RF-Equipo-28

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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
EDUCACIÓN DIGITAL 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS 
 
 
 
AHORRO ENERGÉTICO MEDIANTE UN SISTEMA DE 
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICO INTERCONECTADO A LA 
RED EN UNA EMPRESA AGRÍCOLA 
 
Proyecto de optimización de energía 
Maestría en Administración de Energía y sus Fuentes Renovables 
 
 
Andrea Alvarado Vallejo A00397876 
Irving Rodríguez Bautista A01062867 
 
Profesor Titular: DR. FERNANDO MARTELL CHÁVEZ 
Profesor Tutor: DR. SERGIO JAVIER MELÉNDEZ GARCÍA 
 
 
25 de Mayo de 2020 
 
 
“Por medio de la presente hacemos constar que el reporte que estamos enviando es de 
nuestra completa autoría y que no estamos haciendo plagio de ideas o escritos del 
trabajo de otras personas” 
Índice 
1. Breve semblanza del(los) estudiante(s) .................................................................... 3 
2. Resumen ejecutivo .................................................................................................... 4 
2.1. Descripción del sitio ............................................................................................ 4 
2.2. Antecedentes ...................................................................................................... 5 
2.3. Tablas resumen de MME con medidas rentables a implementar que incluye: ... 6 
3. Línea de referencia (situación energética actual o de referencia) ............................. 7 
3.1. Descripción del proceso a optimizar (consideraciones para la elaboración de la 
línea base) .................................................................................................................... 7 
3.2. Costos de energéticos ........................................................................................ 7 
3.3. Línea base energética para cada MME ............................................................ 11 
4. Potencial de mejora (situación energética propuesta) ............................................ 14 
4.1. Descripción de las MME ................................................................................... 14 
4.2. Descripción de la metodología para el cálculo de ahorros ............................... 17 
4.3. Tabla resumen de ahorros con cada MME ....................................................... 20 
5. Cálculo de rentabilidad ............................................................................................ 21 
5.1. Tabla resumen del análisis económico para cada MME .................................. 21 
6. Medición y verificación ............................................................................................ 22 
6.1. Para cada MME ................................................................................................ 22 
6.1.1. Tipo de estrategia de M&V ......................................................................... 22 
6.1.2. Variables a medir, estimar e independientes ............................................. 22 
6.1.3. Tamaño de muestra ................................................................................... 23 
6.1.4. Límite de medida ........................................................................................ 25 
6.1.5. Periodo de muestra .................................................................................... 25 
7. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................... 26 
8. Referencias bibliográficas en formato APA ............................................................. 27 
1. Breve semblanza de los estudiantes 
 
Andrea Alvarado Vallejo 
Soy Ingeniera en Biotecnología graduada del Tecnológico de Monterrey. Durante la carrera cursé 
materias de Bioprocesos y Biorreactores, en los cuales relazamos el diseño de un prototipo de 
biorreactor de digestión anaerobia para el tratamiento de vinazas de la industria tequilera. En el 
2018 comencé a trabajar en una empresa agrícola, donde soy la encargada de proyectos como 
el aprovechamiento y tratamiento de merma de fruta, para la obtención de energía. Actualmente, 
formo parte de una Asociación Latinoamericana del Desarrollo Sustentable (ALDESER) y trabajo 
con una empresa que se encarga de diseñar e instalar fuentes renovables para el tratamiento de 
aguas y residuos solidos, como biorreactores y humedales. 
 
Irving Rodríguez Bautista 
Durante el año 2015, participe en el desarrollo de una cartera para inversionistas para el Banco 
Interamericano de Desarrollo (BID) en energías renovables en Centroamérica que comprendía 
los países de El Salvador, Guatemala, Honduras y Belice. Los proyectos principalmente 
enfocados en energía proveniente del sol, agua y termo solar. (6 meses) 
 
En el ámbito automotriz, colaborando en proyectos de eficiencia para autos híbridos y eléctricos, 
en los cuales se debe estudiar las fuentes primarias que poco a poco han ganado mercado en el 
desarrollo del producto automotriz. (4 años). 
 
2. Resumen ejecutivo 
2.1. Descripción del sitio 
Para el presente proyecto se realizó un análisis energético de una empresa agrícola. Esta 
empresa fue creada en el 2015 y se encuentra en la localidad de Zapopan, Jalisco (Figura 
1). La empresa cuenta con 18 trabajadores de planta, con personal extra (5 a 15 personas) 
durante época de cosecha. Se cuenta con 8 hectáreas de cultivo de arándanos azules en 
invernaderos y 5 construcciones: 
• Una oficina administrativa (10 x 9 m) con 2 oficinas privadas, un área común con 
recepción y un baño; 
• Un edificio (17.5 x 25 m) que cuenta con un cuarto de almacenamiento de fertilizantes 
y agroquímicos, un cuarto de formulaciones que alimenta el sistema de riego, una 
oficina del área de inocuidad y área de producción, y baños de hombres y mujeres; 
• Un cuarto de pesado y empaque (4 x 3 m). 
 
 
Figura 1. Imagen satelital de la empresa agrícola. 
 
 
 
 
 
 
 
Empresa Agrícola 
2.2. Antecedentes 
La empresa está dedicada a la producción de arándanos azules orgánicos calidad de 
exportación y tiene un contrato de exclusividad de compra con Driscoll’s Berries. Sin 
embargo, hay una parte de esta que no pasa los estrictos controles de calidad, por lo cual 
queda libre a disposición del productor, a esta fruta se le llama comúnmente “merma”. 
 
La empresa agrícola utiliza para el proceso de producción de arándanos orgánicos un sistema 
sofisticado de riego. Este sistema junto con la energía consumida en las oficinas representan 
el consumo total de energía eléctrica. La empresa tiene un consumo promedio mensual del 
periodo octubre 2018 – septiembre 2019 de 6,797 kWh al mes y un consumo total anual 
durante el mismo periodo de 81,559 kWh con una tarifa tipo empresarial (Tabla 1). 
 
Tabla 1. Histórico de consumo eléctrico de la empresa agrícola con promedio y total consumido. 
Periodo Consumo total KWh 
Precio promedio 
(MXN) 
Pago mensual 
(MXN) 
Octubre 18 5,140 $0.5792 $2,977.0880 
Noviembre 18 6,535 $0.5792 $3,785.0720 
Diciembre 18 5,136 $0.5792 $2,974.7712 
Enero 19 4,787 $0.5991 $2,867.8917 
Febrero 19 4,792 $0.5998 $2,874.2416 
Marzo 19 6,998 $0.6004 $4,201.5992 
Abril 19 7,200 $0.6004 $4,322.8800 
Mayo 19 8,498 $0.6004 $5,102.1992 
Junio 19 8,332 $0.6004 $5,002.5328 
Julio 19 7,714 $0.6083 $4,692.4262 
Agosto 19 9,937 $0.6059 $6,020.8283 
Septiembre 19 6,490 $0.6022 $3,908.2780 
Promedio 6,797 $0.5962 $4,052.1796 
Total 81,559 $48,729.8082 
 
 
 
 
 
 
2.3. Tablas resumen de MME con medidas rentables a implementar que 
incluye: 
• Situación energética de referencia (Caso inicial) 
• Potencial de mejora (Instalación de Paneles Solares Fotovoltaicos) 
• Inversión Inicial 
• Indicadores de rentabilidad 
 
Tabla 2. Resumen del consumo de energía eléctrica total anual 
y costo de energía eléctrica anual 
 
Energía Eléctrica 
(kWh) 
Costo de Energía 
Eléctrica (USD) 
Caso inicial 81,559 $7,675 
Objetivo (-30%) 57,091 $5,372.50 
Potencial de mejora (Caso 
propuesto)53,565 $5,040 
Ahorros 27,994 $2,635 
Ahorros (%) 34.3% 34.3% 
 
Tabla 3. Inversión Inicial e Indicadores de rentabilidad 
 Indicadores de Rentabilidad 
Inversión Inicial (USD) $14,428 
TIR 14.70% 
Retorno Simple de Inversión 6.8 años 
VPN (USD) $7,819 
Ahorros Anuales en el Ciclo de Vida $796 USD/año 
Relación Beneficio - Costo 1.5 
Costo de Reducción de GEI 60.12 USD/tonCO2 
 
 
 
3. Línea de referencia (situación energética actual o de 
referencia) 
3.1. Descripción del proceso a optimizar (consideraciones para la 
elaboración de la línea base) 
Descripción del Proceso de Sistema de Riego 
El cultivo de arándanos orgánicos se realiza en macetas con sustrato, que son alimentadas 
por un sistema de riego por goteo de agua con una mezcla de fertilizantes y agroquímicos: 
Sistema de adición de nutrientes, Sistema Venturi, Sistema de filtración de agua con 
soluciones madre, Sistema de bombeo, Red de tuberías, Goteadores (Novagric, 2020). 
La solución madre (mezcla de fertilizantes y agroquímicos) se realiza en un tanque de 
mezclado y son suministradas en forma controlada por un sistema Venturi al caudal principal 
del sistema de riego. El sistema Venturi consiste en una reducción de la tubería con la que 
se logra un efecto de succión de la solución madre de manera gradual. El sistema de bombeo 
alimenta el agua y nutrientes a la red de tuberías que llega a cada invernadero y a cada planta 
mediante goteadores. Se cuenta, además, con un sistema de filtración que evita el paso de 
sólidos que podrían obstruir la red de tuberías o goteadores (Figura 3). 
El único tipo de energía utilizada dentro de la empresa agrícola es la eléctrica, que se utiliza 
principalmente para bombeo de agua, para el sistema de riego. 
 
Consumo Energético dentro de la Empresa 
Dentro de los sistemas que consumen la mayor parte de energía se encuentran: 
• Sistema de bombeo, con sistema de control de encendido y apagado. Se utilizan 4 
Bombas Trifásicas Industriales Eléctricas de 5 HP marca Evans (EVANS, 2020). Las 
bombas funcionan aproximadamente por 4,000 horas al año. 
• Aspersores automáticos dentro de los invernaderos, para mantener la humedad. 
Sistema de enfriamiento y humidificación Semi-Dry Fog, COOLJetter CLJ-CSA con 
capacidad de aspersión 14.2 L/hr de agua. El sistema cuenta con cabeceras de 
espray de acero inoxidable, una bomba de alta presión de 210 W (50 Hz), 250 W (60 
Hz) (*2), un controlador y sensores de temperatura y HR%. (H. IKEUCHI & Co.,Ltd., 
2020). 
• Bomba para extracción de agua de pozo profundo. Motor con Bomba Sumergible, 
marca Franklin Electric, 21.8 A, 60 Hz. (Franklin Electric, 2020). 
• Las instalaciones operativas, cuentan en total con: 15 lámparas ahorradoras, 7 
equipos de cómputo conectados a la corriente eléctrica y 4 sistemas de aire 
acondicionado. 
 
En la Figura 4, se muestran los consumos de energía eléctrica por equipo. 
 
Mediante este proyecto se busca producir al menos el 30% de energía consumida por la 
empresa agrícola, mediante un sistema de energía solar fotovoltaica interconectado a la red. 
 
 
Figura 2. a) Imagen de los invernaderos de la empresa agrícola, b) Imagen de planta de arándanos 
azules orgánicos en maceta con guía de metal de la empresa agrícola. 
 
Figura 3. Diagrama representativo del sistema de tanques con soluciones madre y bombeo para 
alimentar el sistema de riego por goteo de la empresa agrícola. 
Medidor de Caudal 
 
Figura 4. Tabla de consumo de energía eléctrica por equipo. 
 
Disponibilidad de Energía Solar 
Según la International Renewable Energy Agency (IRENA), el potencial de energía solar de 
un territorio se mide a través de la radiación solar. México se encuentra entre 15° y 35° de 
latitud, región que es considerada la más favorecida en recursos solares, con un promedio 
diario de 5.5 kWh/m2/día. En la Figura 5, se puede observar el potencial de energía solar en 
México. En Guadalajara, Jalisco, se reportan datos de radiación solar favorables para la 
instalación de paneles solares fotovoltaicos de 4.59 a 7.24 kWh/m2/día (Solargis, 2020). 
 
Figura 5. Irradiación Global Horizontal en México (Solargis, 2020) 
De acuerdo con datos de la NASA, el sitio cuenta con un potencial de hora solar pico anual 
de 6.35 horas diarias (Figura 6) (NASA, 2020), el cual es un muy buen rango para generación 
de energía a través de sistemas fotovoltaicos, la capacidad de generación dependerá del 
número de paneles a instalar y la potencia de estos. 
 
 
Figura 6. Hora Solar Pico promedio mensual según datos de la NASA 
 
En la Figura 7 se puede observar la comparativa de la radiación solar contra la temperatura 
en la superficie en las coordenadas donde se ubica la empresa agrícola. Mantiene una 
radiación solar constante y tiene una media de 5 KWh/m2/d, mientras que la temperatura es 
constante a través del año, teniendo temperaturas por encima a los 18 °C. Lo cual nos indica 
que se tienen condiciones favorables para la producción energía solar fotovoltaica en la 
empresa. 
Figura 7. Gráfica comparativa de la radiación colectada y la temperatura registrada en la superficie 
de la empresa agrícola. 
 
3.2. Costos de energéticos 
A continuación, se presentan los históricos de consumo eléctrico de la empresa agrícola, con 
su precio promedio por kWh y su costo total mensual en Dólares Americanos (Tabla 4), los 
cuales son ingresados dentro del programa RETScreen Expert, del cual se obtiene la gráfica 
de consumos (Figura 8). Se observa que la empresa tiene un consumo eléctrico promedio 
mensual del periodo octubre 2018 – septiembre 2019 de 6,797 kWh al mes con un costo 
promedio mensual de $639.82 USD, y un consumo eléctrico total anual durante el mismo 
periodo de 81,559 kWh con un gasto total anual de $7,649.18 USD. 
JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC ANN
6.34 6.6 7.29 7.16 7.11 6.24 5.68 5.5 5.3 6.01 6.86 6.16 6.35
Tabla 4. Histórico de consumo eléctrico de agrícola con promedio y total consumido. 
Periodo Consumo total (KWh) 
Precio promedio 
(USD) 
Pago mensual 
(USD) 
Octubre 18 5,140 $0.0915 $470.07 
Noviembre 18 6,535 $0.0915 $597.64 
Diciembre 18 5,136 $0.0915 $469.70 
Enero 19 4,787 $0.0946 $452.83 
Febrero 19 4,792 $0.0947 $453.83 
Marzo 19 6,998 $0.0948 $663.41 
Abril 19 7,200 $0.0948 $682.56 
Mayo 19 8,498 $0.0948 $805.61 
Junio 19 8,332 $0.0948 $789.87 
Julio 19 7,714 $0.0960 $740.91 
Agosto 19 9,937 $0.0957 $950.66 
Septiembre 19 6,490 $0.0951 $617.10 
Promedio 6,797 $0.0941 $639.82 
Total 81,559 $7,694.18 
 
 
Figura 8. Gráfico de Consumos de Energía Eléctrica (Oct 18 – Sept 19) 
reportados en RETScreen Expert. 
 
3.3. Línea base energética para cada MME 
Como se mencionó anteriormente, se realizará una estimación de la energía suministrada 
por los paneles fotovoltaicos propuesto, y se espera cubrir al menos el 30% de la demanda 
total anual de la empresa agrícola, es decir, tener un consumo eléctrico anual máximo anual 
de 57,091.3 kWh. 
 
Nuestros datos utilizados como línea base que nos servirán de referencia para saber si se 
cumple con nuestro indicador de éxito (objetivo) son: 
• El consumo eléctrico total anual de la empresa de 81,559 kWh durante el periodo octubre 
2018 – septiembre 2019 (Figura 10 y 13). 
• La cantidad de emisiones de GEI totales anuales de 38.6 tCO2 producidas por la empresa 
en el mismo periodo (Figura 11). 
o El consumo eléctrico anual de 1.012 kWh/m2, considerando que la empresa 
consta de 80,555 m2 (Figura 9 y 10). 
o El factor de emisiones de GEI 0.473 kgCO2/kWh, considerando que la empresa 
emite 38.6 tCO2 (Figura 11). 
o El consumo eléctrico anual de 0.74 kWh/kg producido, considerando que la 
empresa produjo 110,584 kg de arándano orgánico (Figura 12 y 13). 
o El consumo eléctrico anual de 3,081.1 kWh/trabajador, considerando 33 
trabajadores en la temporada de cosecha y 18 trabajadores el resto del año. 
 
 
Figura 9. Gráfico de Intensidad de Energía Usada (kWh/m2) vs 
Porcentajede Energía Consumida (%), donde se marca la Línea Base. 
 
 
Línea Base 
 
Figura 10. Datos de Tamaño de la Empresa, Caso Base, Objetivo, Consumo anual total 
y Caso Propuesto de Ahorro, donde se marca la Línea Base. 
 
 
Figura 11. Tabla de emisiones de GEI de la empresa, donde se marca el factor de emisiones de GEI 
y el total de emisiones de GEI anuales totales. 
 
 
Figura 12. Gráfico de Intensidad de Energía Usada (kWh/kg) 
vs Porcentaje de Energía Consumida (%), donde se marca la Línea Base. 
Línea Base 
 Línea Base 
Línea Base 
 
Figura 13. Datos de Tamaño de la Empresa, Caso Base, Objetivo, Consumo anual total 
y Caso Propuesto de Ahorro, donde se marca la Línea Base. 
 
4. Potencial de mejora (situación energética propuesta) 
4.1. Descripción de las MME 
Energía solar fotovoltaica (Sistema Solar Fotovoltaico Interconectado a la Red) 
Para satisfacer al menos el 30% de demanda de la empresa se utilizará un sistema solar 
fotovoltaico interconectado a la red (SFVI). Es decir, un sistema fotovoltaico de generación 
eléctrica en el que la energía en corriente directa del GFV es convertida en energía en 
corriente alterna (c.a.), a la tensión y frecuencia de la red eléctrica y sincronizada con ella. La 
carga eléctrica demandada debe ser alimentada por cualquiera de las dos fuentes o por 
ambas simultáneamente, dependiendo de los valores instantáneos de la carga y de la 
potencia de salida del SFV. Cualquier superávit de potencia del SFV es inyectado a la red 
eléctrica y cualquier déficit es demandado a ésta (CFE, 2008). 
Componentes del sistema fotovoltaico (SFVI) (Figura 14): 
• Módulos fotovoltaicos. 
• Inversor de Corriente para Interconexión a la Red Eléctrica. 
• Medidor Bidireccional (Proporcionado por CFE). 
• Accesorios de montaje y conexionado 
Línea Base 
Línea Base 
 
Figura 14. Componentes de instalación fotovoltaica conectada a la red (SFVI). 
 
Para poder cubrir al menos 30% (24,468 kWh) de la energía eléctrica consumida por la 
empresa agrícola, se utilizarán módulos fotovoltaicos modelo mono-Si – CS6X-300M – Max 
Power, con una potencia nominal de 300 W. En la Tabla 5 se muestran los datos obtenidos 
para los cálculos de la instalación de módulos fotovoltaicos. Se propone utilizar un inversor 
modelo Fronius-Symo-15.0-3/1000Vdc-480Vac, con una potencia nominal A.C. de 14,995 
W. 
 
En la Figura 15 se muestran las especificaciones y cálculos para los módulos fotovoltaicos 
y el inversor. Se puede observar que el factor de planta obtenido es de 20.5%, lo cual se 
encuentra dentro de un factor de planta aceptable que va de 5 a 20%. Se obtiene que se 
requieren 52 módulos configurados con arreglo mostrado en la Tabla 6, para producir 27,994 
kWh. 
Tabla 5. Cálculos de instalaciones de módulos fotovoltaicos. 
Módulos fotovoltaicos 
Suma de consumos mensuales CFE: 24,468 kWh/año 
Factor de conversión: 1,567 kWh/año/kWinst 
Lo que se necesita instalar (ya 
considera perdidas): 
15.619 kWinst 
15,619 Winst 
Tengo módulos de (potencia 
nominal): 300 W 
Cantidad de módulos necesarios: 52 módulos 
 
 
 
Figura 15. Especificaciones y cálculos para sistema de paneles fotovoltaicos. 
 
 
Tabla 6. Arreglo de módulos fotovoltaicos. 
Arreglo MPP1 MPP2 
Módulos por String Deseados = 26 26 
Potencia (W) = 7800 7800 
Módulos en Serie = 13 13 
Módulos en paralelo = 2 2 
Total de módulos por String = 26 26 
Vmax (V) = 469.3 469.3 
Imax (A) = 16.6 16.6 
Voc (V) = 579.8 579.8 
Isc (A) = 17.74 17.74 
 
4.2. Descripción de la metodología para el cálculo de ahorros 
Con los paneles fotovoltaicos propuestos se estima que se puede cubrir hasta el 34.3% de la 
demanda total energética de la empresa agrícola, como se muestra en la Figura 16 y 17, 
obtenidas con el programa RETScreen Expert. Obteniendo un potencial de mejora 53,565 
kWh, lo cual representa un ahorro de 27,994 kWh. 
 
Al ser una energía renovable, la energía producida por la instalación de paneles fotovoltaicos 
no produce emisiones de GEI (Figura 18). Lo cual hace se tenga un potencial de mejora de 
25.3 tCO2 producidas por la empresa, lo cual representa un ahorro de 13.2 tCO2, equivalentes 
a 1.2 Hectáreas de arboles plantados (Figura 19 y 20). 
 
El potencial de mejora de acuerdo a los indicadores energéticos es: 
a) Indicador energético: Energía eléctrica anual por área total de la empresa 
o Potencial de mejora: 0.66 kWh/m2 
b) Indicador energético: Emisiones de GEI por energía eléctrica anual 
o Potencial de mejora: 0.311 kgCO2/kWh 
c) Indicador energético: Energía eléctrica anual por producción total de arándanos azules 
orgánicos 
o Potencial de mejora: 0.49 kWh/kg 
d) Indicador energético: Energía eléctrica anual por trabajadores de la empresa 
o Potencial de mejora: 2,024.28 kWh/trabajador 
 
 
Figura 16. Gráfica comparativa de la energía eléctrica en el caso base, el caso propuesto y la 
energía ahorrada. 
 
Figura 17. Tabla comparativa de la energía eléctrica en el caso base, el caso propuesto y la energía 
ahorrada. 
 
Figura 18. Tabla de las emisiones de GEI con el Sistema Solar Fotovoltaico 
 
Figura 19. Gráfica comparativa de las emisiones de GEI en el caso base, el caso propuesto y la 
reducción de las mismas. 
 
 
Figura 20. Tabla comparativa de las emisiones de GEI en el caso base, el caso propuesto y la 
reducción de las mismas (tCO2 y Hectáreas de arboles). 
 
 
 
 
 
4.3. Tabla resumen de ahorros con cada MME 
 
Tabla 7. Resumen del consumo de energía eléctrica total anual y emisiones de GEI en el caso 
inicial, el objetivo, el potencial de mejora (con paneles solares fotovoltaicos) y los ahorros. 
ENERGÍA ELÉCTRICA Y EMISIONES GEI kWh tCO2 
Línea base 81,559 38.6 
Objetivo (-30%) 57,091 27.0 
Potencial de mejora (Caso propuesto) 53,565 25.4 
Ahorros 27,994 13.2 
Ahorros (%) 34.3% 34.3% 
 
Tabla 8. Resumen de los indicadores energéticos en el caso inicial, el objetivo y el potencial de 
mejora (con paneles solares fotovoltaicos) con el porcentaje de ahorros. 
INDICADORES ENERGÉTICOS kWh/m2 tCO2/kWh kWh/kg kWh/trabajador 
Línea base 1.012 0.473 0.74 3,081.10 
Objetivo (-30%) 0.71 0.331 0.52 2,156.80 
Potencial de mejora (Caso 
propuesto) 0.66 0.311 0.49 2024.28 
Ahorros % 34.3% 34.3% 34.3% 34.3% 
 
 
 
5. Cálculo de rentabilidad 
5.1. Tabla resumen del análisis económico para cada MME 
Se procedió a realizar el Análisis Económico en el programa RETScreen Expert para verificar 
la viabilidad económica del proyecto. Se obtuvieron Indicadores de Rentabilidad mostrados 
en la Tabla 9. 
Tabla 9. Inversión Inicial e Indicadores de rentabilidad 
 Indicadores de Rentabilidad 
Inversión Inicial (USD) $14,428 
TIR 14.70% 
Retorno Simple de Inversión 6.8 años 
VPN (USD) $7,819 
Ahorros Anuales en el Ciclo de Vida $796 USD/año 
Relación Beneficio - Costo 1.5 
Costo de Reducción de GEI 60.12 USD/tonCO2 
 
Se analiza cada uno de ellos: 
• La TIR después de impuestos es del 14.7%, es un valor cercano a 15%, lo cual 
indica que el proyecto es viable. 
• El Retorno Simple de Inversión es a 6.8 años, al ser un proyecto con tiempo de vida 
de 25 años y con una fuerte inversión inicial, se considera que es un buen periodo 
para el retorno de inversión. 
• El VPN es de $ 7,819 USD, al ser un valor positivo se considera que el proyecto es 
viable. 
• Los Ahorros Anuales en el Ciclo de Vida, son de $ 796 USD/año. 
• La Relación Beneficio-Costo es de 1.5, al ser mayor que 1 indica que el proyecto es 
viable. 
• Los Costos de Reducción de GEI son de - $ 60.12 USD/tCO2. 
 
 
 
6. Medición y verificación 
6.1. Para cada MME 
6.1.1. Tipo de estrategia de M&V 
De acuerdo al Protocolo Internacional de Medida y Verificación (IPMVP) (EVO, 2010), 
es importante realizar una selección adecuada de la opción de medida. Existen cuatro 
posibles opciones: 
• Opción A. Verificación aislada de la MAE: medición del parámetro clave. En esta 
opción el ahorro se determina midiendo en la instalación un determinadoparámetro clave. La medición puede ser continua o puntual. Será necesaria la 
estimación de otro parámetro que permita obtener el ahorro. Este parámetro 
deberá justificarse mediante datos históricos, especificaciones del fabricante, etc. 
• Opción B. Verificación aislada de la MAE: medición de todos los parámetros. En 
esta opción el ahorro se determina midiendo directamente en la instalación el 
consumo de energía del sistema en que se ha implementado la MAE. La medición 
puede ser continua o puntual, en función de la variación esperada del ahorro y la 
duración del periodo demostrativo de ahorro. 
• Opción C. Verificación de toda la instalación. El ahorro se determina midiendo el 
consumo de energía de toda la instalación. La medición de todo el consumo de 
energía de la instalación se realiza de forma continua durante el periodo 
demostrativo de ahorro. 
• Opción D. Simulación calibrada. El ahorro se determina simulando el consumo 
de energía de toda la instalación o de parte de ella. La simulación tiene que ser 
capaz de modelizar el rendimiento energético actual de la instalación. Esta opción 
suele requerir ciertas habilidades y conocimientos específicos para realizar 
simulaciones calibradas. 
Para la medición y verificación de este proyecto se seleccionó la opción C para determinar 
los ahorros en toda la instalación, y así verificar el ahorro energético real una vez instalada 
la propuesta del sistema solar fotovoltaico interconectado a la red. 
 
 
De las características más importantes para el presente proyecto se tiene: 
• Evaluación de las medidas de eficiencia de forma global (toda la instalación). 
• Evaluación del rendimiento un periodo de tiempo largo (1 año). 
• Preparación de informes para que sean entendidos por personas que no tiene 
formación técnica (Público en general). 
6.1.2. Variables a medir, estimar e independientes 
Para verificar el consumo por periodo bimestral y por periodo anual, se emplearán los 
recibos emitidos por CFE en los cuales se reflejará los ahorros reales obtenidos gracias 
a los paneles solares fotovoltaicos. Se plantea mantener un Contrato de 
Contraprestación de la Energía Entregada a las Redes Generales de Distribución 
de CFE de tipo Medición Neta de Energía (Net Metering), en el cual el cliente consume 
y genera energía en un mismo contrato de suministro. Esta energía se compensa entre 
sí y se emite una única facturación (CFE, 2020). En esta factura se refleja la energía 
producida por el sistema solar fotovoltaico que es entregada a la red, y la energía 
demandada por la empresa y se realiza un balance entre ambas. 
Las variables que vamos a considerar del recibo de CFE son: 
• Lectura actual: Indica la cantidad de kWh registrados en tu medidor en la lectura 
más reciente. En las facturas para un contrato de interconexión a la red se reflejan 
dos lecturas actuales, una para el consumo total demandado por la empresa y 
otra lectura actual de la energía eléctrica entregada por los paneles fotovoltaicos 
a la red de CFE (ahorro) 
• Lectura anterior: Esta indica el número de kilowatts hora (kWh) registrado en tu 
medidor al final del bimestre anterior. En las facturas para un contrato de 
interconexión a la red, al igual que para la lectura actual, se reflejan dos lecturas 
anteriores. 
• Consumo: Es la diferencia entre la lectura anterior y la actual e indica el número 
de kWh que consumidos el último bimestre. En las facturas para un contrato de 
interconexión a la red, se refleja el consumo total demandado por la empresa, el 
consumo entregado por los paneles fotovoltaicos a la red de CFE (ahorro) y la 
diferencia entre ambos, que refleja el monto final de energía consumida que es 
suministrada por CFE. 
• Costo por producción: Esta cantidad indica el costo real de la energía que 
consumiste en tu servicio, para verificar el costo de la energía sin considerar otros 
cargos. 
• Historial de consumo: Se pueden consultar los consumos de los dos últimos 
años. Se utilizará para realizar comparaciones o para observar tendencias de 
consumo (CFE, 2009). 
6.1.3. Tamaño de muestra 
El tamaño de la muestra se considera el 100% de la energía producida por el sistema de 
paneles fotovoltaicos interconectados a la red. 
Para conocer el ahorro de energía real para la empresa agrícola, es necesario el uso de 
un medidor bidireccional subministrado por CFE. Este equipo de medición digital registra 
la energía inyectada por el sistema fotovoltaico a la red de CFE y lo que consume el 
usuario de la red de CFE. Como se menciono anteriormente, estas lecturas se muestran 
en las facturas bimestrales emitidas por CFE (CFE, 2009). 
 
Figura 21. Medidor bidireccional de voltaje y corriente proporcionado por CFE. 
 
 
 
 
 
6.1.4. Límite de medida 
Como limite de medida se considera la medición del ahorro en el consumo eléctrico total 
de la energía suministrada por CFE a la empresa y no de manera individual por equipo 
que consume energía eléctrica en la empresa. Parte de la energía eléctrica consumida 
por la empresa es cubierta por un sistema de producción de energía renovable, por lo 
cual, el ahorro de energía eléctrica no se refleja directamente en las oficinas centrales o 
en los equipos del sistema de riego. 
6.1.5. Periodo de muestra 
Se planea realizar un muestreo mensual con la lectura del medidor bidireccional y 
bimestral con las facturas emitidas por CFE, durante al menos un año posterior a la 
instalación del sistema solar fotovoltaico interconectado a la red. Se espera obtener un 
ahorro real de al menos el 30% de la energía consumida por la empresa agrícola durante 
el periodo octubre 2018 – septiembre 2019, equivalente a 57,091 kWh producidos por el 
sistema solar fotovoltaico. 
 
7. Conclusiones y recomendaciones 
En este proyecto se propone el caso de la implementación de paneles solares fotovoltaicos 
interconectados a la red para cubrir al menos el 30% de la energía anual consumida por la 
empresa agrícola. 
Se realizó el análisis con el programa RETScreen Expert, donde se obtiene que con los módulos 
fotovoltaicos propuestos se podrá producir un ahorro de energía total de 27,994 kWh anuales y 
de 699,850 kWh durante la vida del proyecto (25 años). De igual manera, se podrá reducir las 
emisiones de GEI en 13.2 tCO2 en un año o 330 tCO2 durante la vida del proyecto, equivalentes 
a 1.2 Hectáreas de arboles plantados en un año o 30 Hectáreas de arboles plantados durante la 
vida del proyecto. 
Tanto para la energía eléctrica total anual, como para las emisiones de GEI y para los indicadores 
energéticos se supero el objetivo planteado del 30%, al obtenerse un ahorro de 34.3% 
comparando la línea base con el potencial de mejora alcanzado con el caso propuesto de la 
instalación de paneles solares fotovoltaicos interconectados a la red. 
Del análisis de los Indicadores de Rentabilidad se puede concluir que el proyecto propuesto para 
la implementación de paneles solares fotovoltaicos interconectados a la red es rentable y que 
durante el tiempo de vida del proyecto se tendrá un ahorro total de $ 46,046 USD. 
Se recomienda seguir un Plan de Medición y Verificación por lo menos durante un año. En el 
cual se verifiquen los ahorros reales producidos por el sistema solar fotovoltaico interconectado 
a la red mediante un medidor bidireccional de manera mensual y posteriormente mediante las 
facturas bimestrales emitidas por CFE. (Alvarado & Rodríguez, 2020) 
 
8. Referencias bibliográficas 
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FOTOVOLTAICOS CON CAPACIDAD HASTA 30 kW. Obtenido de Comisión Federal 
de Electricidad: https://lapem.cfe.gob.mx/normas/pdfs/f/G0100-04.pdf 
CFE. (2009). Energías Renovables. Interconexión a la red eléctrica. Ciudad de México: CFE. 
CFE. (2020). Contratación de Servicios Fotovoltaicos. Obtenido de Comisión Federal de 
Electricidad: https://www.cfe.mx/Casa/InformacionCliente/Pages/Contratación-de-servicios-Fotovoltaicos.aspx 
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descarga 3". Obtenido de Ficha Técnica: https://www.evans.com.mx/specs/7IME0500 
EVO. (2010). Protocolo Internacional de Medida y Verificación. Canadá: Efficiency Valuation 
Organization. 
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https://www.grainger.com.mx/producto/FRANKLIN-ELECTRIC-Motor-c-Bomba-
Sumergible%2C21-8A%2CHz-60/p/1CXE6?analytics=searchResults 
H. IKEUCHI & Co.,Ltd. (2020). COOLJetter® CLJ-CSA. Obtenido de H. IKEUCHI & Co.,Ltd.: 
https://www.kirinoikeuchi.co.jp/eng/products/unit/1063 
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Novagric. (2020). Riego por goteo. Obtenido de Novagric: 
https://www.novagric.com/es/riego/sistemas-de-riego/riego-por-goteo 
Solargis. (2020). Mapas de recursos solares de México. Obtenido de Solargis: 
https://solargis.com/es/maps-and-gis-data/download/mexico