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Diseño, Implementación y Análisis Económico de un Sistema Fotovoltaico Conectado a la Red (SFCR) de 3kW con Inversor String Analizado en las Condiciones Geográficas y Climatológicas de la Ciudad de Juliaca
(2020) Chura Palli, Vianey; Pizarro Viveros, Henry
El presente proyecto de investigación se centra en el diseño, implementación y análisis económico de un Sistema Fotovoltaico Conectado a la Red (SFCR) con inversor string, en condiciones geográficas y climatológicas de la ciudad de Juliaca. Ello en el marco del proyecto de investigación aplicada y desarrollo tecnológico ganador de los fondos concursables financiado por el FONDECYT-Banco Mundial, con Contrato N° 180-2018- FONDECYT-BM-IADT-AV, con el título: “Diseño y Validación de la Operación y Monitoreo de Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red (SFCRs) en Condiciones Extremas del Altiplano sobre 3800 msnm”. El SFCR está instalado en la azotea del Instituto de Investigación en Energías Renovables y Eficiencia Energética sede Ayabacas - UNAJ. El SFCR cuenta con 12 módulos fotovoltaicos policristalinos de 270 Wp haciendo un total de 3240 W de potencia del generador fotovoltaico con un inversor de tipo string de 3 kW. Se diseñó la estructura tomando en cuenta las condiciones geográficas y climáticas de la región, fue diseñado el diagrama unifilar del sistema, el estudio energético del lugar y la simulación de sombras. Para la implementación se realizó el montaje del sistema calculando la producción de energía que resulto en 6142.56 kWh/año, considerando las posibles pérdidas del sistema con un rendimiento global o Performance Ratio (PR) de 85.55%. Finalmente, se realizó el análisis económico del SFCR considerando los Índices económicos VAN, TIR, PRS y B/C de S/. 19985.29, 16%, 10 años y 1.76 respectivamente, dando lugar a que el proyecto sea viable económicamente.
Diseño, implementación y análisis económico de un sistema fotovoltaico conectado a la red (SFCR) de 3kW con coversores cc/cc analizado en las condiciones geográficas y climatológicas de la ciudad de Juliaca.
(2020) Chávez Chambi, Vanesa; Condori Yucra, Reynaldo
El objetivo de este trabajo de investigación es diseñar, implementar y analizar económicamente el SFCR de 3 kW con conversores cc/cc en condiciones geográficas y climatológicas de Juliaca. En el desarrollo de este proyecto primero se estimó el recurso solar existente en la zona, luego se usaron programas de diseño y simulación; obteniendo como resultados principales que el sistema tendrá 8 módulos fotovoltaicos de 370 Wp, 8 conversores cc/cc y un inversor monofásico de 3 kW como elementos principales. Con estos equipos y con una irradiación anual promedio de 6 kWh/m2/día, 15° de inclinación y orientado al norte geográfico, se espera obtener una producción de 5650,99 kWh/año. Luego se realizó la implementación del sistema fotovoltaico de acuerdo al diseño realizado anteriormente, el lugar donde se implementó el SFCR con conversores cc/cc es en el pabellón del Instituto de Energías Renovables y Eficiencia Energética en la Universidad Nacional de Juliaca (UNAJ) sede Ayabacas. En seguida se realizó el análisis económico del sistema fotovoltaico, con indicadores de VPN, TIR, Periodo de recuperación y beneficio/costo, los resultados económicos muestran que el sistema es rentable recuperando la inversión inicial en el año 12 con 9 meses de funcionamiento; además se realizó el flujo de caja del proyecto para un tiempo de operación de 25 años, obteniendo para un precio de venta de energía de S/. 0,6545 KWh, un Valor Presente Neto (VAN) de S/. 12 810,06, una relación de Beneficio/Costo de 1,41; y una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 13%, podemos concluir que el proyecto es viable económicamente. Ello en el marco del proyecto de investigación aplicada y desarrollo tecnológico ganador de los fondos concursables financiado por el FONDECYT-Banco Mundial, con Contrato N° 180-2018-FONDECYT-BM-IADT-AV, con el título: “Diseño y Validación de la Operación y Monitoreo de Sistemas Fotovoltaicos Conectados a la Red (SFCRs) en Condiciones Extremas del Altiplano sobre 3800 msnm” a través del grupo de investigación GRID SOLAR de la Escuela Profesional de Ingeniería en Energías Renovables de la Universidad Nacional de Juliaca.
Análisis comparativo de la eficicencia térmica en termas solares de tres colores de tubos de vacío, para dos ángulos de inclinación de 25° y 35° para la ciudad de Juliaca
(2021) Quispe Chambi, Stacy; Sarmiento Mamani, Vilma
Se realizó el análisis comparativo de la eficiencia térmica en termas solares de tres diferentes colores de tubos de vacío para una inclinación de 25° y 35° alternando cada dos semanas, instalado en un punto de la ciudad de Juliaca, para analizar qué color de tubo de vacío instalado a una inclinación de 25° y 35° hace que la terma sea más eficiente para la ciudad de Juliaca que está a 3825msnm. Donde se aplicó el análisis comparativo experimental puro; para tres tubos de diferentes colores como son el tubo negro que es el más comercial en la ciudad de Juliaca, tubo lila que por fuentes comerciales es el segundo sistema térmico más expendido y finalmente el tubo plateado porque es una nueva tecnologíaque está llegando a la ciudad, asimismo se instaló a una inclinación de 25° y 35° alternandocada 2 semanas durante los 3 meses y 21 días, los tubos fueron divididos en tres grupos paraver el comportamiento de acuerdo al color, cada terma fue instalada a una inclinación de 25°y 35° orientada al norte. Para lo cual se utilizó tres termas solares, una de tubos de vacío negros, otra de tubos de vacío lilas y por último una de tubos de vacío plateados, sensores de temperatura, un datalogger para la toma de datos, un piranómetro para medir la radiación solar, un goniómetro para medir el ángulo, accesorios para la instalación y funcionamiento del colector solar térmico. Los resultados obtenidos determinaron que el color de tubo de vacío plateado es óptimo para obtener mayor eficiencia térmica solar debido a que tiene una eficiencia de 79% , el tubo lila 78% y el negro 77% de eficiencia . Interpretando que el tubo plateado es 1% más eficiente que el tubo lila y 2% más eficiente que el tubo negro evidencian que el color de tubo plateado es óptimo para la instalación de termas solares en la ciudad de Juliaca; así mismo se determinó que ángulo de inclinación de 25 º es el óptimo para mejorar la eficiencia térmica en las termas solares ya que cuenta con una eficiencia de 90.63% siendo 8.72% más eficiente que el de 35º grados . La toma de datos se realizó durante 3 meses y 21 días comenzando el 21 de febrero del 2021 hasta el 13 de Julio del 2021.
Estudio experimental de la eficiencia de potencia de salida de 2 tecnologías de módulos fotovoltaicos durante la estación seca y lluviosa para el Centro Poblado de Ayabacas en la Universidad Nacional de Juliaca
(Universidad Nacional de Juliaca, 2022) Mamani Pampa, Romael Elias; Sarmiento Mamani, Vilma
En cada lugar las condiciones climatológicas son diferentes y éstas influyen en el rendimiento de los módulos fotovoltaicos, lo cual hace necesario tener una base de datos para la región de Puno, que son indispensables para el mantenimiento de los sistemas; por ello, el objetivo es determinar la eficiencia de la potencia de salida de 2 tecnologías fotovoltaicas durante la estación seca y lluviosa para el centro poblado de Ayabacas. Se utilizaron 4 módulos de tecnologia poli y monocristalina, 2 de cada uno. Se limpio un modulo de cada tecnologia y los 2 restantes fueron expuestos a la acumulación del polvo durante 12 meses, para luego, evaluar la potencia de salida. Se concluye que el sistema monocristalino sin polvo tiene una eficiencia anual de 3.35% siendo este mas eficiente que el sistema policristalino sin polvo que tiene un 3.31 %. En la estación seca, los sistemas de ambas tecnologias reducen su rendimiento, el sistema fotovoltaico policristalino con polvo respecto al sistema sin polvo reduce su eficiencia a razón de 0.042%/día, reduciendo la eficiencia del sistema de 3.11% a 3.07%, el mes con ms reducción fue en septiembre con un 2 .16%. Para el sistema fotovoltaico monocristalino con polvo respecto al sistema sin polvo, la eficiencia se reduce a razón 0.05%/dia, reduciendo la eficiencia del sistema de 3.28% a 3.23%, el mes con mayor reducción fue octubre con un 2.93%. En la estación lluviosa el sistema policristalino con polvo redujo su eficiencia a raz~n de 0.031 %/dia respecto al sistema sin polvo, reduciendo la eficiencia de 3.64% a 3.61 %, el mes con mayor reducción fue noviembre con 2.36%. Para el sistema fotovoltaico monocristalino la eficiencia se reduce a razón de 0.048%/dia con respecto al sistema sin polvo, reduciendo la eficiencia de 3.83% a 3.77% siendo, también, noviembre el mes con mayor reducción con 2.64%. Durante la estación lluviosa se observa que la mayor temperatura para el módulo fotovoltaico policristalino sin polvo fue de 48.58 °C. Para el modulo fotovoltaico monocristalino sin polvo la temperatura máxima fue de 46.3 9C. Durante la estación seca, se observa que la mayor temperatura para el modulo fotovoltaico policristalino sin polvo fue de 48.62 °C. Para el modulo fotovoltaico monocristalino sin polvo la temperatura máxima fue de 47.44 °C.
Diseño, implementación y análisis económico de un sistema fotovoltaico conectado a la red (SFCRs) de 2.16 kW con microinversor analizado en las condiciones geográficas y climatológicas de la ciudad de Juliaca.
(Universidad Nacional de Juliaca, 2020) Vilca Choque, Mary Cymbel; Beltrán Castañón, Norman Jesús
La generación de energía eléctrica a partir de un sistema fotovoltaico y posteriormente conectarlo a la red, es una aplicación muy importante en estos últimos años, ya que tiene un impacto social, económico y ambiental. Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red, se caracterizan por tener una reducción en el consumo de energía eléctrica en una determinada institución, como también la contribución energética de los sistemas instalados beneficiara a la población. En ese contexto que surge la presente tesis con el objetivo de realizar el diseño, implementación y análisis económico del sistema fotovoltaico conectado a la red con microinversor de 2.16 kW analizado en las condiciones geográficas y climatológicas de la ciudad de Juliaca. El sistema fotovoltaico está instalado en el Instituto de Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad Nacional de Juliaca en la sede de Ayabacas, está compuesto por 8 módulos fotovoltaicos policristalino de 270 W modelo TP660P, 8 microinversores de potencia de salida con 215 W de modelo Enphase M215 y su sistema de protección. El sistema fotovoltaico tiene una potencia de generación de 2.16 kW. Se estimo una producción anual de energía eléctrica de 4,561.62 kWh/año, como también el rendimiento del microinversor con datos de irradiancia solar y temperatura ambiente de la ciudad de Juliaca donde obtuvimos 96.13% de eficiencia. El costo de instalación y operación del sistema fotovoltaico es de 25,404.24 soles, con un valor presente neto VPN de 8,566.26 soles, tasa de interés de retorno TIR de 12%, con un período de recuperación simple de la inversión de 8.35 años. En conclusión, la instalación del sistema fotovoltaico conectado a la red con microinversores es viable. También se concluye que una de las ventajas de la ciudad de Juliaca es que cuenta con bajas temperaturas ambientales y buena irradiancia por lo que las temperaturas del módulo serán bajas y nuestro inversor se desempeñara en su máxima eficiencia.