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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE
ADMINISTRACIÒN INDUSTRIAL
EXTENSIÓN - PUERTO LA CRUZ
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE
PANELES SOLARES PARA LA SEDE DEL INSTITUTO
UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÒN
INDUSTRIAL UBICADO EN EL SECTOR LA PLANTA DE
PUERTO PÌRITU ESTADO ANZOÀTEGUI
Tutor Académico;
Lcdo. Alejandro Prado
Elaborado por:
Br. Lourdes Bello C.I17.901.005
Br. Roymer Rodríguez C.I 20.237.527
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DEDICATORIA
Lourdes Bello: dedico este trabajo, a todas las personas que han
creído en mí a lo largo de mi carrera, a mi familia, amigos y allegados, que
siempre han estado allí apoyándome y aupándome a seguir adelante para
alcanzar mis metas.
Roymer Rodríguez: dedico este trabajo a Dios principalmente, ya que
sin su gracia no estaríamos aquí hoy, a mi familia, mis amigos, que siempre
me han ayudado, y me apoyan incondicionalmente.
Hacemos una dedicatoria especial a un hombre que ha sido ejemplo
para nosotros y nos ha llevado de la mano en esta carrera, que con ahincó y
esfuerzo nos ha brindado lo mejor de si para que podamos ser buenos
profesionales.
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AGRADECIMIENTOS
Primeramente agradecemos a Dios por darnos la oportunidad de estar
aquí y de poder llegar a cumplir un peldaño más en nuestra carrera
profesional, Gracias por que en Su Inmensa misericordia nunca nos ha
dejado, siempre nos ha llevado de la mano.
Agradecemos a nuestros padres por ser nuestros principales apoyos,
por brindarnos la oportunidad de poder estudiar, y guiarnos siempre en elcamino del bien inculcándonos valores para ser personas de bien.
Un agradecimiento especial a los profesores que han marcado pauta
en nuestra formación estudiantil dentro de esta institución, personas como
Evelyn Villalonga, Ronald Salazar y Alejandro Prado, a este ultimo un
especial Agradecimiento un Abrazo y Que Dios Lo Bendiga Siempre.
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ÍNDICE GENERAL
Págs.Dedicatoria…………………………………………………… iii
Agradecimiento……………………………………………… ivÍndice General……………………………………………….. vÍndice de Cuadros…………………………………………… viiÍndice de Figuras…………………………………………….. viiiResumen……………………………………………………… ixIntroducción………………………………………………….. 10
Capítulo I. El Problema
1.1 El Problema, Justificación e Importancia…………….. 131.2 Objetivos de la Investigación
1.2.1 Objetivo General y Específicos………….. 16
Capítulo II. Marco Teórico
2.1 Antecedentes de la Investigación……………………. 182.2 Bases Teóricas………………………………………….. 202.3 Bases Legales…………………………………………… 252.4 Definición de Términos Operativos…………………... 272.5 Operacionalizacion de las Variables………………….. 29
Capítulo III. Marco Metodológico
3.1 Diseño de la Investigación……………………………... 313.2 Tipo de Investigación……………………………………3.3 Unidad de Análisis………………………………………. 323.4 Población y Muestra…………………………………….3.5 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos…. 33
Capítulo IV. Discusión de los Resultados
1. Conocer los puntos de consumo de luminarias y
equipos informáticos dentro de la institución…………. 372. Especificar las características y detalles del consumo
eléctrico de la institución………………………………… 40
3. Analizar las características del lazo de control en
función de los elementos utilizados para la
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automatización del sistema de alimentación de
energía, mediante paneles solares…………………….. 41
4. Proponer un sistema de alimentación de energía
mediante paneles solares para la sede del InstitutoUniversitario de Tecnología de Administración
Industrial ubicado en el Sector La Planta de Puerto
Pìritu Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una
fuente alterna de energía, que permita cubrir la
demanda de energía cuando el servicio eléctrico falle. 43Capitulo V. Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones………………………………………………… 45Recomendaciones………………………………………….. 46
Referencias Bibliográficas………………………………….. 47
ÍNDICE DE CUADROS
Págs.
Cuadro Nº 1 Operacionalización de las Variables…………….. 29
Cuadro Nº 2Estimado del consumo de luminarias por aulas,coordinaciones y laboratorios…………………… 38
Cuadro Nº 3 Iluminarias por pasillos…………………………… 39
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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE
PANELES SOLARES PARA LA SEDE DEL INSTITUTO
UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÒN
INDUSTRIAL UBICADO EN EL SECTOR LA PLANTA DE
PUERTO PÌRITU ESTADO ANZOÀTEGUI
Autores:
Br. Lourdes Bello C.I: 17.901.005
Br. Roymer Rodríguez C.I: 20.237.527
Tutor Acadêmico: Lcdo. Alejandro Prado
Fecha: Julio 2012
RESUMEN
Esta investigación tiene como finalidad, dar a conocer aspectos generales sobre el
diseño de un sistema de alimentación de energía mediante paneles solares, siendo su tipode investigación es de Campo, teniendo como población y muestra toda la infraestructura delIUTA, utilizando como instrumentos la guía de observación y registro anecdótico. Caberesaltar que se desarrollo una serie de términos, que nos ayudan a entender principalmenteel uso y aprovechamiento de las fuentes de energías alternas como motor impulsor deinnovación, destacando la utilización de técnicas de investigación para determinar losobjetivos a alcanzar por este proyecto, fundamentalmente este trabajo se concepción en prodel beneficio de nuestra institución.
INTRODUCCIÓN
Para nadie es un secreto que la tecnología avanza diariamente a pasos
agigantados, con el fin de adaptarse a las necesidades básicas del hombre y
a las exigencias que la sociedad nos plantea diariamente.
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA, JUSTIFICACIÓN E
IMPORTANCIA
La necesidad energética mundial ha dado paso a la investigación yexploración, de fuentes alternas de energías, siendo algunas de ellas nocivas
para el medio ambiente. Las problemáticas energéticas que han surgido en
los países desarrollados, se deben al consumo de los recursos naturales no
renovables.
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Como consecuencia de ello se han efectuado reuniones
internacionales, para conciliar aliados en este sentido, tal es el caso del
protocolo de Kioto. Este protocolo se creó con el objetivo, de eliminar oreducir las emisiones de gases, que causan el calentamiento global, así
como también para impulsar el cambio al desarrollo sostenible, de esta forma
utilizar energías no convencionales, que eviten el impacto al ambiente.
Las fuentes de energías alternas en algunos casos ya han sido
empleadas por el hombre, se han promovido estudios con diferentes tipos de
energías, entre ellas, la cinética, producto de la caída de agua (represa delgurí) que genera movimiento en las turbinas y de esta manera se produce la
energía hidroeléctrica. Podemos nombrar la energía eólica, utilizada desde la
edad media en la construcción de los molinos de vientos y así para mediados
del siglo XX es desarrollada toda una tecnología enfocada en la generación
de electricidad por este medio.
La energía geotérmica, producto de los vapores que salen del
subsuelo, se utiliza para generar electricidad en centrales geotérmicas, para
este tipo de aprovechamiento, quedan aun muchos problemas por resolver, a
fin de hacer económicamente rentable las eventuales instalaciones de estas
centrales geotérmicas.
El calor generado por el sol dio origen a una forma de obtención y
aprovechamiento del mismo, a través de estudios realizados, se demostró
que es posible transformar la energía solar en energía eléctrica. Cosa esta
que se obtuvo a consecuencia de los programas espaciales de EstadosUnidos De América Y La Unión De Repúblicas Socialistas Soviéticas.
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nos permitan realizar las actividades con normalidad, dar protección a los
equipos de computación y mantener la sede iluminada.
Llevar a cabo la realización de un sistema de alimentación de energíamediante paneles solares, esto con el fin de dar continuidad a las actividades
normales de la institución en caso de que falle el servicio electrico, además
de la puesta en práctica de un trabajo innovador que sirva de base y ejemplo
a las siguientes generaciones de instrumentistas pertenecientes a esta casa
de estudios. Aprovechar nuestros conocimientos y desarrollar a su vez, una
solución es una acción que da impulso a este proyecto, el aprovechamiento
de la luz solar es la base de este trabajo, la generación de diseños de lazosde control para hacer posible el funcionamiento del sistema que se va a
poner en práctica, es motivo suficiente para dar seguimiento a esta
investigación.
Es de suma importancia, por La utilización de paneles solares procura el
beneficio de forma directa A la institución, facilitando el alcance de las metas
académicas planteadas, para impulsar el fortalecimiento, el apoyo a
investigaciones que amplíen la innovación tecnológica, estimulando su
capacidad en el orden productivo, empresarial y académico, tanto público
como privado.
1.2.- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
OBJETIVO GENERAL:
Diseñar un sistema de alimentación de energía mediante paneles
solares para la sede Del Instituto Universitario De Tecnología De
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Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta De Puerto Piritu
Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de energía, que
permita cubrir la demanda de energía cuando el servicio eléctrico falle.
.OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Conocer los puntos de consumo de luminarias y equipos informáticos
dentro de la institución.
2. Especificar las características y detalles del consumo eléctrico de la
institución.
3. Analizar las características del lazo de control en función de los
elementos utilizados para la automatización del sistema de
alimentación de energía, mediante paneles solares.
4. Proponer un sistema de alimentación de energía mediante paneles
solares para la sede del Instituto Universitario de Tecnología de
Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta de Puerto
Pìritu Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de
energía, que permita cubrir la demanda de energía cuando el servicio
eléctrico falle.
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Sistema Fotovoltaico presenta una solución tecnológica sobre todo,
donde existe demandas máximas en horas pico, presentándose allí la
mayor generación.
SUÁREZ, L: (2008) INGENIERÍA CONCEPTUAL PARA LA
ELECTRIFICACIÓN DE VIVIENDAS EN ZONAS ALEJADAS DE LOS
PUNTOS DE DISTRIBUCIÓN MEDIANTE EL USO DE ENERGÍAS
ALTERNATIVAS. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES EDO - MÉRIDA.
VENEZUELA. Concluyeron que: De acuerdo a las justificaciones,
conclusiones y recomendaciones se ve la fortaleza de la propuesta en la
contribución de mejorar, optimizar y desarrollar tecnológicamente lassoluciones de electricidad para aquellos lugares remotos donde no llega la
red convencional. En conclusión el sistema Fotovoltaico es una solución
tecnológica, y a pesar del costo del sistema, es factible y competitiva con la
red convencional en lugares aislados.
PEREZ, H: (2010) PROPUESTA PARA INSTALAR UN SISTEMA DE
ENERGIA SOLAR PARA ALIMENTAR EL LABORATORIO DE
INFORMATICA DEL IUTA APLIACION PUERTO PIRITU. Concluyeron que:
los sistemas de energía solar representan modelos para el aprovechamiento
de los rayos solares, mediante la captación de energía por diversos modos
hasta ahora el más utilizados ha sido la célula fotovoltaica, a raíz de la
creciente eficiencia del servicio de electricidad en el país se hacen necesario
implementar esta metodología, para asegurar el funcionamiento de equipos
eléctricos, en la sede del Instituto Universitario De Tecnología De
Administración Industrial, ampliación Puerto Pìritu, en esta funciona el
laboratorio de informática, el cual cuenta con 20 computadoras para el uso
académico, el fin de este proyecto es asegurar el funcionamiento y
salvaguardo de los equipos que se encuentran en dicho laboratorio.
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Aporte: en los trabajos anteriormente mencionados, se utilizaron
energías alternas, en especifico el aprovechamiento de la luz solar mediante
paneles fotovoltaicos, ya sea para energizar un sistema, como también para
su uso en lugares remotos, donde establecer tendidos eléctricos es casi
imposible por su ubicación. En estos trabajos se realizaron estudios, que
permiten desarrollar o mejorar las ideas expuestas por sus autores, sirven de
base y estamento teórico para establecer que la línea de investigación es
factible. El uso de paneles fotovoltaicos, nos demuestra que la energía
alternativa, será en un futuro, uno de los sistemas más rentables.
2.2. BASES TEÒRICAS
Energía Eólica
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Es la energía obtenida del viento, es decir, la energía
cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada
en otras formas útiles para las actividades humanas.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica)
Energía Solar
Es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor
emitidos por el Sol.(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar )
Energía Solar Fotovoltaica
Es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica, -voltaica)
obtenida directamente de los rayos del sol (foto-) gracias a la foto-detección
cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica
semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales
sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio
métodos orgánicos.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaica)
Energía Térmica
Se denomina energía térmica a la fuerza liberada en forma de calor .
Puede ser obtenida de la naturaleza o del sol, mediante una reacción
exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule; o
por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Así
mismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en
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forma de energía térmica calorífica, como la energía geotérmica o la energía
solar fotovoltaica.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica)
Fuentes Alternas de Energía
Son aquellas fuentes de energía planteadas como alternativa a las
tradicionales o clásicas. No obstante, no existe consenso respecto a qué
tecnologías están englobadas en este concepto, y la definición de "energía
alternativa" difiere según los distintos autores: en las definiciones más
restrictivas, energía alternativa sería equivalente al concepto de energía renovable o energía verde, mientras que las definiciones más amplias
consideran energías alternativas a todas las fuentes de energía que no
implican la quema de combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo); en estas
definiciones, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o
incluso la hidroeléctrica.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_alternativa)
Panel Solar
Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación
solar . El término comprende a los colectores solares utilizados para producir
agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados
para generar electricidad. La célula o panel solar más usual esta fabricada en
silicio y configurada como una gran área de unión p-n. Una simplificación de
este tipo de placas puede considerarse como una capa de silicio de tipo ndirectamente en contacto con una capa de silicio tipo p. en la practica, las
uniones p-n de las células solares, no están hechas de la manera anterior,
mas bien, se elaboran por difusión de un tipo de dopante en una de las caras
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de una oblea de tipo p, o viceversa.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Panelsolar
Tipos de Paneles Solares:
• Cristalinas
• Mono cristalinas: se componen de secciones de un único cristal de
silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4
lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son
curvos, debido a que es una célula circular recortada).
•
Poli cristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículascristalizadas.
• Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)
Principio de funcionamiento de un panel solar
Algunos de los fotones, que provienen de la radiación solar, impactansobre la primera superficie del panel, penetrando en este y siendo
absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el
arseniuro de galio.
Los electrones, subpartículas atómicas que forman parte del exterior
de los átomos, y que se alojan en orbitales de energía cuantizada, son
golpeados por los fotones (interaccionan) liberándose de los átomos a los
que estaban originalmente confinados.
Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y
producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en
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los átomos que pierden los electrones, (parecidas a burbujas de carga
positiva) se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los
electrones, en el panel solar. Se ha de comentar que, así como el flujo de
electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas que estánasociadas a desplazamiento real de masa, los huecos, en realidad, son
cargas que se pueden considerar virtuales puesto que no implican
desplazamiento de masa real.
Un conjunto de paneles solares transforman la energía solar (energía
en forma de radiación y que depende de la frecuencia de los fotones) en una
determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC
(acrónimo del inglés Direct Current y que corresponde a un tipo de corriente
eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y
un sólo sentido, a través de un circuito. Los electrones se mueven de los
potenciales más bajos a los más altos).
La corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor (inverter ) que transforma la corriente continua en corriente alterna, (AC) (tipo
de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualquier hogar) de 120 o
240 voltios.
La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. La
electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de
los dispositivos de iluminación de la casa, ya que estos no consumen
excesiva energía, y son los adecuados para que funcionen correctamente
con la corriente generada por el panel. La electricidad que no se usa se
puede desviar y usar en otras instalaciones.
(http:es.wikipedia.org/wikiPanelfotovoltaico)
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Factor de eficiencia de un panel solar en su punto de máxima eficiencia.
Una placa o célula solar puede operar en un amplio rango
de voltajes e intensidades de corriente. Esto puede lograrse variando la
resistencia de la carga, en el circuito eléctrico, por una parte, y por la otra
variando la impedancia de la célula desde el valor cero (valor de
cortocircuito) a valores muy altos (circuito abierto) y se puede determinar el
punto de potencia máxima teórica, es decir, el punto que maximiza V y
tiempo frente a I, o lo que es lo mismo, la carga para la cual la célula puede
entregar la máxima potencia eléctrica para un determinado nivel de
radiación.
El punto de potencia máxima de un dispositivo fotovoltaico varía con la
iluminación incidente. Para sistemas bastante grandes se puede justificar un
incremento en el precio con la inclusión de dispositivos que midan la potencia
instantánea por medida continua del voltaje y la intensidad de corriente (y de
ahí la potencia transferida), y usar esta información para ajustar, de manera
dinámica, y en tiempo real, la carga para que se transfiera, siempre, la
máxima potencia posible, a pesar de las variaciones de luz, que se
produzcan durante el día. (http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)
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2.3. BASES LEGALES
Código Eléctrico Nacional Rev. – 1:2006
Vigilancia de control de la producción y certificación de los paneles
solares para su uso. Esta norma fue creada con el fin de estandarizar,
controlar y dar valor a la producción de paneles solares, a fin de garantizar
que el producto cumple la norma de calidad.
ISO 50001 Gestión Energética.
Aplicación de normas y estándares en proyectos factibles, para
energías alternas. La norma establece la gestión energética como prioridad,
en los planes de cambios, para el desarrollo de actividades que mejoran la
eficiencia energética y no causan impacto al ambiente, entre las propuestas,
se encuentran la generación de energía mediante paneles solares.
UNE 206001:1997 EX. Módulos fotovoltaicos. Criterios Ecológicos.
Normativa europea sobre los módulos fotovoltaicos o paneles solares,
en esta explican los criterios ecológicos, la obtención de energía limpia, el noimpacto al ambiente.
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2.4. DEFINICIÒN DE TÉRMINOS OPERATIVOS
Acción de control: Acción ejercida con el fin de poder mantener una
variable dentro de un rango de valores predeterminados. Existen dos tipos;
las discretas y las continuas, basado en el sistema de alimentación se
utilizaran una acción de control continua. (http://www.liceus.com/cgi-
bin/ac/pu/AutomatizacionMediomabiental.pdf )
Automatización: es un sistema donde se transfiere tareas de
producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto
de elementos tecnológicos, nos ayudara a que el proceso de conversión deenergía se realice automáticamente.
(http://www.mitecnologico.com/Main/DefinicionAutomatizacion)
Efecto Fotovoltaico: es la base del proceso mediante el cual una
célula FV convierte la luz solar en electricidad. La luz solar esta compuesta
por fotones, o partículas energéticas. Estos son de diferentes energías,
correspondientes a las diferentes longitudes d onda del espectro solar. Es el
que permite la transformación de energía solar a energía eléctrica, todo esto
mediante los paneles solares.
(http://solarfotovoltaica.galeon.com/ARCHIVOS/efecto.htm)
Lazo de Control: arreglo de elemento orientado al mantenimiento de
condiciones especificas en un proceso, maquinaria o sistema. En nuestro
caso el lazo de control está enfocado a realizar un cambio de estado en el
proceso eléctrico, a demás de permitirnos censar el proceso.(htto://www.slideshare.net/JELEstrada/lazo-de-control)
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Panel Fotovoltaico: Los paneles o módulos fotovoltaicos (llamados
comúnmente paneles solares, aunque esta denominación abarca otros
dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas)
que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos(electricidad solar ). Tomando esto como base fundamental para el diseño de
este trabajo en las condiciones naturales de la ubicación.
(http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)
Semiconductor: es un elemento que se comporta como
un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide,
o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Es un elemento
importante, ya que este es parte de la constitución del panel fotovoltaico, que
permitirá la conductividad de la energía solar y el calor .
(http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor )
Sistema: es un objeto compuesto cuyos componentes se relacionan
con al menos otro componente; puede ser material o conceptual. Todos los
sistemas tienen composición, estructura y entorno, pero sólo los sistemas
materiales tienen mecanismo. Engloba la estructura, de los elementos
(paneles solares, acumuladores, conductores, entre otros) que forman
nuestro plan de ejecución. (http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema)
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2.5. Operacionalización de la Variable
Diseñar un sistema de alimentación de energía mediante paneles solares para la sede Del Instituto
Universitario De Tecnología De Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta De Puerto Piritu
Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de energía, que permita cubrir la demanda de
energía cuando el servicio eléctrico falle.
Variable Dimensión Indicador Fuente Instrumento
PanelesSolares.
Ventajas• No contamina.• Aprovecha la luz solar.• Son silenciosos. Fuentes Primarias
InformaciónRecopilada Por ElPersonal Del IUTA Ampliación Puerto
Piritu
y
Fuentes Secundarias A Través De
RevisionesDocumentales.
Guía deobservación.
Desventajas• Mantenimiento constante.• No es estético.• Es costoso.
Características del lazo decontrol.
• Paneles de silicio• Acumuladores• Conductores
Automatización del sistema dealimentación de energía.
• Contactores.• Relés.• Swicht.
Sistemaeléctrico.
Deficiencias en el tendidoeléctrico.
• Puntos calientes del sistemaeléctrico.
• Alto consumo eléctrico.Registro
anecdótico.
Tabla Nº 1 Operacionalización
Fuentes: Bello, L. y Rodríguez, R. (2012)
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CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
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3.1.- Diseño de la Investigación
El diseño de la investigación es de campo, por que se realizaran
estudios, a demás de la participación directa del sitio de trabajo o medio
ambiente donde se lleven a cabo las actividades laborales.
Según Sabino, C. (2000); el expresa que la investigación de campo,
es aquella en la que los datos primarios son obtenidos directamente de la
realidad. Su innegable valor reside en que a través de ellos el investigador
puede cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han conseguido
sus datos, haciendo posible su revisión o modificación en el caso de quesurjan dudas respecto a su calidad. Esto, en general garantiza un mayor
nivel de confianza para el conjunto de información obtenida.
3.2.- Tipo de Investigación
El tipo de investigación será una propuesta. En este se explicara el
diseño un sistema de alimentación de energía, para la sede de la institución,
en la que proponemos una alternativa, a los altos costos de electricidad,
entre otros aspectos. Que hacen factible la puesta en práctica de este
proyecto. Realizando todas estas actividades, seguiremos las normas de
seguridad, guías y demás documentos, que sirvan de documento.
Según Hurtado, J. (2008); explica que, la investigación proyectiva
consiste en la elaboración de una propuesta, un plan, un programa o un
modelo como solución a un problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de
un grupo social, o de una institución, o de una región geográfica en un área
particular del conocimiento, a partir de un diagnostico preciso de las
necesidades del omento, los procesos explicativos o generadores
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3.5.- Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Técnicas: Es la forma y manera como se va a recabar la información
o obtener la misma, para concretar, direccionar y orientar la
investigación.
Observación: se usara la técnica de la observación, ya que esta permite,
la recolección de los datos en forma directa en la realidad; es decir, las
distintas actividades que serán ejecutadas en la realización del sistema de
alimentación.
Según Arias, F. (2004); la observación es una técnica que consiste en
visualizar o captar mediante la vista, en forma sistemática cualquier hecho,
fenómeno o situación que se produzca en la naturaleza o en la sociedad, en
función de sus objetivos de investigación preestablecidos.
Revisión documental: será usado el apoyo, de textos, guías, normas,
leyes y demás fuentes, que nos amplíen, información sobre los procesos, y
las actividades que se llevaran a cabo.
Según Tamayo y Tamayo, (1995); la revisión documental amplia la
descripción del problema e integra la teoría con la investigación y su
relaciones mutuas.
Instrumentos: según Arias f, (1997); los instrumento son medios
materiales que se emplean para recoger y almacenar la información.
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Guía de observación: amplia mediante la observación directa, la
investigación, de manera real, siendo recolectados los datos en una guía de
manera puntual.
Según Palella y Martins. (2003); la observación consiste en el uso
sistemático de nuestro sentidos orientados a la captación de la realidad que
se estudia.
Registro anecdótico: se emplea para describir o resaltar, situaciones
acontecimientos o aspectos que son significativos, que no estaban previsto
ser observados en determinado momento o que no sean observado conanterioridad.
Según Palella. (2006), este instrumento permite recoger hechos
incidentales de manera objetiva.
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CAPÍTULO IV
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
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4.1 Discusión de los Resultados.
Mediante el estudio realizado durante el desarrollo de este proyecto
acerca del sistema eléctrico actualmente operativo en la institución basados
en la técnica de guías de observación se pudo desglosar el sistema de
alimentación eléctrica de manera detallada, los resultados arrojan que dicho
sistema se encuentra alimentado por un sistema trifásico de 330 VA el cual
se subdivide a su vez de la siguiente manera: (1) una fase que alimenta los
equipos informáticos y sistema de iluminación la cual tiene una alimentación
monofásica de 110 VA la cual posee múltiples puntos de toma lo cual se
muestra como una ventaja que permite una distribución equitativa de laalimentación eléctrica para este tipo de equipos fundamentales para el
desarrollo de las actividades de la institución, y el sistema trifásico de 330 VA
que alimenta el sistema de aires acondicionados los cuales tienen un
consumo total de 201.039 KVA. Todo esto va a un Breaker principal de 650
VA, todos estos datos fueron obtenidos mediante observación y extracción
directa de datos en el área.
Aun cuando el sistema eléctrico que actualmente se encuentra
operativo en las instalaciones del instituto es bastante aceptable aun así no
escapa de la realidad de las constantes fallas eléctricas de la zona en donde
se ubica la institución por ende el poseer un sistema de alimentación
eléctrica basada en energía alterna se muestra como una herramienta para
blindar el sistema eléctrico y evitar las interrupciones en las actividades
regulares de la institución.
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4.1.-Conocimiento de los puntos de consumo de luminarias y
equipos de informática dentro de la institución.
El sistema eléctrico de la institución está constituido por: Un (1)
breacker principal de 650 Amp, de allí deriva el sub-sistema de distribución,
conformado por 5 breakers, cada uno con un ramal eléctrico a su disposición
para evitar fallas generales y facilitar el mantenimiento eléctrico, estos
sistemas son sustentados, por una carga trifásica (330VA) y una monofásica
(110VA). El sistema trifásico se utiliza para alimentar el conjunto de aires
acondicionados dentro de la institución, en su totalidad fueron contabilizados23 equipos, cuyo consumo es de 201.039 KVA.
El sistema monofásico o de 110 VA, se encarga de surtir de energía, a
todo lo que es el sistema de iluminación, y equipos informáticos.
Dentro de la sede del instituto existen puntos de consumo de 110VA
en todas las aulas, lo cual facilita y hace posible energizar otros equipos que
se necesiten en el proceso regular de clases, además la institución cuenta
con un laboratorio informático en el cual se encuentran un conjunto de
equipos, que mas adelante son desglosados en un tabla para conocer el
promedio de su consumo. De igual forma el sistema de iluminación de la
institución también fue estudiado y en las siguientes tablas se muestra
información referente a su consumo.
Para el sistema de iluminación se recolectaron, los datos en dos (2)
etapas, primero luminarias por aulas, coordinaciones, laboratorios, luego
luminarias por pasillos. En la tabla (1.1 Y 1.2), se observaran los resultados:
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PASILLOSNUMERO DELAMPARAS
KWA PORLAMPARAS
KVATOTALES
PASILLOPRINCIPAL
3 0,16 0,48
PASILLOPRINCIPAL B
3 0,032 0,096
PASILLO 2DAPLANTA.A
7 0,16 1,12
PASILLO 2DAPLANTA.B
5 0,16 0,82
PASILLOS LAB.A 2 0,16 0,32PASILLOS LAB.B 3 0,08 0,24
PASILLO
FOTOCOPIADO
1 0,16 0,16
COMPLEMETARIAS 4 0,032 0,128Sumatoria en KVA 3,364
En las siguientes tablas nº 3 y 4, se reflejaran los resultados del
consumo estimado de los equipos informáticos en la institución:
ÁREANÚMERO DE
EQUIPOS
INFORMÁTICOS
KWA POR
EQUIPO
KWA
TOTALESLAB. INFORMÁTICA 22 0,306 6,73
COORD. INFORMÁTICA 1 0,306 0,31
DIRECCIÓN 3 0,306 0,92
CONTROL DE ESTUDIOS 3 0,306 0,92
BIBLIOTECA 4 0,306 1,22
COORD. DE PASANTÍAS 2 0,306 0,61
COORD. DE I.H. 2 0,306 0,61
COORD. DE P.G. 2 0,306 0,61
LAB. INSTRUMENTACIÓN 1 0,306 0,31
LAB. GAS 1 0,306 0,31 12,55
4.2.- Especificación de las características y detalles del
consumo eléctrico de la institución.
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Las características del consumo, se han detallado, mediante datos
recolectados en las facturas de pagos del servicio de energía eléctrica. Para
la realización de los siguientes cálculos, se tomaron en cuenta como
referencia de un período correspondiente a dos (2) meses de consumo de la
sede, y que mediante las siguientes sumatorias, se obtuvieron los promedios
por mes, luego se realizo una adición de estos, por último se calculo un
promedio general (ver cuadro explicativo), así también se obtuvo un índice
de pago monetario (Bs).
1er Mes de consumo. Sumatoria mensual 2do Mes de consumo.20.850,00KVA
330,00KVA+
21.180,00KVA
21.180,00KVA
17.970,91KVA
39.150,91KVA
17.690,91KVA
280,00KVA+
17.970,91KVADivisión
39.150,91KVA
2 meses
=19.575,455 KVA/mes
Cuadro nº 5, explicativo de sumatorias
Los datos son expresados en (KVA) kilovatios horas. En 2 meses de
consumo se obtuvo un promedio 19.575,455 KVA/mes, y arrojo un gasto
monetario de 3448.510 Bs/mes facturados. Esto con el fin de conocer un
aproximado del consumo eléctrico, y del gasto que se realiza en la institución
por concepto de energía eléctrica, así también excluir de estos cálculos la
carga de energía producida por los aires acondicionados, ya que el sistema
de alimentación de energía mediante paneles solares, energizara solo las
luminarias y equipos informáticos. También cabe destacar que la energía que
proveerán los paneles solares, es totalmente gratuita y no generara cargos
monetarios.
4.3 Análisis las características del lazo de control en
función de los elementos utilizados para la automatización del
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sistema de alimentación de energía, mediante paneles
solares.
Los detalles generales, de la automatización de este sistema, se
referencian, mediante simulaciones realizadas, con distintos programas que
ayudaron a entender, tanto la lógica de control, como la lógica cableada del
sistema. Los puntos de análisis se basan en conocer qué función realiza
cada componente dentro del sistema.
Mantener el funcionamiento de las luminarias y equipos informáticos
de la sede es la tarea primordial del sistema de respaldo de energía cuandofalle la intensidad de corriente proveniente del tendido eléctrico habitual,
dicho sistema lo compondrán, los paneles fotovoltaicos (figura1.1), estos
paneles están hechos de silicio, el cual es un material conductor de
potencia, mediante su configuración transformara los rayos del sol, estarán
conectados a un conjunto de acumuladores donde se cumplirá el proceso de
colección y extracción de energía (figura 1.2) estos acumuladores de plomo
que se empalman a un inversor de corriente (figura1.3), que transforma la
energía eléctrica en corriente directa o corriente alterna (AC/DC) (DC/AC).
Además este inversor nos proporcionara la energía, para energizar las
luminarias y los equipos informáticos.
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(Figura 1.1) (Figura 1.2) (Figura 1.3)
El breackers principal ubicado en el cajetín Nro. 1(figura 1.4) de la
institución, se asociara con el inversor. La acción de control la realizaran dosContactores monofásicos (110v) (figura 1.5) con un enclavamiento mecánico
entre sí, el contactor (K) se ubicara entre la línea externa del tendido
eléctrico, este será de contacto normalmente cerrado, antes del cajetín
principal. El otro contactor (K2) se ubicara en la salida del inversor de
energía, tendrá una acción de contacto normalmente abierto y estará
asociado a un contacto llamado (K1). La automatización se realizara, en el
momento en que falle la energía proveniente del tendido eléctrico externo, se
abrirá el contactor (K), por la acción que ejerce (K1), el contactor (K2) se
cerrara permitiendo el paso de energía reconvertida desde el inversor. En
caso de fallar el sistema automático este se podrá actuar de forma manual.
Figura 1.4 Figura 1.5
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4.4 Propuesta de un sistema de alimentación de energía
mediante paneles solares para la sede
El diseño del sistema de alimentación de energía mediante paneles
solares para la institución, por ser una propuesta, será desglosado en el
capítulo VI para ampliar los detalles del mismo.
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CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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CONLUSIONES
De los resultados del trabajo desarrollados, se dan a conocer los
puntos de consumo de luminarias y equipos informáticos dentro de la
institución, Consolidando la idea de que estos son los principales equipos a
energizar mediante el sistema de paneles solares por su menor consumo
eléctrico, además estos son elementos de suma importancia para la
prosecución de las actividades dentro de la sede.
Cabe resaltar que mediante la recolección de datos expuestos en lasfacturas de pagos de la institución, se toman en cuenta referencias
correspondientes a dos (2) meses de pago permitiendo observar un
promedio del consumo eléctrico por mes y el pago en bolívares, dándonos a
entender que la utilización del sistema de alimentación mediante paneles
solares, por ser una solución ecológica economizara tanto gastos, como
energía, proveyéndonos la misma energía por menos costos.
Así mismo se da a conocer el funcionamiento que realiza cada
componente dentro del sistema de automatización para el lazo de control de
los paneles solares, utilizando criterios comunes que ayuden a entender la
lógica de control del mismo, así como la lógica cableada, todo esto con el fin
de referenciar los aspectos a tomar en cuenta para próximas revisiones.
De esta forma se propone el diseño del sistema de alimentación
mediante paneles solares para la institución, sabiendo que la información
arrojada en el desarrollo de los objetivos, dan importancia y base a los
fundamentos expuestos en el trabajo, referenciando que es necesario el
sistema para la prosecución de las actividades laborales y estudiantiles
dentro de la sede de manera normal.
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RECOMENDACIONES
• Que la institución promueva programas de capacitación, para la
utilización de las fuentes de energías alternas dentro del estudiantado
de tecnología instrumentista.
• A las personas sugerirles que el sistema trae beneficios por ser,
rentable, cómodo, limpio y práctico para su uso ya que la parte
importante de la materia prima proviene del sol.
• A los profesores por medio de conocimientos actualizados, ayuden a
difundir y realizar prácticas con fuentes de energías alternas, como los
paneles solares fotovoltaicos, usando como referencia este sistema de
alimentación de energía dentro de la institución.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Textos Consultados:
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- HURTADO, Jackeline (2000). El Proyecto de Investigación. Ed.
Fundación Sypal. Caracas.
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Informes de Pasantías. Ed. IUTA, Puerto la Cruz.
- RINGEN,Knut SEEGAL Jane L. y WEEKS James L. (1992).
Enciclopedia de la Salud y Seguridad en el Trabajo. Estado
Unidos. EEUU:
Tesis Consultadas.
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES EDO - MÉRIDA. VENEZUELA.
- SUÁREZ, L: (2008) INGENIERÍA CONCEPTUAL PARA LA
ELECTRIFICACIÓN DE VIVIENDAS EN ZONAS ALEJADAS DE LOS
PUNTOS DE DISTRIBUCIÓN MEDIANTE EL USO DE ENERGÍAS
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INFORMATICA DEL IUTA APLIACION PUERTO PIRITU.
Leyes y Reglamentos
- Código Eléctrico Nacional Rev. – 1:2006
- ISO 50001 Gestión Energética.
- UNE 206001:1997 EX. Módulos fotovoltaicos. Criterios Ecológicos.
- SISTEMAS DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA – MANUAL DEL
INSTALADOR (Asociación De La Industria Fotovoltaica) ASIF – 2008
ISBN: 978-84-95693-44-0
- UNE-EN ISO 9488:2006. ENERGÍA SOLAR. VOCABULARIO.
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CAPITULO VI
PROPUESTA
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