Tesis de Vialidad Tecnica y Economica

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  • 7/23/2019 Tesis de Vialidad Tecnica y Economica

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    PROFESOR PATROCINANTE:ING. Oscar Guevara Arias.

    Esc. Ing. Comercial.

    Estudio de viabilidad tcnica y econmica de instalar energa elicay energa termo solar en las viviendas de la ciudad de Puerto Montt.

    Trabajo de Titulacinpara optar

    al ttulo de Ingeniero Civil Industrial

    Daniel Alejandro Azcar Vulasich.

    PUERTO MONTT CHILE

    2012

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    Huele el queso a menudo para

    saber cuando comienza a enmohecerse

    Spencer Johnson.

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    AGRADECIMIENTOS.

    Gracias a mi familia y pareja por estar siempre cuando los necesit, a lo largo no slo de esta

    investigacin, sino tambin por estar junto a m todos los aos que dur mi carrera universitaria.

    A mis amigos, quienes me apoyaron y me animaron en este proceso.

    A mi profesor gua, Oscar Guevara, por su buena disposicin y ayuda para que esta investigacin

    tenga buenos resultados.

    Y por ltimo pero no por eso menos importante, agradecer a DIOS por poner a las personas correctas

    en mi camino y darme la energa que necesit.

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    SUMARIO.

    El presente proyecto busca evaluar tcnica y econmicamente la viabilidad de instalar energas

    renovables no convencionales en los hogares de la ciudad de Puerto Montt.

    Primero se decide optar por la energa termo solar para reemplazar la del gas y la elica para

    reemplazar la elctrica, esto porque son las energas que significan un mayor costo dentro de una

    familia y por otro lado la implementacin de stas genera menos gastos ya que se pueden utilizar las

    instalaciones existentes.

    Luego se da a conocer cmo funcionan la energa termo solar y la elica, presentando las potenciales

    tecnologas que pudiesen utilizarse de acuerdo a las condiciones climticas de la zona. Para la

    energa elica se opta por el aerogenerador SkyStream 2.4 esto porque su principal caracterstica es

    que puede comenzar a funcionar a 2 m/s, ya que en la zona la velocidad promedio del viento es de 4

    m/s. Mientras que para la energa termo solar se opta por los paneles Hate Pipe, los cuales estn

    hechos de tubo de vidrio presurizado lo que le da la capacidad de calentar agua ms rpido y poder

    mantenerla ms tiempo caliente. Es ideal para zonas fras como la estudiada.

    El estudio tcnico arroja que es viable instalar ambas tecnologas, primero porque ambas, la solar

    ms que la elica, genera el recurso que se solicita, segundo porque su instalacin no requiere un

    gran trabajo, basta con un par de personas en un par de das, y tercero, no existen barreras legales

    para hacerlo. Adems estos elementos se pueden adquirir a las afueras de la ciudad, por lo que su

    traslado no tiene un costo extra.

    Se decide dividir las familias en tres tipos, el tipo I ser de 1 a 3 integrantes, el tipo II de 4 a 6integrantes y el tipo III ms de 7 integrantes. Esto para poder estandarizar el estudio. Para obtener los

    datos de consumo de las familias, se realizaron encuestas, donde se consult cuanto gastaban en

    energa y el nmero de integrantes de la familia principalmente.

    La evaluacin econmica da como resultado que invertir en energa elica en esta zona del pas no

    es conveniente. El VAN tiene un resultado negativo para los tres tipos de familia a evaluar, esto es a

    causa de la alta inversin y de la baja velocidad del viento lo que no permite que el aerogenerador

    trabaje a toda su capacidad. Por otra parte, la inversin en energa termo solar si es rentable, ya que

    el estudio arroj que en los tres tipos de familia el VAN da positivo, y mientras ms agua se debecalentar, ms eficiente es el sistema, por lo tanto ms alto es el VAN.

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    NDICE DE CONTENIDOS.

    1.1. Introduccin. ....................................................................................................................................... 1

    1.2. Planteamiento del problema............................................................................................................. 2

    1.3. Objetivos. ............................................................................................................................................ 5

    1.3.1. Objetivo General. ............................................................................................................................... 5

    1.3.2. Objetivos especficos.......................................................................................................................... 5

    2. MARCO TERICO. ................................................................................................................................. 6

    2.1. La Energa. ......................................................................................................................................... 6

    2.2. Efectos del uso de las Energas. ..................................................................................................... 7

    2.3. Nuevas Fuentes de Energa: Energas Renovables No Convencionales (ERNC)................... 7

    2.4. Energa Solar Trmica. ..................................................................................................................... 8

    2.4.1. Tipos de colectores solares trmicos. ................................................................................................ 9

    2.4.2. Componentes de un sistema de colector solar trmico. ................................................................... 12

    2.4.3. Situacin de la energa trmica solar en Chile y en el mundo. ......................................................... 13

    2.5. Energa Elica. ................................................................................................................................. 14

    2.5.1. Componentes de un sistema elico. ................................................................................................ 15

    2.5.2. Tipos de Turbinas. ............................................................................................................................ 16

    2.5.3. Situacin actual de la energa elica en Chile y el mundo. .............................................................. 18

    2.6. Estudio de viabilidad tcnica y financiera. .................................................................................... 19

    2.6.1. Vialidad Tcnica. .............................................................................................................................. 19

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    2.6.2. Vialidad Financiera. .......................................................................................................................... 19

    2.7. Elementos computacionales para la evaluacin de proyectos de ERNC................................ 20

    3. ALGUNAS INVESTIGACIONES RELACIONADAS. ............................................................................. 22

    3.1. Estimacin del potencial elico y costos de produccin de energa elica en la costa de

    Valdivia, sur de Chile. ............................................................................................................................. 22

    3.2. Estudio de factibilidad para el abastecimiento energtico de viviendas unifamiliares a

    partir de energa solar en Murcia, Espaa. .......................................................................................... 23

    3.3. El sector de la Energa Solar en Uruguay. ................................................................................... 23

    3.4. Estudio de contribucin de las ERNC al sistema interconectado central (SIC) al 2025........ 24

    4. DISEO METODOLGICO. .................................................................................................................. 26

    4.1. Clasificacin del estudio. ................................................................................................................ 26

    4.2 Etapas del diseo metodolgico. .................................................................................................... 26

    4.2.1. Recopilacin de informacin. ........................................................................................................... 28

    4.2.2. Anlisis y procesamiento de datos. .................................................................................................. 28

    4.2.3. Presentacin de resultados. ............................................................................................................. 29

    5. RESULTADOS. ...................................................................................................................................... 31

    5.1 Potencial energtico de Puerto Montt. ........................................................................................... 31

    5.1.1. Potencial energtico de energa elica............................................................................................. 31

    5.1.2. Potencial energtico de energa termo solar. ................................................................................... 34

    5.2. Factibilidad tcnica de instalar tecnologas de ERNC en las viviendas. .................................. 40

    5.2.1. Condiciones y caractersticas para la instalacin de energa elica. ................................................ 40

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    5.2.2. Condiciones y caractersticas para la instalacin de paneles termo solares. .................................. 41

    5.3. Costos de instalacin de las tecnologas. .................................................................................... 41

    5.3.1. Costos de instalacin de energa elica. .......................................................................................... 41

    5.3.2. Costo de instalacin de la energa termo solar. ............................................................................... 43

    5.4. Costos energticos de las familias de Puerto Montt. .................................................................. 43

    5.4.1. Familia tipo I: de 1 a 3 integrantes. .................................................................................................. 44

    5.4.2. Familia tipo II: de 4 a 6 integrantes. ................................................................................................. 44

    5.4.3. Familia tipo III: ms de 7 integrantes. ............................................................................................... 44

    5.5. Evaluacin econmica-financiera de la instalacin de ERNC. .................................................. 45

    5.5.1. Evaluacin econmica-financiera de instalacin de energa elica...................................... 46

    a) Estudio de familias tipo I. ....................................................................................................................... 47

    b) Estudio de familias tipo II. ...................................................................................................................... 50

    c) Estudio de familias tipo III....................................................................................................................... 53

    5.5.2. Evaluacin econmica-financiera de la energa termo solar. ................................................. 55

    a) Estudio de familias tipo I. ....................................................................................................................... 58

    b) Estudio de familias tipo II. ...................................................................................................................... 59

    c) Estudio de familias tipo III....................................................................................................................... 60

    6. CONCLUSIONES. ................................................................................................................................. 61

    7. RECOMENDACIONES. ......................................................................................................................... 62

    8. BIBLIOGRAFA. .................................................................................................................................... 63

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    9. LINKOGRAFA. ..................................................................................................................................... 66

    10. ANEXOS. ............................................................................................................................................. 67

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    NDICE DE TABLAS.

    Tabla N 2.1: Clasificacin de energas. ..................................................................................................... 6

    Tabla N 5.1: Velocidad del viento registrada en el ltimo ao en Puerto Montt....31

    Tabla N 5.2: Comparacin de tecnologas mas aptas para las condiciones actuales en la zona. ........... 32

    Tabla N 5.3: Radiacin mensual promedio en la ciudad de Puerto Mont. ............................................... 34

    Tabla N 5.4: Tabla comparativa de termo paneles. ................................................................................. 36

    Tabla N 5.5: Total de costos de inversin energa elica. ....................................................................... 42

    Tabla N 5.6: Total costos de inversin energa solar trmica. ................................................................. 43

    Tabla N 5.7: Caracterizacin de consumos familia tipo I. ........................................................................ 44

    Tabla N 5.8: Caracterizacin de consumos familia tipo II. ....................................................................... 44

    Tabla N 5.9: Caracterizacin de consumos familia tipo III. ...................................................................... 45

    Tabla N 6.1: Consumos promedios mensuales y suma anual de familias tipo I. ..................................... 47

    Tabla N 6.2: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica familia tipo I. ...... 49

    Tabla N 6.3: Consumos promedios mensuales y suma anual de familias tipo II. .................................... 50

    Tabla N 6.4: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica familia tipo II. ..... 52

    Tabla N 6.5: Consumos promedios mensuales y suma anual familias tipo III. ........................................ 53

    Tabla N 6.6: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica familia tipo III. .... 55

    Tabla N 6.7: Resumen de datos y valores para evaluacin de rentabilidad. ........................................... 56

    Tabla N 6.8: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica familia tipo I. ...... 58

    Tabla N 6.9: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica familia tipo II. ..... 59

    Tabla N 6.10: Resumen de valores a ingresar en el estudio de rentabilidad econmica tipo III .............. 60

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    NDICE DE FIGURAS.

    Figura N 1.1: Distribucin de gastos energticos en una familia de hasta tres integrantes en la ciudad

    de Puerto Montt. ........................................................................................................................................... 4

    Figura N 2.1: Componentes de la radiacin solar. ...................................................................................... 8

    Figura N 2.2: Partes de un colector solar plano. ....................................................................................... 10

    Figura N 2.3: Colector solar de tubo Heat Pipe. ....................................................................................... 11

    Figura N 2.4: Colector de plstico. ............................................................................................................ 11

    Figura N 2.5: Procedencia de colectores solares comercializados en Chile ............................................. 14

    Figura N 2.6: Aerogenerador Darrius. ....................................................................................................... 17

    Figura N 2.7: Aerogenerador tripala. ......................................................................................................... 17

    Figura N 2.8: Aerogenerador sotavento. ................................................................................................... 18

    Figura N 4.1: Diagrama de diseo metodolgico. ..................................................................................... 27

    Figura N 5.1: Curva de trabajo del aerogenerador Skystream 2.4. ........................................................... 33

    Figura N 5.2: Foto de panel presurizado placa plana. .............................................................................. 35

    Figura N 5.3: Foto de panel presurizado Heat Pipe. ................................................................................. 35

    Figura N 5.4: Ventana de entrada de valores de requerimientos software SOLO 2000. .......................... 37

    Figura N 5.5: Datos de entrada del lugar geogrfico a evaluar software SOLO 2000. ............................. 38

    Figura N 5.6: Ingreso de datos fabricante software SOLO 2000............................................................... 39

    Figura N 5.7: Entrega de resultados software SOLO 2000. ...................................................................... 39

    Figura N 5.8: Diagrama de evaluacin econmica-financiera. .................................................................. 45

    http://c/Documents%20and%20Settings/daniel/My%20Documents/Downloads/marco%20teorico%20(1).docx%23_Toc341896557http://c/Documents%20and%20Settings/daniel/My%20Documents/Downloads/marco%20teorico%20(1).docx%23_Toc341896557
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    Figura N 5.9: Grfico comparativo del consumo de familias tipo I v/s energa generada por la turbina

    elica Skystream 2.4. ................................................................................................................................. 48

    Figura N 5.10: Grfico comparativo del consumo de familias tipo II v/s energa generada por la

    turbina elica Skystream 2.4. ..................................................................................................................... 51

    Figura N 5.11: Grfico comparativo del consumo de familias tipo III v/s energa generada por la

    turbina elica Skystream 2.4. ..................................................................................................................... 54

    Figura N 5.12: Balance energtico de aporte energa solar y sistema actual de calefaccin de aguas

    sanitarias. ................................................................................................................................................... 57

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    NDICE DE ANEXOS.

    Anexo A. Principio de Funcionamiento de un panel termo solar.

    Anexo B. Componentes de un aerogenerador.

    Anexo C. Flujos Netos de Proyectos elicos.

    Anexo D. Flujos netos proyectos termo solares.

    Anexo E. Encuesta realizada a familias.

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    1. ANTECEDENTES GENERALES.

    1.1. Introduccin.

    El problema de la energa ha sido percibido desde distintos puntos de vista dependiendo del momento

    histrico. Desde los inicios del siglo hasta principios de los aos setenta, el crecimiento econmico de los

    pases industrializados se fundament en la disponibilidad de una fuente de energa barata y abundante:

    el petrleo. A partir de la Segunda Guerra Mundial, tanto la produccin mundial de petrleo como la

    demanda industrial de energa se han duplicado cada diez aos. Las previsiones sobre la evolucin del

    consumo de energa en el mundo, muestran un crecimiento similar en los prximos aos (IEA, 2010).

    Aunque al final de los sesenta nacieron voces crticas de que el crecimiento energtico no se poda

    mantener indefinidamente, fue hasta la primera crisis del petrleo que la sociedad comenz a

    concientizarse del problema de la limitacin de las reservas de combustibles fsiles. Sin embargo en

    estos das no se conocen exactamente cules son las reservas de petrleo de los pases, puesto que el

    consumo total es mayor al de las reservas oficialmente publicadas por los pases productores (OIL AND

    GAS JOURNAL, 2006).

    El objetivo de los pases es dejar de depender de estos combustibles, la idea es recurrir a las fuentes de

    energa que nos entrega la naturaleza gratuitamente como lo hacan nuestros antepasados. El

    aprovechamiento por el hombre de las fuentes de energa renovable es muy antiguo. Desde muchos

    siglos antes de nuestra era, ya se utilizaban el sol, el viento y el agua y su empleo continu durante toda

    la historia hasta la llegada de la Revolucin Industrial, en la que, debido al bajo precio del petrleo, fueron

    abandonadas. Sin embargo hoy, debido al incremento de los costos de los combustibles fsiles y los

    problemas medioambientales derivados de su explotacin, presenciamos un renacer de las energas

    renovables.

    En el caso de nuestro pas, existen pocas polticas pblicas que ayuden al desarrollo de fuente de

    energas renovables. Chile cuenta con un gran potencial de estas energas, siendo la ms desarrollada la

    solar, la cual ha mostrado buenos resultados en el norte de nuestro pas, donde se encuentra el desierto

    ms seco del mundo. La energa elica es otra que se est explotando lentamente en las costas del sur

    de Chile donde los vientos son ms fuertes (Palma, Jimnez y Alarcn, 2009).

    Existen muchas empresas que ofrecen tecnologas de energas renovables. Sus ventas han crecido enlos ltimos aos, debido a que las personas estn tomando ms conciencia sobre los efectos negativos

    que tiene el uso de combustibles fsiles y lea.

    Pero, qu pasa en el sur de Chile, en Puerto Montt especficamente, donde no hay altas temperaturas,

    y los principales combustibles usados en los hogares son la lea y el gas licuado? Para esta pregunta

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    Es factible tcnicamente usar energas renovables en la ciudad de Puerto Montt?

    Es rentable para las familias de la ciudad de Puerto Montt invertir en energas renovables?

    Ayudar el uso de energas renovables a descontaminar la ciudad de Puerto Montt?

    Estarn dispuestas las familias a invertir en energas renovables?

    De ser positivas las respuestas a estas preguntas, se podran solucionar muchos problemas sociales,como la contaminacin y el gasto que se tiene en energa en los hogares. Es por eso la importancia de

    este estudio.

    Justificacin del Estudio.

    Se necesita una alternativa viable para el uso de energas contaminantes, las cuales, a travs de su uso,

    ayuden a limpiar el aire contaminado de nuestra ciudad y alivie, en parte, los bolsillos de muchas familias.

    No hay muchos estudios que aseguren o nieguen la posibilidad de usar energas renovables en esta

    zona del pas. Solo existe el mito de que no se puede porque la mayor parte del tiempo hay bajas

    temperaturas y la velocidad del viento no es suficiente para generar otro tipo de energa.

    Lo que se busca es demostrar con datos claros si es factible tcnica y econmicamente invertir en el uso

    de estas energas. Pero la idea es que esta investigacin sirva para que las familias de la ciudad de

    Puerto Montt puedan evaluar si les es conveniente o no invertir en ellas.

    Si los resultados son positivos, es posible que se masifique el uso de estas energas, lo que se traducira

    en menos contaminacin y ms dinero para las familias de manera que puedan emplearlo en otras

    necesidades.

    En la ciudad de Puerto Montt el gasto energtico se divide principalmente en tres fuentes, que son el

    gas, la lea y la electricidad. De estas tres, la que ms se consume es el gas, el cul ocupa para calentar

    aguas sanitarias principalmente y que podra ser reemplazada por la energa solar trmica. Por otro lado

    la electricidad, que se utiliza para abastecer todo el hogar, podra ser reemplazada por la energa elica,

    la cual es usada para ese fin. El reemplazo de la lea se descarta por dos razones:

    Reemplazar la lea requerira mayor inversin que las otras energas debido a que esta se ocupa

    para calefaccin y cocinar, lo que demandara trabajos en toda la casa, instalando equipos decalefaccin renovables, en cambio la energa solar y elica aprovechan los circuitos elctricos y

    de caera que ya existen en el hogar.

    El costo del gas y la electricidad aumenta mientas ms personas son en la familia, no as la lea

    que se mantiene si son uno o ms integrantes. Por esta razn se decide reemplazar las energas

    que ms se consumen en un hogar.

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    A continuacin se presenta una grfica con los costos energticos promedio de una familia de hasta tres

    integrantes:

    Figura N 1.1: Distribucin de gastos energticos en una familia de hasta tres integrantes en la

    ciudad de Puerto Montt.

    Fuente: Elaboracin propia con datos obtenidos en las encuestas.

    $ 17.900

    $ 15.000

    $ 12.500

    Distribucin mensual promedio de gastosenergticos.

    Gas

    Lea

    Electricidad

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    1.3. Objetivos.

    1.3.1. Objetivo General.

    Evaluar la factibilidad tcnica y econmica del uso de energa solar y elica en los hogares de la ciudad

    de Puerto Montt.

    1.3.2. Objetivos especficos.

    1. Comprender el funcionamiento de las energas renovables no convencionales (ERNC) aplicables a los

    hogares de la Ciudad de Puerto Montt.

    2. Calcular los costos energticos de los hogares de la Ciudad de Puerto Montt.

    3. Evaluar las conclusiones tcnicas de operacin de la energa elica y termo solar.

    4. Determinar la factibilidad econmica-financiera de instalar energa elica y termo solar en los hogares

    de Puerto Montt.

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    2. MARCO TERICO.

    2.1. La Energa.

    Se puede buscar la definicin de energa en muchas partes. Sin embargo, desde el punto de vista de la

    fsica la definicin que entrega la Real Academia de la Lengua Espaola (RAE) es la capacidad para

    realizar un trabajo. As que se deduce que para todas las actividades que se requieran realizar se

    necesita energa. Segn el principio de conservacin de la energa, sta no se crea ni se destruye, slo

    se transforma. Entonces concluye que se necesita obtener esta energa de algn lado y transformarla

    para lo que se requiera.

    Para eso se necesitan fuentes de energa, sta se define como un sistema natural cuyo contenido

    energtico es susceptible de ser transformado en energa til. Estas se pueden dividir en:

    Renovables: agua almacenada (energa hidrulica), el sol (energa solar), el viento (energa

    elica), la biomasa, las mareas (energa mareomotriz), las olas.

    No Renovables: combustibles fsiles (carbn, petrleo, gas natural), geotrmica, uranio (energa

    nuclear).

    Las energas antes mencionadas se pueden clasificar en primarias y secundarias. Las primarias son las

    que se obtienen directamente de la naturaleza y que al transformarse se convierten en otra, mientras que

    las secundarias son el resultado del proceso de otra energa.

    La siguiente tabla muestra una clasificacin de stas:

    Tabla N 2.1: Clasificacin de energas.

    Energas Primarias. Energas Secundarias.

    Elica Petrleo

    Solar Electricidad

    Mareomotriz Gas Natural y Licuado

    Biomasa

    Geotrmica

    NuclearCarbn

    Fuente: Elaboracin Propia.

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    De las energas antes mencionadas, existen algunas que son nocivas para el medio ambiente y la salud

    de las personas como lo son el petrleo, el carbn, el gas natural y licuado y la nuclear. Las dems

    restantes, no contaminan nuestro medio ambiente pero al explotar varias de estas energas, puede

    ocurrir que el entorno se vea afectado ya sea en su ecosistema o visualmente para las personas, como la

    elica por ejemplo.

    2.2. Efectos del uso de las Energas.

    Al explotar las energas, stas pueden producir efectos secundarios, tales como contaminacin visual,

    sonora, ambiental, etc. El mundo est siendo afectado en gran medida por el efecto invernadero

    provocado por el uso de los combustibles fsiles. Adems no se sabe con exactitud cunto queda de

    reserva de petrleo y gas natural en los pases productores, lo que a un futuro podra llevar a una crisis

    energtica mundial si no se diversifican y explotan otros tipos de energas, como la solar, elica,

    mareomotriz, etc. que son limpias, y lo ms importante es que son una ilimitadas (LEHOUCQ 2006).

    Dentro de las energas ms contaminantes estn los combustibles fsiles, los cuales son los

    responsables del efecto invernadero que se presenta en el planeta, son utilizados en el transporte,

    calefaccin, generacin de electricidad, entre otras, que representan las principales fuentes de CO2 que

    salen a la atmsfera.

    2.3. Nuevas Fuentes de Energa: Energas Renovables No Convencionales (ERNC).

    Teniendo en cuenta que las energas ms utilizadas actualmente, como el petrleo y el gas, contaminan

    el medio ambiente y son nocivos para la salud, y sumndole que son energas con fuentes limitadas, el

    mundo se ve en la necesidad de encontrar y desarrollar nuevas fuentes de energa que sean amigablescon el medio ambiente, bajas en costos y que sean independientes a la explotacin de terceros. Es por

    ello que hoy en da las ERNC son una gran alternativa.

    Se llaman energas renovables porque se pueden utilizar cuantas veces se desee, ya que su fuente es

    inagotable y se llama no convencional porque no son de un uso masivo como lo son el carbn, petrleo

    y gas.

    Como ERNC podemos nombrar la Solar y Elica siendo estas las ms conocidas. Tambin se suman a

    este grupo la Mareomotriz y Geotrmica. La bsqueda por desarrollar estas energas ha hecho que sutasa de aumento crezca de entre un 20 y 60 por ciento anual (REN 2007).

    Este estudio est enfocado en evaluar la energa solar trmica y elica en la ciudad de Puerto Montt por

    la razn de ser ms accesibles a un hogar, como se explic en la justificacin del estudio, ya que son

    tecnologas que requieren menor inversin al aprovechar las instalaciones en el hogar. Adems la

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    diferencia de gastos entre ellas es marginal, lo que apunta a escoger las que presenten menor costo

    inicial.

    A continuacin se describir en qu consiste una y otra.

    2.4. Energa Solar Trmica.

    El sol es una estrella que tiene un radio de 700.000 km. Con una masa solar de 330.000 veces mayor

    que la masa de la Tierra. Se calcula que su vida es de 5000 millones de aos. La intensidad mxima en

    un punto de la Tierra es de 14 Kw/m2 si es que en el camino no se perdiese nada.

    Las ondas del sol llegan a nuestro planeta como ondas electromagnticas en forma de fotones,

    que se propagan a 300.000 km/seg. La intensidad de la radiacin que llega a la parte exterior de

    la tierra se llama constante solar (G). Este valor no es constante puesto que la distancia de la

    Tierra con el Sol tampoco lo es.

    A la superficie de nuestro planeta llegan 3 tipos de radiaciones:

    Radiacin Directa:es la que llega a la Tierra en lnea recta desde el crculo solar.

    Radiacin Difusa:es la que se difunde y se dispersa al chocar con la atmsfera. Sufre cambios

    de direccin. Es por ello que es capaz de alcanzar una superficie aunque no est expuesta al sol.

    Radiacin de Albedo: Procede de los cuerpos cercanos. No se considera para los efectos de

    clculo puesto que su valor es despreciable.

    La siguiente figura describe la anterior clasificacin:

    Figura N 2.1: Componentes de la radiacin solar.

    Fuente: Estudio de Sistema Mixto Fotovoltaico para vivienda rural en Per.

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    La energa solar puede ser transformada mediante procesos qumicos, elctricos y trmicos. La

    fotosntesis es un proceso qumico que produce alimento para las plantas y convierte el CO 2en O2. Las

    clulas fotovoltaicas producen electricidad. Los procesos de conversin trmica proporcionan la energa

    trmica para calentar o enfriar espacios, calentamiento de agua domstica, generacin de potencia,

    destilacin y otros procesos de calentamiento (ASHRAE, 1999).

    Un captador solar en general es un equipo que transforma la energa de la radiacin solar en energa

    trmica, es decir, consiste en que el material del panel absorbe la radiacin solar y transfiere la energa

    trmica al fluido que se desea operar.

    Un captador solar trmico de baja temperatura consta de las siguientes caractersticas:

    Superficie absorbente, conductora y oscura.

    Cubierta transparente que deja pasar las longitudes de onda ms cortas y bloquea las longitudes

    de onda ms larga transmitidas por el absorbedor.

    Contiene un medio o fluido que transfiere el calor como por ejemplo el agua, aire, etc.

    2.4.1. Tipos de colectores solares trmicos.

    Araneda (2008) presenta una clasificacin de los tipos de colectores segn su fabricacin y uso:

    a) Colectores planos con cubierta de vidrio: Este tipo de colectores son los ms comunes en

    sistemas de ACS (agua caliente sanitaria) y alcanzan mayores temperaturas por el uso del efecto

    invernadero producido por la cubierta de vidrio. Sus temperaturas no superan los 100 C.

    Sus componentes son los siguientes:

    1. Marco de aluminio anodizado.

    2. Cubierta de vidrio templado, bajo contenido en fierro.

    3. Placa absorbedora. Enrejado con aletas de cobre.

    4. Cabezales de alimentacin y descarga de agua.

    5. Aislante, usualmente polietileno, o unicel.

    6. Caja del colector, galvanizada.

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    Fuente: Jimnez, 2009.

    Este colector est formado por una superficie metlica plana a la cual se le instalan una serie de tubos,

    tpicamente de cobre, estando todo el conjunto revestido de pintura negra absorbente selectiva.

    En lugares fros el agua no circula dentro del colector sino que est almacenada todo el tiempo en el

    termo tanque. Por la tubera del colector circula un lquido que absorbe el calor y lo transfiere al agua.

    Algunas caractersticas son:

    Rendimiento hasta un 70 por ciento.

    Vida til de aproximadamente 20 aos.

    Requieren de un mantenimiento mnimo a lo largo de su vida til.

    Accesibles costos de inversin.

    b) Colector de tubos al vaco: consiste en un arreglo de tubos que se encuentra al vaco. La

    superficie absorbente y los tubos colectores que se encuentra en el interior de estos tubos de

    vidrio, eliminndose perdidas por conveccin. En general, estos dispositivos son ms eficientes

    en comparacin con los colectores vidriados y permiten mayor versatilidad en su instalacin. Se

    utilizan mayormente en zonas de climas extremos.

    Figura N 2.2: Partes de un colector solar plano.

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    Figura N 2.3: Colector solar de tubo Heat Pipe.

    Fuente: Jimnez, 2009.

    Algunas caractersticas son:

    Alta eficiencia, por minimizar las prdidas de calor del ambiente.

    Aptos para alcanzar temperaturas elevadas.

    Costos accesibles.

    c) Colector de plstico: Estos colectores son sencillos y econmicos, se emplean en aplicaciones

    que no requieren temperaturas elevadas. Una aplicacin tpica de estos colectores es para el

    calentamiento de albercas.

    Figura N 2.4: Colector de plstico.

    Fuente: ENTE, S.C.

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    Algunas caractersticas son:

    No presentan problemas de corrosin.

    Ms econmico en comparacin con otros sistemas de colectores.

    Aptos para calentar agua hasta aproximadamente 38 C.

    Visto los tres tipos ms conocidos y usados colectores solares trmicos se nombrarn el resto de los

    componentes para terminar el circuito.

    2.4.2. Componentes de un sistema de colector solar trmico.

    Espaa es unos de los pases lderes a nivel mundial en el desarrollo de energas renovables. Es por ello

    que de acuerdo al manual elaborado por el Ministerio de Industria (IDAE, 2009) se describe cada

    componente del circuito:

    a) Captadores solares:

    El principio de funcionamiento se basa en una trampa de calor que conjuga el efecto de cuerpo negro con

    el efecto invernadero. Gracias a este sistema de captacin se consigue absorber la mayor parte de la

    radiacin solar que llega hasta la superficie y devolver lo menos posible.

    b) Sistema de distribucin:

    El sistema de distribucin es el que se encarga de transportar el fluido caliente contenido en los

    captadores solares hasta el punto de consumo. Existen diferentes circuitos de distribucin, dependiendo

    de las necesidades que pretendamos satisfacer o las condiciones climticas del lugar donde vamos a

    realizar la captacin.

    d) Almacenamiento:

    La energa que se recibe del sol no siempre coincide con las pocas de mayor consumo. Es por ese

    motivo, que es necesario acumular la energa en aquellos momentos de mayor radiacin. Pueden

    encontrarse muchos tipos de depsitos de agua caliente en el mercado, siendo los mas adecuados el

    acero, acero inoxidable, el aluminio y la fibra de vidrio reforzado.

    d) Sistema de apoyo convencional:

    El sistema de energa auxiliar es un elemento imprescindible en toda la instalacin solar sino se quiere

    sufrir restricciones energticas en aquellos perodos donde la radiacin sea baja. La fuente de apoyo es

    variable, pero las ms usadas son los elctricos y calderas de gas o gasleo.

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    2.4.3. Situacin de la energa trmica solar en Chile y en el mundo.

    La contribucin de la energa solar trmica al consumo energtico mundial sigue siendo muy escasa. Sin

    embargo, los incentivos que se han dado en muchos pases del mundo y la reduccin del precio de los

    paneles en mercados como China o Japn han aumentado el inters por explotar este tipo de energa.

    Hoy en da este tipo de energa supera a la elica. Actualmente, en el mundo se encuentra instalada una

    potencia de 245,5 GW trmicos (SOLAR HEAT WORLWIDE, 2010) considerando 41 pases que

    representan el 57 por ciento de la poblacin mundial y el 85-90 por ciento del mercado mundial de la

    energa solar trmica. Hoy en da la mayor parte de los captadores solares trmicos tiene como finalidad

    la produccin de agua caliente para el uso domstico.

    El aporte de esta energa solar es el segundo ms importante, que se utiliza cada vez ms en viviendas

    familiares en pases como China, Australia; nueva Zelanda o Europa, donde la calefaccin es necesaria y

    se ofrecen varias soluciones y nuevas tecnologas.

    El pas que lidera el uso de esta tecnologa es China, cerca del 40 por ciento de los captadores solares

    mundiales se encuentran en ese pas. Ms de 10 millones de familias tienen agua caliente en sus

    hogares gracias a esta tecnologa (SOLAR HEAT WORLWIDE, 2010).

    Lo asombroso ocurre en Israel, una ley obliga a instalar captadores solares trmicos a edificios de menos

    de 20 metros de altura, lo que da como resultado que cerca del 85 por ciento de las viviendas estn

    equipadas con esta tecnologa.

    En Chile, la regin donde preferentemente se ocupa la energa solar es en el Norte, esto, porque existeuno de los niveles de radiacin ms altos del mundo. Sus usos son para la generacin de electricidad y

    calentamiento de aguas sanitarias, adems para abastecer establecimientos y viviendas aisladas

    (INNOVA CHILE CORFO, 2009).

    En la actualidad existen ms de 8.000 m2 instalados (SILVA, 2010) de diversos tamaos, como para

    cubrir necesidades domiciliarias como calentamiento de agua, hasta ms grandes, por ejemplo, en

    hospitales para su calefaccin. Existe una gran industria proveedora de equipos ampliamente

    desarrollada, con ms de 50 empresas importadoras de colectores solares.

    Estas empresas, en su gran mayora, importan equipos desde China, Brasil; EE.UU., Australia, por

    mencionar algunos.

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    Figura N 2.5: Procedencia de colectores solares comercializados en Chile

    Fuente: Estudio de Mercado Solar Chileno CNE, PNUD, Gobierno de Francia. 2006.

    Las ventas anuales de colectores fabricados en Chile, fue de 400 unidades aproximadamente en el ao

    2005 (TRANSNERGIE. 2006).

    Estas empresas prestan servicios de instalacin y garanta en perodos de 1 a 10 aos (ESTUDIO DEL

    MERCADO SOLAR CHILENO, 2006). Aun a la fecha los proveedores de equipos generalmente no

    garantizan una cierta cantidad de ahorros ni ofrecen garantas por ello. A esto se suma que no existen

    normativas asociadas a las necesidades tcnicas de certificacin de los equipos ni de instalaciones lo

    que lleva a que en el mercado exista una amplia diferencia de calidad entre empresas.

    El primer estudio, para medir el potencial energtico solar de nuestro pas se realiz en el ao 1961,

    luego en el ao 1987 el Laboratorio de Energa Solar de la Universidad Tcnica Santa Mara (UTFSM)

    dio a conocer sus evaluaciones solarimtricas. En ese archivo se presentan los promedios mensuales y

    anuales de la radiacin global diaria en 28 estaciones meteorolgicas.

    Estudios como estos revelan que el pas tiene un gran potencial energtico, mayormente en la regin del

    Desierto de Atacama. Sin embargo esto aun no ha sido explotado con proyectos a gran escala.

    2.5. Energa Elica.

    La energa elica consiste en aprovechar el viento para generar electricidad. Para que esto ocurra, el

    viento debe mover las palas de estos aerogeneradores, las cuales harn mover una turbina, la que

    produce electricidad. Esta electricidad puede ser utilizada inmediatamente o almacenada para su

    posterior uso (ALMONACID, 2009).

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    El ser inagotable y poder instalarse en lugares aislados donde la red elctrica no puede llegar son las

    ventajas de este tipo de energa. Claro est que la condicin principal para que funcione ser que exista

    una velocidad del viento adecuada para que el aerogenerador pueda funcionar.

    A esta energa se le puede dar variados usos como por ejemplo en la agricultura, para alimentar los

    generadores que bombean agua para los canales de regado; antenas de telecomunicaciones, ya que

    estas antenas requieren de energa elctrica para funcionar; proyectos martimos, donde la red elctrica

    no llega y por supuesto, sectores de vivienda aislados.

    2.5.1. Componentes de un sistema elico.

    Un aerogenerador consta de las siguientes partes (IDAE, 2008):

    a) Torre:

    Es la que sostiene la gndola y el rotor. Generalmente se fabrican de acero. Mientras ms altas, mayorviento captarn si se encuentran en un terreno con muchos obstculos.

    b) Rotor:

    Est formado por las palas y el buje que las une. Estas transforman la energa cintica del viento en

    energa mecnica. La produccin ser mayor si la barrida del rotor tambin lo es. Existen dos tipos de

    rotores: los de paso variable, que permiten girar sobre s mismas a las palas y de paso fijo: en el cual no

    pueden girar. Adems pueden ser de velocidad variable o constante.

    c) Palas:

    Estas palas son muy semejantes a las de un avin. Actualmente las turbinas cuentan con tres palas de

    material liviano como fibra de vidrio.

    d) Gndola:

    En ella estn los artefactos que transformarn la energa mecnica en elctrica. Cuenta con anemmetro

    y una veleta para que el usuario pueda ver la informacin del sistema.

    e) Multiplicador:

    Su funcin es multiplicar la velocidad de giro del rotor para adaptarlas a las del generador. Por ejemplo el

    rotor suele girar entre 10 y 20 r.p.m., el multiplicador aumentar esta velocidad a 1.500 r.p.m.

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    f) Generador:

    Encargado de transformar la energa mecnica en elctrica al igual que el dnamo en una bicicleta. La

    corriente que genera es generalmente alterna.

    g) Controlador electrnico:

    Controla las condiciones de funcionamiento del aerogenerador, como son las presiones atmosfricas,

    temperaturas, velocidad y direccin del viento entre otras.

    h) Sistemas hidrulicos:

    Permite en accionamiento de las palas as como el frenado de rotor o el giro y frenado de la gndola.

    i) Sistema de orientacin:

    Este sistema, con la ayuda de la veleta, coloca siempre el rotor perpendicular al viento, de manera que se

    aproveche de mejor manera el recurso.

    2.5.2. Tipos de Turbinas.

    Hoy en da el aerogenerador con rotor tripala a barlovento es el ms utilizado para generar electricidad.

    Sin embargo, la variacin entre ellos se encuentra en las turbinas como se aprecia a continuacin

    a) Aerogeneradores Darrieus:

    Fue patentado por el Ingeniero francs George Darrieus en 1931 y comercializado por la empresa

    estadounidense Flowind. Este aerogenerador se compone de un eje vertical en el que giran varias aspas.

    Su ventaja es que no necesita un sistema de orientacin. Sin embargo, es menos eficiente que uno de

    eje horizontal, adems requiere ayuda para arrancar y como est pegado al suelo, recibe menos viento.

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    Figura N 2.6: Aerogenerador Darrius.

    Fuente: Energas Renovables, 2012

    b) Aerogenerador Monopala, bipala, tripala o multipala:

    Los primeros aerogeneradores tenan una gran cantidad de palas, pero con el desarrollo tecnolgico y

    estudios sobre el tema se ha descubierto que lo ptimo es utilizar tres palas. Al tener tres palas se ahorra

    material, peso y proporciona mayor estabilidad.

    Figura N 2.7: Aerogenerador tripala.

    Fuente: Generador Elctrico.com, 2012.

    c) Aerogenerador con rotor Sotavento:

    Generalmente los aerogeneradores tienen el rotor delante de la gndola (barlovento) de manera que

    ningn elemento interfiera el viento o cree turbulencias. En cambio, en las turbinas con rotor sotavento,

    las palas se encuentran en la parte posterior de la gndola. De esta manera la carcasa de la gndola

    puede servir de veleta, as puede orientar al aerogenerador en direccin al viento sin necesidad de otros

    dispositivos.

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    Figura N 2.8: Aerogenerador sotavento.

    Fuente: Opex 2012.

    2.5.3. Situacin actual de la energa elica en Chile y el mundo.

    Se dice que la energa elica podra cubrir el 12 por ciento de la demanda mundial de energa en el ao

    2020 y hasta un 22 por ciento en el ao 2030 (GWEO 2010). Eso significa que la energa elica tendr un

    papel clave para satisfacer la demanda mundial de energa mientras ayuda a la disminucin de emisiones

    de gases invernadero.

    Se estima que habr 1.000 GW de capacidad energtica elica instalada para el ao 2020, lo que

    ahorrara 1,5 millones de toneladas de CO2 al ao. La energa elica puede realizar una contribucin

    masiva a la produccin elctrica mundial y a la descarbonozacin del sector elctrico, pero se necesita un

    compromiso poltico para que esto suceda (SAWYER, 2010). En el ao 2010 los 600.000 trabajadores de

    la industria elica pusieron un aerogenerador nuevo cada 30 minutos y una de cada tres turbinas se

    instal en China (TESKE, 2011). Tambin se estima que el mercado puede crecer tres veces ms para el

    ao 2030.

    Segn el informe presentado en Pekn, China es actualmente el mayor mercado mundial de energa

    elica y sede de la mayor fabricacin de turbinas elicas mundial (CHINA WIND POWER, 2010). El

    GWEO 2010 prev un aumento de hasta 10 veces a capacidad instalada en China.

    Esta energa se implementa en ms de 75 pases alrededor del mundo. Una gran proporcin decrecimiento de la energa elica ocurre fuera del mundo industrializado (RAVE, 2011) y se espera que

    para el 2030 la mitad de las granjas estn ubicadas en pases en desarrollo y economas emergentes.

    En Chile la energa elica se ha utilizado de forma aislada principalmente en el bombeo de agua y en

    menor escala para obtener energa elctrica en zonas rurales donde no existe suministro elctrico.

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    Tambin se han desarrollado parques elicos en Alto Baguales y Canela las cuales entregan energa al

    Sistema Interconectado Central (SIC). En la actualidad existen proyectos en carpeta que desean aportar

    ms de 1.000 MW. Sin embargo, algunas limitaciones tcnicas y econmicas hacen creer que no ser

    posible llevar a cabo estos proyectos al menos en el corto plazo (REN 2007).

    Los aerogeneradores que se comercializan en Chile son todos importados, slo se producen en Chile

    bombas elicas.

    Tambin se puede recalcar que en Chile se han buscado nuevas iniciativas para aumentar el

    conocimiento acerca de este recurso, ya que slo existe informacin bsica y preliminar, las que no

    alcanzan para tomar una decisin de invertir en un proyecto a largo plazo. Estudios demoran entre 12 y

    24 meses, tiempo en el cual se decide si un proyecto es viable o no.

    2.6. Estudio de viabilidad tcnica y financiera.

    Dado que este proyecto considera para su evaluacin aspectos tcnicos y financieros, es importante

    mencionar a que se refieren estos conceptos.

    2.6.1. Vialidad Tcnica.

    Se desea comprobar si es posible fsica o materialmente llevar a cabo un proyecto. En este caso se

    evalan las caractersticas del equipo con los datos de los factores ambientales que existen en la zona,

    tales como temperatura ambiente, radiacin solar y velocidad del viento. Adems, se busca determinar si

    la instalacin de equipos elicos y solares puede llevarse a cabo en los hogares. Se debe observar que

    las viviendas cumplan con las condiciones mnimas para el funcionamiento de los equipos y que esto noafecte al entorno, es decir, los vecinos a esa vivienda.

    2.6.2. Vialidad Financiera.

    Los objetivos de este punto son ordenar y sistematizar la informacin de carcter monetario que

    proporcion la recoleccin de datos de costos y de consumo. Con estos datos se preparan los flujos de

    caja y se agregan antecedentes adicionales para la evaluacin del proyecto a fin de determinar la

    rentabilidad (SAPAG, 2007).

    En los flujos de caja se identifican y ordenan todos los tems de inversiones, costos e ingresos que

    puedan obtenerse de los estudios previamente realizados.

    Las inversiones equivalen a la compra de las tecnologas e instalacin de las mismas, incluyendo mano

    de obra y materiales, compra de terrenos, de instalaciones, etc. Los ingresos se deducen de la demanda

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    proyectada bajo condiciones de venta. Mientras que los egresos se calculan a travs de los costos y

    gastos que incurran en la venta y produccin de los productos y/o servicios.

    Existen muchos criterios para la evaluacin financiera, a continuacin se explican dos de ellos:

    a) VAN:

    Este criterio plantea que el proyecto debe aceptarse si su valor actual neto (VAN) es igual o superior a

    cero, siendo el VAN la diferencia entre todos sus ingresos y egresos expresados en moneda actual.

    Al aplicar el criterio VAN se puede llegar a un resultado igual a 0, lo que no significa que la utilidad del

    proyecto sea nula, sta indica que proporciona una utilidad igual que la mejor inversin como alternativa.

    Esto ocurre porque la tasa de descuento utilizada incluye el costo de oportunidad de la inversin. En

    resumen, si se acepta un proyecto con VAN igual a 0, se estarn recuperando todos los egresos adems

    de la ganancia exigida por el inversionista, la cual est en la tasa de descuento.

    b) TIR:

    El criterio de la tasa interna de retorno (TIR) evala el proyecto en funcin de una nica tasa de

    rendimiento por perodo con la cual la totalidad de los beneficios actualizados son exactamente iguales a

    los desembolsos expresados en moneda actual, que es lo mismo que calcular la tasa que hace al VAN

    del proyecto igual a cero.

    La TIR representa la tasa de inters ms alta que un inversionista podra pagar sin perder dinero, si todos

    los fondos para el financiamiento de la inversin se tomaran prestados y el prstamo (principal e intersacumulado) se pagara con las entradas en efectivo de la inversin a medida que se fuesen produciendo

    (BIERMAN y SMIDT, 2006).

    A modo de conclusin, la TIR es equivalente a hacer el VAN igual a cero y determinar la tasa que permite

    que el flujo actualizado sea cero. Entonces, la tasa calculada se compara con la tasa de descuento de la

    empresa. Si la TIR es igual o mayor que sta, el proyecto se acepta y si es menor se rechaza.

    2.7. Elementos computacionales para la evaluacin de proyectos de ERNC.

    Antes que un sistema de energa solar trmica o elico sea construido, se requiere primero llevar a cabo

    una simulacin del sistema, adems de la presentacin de los resultados a su usuario potencial.

    Se han desarrollado desde hace ms de 15 aos herramientas informticas (softwares) que permiten

    elaborar estimaciones de eficiencia, ayudar a seleccionar los componentes ptimos y crear informes de

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    proyectos con mucho alcance. Adems poseen bases de datos globales que son actualizadas a travs de

    internet.

    Existen muchos programas para determinar el potencial de la energa solar as como tambin para la

    elica. En el mercado se pueden encontrar de acuerdo a su proceso de programacin, se destacan dos

    grandes grupos:

    Programas de clculo esttico.

    Permiten una evaluacin ms cercana a la dinmica sobre la base de parmetros climticos y de

    demanda en una resolucin por hora o menos. Algunos permiten una muestra instantnea. El usuario

    selecciona el tipo de sistema adecuado a sus opciones y el colector solar correspondiente y da los

    parmetros de la ubicacin geogrfica del sistema. Su interfaz es fcil de usar. Algunos programas con

    estas caractersticas son:

    T-SOL

    TRNSYS

    SIMSOL

    TRANSOL

    ACSOL

    POLYSUN

    RETSCREEN

    SOLO 2000.

    Programas simplificados de clculo.

    Son programas de clculo esttico que utilizan valores promedios mensuales de los parmetros

    climticos y de demanda. Slo requieren que el usuario ingrese los datos de la cantidad de colectores,

    tipos de colectores, volumen de acumulacin, caudales y parmetros del acumulador. Un programa con

    esta caracterstica es:

    F-CHART.

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    3. ALGUNAS INVESTIGACIONES RELACIONADAS.

    No existen registros de estudios que evalen la factibilidad tcnica y econmica de instalar energa solar

    y elica en los hogares de la ciudad de Puerto Montt. Es por esa razn que se revisarn estudios hechos

    en otras partes del pas y del mundo.

    3.1. Estimacin del potencial elico y costos de produccin de energa elica en la costa de

    Valdivia, sur de Chile.

    Un estudio realizado en el 2009 en la cuidad de Valdivia, especficamente en la localidad de Curianco,

    consisti en una estimacin del potencial elico y costos de produccin de energa elica en la costa de

    Valdivia. Se escogi una escuela para realizar el estudio debido a que es una entidad que representa

    toda la comunidad de esta zona, logrando que los nios aprendan la importancia del uso de las energas

    renovables. Este estudio se dividi en dos mbitos, el primero es el estudio tcnico y el segundo es la

    estimacin del costo de produccin de la energa elica comparndola con el sistema elctrico actual. En

    el segundo mbito, el de estimacin de costo de la produccin de energa, se compararon los costos de

    generacin de electricidad a partir de la energa elica, versus la fuente de energa ya existente en el

    lugar.

    El estudio tcnico tuvo por objetivo determinar el potencial elico del sector de Curianco. Se recopilaron

    datos de temperatura, direccin y velocidad del viento los cuales fueron obtenidos del Laboratorio de

    recursos Acuticos Calfuco perteneciente a la facultad de Ciencias de la Universidad Austral de Chile en

    el perodo de 21 de Diciembre de 2006 al 20 de Diciembre del 2007. Con los datos recopilados se

    calcularon los siguientes parmetros: velocidad media diaria del viento, potencial elico y oferta de

    energa generada en ese sector.

    La velocidad media diaria se obtuvo para conocer cul es la hora del da en que ocurren las velocidades

    extremas del viento, de esta forma se determina a qu hora se obtienen la mayor y menor cantidad de

    energa. La velocidad del viento (m/s) se obtuvo del promedio de las horas en el da en forma anual.

    Una vez calculada la oferta energtica del sector, se compar con el consumo elctrico de la escuela

    para determinar las diferencias, negativas como positivas, a lo largo del ao del estudio.

    La estimacin del costo de produccin de la energa se obtuvo comparando el costo de generacin deunidad energtica o kilowatt-hora (Kwh) a travs de un sistema elico y a travs de la energa

    convencional existente en el lugar.

    Para determinar el costo promedio de la unidad energtica generada por energa elica se anualiz el

    pago de los costos de inversin para sumarlos a los costos de mantencin durante la evaluacin del

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    estudio, luego se dividi por la cantidad de energa anual generada a travs de la energa elica. Se

    agreg una tasa de inters de un 4,24 por ciento, la cual se calcul segn la variacin porcentual

    promedio del costo del Kwh Para calcular el costo por unidad generado por el sistema elctrico

    convencional, se dividi el costo total de producir electricidad por las unidades producidas.

    Este estudio arroj que generar energa elctrica a partir de la elica, dada las condiciones y supuestos

    del estudio, result no ser viable econmicamente, debido a que es ms costosa, lo que lleva a decidir

    que no es conveniente reemplazar el actual sistema por el elico.

    3.2. Estudio de factibilidad para el abastecimiento energtico de viviendas unifamiliares a partir de

    energa solar en Murcia, Espaa.

    Otro estudio realizado en el ao 2010, presentado en la cuarta conferencia internacional de ingeniera

    industrial y desarrollo industrial, se plante el objetivo de evaluar la conveniencia de alimentar una

    vivienda unifamiliar con energa solar, desde el punto de vista econmico y energtico. Primero se hizo

    una breve descripcin acerca de la tecnologa solar, explicando todos los aspectos tanto tcnicos como

    econmicos para su buen funcionamiento. Para llevarlo a cabo se evalu el gasto energtico de la familia

    para determinar las necesidades energticas. Luego se hizo una caracterizacin de la posicin

    geogrfica de la misma, esto para calcular el potencial energtico del lugar, as determinar cul es la

    energa que puede explotarse. Terminados los pasos anteriores, se elabor un anlisis de costos. Esto

    se hizo con la ayuda de los criterios encontrados en Costo Normalizado de Inversin (GALLARDO Y

    FERNANDEZ, 2003).

    Este estudio present que es factible cubrir todas las necesidades energticas de una vivienda unifamiliar

    a partir de la tecnologa solar. Sin embargo, el costo econmico es muy alto, lo que en algunos casos no

    justifica realizar la inversin.

    La ubicacin geogrfica juega un papel muy importante en determinar la rentabilidad de las instalaciones.

    Esto se debe a la radiacin recibida y tambin a las polticas pblicas de subvencin a estas energas. Es

    por la segunda razn, que al momento de construir las viviendas, se financie parte o totalmente la

    instalacin de los paneles termo solares con el fin de aminorar la alta inversin que se requiere.

    3.3. El sector de la Energa Solar en Uruguay.

    En Uruguay se realiz un estudio con el fin de calcular el potencial energtico solar presente en esa

    nacin. Se estableci que Uruguay cuenta con casi las mismas condiciones que Espaa, pas en el que

    los paneles solares funcionan con un buen rendimiento. Es por eso que se decidi tomar esta semejanza

    como base, as se ahorraron tiempo y recursos.

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    Luego se hizo un estado del arte acerca del marco legal referente a las ERNC presentes en ese pas. Se

    dio a conocer que desde el ao 1998 existe una ley que otorga beneficios a inversiones que incorporen

    progreso tcnico, que faciliten el aumento y diversificacin de explotaciones y que generen empleo

    productivo.

    Luego en el ao 2009 se promulgaron decretos que benefician las energas renovables, como por

    ejemplo:

    La generacin de energa elctrica proveniente de fuentes de ERNC.

    La transformacin de energa solar a energa trmica.

    La fabricacin nacional de mquinas y equipos destinados a las ERNC.

    Servicios brindados a empresas de servicios energticos.

    Por otro lado, se nombran iniciativas pblicas como por ejemplo el convenio del estado con la facultad de

    ingeniera de la Universidad de la Repblica las cuales sealan una serie de hitos:

    Disear una red de monitoreo y una estrategia de medicin orientada a lograr un adecuado

    relevamiento.

    Analizar la viabilidad y factibilidad de instalaciones de ERNC.

    Revelar mediciones de recurso solar en diferentes estaciones meteorolgicas distribuida en el

    pas.

    Otra iniciativa pblica fue la elaboracin de la Mesa Solar. La que se compone de actores vinculados a

    esta temtica tales como Universidades, Intendencia; Privados entre otros, con el fin de viabilizar la

    energa solar trmica para promover la creacin de instrumentos que impulsen su desarrollo.

    El informe concluy que Uruguay tiene potencial energtico y que debe ser explotado aun ms. Si bien se

    ha avanzado en polticas pblicas para el desarrollo de la energa solar, eso aun no es suficiente.

    3.4. Estudio de contribucin de las ERNC al sistema interconectado central (SIC) al 2025.

    La Universidad Federico Santa Mara realiz un estudio acerca de la contribucin que podran hacer las

    energas renovables a nuestro pas hasta el ao 2025. En este estudio se analiz el futuro de la energa

    solar fotovoltaica y la energa termo solar. Queda claro que nuestro pas tiene un gran potencialenergtico solar en el Norte, y que se necesita de polticas pblicas para poder desarrollar esta

    tecnologa. De hecho en el senado existen. Algunas iniciativas seran bajar los precios de los paneles, de

    modo que las familias se decidan a invertir. Este estudio tambin habla de la zona sur, en la que no es

    muy viable el uso de energa solar. Pero esto queda sujeto a la evaluacin del proyecto, puesto que si es

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    uno a gran escala no tendr sentido invertir, en cambio si son para el consumo familiar, puede que sea

    rentable.

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    4. DISEO METODOLGICO.

    4.1. Clasificacin del estudio.

    Este estudio se puede clasificar de muchas maneras, segn corresponda. En este caso el estudio se

    clasificar bajo los siguientes criterios (MONTERO y LEAN, 2002):

    Por la finalidad de este estudio: Se puede clasificar en descriptivo, ya que los datos obtenidos

    y recolectados sern utilizados con el objetivo de exponer un resultado con finalidades

    descriptivas como por ejemplo: Registro de temperaturas, velocidades del viento, esto a lo largo

    de un ao que es el periodo de tiempo en que se realizar.

    Segn el control de asignacin:Se puede clasificar en un estudio de observacin, ya que los

    datos recogidos no se pueden modificar ni tampoco intervenir para que cambien. De esta manera

    se toman los datos, se procesan, se obtienen los resultados y luego se analizan.

    Segn el nivel de medicin y anlisis:esta investigacin sera cuantitativa, ya que permite

    analizar los datos de forma numrica con ayuda de herramientas del campo de la estadstica

    como es el Software SOLO 2000 y las dems herramientas como Excel.

    Segn el seguimiento:se define como estudio con seguimiento ya que los datos se miden a lo

    largo del tiempo para obtener respuestas a futuro. Se recogern y monitorearn datos.

    Segn el inicio en relacin cronolgica: es ambispectivo. Esto quiere decir que se ocupar

    informacin recopilada de manera retrospectiva (datos obtenidos de archivos o registros) y de

    manera prospectiva (los datos se recogen a medida que van sucediendo).

    4.2 Etapas del diseo metodolgico.

    Para un mejor desarrollo y entendimiento se ha decidido dividir la presente investigacin en tres etapas,

    de esta forma se espera que el desarrollo de cada una de ellas, sea ms completo y ordenado.

    El siguiente diagrama resume todo el diseo metodolgico antes descrito:

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    Figura N 4.1: Diagrama de diseo metodolgico.

    Fuente: Elaboracin propia.

    Recopilacin de la

    informacin.

    Conocer como funciona la energa solar y elica.

    Crear una lista con las tecnologas actuales.

    Recolectar datos de caractersticas ambientales necesarias para quefuncionen estas tecnologas.

    Estado del arte en el Mundo y en Chile de estas tecnologas.

    Anlisis yprocesamiento dedatos.

    Calcular potencial energtico de nuestra ciudad.

    Estudiar la factibilidad de instalar las tecnologas.

    Calcular costos de instalacin de tecnologas.

    Crear tablas de encuestas a usuarios de estas tecnologas como apotenciales usuarios.

    Estimar el gasto energtico en familias tipo de la ciudad de PuertoMontt.

    Calcular el potencial ahorro en las familias al usar estas tecnologas.

    Presentacin deresultados.

    Presentar el potencial ahorro monetario mediante tablas.

    Discusin.

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    4.2.1. Recopilacin de informacin.

    Esta etapa es importante ya que a partir de lo que se recoja en este tem, se realizar la investigacin.

    Esta etapa consta de los siguientes puntos:

    Conocer cmo funciona la energa solar y elica: existe mucha bibliografa acerca de este

    tema. Se buscar de muchas fuentes para hacer una descripcin completa acerca de cmo

    funcionan estos sistemas. Textos extranjeros, como en Espaa y Estados Unidos tienen mucha

    informacin acerca de estas tecnologas. Adems existen portales en internet, empresas que a

    travs de sitios web que venden estos sistemas y explican detalladamente los sistemas de

    funcionamiento de estos.

    Crear una lista con las tecnologas actuales:Se cotizar mediante internet y en lo posible en

    las mismas empresas presentes en la zona. De estas cotizaciones de decidir qu tecnologa se

    va a utilizar, comparando precio y rendimiento.

    Recolectar datos de caractersticas ambientales necesarias para que funcionen estas

    tecnologas:Recopilacin de datos de temperatura, velocidad del viento, radiacin solar, entre

    otras. Que son las necesarias para que estas tecnologas puedan funcionar. Al tener todos estos

    datos se podr evaluar si es conveniente o no invertir en tecnologas. Esta evaluacin es

    realizada ms adelante.

    Estado del arte en el mundo y en Chile: Se present la situacin actual en el mundo y en Chile

    acerca de estas dos tipos de energa, dando a conocer cuales pases son potencias mundiales

    en el uso y desarrollo de estas, adems de caracterizar como se encuentra el mercado chileno.

    Luego se procedi a revisar estudios realizados en el mundo y en Chile acerca de energa termo

    solar y energa elica. Esto con el fin de caracterizar como estn hoy en da estas tecnologas.

    Adems servir para encontrar metodologas que sirvan al estudio presentado.

    4.2.2. Anlisis y procesamiento de datos.

    Luego de tener toda la informacin recopilada se procede a tomar los datos y procesarlos para que

    entreguen los posteriores resultados. Los tems a tratar en esta segunda etapa son:

    Calcular potencial energtico de la ciudad de Puerto Montt: Con los datos de las condiciones

    naturales de la zona de Puerto Montt, se procede a estimar cuanta energa se pudiese obtener

    bajo esas condiciones. Esto ser muy importante, ya que ser la base para la evaluacin del

    proyecto.

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    Estudiar factibilidad de instalar las tecnologas: revisar todas las condiciones fsicas que

    necesitan los paneles solares trmicos y los aerogeneradores para su funcionamiento, de manera

    que al ser instalados puedan funcionar de manera correcta.

    Calcular costos de instalacin de tecnologas: Toda instalacin tendr un costo. En este

    punto se calcular cual es, esto ser parte de la inversin inicial del consumidor, lo que ir

    reflejado en la posterior evaluacin econmica-financiera.

    Crear tablas de encuestas a usuarios de estas tecnologas como a potenciales usuarios :

    estas encuestas tienen como fin caracterizar el consumo de las familias y la cantidad de

    personas que viven en ese hogar. Esta encuesta ser realizada personalmente, va telefnica y

    correo electrnico, abarcando la mayor cantidad de familias posibles. Se consultarn cuntos

    integrantes viven en ese hogar, la cantidad de sus consumos energticos (Kwh, galones de gas)

    y el valor en dinero en que se traducen estos consumos. Las familias se dividirn en tres grupos,

    segn la cantidad de integrantes:

    Caso 1: familias de 1 a 3 habitantes.

    Caso 2: familias de 4 a 6 habitantes.

    Caso 3: familias de ms de 7 habitantes.

    Esto se realizar para acotar la investigacin. Se crearn grupos de familias tipo, con el fin de

    generalizar un poco los resultados.

    Estimar el gasto energtico en familias tipo de la ciudad de Puerto Montt: con los resultados

    de la encuesta se obtendrn los gastos en energa (gas y electricidad) y se promediarn dentro

    de las familias tipo, que se mencionaron anteriormente.

    Calcular el potencial ahorro en las familias al usar estas tecnologas: en este punto se

    tomarn todos los datos anteriores: gasto energtico de las familias, potencial energtico de la

    ciudad, y se evaluarn bajo el procedimiento de una evaluacin de proyectos para ERNC.

    4.2.3. Presentacin de resultados.

    Con los clculos realizados en el punto anterior, los datos obtenidos sern presentados para su posterior

    discusin.

    Presentar el potencial ahorro mediante tablas: el potencial ahorro se pudiese ver sin

    problemas en un flujo de efectivo que es la variable con la cual se realizar la evaluacin

    econmica del proyecto. Sin embargo, presentarlo en una tabla, solo con los datos importantes

    generar un mayor y fcil entendimiento para cualquiera que desee verlos.

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    Discusin: luego de haber obtenido los resultados se proceder al paso de discusin y

    conclusiones, las cuales servirn de orientacin a los fututos usuarios que deseen utilizar energa

    trmica solar y elica en sus hogares.

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    5. RESULTADOS.

    5.1 Potencial energtico de Puerto Montt.

    En este tem se calcular cual es el potencial de energa que puede entregar la ciudad de Puerto Montt

    bajo sus actuales condiciones climticas.

    5.1.1. Potencial energtico de energa elica.

    Para calcular el potencial energtico de energa elica se recolectarn los datos en fuentes de monitoreo

    ubicadas en la zona.

    A continuacin se presentan los datos de la velocidad del viento obtenidas desde Noviembre del 2011 a

    Octubre del 2012.

    Tabla N 5.1: Velocidad del viento registrada en el ltimo ao en Puerto Montt.

    Mes/ao Vel. Promedio mes (nudos) Vel. Promedio mes m/s

    Noviembre 2011 8 4

    Diciembre 2011 8 4

    Enero 2012 7 4

    Febrero 2012 8 4

    Marzo 2012 8 4

    Abril 2012 7 4

    Mayo 2012 7 4

    Junio 2012 8 4

    Julio 2012 8 4

    Agosto 2012 8 4

    Septiembre 2012 9 5

    Octubre 2012 7 4

    Promedios 7,75 4,08

    Fuente: elaboracin propia con datos recogidos de la pgina web tu tiempo.net.

    Los datos se recogieron de la pgina web tutiempo.net, en la que estn disponibles. Hubo que

    transformar todas las velocidades de unidad de medida, ya que en la pgina los entregan en nudos y

    para efectos de clculo los aerogeneradores trabajan con metros por segundo (m/s).

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    Con estos datos de velocidad de viento, se procede a evaluar cul sistema elico rinde mejor bajo estos

    parmetros.

    Los aerogeneradores necesitan una velocidad mnima de partida, entonces se buscarn los que cuenten

    con este requisito que como mnimo debe ser de 4 m/s, que es la velocidad media menor registrada.

    La siguiente tabla muestra algunos posibles candidatos.

    Tabla N 5.2: Comparacin de tecnologas ms aptas para las condiciones actuales en la zona.

    Proveedor

    tem Luxmeter www.renovable.cl www.enair.es

    Nombre/ tipo

    Modelo de 1 Kw SkyStream 2.4 Aerogenerador 160

    Velocidad de Partida

    (m/s)2.5 2.5 2

    Velocidad de trabajo

    (m/s)3-25 5 11

    Voltaje que entrega (v)12 V CC/ 24 V CC/ 48 V

    CC220 V en 50 Hz 48, 220

    Potencia Entregada

    (Kw)1,5 2.4 10,5

    Tiempo de Vida til

    (aos)15 20 25

    Altura de la torre

    (metros)9 10 16, 20 y 24

    Fuente: elaboracin propia.

    Los tres aerogeneradores comparados se escogieron bsicamente porque su velocidad de partida es de

    2 m/s, esto permite que puedan funcionar a 4 m/s, velocidad mnima que se presenta en esta zona.

    Teniendo estos tres aerogeneradores, se procede a realizar una seleccin entre ellos.

    El modelo que se escoger para realizar la evaluacin ser el SkyStream2.4, las razones se detallan a

    continuacin:

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    El voltaje que entrega es de 220 V inmediatamente, lo que ahorra costos de comprar inversores y

    acumuladores.

    A pesar que el aerogenerador 160 genera el mismo voltaje que el SkyStream, este resulta ser

    mucho ms alto en su costo, ya que es de ltima tecnologa.

    Su vida til est dentro de los ms altos del mercado (20 aos).

    Su velocidad de trabajo nominal es baja, lo que permite un mayor rendimiento en las condicionesactuales en la zona.

    No requiere mantencin y es silencioso a la hora de operar.

    Escogido este aerogenerador se calcular la energa que podr entregar bajo las condiciones

    ambientales que se recolectaron del ltimo ao en la ciudad de Puerto Montt, para saber cunto produce

    de acuerdo a las velocidades que registra la ciudad.

    Para saber el promedio anual de la velocidad del viento (m/s) en Puerto Montt, se tomarn todos los

    promedios mensuales durante los ltimos 12 meses y se promediarn. El valor arrojado ser el que seevaluar en la grfica de rendimiento del aerogenerador escogido para el estudio.

    El promedio anual de la velocidad del viento en Puerto Montt es: 4.08 m/s.

    Obtenido este valor, se compara con el de la tabla de rendimiento del aerogenerador a evaluar y se

    calcula cuntos Kwh puede entregar bajo las condiciones antes mencionadas.

    Figura N 5.1: Curva de trabajo del aerogenerador Skystream 2.4.

    Fuente: Proveedor.

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    El valor 4.08 m/s se acerca al punto 150 Kwh en la figura. Es este el valor que se tomar para efectos de

    la evaluacin econmica-financiera.

    5.1.2. Potencial energtico de energa termo solar.

    Los datos de radiacin solar y temperatura se encuentran en la pgina www.wrdc.com la cual registra la

    radiacin en casi todo el mundo. Su base de datos es abastecida por los diferentes organismos que

    registran el clima y sus componentes. En este caso es la unidad meteorolgica de Chile la que registra

    estos datos y los enva a este sitio web.

    Los datos encontrados en la pgina son las radiaciones del ltimo ao registradas en la ciudad de Puerto

    Montt. La tabla que sigue muestra los promedios mensuales del ltimo ao.

    Tabla 5.3: Radiacin mensual promedio en la ciudad de Puerto Montt.

    Mes Radiacin (J/cm2/da) Radiacin (Kwh/m2/da)Enero 1.906 5,31

    Febrero 1.868 5,21

    Marzo 1.268 3,54

    Abril 708 1,96

    Mayo 497 1,38

    Junio 342 0,95

    Julio 450 1,25

    Agosto 599 1,67

    Septiembre 881 2,45

    Octubre 1.380 3,84

    Noviembre 1.640 4,57

    Diciembre 1.736 4,48

    Fuente: World Radiation Center Data (WRCD)

    Ya obtenidos los niveles mensuales de radiacin solar, se procede a evaluar el potencial energtico que

    tiene esta. Cabe destacar que se debi transformar las unidades de medidas de la radiacin solar, ya que

    los datos de paneles, para efectos de clculos de rendimientos, vienen en Kwh/m2/da y se recolectaron

    en J/cm2/da.

    Los siguientes dos productos fueron los que se cotizaron, entre ellos saldr el que se utilizar para la

    evaluacin.

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    Estos dos paneles fueron escogidos porque son los que soportan temperaturas bajas ms extremas,

    gracias a su sistema de presurizacin que calienta el agua rpido y permite mantenerla caliente por

    varios das cuando el clima es adverso:

    Termo solar presurizado placa plana:

    Figura N 5.2: Foto de panel presurizado placa plana.

    Fuente: Empresa Amfinz.

    Termo solar presurizado Heat Pipe

    Figura N 5.3: Foto de panel presurizado Heat Pipe.

    Fuente: Empresa Amfinz.

    Sus caractersticas son comparadas a continuacin.

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    Tabla N 5.4: Tabla comparativa de termo paneles.

    PROVEEDOR

    tem Amfinz Amfinz

    EquipoTermo Solar Presurizado

    Heat Pipe

    Termo Solar Presurizado

    Placa Plana

    Material estanque interior Acero Vitrificado Acero Inoxidable

    Material estanque exterior Galvanizado Galvanizado

    Estructura de Soporte Perfil Galvanizado Aluminio

    Aislacin Poliuretano expandido Poliuretano expandido

    Tapa Registro Tiene No tiene

    Controlador Digital Tiene No tiene

    Mantencin No tiene Una al ao

    Temperatura mnima que soporta -18 C -12C

    Capacidad del Tanque 300 litros 150 litros

    Tiempo que mantiene el agua caliente en

    das nublados y fros.Cada 8 horas baja 1C Cada 3 horas baja 4C

    Vida til 50 aos y ms 25 aos

    Fuente: Empresa Amfinz.

    Segn los datos que se muestran en la tabla comparativa, se elegir el panel Termo Solar Presurizado

    Heat Pipe ya que cuenta con las siguientes ventajas:

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    El material interior de estanque es de acero vitrificado lo que ayuda a soportar mayores

    temperaturas extremas que el acero inoxidable. Adems es antiadherente, casi no requiere

    limpieza. Soporta cambios bruscos de temperatura (SORIMA, 2009)

    Tiene una tapa de registro, la que permite hacer mantencin al termo tanque si as se requiere.

    Cuenta con un controlador digital, el cual activa un controlador lgico programable (PLC) que

    comanda la bomba de agua que se encarga de llenar el termo tanque cuando est bajo de nivel.En el caso del termo panel placa plana tiene que adquirirse aparte.

    La capacidad del tanque es mayor, lo que minimizar los costos cuando la familia consuma

    muchos litros.

    En das nublados, el termo panel Hate Pipe puede mantener la temperatura por mucho ms

    tiempo que el termo panel de placa plana, lo que es una caracterstica necesaria en zonas

    nubladas y fras.

    Los tubos del termo panel hate pipe se pueden reemplazar uno a uno si es que sufriesen algn

    dao alargando su vida til. Esto presenta una inmensa ventaja puesto que si el termo panel de

    placa plana sufriese algn dao, tendra que ser reemplazado por completo.

    La vida til es mucho mayor a la del termo panel de placa plana, esto se explica en el punto

    anterior. Los tubos de vidrio pueden ser reemplazados cuantas veces sean necesarios. El termo

    tanque tiene una vida de 50 aos.

    Escogido el tipo de panel que se utilizar para la evaluacin, se procede a evaluar su eficiencia con las

    condiciones ambientales descritas en el punto anterior.

    Para esto se utilizar el software SOLO 2000. Los pasos a seguir son los siguientes:

    Paso 1:se ingresan los datos de requerimientos del usuario, como temperatura deseada y cantidad de

    litros de agua a calentar.

    Figura N 5.4: Ventana de entrada de valores de requerimientos software SOLO 2000.

    Fuente: SOLO 2000.

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    Como se aprecia en la figura, en la parte superior, donde dice Consommation Journaliere, se ingresan la

    cantidad promedio mensual de agua que se desea calentar. En este caso es 300 litros, ya que esa es la

    capacidad del termo tanque y adems es el mnimo que consume una familia tipo 1. Cuando se evale a

    familias que necesiten ms de 300 litros, se calcular de la misma manera, es decir, con dos termo

    tanques. Esto para que los integrantes del hogar puedan ducharse uno tras otro o al mismo tiempo, y no

    deban esperar unas horas mientras calienta el agua.

    En la parte de abajo se ingresa la temperatura de salida del agua que se desea, en este caso de 45C,

    temperatura que es ptima para una ducha.

    Paso 2: Ingresar los datos del lugar donde se evaluar el panel termo solar.

    Figura N 5.5: Datos de entrada del lugar geogrfico a evaluar software SOLO 2000.

    Fuente: SOLO 2000.

    En esta ventana se ingresaron los siguientes datos:

    Altitud de la ciudad, latitud donde se encuentra Puerto Montt, y la zona, en este caso zona martima.

    Los datos ms relevantes son:

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    Gh:es la radiacin solar en el punto de estudio. Se ingresa en Kw/h/m2/da. Se ingresaron los

    promedios de los ltimos 12 meses.

    Text (C):temperatura exterior del punto, se ingresaron los promedios mensuales de los ltimos

    doce meses.

    Tef (C):temperatura del agua potable al salir de la llave.

    Se presiona Ok y los datos quedan guardados en la base de datos del software.

    Paso 3: Ingresar datos del panel obtenidos al fabricante de los mismos.

    Figura N 5.6: Ingreso de datos fabricante software SOLO 2000.

    Fuente: SOLO 2000.

    Esta ventana permite personalizar el panel a evaluar, se ingresan los siguientes datos:

    Kc (W/ (m2k)):coeficiente de transmisin de calor, este valor va de 0 a 1. Este valor est dado

    por el fabricante.

    Bc:Factor de Prdida, es el valor de energa que se va del sistema al ser transformada.

    Ac (m2):rea de absorcin del panel.

    Paso 4: Teniendo todos los pasos anteriores resueltos, se procede a calcular el rendimiento del termo

    panel. La ventana presentada a continuacin muestra lo resultados por mes y finalmente promedio anual.

    Figura N 5.7: Entrega de resultados software SOLO 2000.

    Fuente: SOLO 2000.

  • 7/23/2019 Tesis de Vialidad Tecnica y Economica

    52/88

    40

    La tabla anterior muestra los siguientes resultados en orden descendente:

    Cobertura (%):se refiere al porcentaje de energa requerida que cubre el panel.

    Requerimientos (Kwh):indica la cantidad de Kwh que se necesitan para poder satisfacer la

    demanda de agua caliente.

    Productividad (Kwh):muestra la productividad del panel.

    Productividad m2: muestra la produccin del panel por metro cuadrado.

    Como se dijo anteriormente los datos son entregados mensual y anualmente. El valor promedio anual, es

    importante ya que se utilizar en la evaluacin de rentabilidad econmica. Este valor es de 46 por ciento,

    lo que se traduce en la cantidad que puede cubrir de la demanda anual de energa en el hogar.

    5.2. Factibilidad tcnica de instalar tecnologas de ERNC en las viviendas.

    Para poder instalar este tipo de tecnologas es necesario que las viviendas y el entorno cumplan con

    algunas condiciones mnimas, de cumplirse, ser factible tcnicamente instalar las mencionadas ERNC.

    Las condiciones son explicadas a continuacin.

    5.2.1. Condiciones y caractersticas para la instalacin de energa elica.

    En primer lugar estas tecnologas las distribuyen en las cercanas de la ciudad de Puerto Montt,

    por lo que su traslado es simple.

    La altura de la torre es de 10 metros, lo que no crea problema a la hora de instalarla.

    El funcionamiento de la turbina es silencioso, lo que no molestara a los vecinos ni al consumidor.

    Se puede conectar a la red elctrica directamente o instalarlo como un sistema aislado. Si fuese

    el primer caso hay que avisar a la compaa distribuidora de electricidad, en este caso SAESA la

    que se har responsable de la instalacin, con un costo determinado.

    La instalacin elctrica del aerogenerador debe ser realizada por un tcnico especializado y esta

    deber ser posteriormente certificada por la Superintendencia de Electricidad y Combustibles

    (SEC).

    Generalmente las viviendas en la Ciudad de Puerto Montt no superan los dos pisos de altura, lo

    que no afectara en gran medida la velocidad del viento que llega al aerogenerador para su

    funcionamiento.

    La velocidad del viento promedio registrada es mayor a la velocidad de partida de las turbinas

    elicas, lo que significa que se puede generar energa elctrica.

  • 7/23/2019 Tesis de Vialidad Tecni