN 18 1. GENERALIDADES 20 1.1 SOL; fuente de energía 21 1.2 ASPECTOS BÁSICOS DE LA RADIACIÓN SOLAR 22 1.2.1 Radiación solar 25 1.2.2 Irradiancia (G) 25 1.2.3 Irradiación (Insolación) (H) 26 1.2.4 Radio de Masa de aire (M) 26 1.2.5 Hora solar pico (HSP) 27 1.2.6 Día Solar 27 1.2.7 Constante solar (ISC) 27 1.2.8 Declinación solar 28 1.3 MAPA SOLAR EN COLOMBIA 28 1.3.1 INTERPRETACIÓN DE LOS MAPAS 29 1.3.2 Distribución de la intensidad de la radiación solar en Colombia 30 1.3.3 Radiación solar en Bucaramanga 31 1.3.4 Mapa de radiación solar para Bucaramanga 31 2. GUÍAS TÉCNICAS Y CONTEXTO JURÍDICO NACIONAL E INTERNACIONAL 33 2.1 MARCO LEGAL 34 2.1.1 CONVENIO DE VIENA 35 2.1.2 CONVENIO DE BASILEA 36 2.1.3 PROTOCOLO DE KYOTO 37 2.1.4 LEY URE “USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA” 697 DE 2001 38 2.1.5 NORMA ISO “ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DE NORMALIZACIÓN” 50001 40 2.1.6 RESOLUCIÓN 84 DE 1996 CREG “COMISIÓN REGULADORA DE ENERGÍA Y GAS” 41 2.1.7 RESOLUCIÓN 85 DE 1996 CREG “Comisión Reguladora de Energía y Gas” 41 2.1.8 NTC “NORMA TÉCNICA COLOMBIANA” 2050 – GENERACIÓN FOTOVOLTÁICA 43 3. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN FOTOVOLTAICA 44 3.1 ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN 44 3.2 FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LAS CELDAS SOLARES 46 3.2.1 Principio de funcionamiento de las celdas fotovoltaicas 48 3.2.2 Eficiencia de conversión de energía solar 50 3.2.3 Parámetros de una celda solar de silicio 51 3.2.3.1 Componentes de una celda típica de silicio. 52 3.2.4 Algunos tipos de celdas solares de silicio 53 3.3 Paneles Fotovoltaicos, diseño y estructuras de arreglos fotovoltaicos. 59 3.3.1 Conexión de los módulos o paneles fotovoltaicos 61 3.4 BATERIAS 63 3.4.1. Especificaciones Eléctricas 64 3.4.2 Tipos de baterías 65 3.5 REGULADORES 70 3.6 INVERSORES 72 4. DIMENSIONAMIENTO Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR MEDIO DE PANELES SOLARES 75 4.1 ÁREA DISPONIBLE PARA LA COLOCACIÓN DE LOS PANELES SOLARES 75 4.2 RADIACIÓN SOLAR EN EL TERRENO 76 4.2.1 Medida de radiación solar con “iPhone” 77 4.3 CONSUMO DEL SISTEMA 79 4.3.1 Consumo del sótano 79 4.3.2 Consumo del primer piso (gimnasio) 81 4.3.3 Consumo del segundo piso (pequeño auditorio) 82 4.3.4 Consumo del tercer piso (sala de consulta) 84 4.3.5 Consumo del edificio 86 4.3.6 Consumo del edificio teniendo en cuenta la cantidad de equipos y el tiempo de funcionamiento 88 4.4 ÁNGULO DE INCLINACIÓN DE LOS PANELES 88 4.5. PROVEEDORES DE SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS EN COLOMBIA 4.6. DIMENSIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES EQUIPOS DEL SISTEMA FOTOVOLTÁICO 90 4.6.1. Estimación de consumos y energía necesaria del generador fotovoltaico 90 4.6.2. Posición óptima de los módulos fotovoltaicos 92 4.6.3. Método de funcionamiento de potencia máxima 92 4.6.4. Cantidad de Paneles fotovoltaicos 93 4.6.5. Método amperios-hora 95 4.6.6. Distancia mínima entre filas de los módulos 98 4.6.7. Dimensionamiento del acumulador 98 4.6.8. Dimensionamiento del regulador. 100 4.6.9. Dimensionamiento del inversor. 101 4.6.10 Dimensionamiento del cableado 101 4.7 DIMENSIONAMIENTO DEL ÁREA QUE OCUPAN LOS PANELES FOTOVOLTAICOS 102 4.8 COSTOS DEL DISEÑO 102 4.8.1 Costo de los paneles solares 102 4.8.2 Costo del acumulador 103 4.8.3 Costo del inversor 103 4.8.4 Costo del regulador 103 4.9 COSTOS GLOBALES DE LA INVERSIÓN 104 4.10 COSTOS DE LA ENERGÍA PRODUCIDA 104	spa
dc.description.version	Ej. 1	spa
dc.format.mimetype	application/pdf	spa
dc.identifier.local	T 82.14 S162e	spa
dc.identifier.uri	https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/2880	spa
dc.language.iso	spa	spa
dc.publisher	Bucaramanga : Universidad de Santander, 2014	spa
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería	spa
dc.publisher.program	Maestría en Sistemas Energéticos Avanzados	spa
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dc.rights	Derechos Reservados - Universidad de Santander, 2014	spa
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess	spa
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)	spa
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dc.subject.proposal	Energía solar	spa
dc.subject.proposal	Radiación solar	spa
dc.subject.proposal	Paneles fotovoltaicos	spa
dc.subject.proposal	Energías renovables	spa
dc.subject.proposal	Sistema fotovoltaico	spa
dc.subject.proposal	Áreas disponibles	spa
dc.title	Energía solar : Estudio de implementación de un sistema de generación de energía para el edificio Yariguies de la Universidad de Santander UDES	spa
dc.type	Trabajo de grado - Maestría	spa
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