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Colegio Suizo De México

Sonia Quintero

27/3/2024

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Energía solar

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POTENCIAL DE ENERGÍA SOLAR OFFSHORE EN LA REGIÓN DEL CARIBE
COLOMBIANO.

JUAN DAVID BLANCO LEÓN

DIRECTOR
ING. JUAN GABRIEL RUEDA BAYONA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C., 05 DE 2021

POTENCIAL DE ENERGÍA SOLAR OFFSHORE EN LA REGIÓN DEL CARIBE
COLOMBIANO

JUAN DAVID BLANCO LEÓN

DIRECTOR
ING. JUAN GABRIEL RUEDA BAYONA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C., 05 DE 2021

Nota aceptación

________________________________
________________________________
________________________________
________________________________

________________________________
Firma de tutor

________________________________
Firma de jurado 1

________________________________
Firma de jurado 2

Bogotá D. C., mayo de 2021

DEDICATORIA

Dedico este Trabajo de Grado primero a Dios, por llenarme de sabiduría, paciencia
y por fortalecer mi corazón para sacar adelante este proyecto.

A mis padres y mis hermanos, por el apoyo incondicional en este proceso.

A mi tutor Juan Gabriel Rueda Bayona, mis profesores y amigos por brindarme su
apoyo y por compartir sus conocimientos que eran indispensables en ciertos
momentos de mi carrera.

AGRADECIMIENTOS

Le agradezco a Dios por haberme guiado en todo el estudio y transcurso de mi
carrera, por llenarme de paciencia y fortaleza en los momentos que más lo
necesite.

Le agradezco a mis padres y hermanos por haberme brindado la oportunidad de
cumplir mis sueños y mis metas, por confiar todo este tiempo en mi y por siempre
estar conmigo a lo largo de mi vida y de mi carrera.

Le agradezco a la Universidad Militar Nueva Granada y en especial a la Facultad
de Ingeniería Civil por darme la confianza y apoyo en este proceso con el proyecto
de investigación IMP-ING-3121.

Le agradezco a Mi tutor el profesor Juan Gabriel Rueda Bayona por haberme dado
su confianza, apoyo, dedicarme su paciencia y su tiempo, y lo mas importante por
haberme compartido sus conocimientos para poder desarrollar este Trabajo de
Grado.

CONTENIDO

1. PROBLEMA .................................................................................................... 11
1.1 IDENTIFICACIÓN ..................................................................................... 11
1.2 DESCRIPCIÓN ......................................................................................... 12
1.3 PLANTEAMIENTO ................................................................................... 13
2. DELIMITACIÓN .............................................................................................. 13
2.1 CONCEPTUAL ......................................................................................... 13
2.2 GEOGRÁFICA .......................................................................................... 13
2.3 CRONOLÓGICA ....................................................................................... 18
3. OBJETIVOS .................................................................................................... 18
3.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 18
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 18
4. ANTECEDENTES ........................................................................................... 18
5. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 20
6. MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 21
6.1 MARCO TEÓRICO ................................................................................... 21
6.2 MARCO CONCEPTUAL ........................................................................... 26
6.3 MARCO INSTITUCIONAL ........................................................................ 28
6.4 MARCO LEGAL ........................................................................................ 30
7. METODOLOGÍA ............................................................................................. 31
8. CAPÍTULOS ................................................................................................... 33
8.1 POTENCIAL DE ENERGIA ...................................................................... 33
8.2 MODELOS DE REGRESIÓN Y DOE ANOVA .......................................... 50
9. CONCLUSIONES ........................................................................................... 79
10. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 81

Lista de Figuras

Gráfica 1. Promedio radicación mensual multianual de nuestras 4 zonas de estudio ...... 34
Gráfica 2. Promedio anual radiación Barranquilla ............................................................ 34
Gráfica 3. Promedio multianual radiación en Barranquilla ................................................ 35
Gráfica 4. Promedio anual radiación Cartagena .............................................................. 35
Gráfica 5.Promedio multianual radiación en Cartagena ................................................... 36
Gráfica 6. Promedio anual radiación Guajira .................................................................... 37
Gráfica 7.Promedio multianual radiación en Guajira ........................................................ 38
Gráfica 8. Promedio anual radiación Santa marta ............................................................ 38
Gráfica 9. Promedio multianual radiación en Santa Marta ............................................... 39
Gráfica 10. Diagrama de Pareto Estandarizada para temperatura del aire en Barranquilla
........................................................................................................................................ 56
Gráfica 11.Efectos Principales para temperatura del aire en Barranquilla ........................ 57
Gráfica 12. Diagrama de Pareto Estandarizada para temperatura del aire en Cartagena 59
Gráfica 13.Efectos Principales para temperatura del aire en Cartagena .......................... 59
Gráfica 14. Diagrama de Pareto Estandarizada para temperatura del aire en Guajira ..... 61
Gráfica 15.Efectos Principales para temperatura del aire en Guajira ............................... 61
Gráfica 16..Diagrama de Pareto Estandarizada para temperatura del aire en Santa Marta
........................................................................................................................................ 63
Gráfica 17.Efectos Principales para temperatura del aire en Santa Marta ....................... 64
Gráfica 18.Regresión múltiple de temperatura del aire en Barranquilla ............................ 66
Gráfica 19. ANOVA de temperatura del aire en Barranquilla ........................................... 67
Gráfica 20. Regresión múltiple de temperatura del aire en Cartagena ............................. 67
Gráfica 21. ANOVA de temperatura del aire en Cartagena .............................................. 68
Gráfica 22.Regresión múltiple de temperatura del aire en Guajira ................................... 69
Gráfica 23. ANOVA de temperatura del aire en Guajira ................................................... 69
Gráfica 24. Regresión múltiple de temperatura del aire en Santa Marta ......................... 70
Gráfica 25. ANOVA de temperatura del aire en Santa Marta ...........................................70
Gráfica 26. Temperatura del aire en Barranquilla VS Regresión múltiple ......................... 73
Gráfica 27. Temperatura del aire en Cartagena VS Regresión múltiple ........................... 74
Gráfica 28. Temperatura del aire en Guajira VS Regresión múltiple ................................ 75
Gráfica 29. Temperatura del aire en Santa Marta VS Regresión múltiple ........................ 76
Ilustración 1. Ubicación general en el mapa de Colombia ..................................... 14
Ilustración 2. Ubicación especifica de las zonas de trabajo ................................... 14
Ilustración 3. Ubicación por Google earth de Barranquilla ..................................... 15
Ilustración 4. Ubicación por Google earth de Cartagena ....................................... 16
Ilustración 5. Ubicación por Google earth de la Guajira ......................................... 17
Ilustración 6. Ubicación por Google earth de Santa Marta ..................................... 17
Ilustración 7.Tipos de paneles Solares .................................................................. 22
Ilustración 8. Procedimiento del primer punto de nuestra metodología ................. 31
Ilustración 9. Procedimiento del segundo punto de nuestra metodología .............. 32
Ilustración 10. Procedimiento del tercer punto de nuestra metodología ................ 33
Tabla 1. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Barranquilla
........................................................................................................................................ 39
Tabla 2. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Cartagena
........................................................................................................................................ 40
Tabla 3. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en la Guajira 40
8

Tabla 4. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Santa Marta
........................................................................................................................................ 40
Tabla 5. Tablas Factor de corrección de K para superficies inclinadas
(CLEANERGYSOLAR.COM, 2018). ................................................................................ 41
Tabla 6. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Barranquilla .................... 42
Tabla 7. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Cartagena ...................... 43
Tabla 8. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Guajira ........................... 44
Tabla 9. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Santa Marta ................... 44
Tabla 10. Obtención del mes más desfavorable en Barranquilla ...................................... 45
Tabla 11. Obtención del mes más desfavorable en Cartagena ........................................ 46
Tabla 12. Obtención del mes más desfavorable en la Guajira ......................................... 46
Tabla 13. Obtención del mes más desfavorable en Santa Marta ..................................... 47
Tabla 14. Potencia pico generada para cada una de las zonas de estudio ...................... 48
Tabla 15. Cantidad de paneles solares para algunos barrios de barranquilla .................. 49
Tabla 16.. Cantidad de paneles solares para algunos barrios de Cartagena ................... 49
Tabla 17.Cantidad de paneles solares para algunas áreas en Manaure .......................... 50
Tabla 18. Cantidad de paneles solares para las Comunas de Santa Marta ..................... 50
Tabla 19. Variables de nuestro proyecto .......................................................................... 51
Tabla 20. Parámetros de regresión múltiple para Barranquilla ......................................... 52
Tabla 21.Parámetros de regresión múltiple para Cartagena ............................................ 53
Tabla 22.Parámetros de regresión múltiple para Guajira ................................................. 53
Tabla 23. Parámetros de regresión múltiple para Santa Marta ........................................ 54
Tabla 24. Parámetros de DOE ANOVA para Barranquilla ................................................ 57
Tabla 25. Parámetros de DOE ANOVA para Cartagena .................................................. 60
Tabla 26. Parámetros de DOE ANOVA para Guajira ....................................................... 62
Tabla 27.Parámetros de DOE ANOVA para Santa Marta ................................................ 64
Tabla 28. Promedios multianuales de temperatura en Barranquilla (CIOH). .................... 71
Tabla 29.Promedios multianuales de temperatura en Cartagena (CIOH). ....................... 71
Tabla 30. Promedios multianuales de temperatura en la Guajira (CIOH). ........................ 72
Tabla 31.Promedios multianuales de temperatura en Santa Marta (CIOH). ..................... 72
Tabla 32. Temperatura del aire del año 2018 en barranquilla .......................................... 73
Tabla 33. Temperatura del aire del año 2018 en Cartagena ............................................ 74
Tabla 34. Temperatura del aire del año 2018 en la Guajira ............................................. 75
Tabla 35. Temperatura del aire del año 2018 en Santa Marta ......................................... 76
Tabla 36. Resumen de datos RMSE y R2 para cada zona de estudio .............................. 78

RESUMEN

La energía solar puede ser aprovechada mediante paneles solares fotovoltaicos
(FV) flotantes instalados en el mar (energía solar FV offshore) con la ventaja de
mayor producción de energía eléctrica (hasta un 10% adicional) con respecto a los
paneles solares convencionales. Entonces, la región Caribe debido a sus altos
índices de radiación solar tiene la oportunidad de generación de energía eléctrica
mediante plataformas solares offshore; esta tecnología no requiere de espacios
para su instalación en tierra como tampoco de un sistema de refrigeración
autónomo. A partir de una revisión bibliográfica sistemática / de las experiencias
nacionales e internacionales relacionadas con las energías solar offshore, se
evidenció la gran oportunidad que tiene Colombia para aprovechar esta energía y
unirse al creciente interés internacional por el desarrollo de las energías limpias y
renovables. Además, la presente investigación realizará cálculos de potenciales
energéticos a partir de radiación solar proveniente de bases de datos nacionales e
internacionales (NARR-NOAA) en regiones marinas del Caribe colombiano como
Barranquilla, Cartagena, Guajira y Santa Marta. Los resultados de este estudio son
un aporte que incentiva la aplicación de estas tecnologías en Colombia, lo que
representa una contribución al cumplimiento de los objetivos de desarrollo
sostenible de la ONU en cuestión de energías asequibles y no contaminantes.

INTRODUCCIÓN

Ayudar a nuestro planeta a convertirse en el lugar en donde el ser humano y
todas las especies puedan habitar con menores índices de contaminación se ha
convertido en uno de los mayores retos de hoy en día, para ello se ha implementado
el uso de energías renovables no convencionales, las cuales han traído consigo
diferentes beneficios como la disminución de emisiones de dióxido de carbono, el
cual reduce el uso de combustibles fósiles y de esta manera contribuye a la
disminución del impacto ambiental generado por las actividades diarias del hombre.

Dentro de las energías renovables no convencionales se encuentra la energía solar
la cual es una de las energías renovables no convencionales más importantes de
nuestros días, una de sus principales características es que este tipo de tecnología
proviene de una fuente inagotable, reduce la dependencia energética y no es
contaminante, lo que hace que su implementaciónsea bastante atractiva para los
proyectos de ingeniería. Aunque, hasta el momento en Colombia este tipo de
tecnologías no son muy frecuentes debido a que los costos son elevados y el tiempo
de recuperación de la inversión en estas tecnologías es mayor en comparación a
otras fuentes tradicionales de energía.

Partiendo de la aplicación de la energía solar fotovoltaica, se realiza este trabajo de
grado en el que se pretende hacer una investigación sobre el potencial de energía
que tienen nuestras costas colombianas focalizándose en el uso de la energía solar
por medio de paneles solares ubicados en el mar, aplicando el principio de esta
energía al convertir la luz directa del sol en electricidad para abastecerlos. También
en el documento se darán a conocer diferentes factores involucrados en el
desarrollo del proyecto, teniendo en cuenta en primera instancia los avances
tecnológicos que se tienen de este sistema y de esta manera partir de una base
sólida para el desarrollo del proyecto.

La investigación planteada contribuirá a generar un modelo para entender la
importancia del uso de energías renovables no convencionales en Colombia. Así
mismo, los resultados del estudio ayudarán a crear una mayor conciencia acerca de
la urgencia de implementar estrategias que permitan propender por el cuidado del
medio ambiente. Por otro lado, éste aportaría información útil para futuras
investigaciones en la obtención de electricidad por medio de ingeniería Offshore.

1. PROBLEMA
1.1 IDENTIFICACIÓN

FORTALEZAS

OPORTUNIDADES

• Fuente inagotable de energía a costo
bajo (Pouran, 2018).

• Alta radiación solar en la zona de
estudio (De Minas & Upme, 2005).

• Tema de gran importancia para las
futuras generaciones y es sustentable
(Pouran, 2018).

• Es innovador y es una alternativa para
abastecer la energía eléctrica (Pouran,
2018).

• La infraestructura es rentable a largo
plazo (Vazquez et al., 2018).

• Actualmente se conocen casos de éxito
como el caso de La planta solar flotante
más grande del mundo que está en la
ciudad de Huainan en la provincia de
Anhui en China.(Technology, 2018).

• Colombia mediante varios estudios
demuestra que es viable la puesta en
marcha de este tipo de proyectos (Enel,
2019).

• Ofrece servicios a personas de bajos
recursos (Ranjbaran, Yousefi,
Gharehpetian, & Astaraei, 2019).

• Mayores intereses acerca de temas
sustentables y sostenibles (Ranjbaran
et al., 2019).

• La radiación en la zonas de estudio es
favorable (De Minas & Upme, 2005)

• concientización y cambio de cultura
(Ranjbaran et al., 2019) (López et al.,
2020).

• Hay empresas dispuestas a invertir en
un proyecto bien planteado (Ranjbaran
et al., 2019).

DEBILIDADES

AMENAZAS

• La radiación no es constante en ciertos
lugares (Ranjbaran et al., 2019).

• Bajo conocimiento de la tecnología y
poco personal calificado en el tema
(EPM, 2018)

• Falta de presupuesto para grandes
proyectos (theagilityeffect, 2019).

• La tecnología Offshore en Colombia es
poco rentable ya que la inversión inicial
es muy elevada pero es muy
beneficiosa al medio ambiente (Rueda-
Bayona et al., 2019).

• La corrupción y la toma de decisiones
políticas apresuradas ralentizan
procesos en temas de sustentabilidad y
sostenibilidad (Sulaeman, Brown,
Quispe-Abad, & Müller, 2021).

• No cumplir con lo propuesto en los
objetivos y atentar contra el medio
ambiente (Celsia, 2018)

• Poca adaptabilidad hacia lo
desconocido provocando rechazo a
proyectos de mecanismos de energías
limpias por parte de la comunidad
(Rueda-Bayona et al., 2019).

• Demasiadas personas piensan que
estos tipos de proyectos son muy pocos
rentables.(Ranjbaran et al., 2019)

• Las bajas en los precios de
hidrocarburos como el petróleo hacen
más rentable este, en comparación a
otras fuentes de generación de
energía.(Ranjbaran et al., 2019)

1.2 DESCRIPCIÓN
A causa del aumento en el consumo de energía en nuestras sociedades y con el fin
de satisfacer la demanda energética mundial, se han explotado de manera
indiscriminada los recursos fósiles, causando un aumento en la contaminación,
producto de los gases de efecto invernadero que consigo han generado importantes
cambios ambientales a nivel mundial. Aparte a esto, el uso de los combustibles
fósiles ha generado una enorme dependencia económica entre los países que no
cuentan con estos recursos. Con el objetivo de disminuir esta dependencia
económica y energética, varios gobiernos han promovido el uso de las energías
alternativas renovables, como lo son la radiación solar, el viento, la geotérmica, la
biomasa, las mareas, las olas y los ríos. Todas estas fuentes poseen gran potencial,
aunque gran parte de su tecnología requiere un aumento en su eficiencia para
13

hacerla más competitiva, más técnica y económicamente más viable con respecto
a las tecnologías convencionales.

En la actualidad por medio de la Ingeniería Offshore vemos una nueva visión de la
energía solar; está siendo una fuente de energía inagotable y poco valorada por el
ser humano, ella también puede ser aprovechada mediante paneles solares
flotantes instalados en el mar; con eso se ve la gran oportunidad de generación de
energía eléctrica en la región Caribe Colombiana debido a sus altos índices de
radiación solar; esta tecnología no requiere de espacios para su instalación en tierra
como tampoco de un sistema de refrigeración autónomo.

1.3 PLANTEAMIENTO
Para la realización del planteamiento se hace con base en información secundaria.

¿Es aprovechable la energía solar offshore en la región del Caribe Colombiano?

2. DELIMITACIÓN
2.1 CONCEPTUAL

El planteamiento de este trabajo se desarrollará en una revisión documental de
experiencias nacionales e internacionales relacionadas con las energías solar
offshore así evidenciando la gran oportunidad que tiene Colombia para aprovechar
esta energía y unirse al creciente interés internacional por el desarrollo de las
energías limpias y renovables. Además, la presente investigación realizó cálculos
de potenciales energéticos a partir de radiación solar proveniente de bases de datos
nacionales e internacionales (NARR-NOAA) en regiones marinas del Caribe
colombiano, también se realizará una revisión bibliográfica para el desarrollo de
modelos regresión lineal (simple o múltiple) como herramienta de pronóstico para la
planificación de proyectos de Ingeniería en las zonas de estudio.

2.2 GEOGRÁFICA
El área de estudio se ubica en la costa caribe colombiana (Ilustración 1) (Ilustración
2), donde se definieron cuatro puntos de interés con las siguientes coordenadas:

• Barranquilla con coordenadas (11.101637° N, 74.767269° W)
• Cartagena con coordenadas (10.511342° N, 75.531002°W)
• Guajira con coordenadas (12.446068° N, 71.720533° W)
• Santa Marta con coordenadas (11.264067° N, 74.223011°W)
14

2.2.1 Ubicación general en el mapa de Colombia

Ilustración 1. Ubicación general en el mapa de Colombia
2.2.2 Ubicación especifica de las zonas de trabajo

Ilustración 2. Ubicación especifica de las zonas de trabajo
A continuación, describiremos un poco acerca de nuestras 4 zonas de estudio.
15

2.2.3 Barranquilla
Oficialmente Distrito Especial, Industrial y Portuario de Barranquilla, es la capital del
departamento del Atlántico. Está ubicada sobre la margen occidental del río
Magdalena a 7,5 km de su desembocadura en el mar Caribe. Es el principal centro
económico de la Región Caribe de Colombia, entre las actividades económicas
destacan el comercio y la industria. La población de Barranquilla es de 1 223 967
personas, lo que la convierte en la cuarta ciudad más poblada del país detrás de
Bogotá, Medellín y Cali. La ciudad es el núcleo del Área Metropolitana de
Barranquilla, lacual está constituida además por los municipios de Soledad,
Malambo, Galapa y Puerto Colombia. (Aprende, 2019a)

Ilustración 3. Ubicación por Google earth de Barranquilla

2.2.4 Cartagena de Indias
Oficialmente Distrito Turístico y Cultural de Cartagena de Indias, es la capital del
departamento de Bolívar, Colombia. Fue fundada el 1 de junio de 1533 por Pedro
de Heredia. Cartagena ha desarrollado su zona urbana, conservando el centro
histórico y convirtiéndose en uno de los puertos de mayor importancia en Colombia,
el Caribe y el mundo, así como célebre destino turístico. Actualmente la población
total de su cabecera es de 971 700 habitantes, siendo el quinto (5) municipio más
poblado del país.(Aprende, 2019b)
16

Ilustración 4. Ubicación por Google earth de Cartagena

2.2.5 Guajira
El Departamento de La Guajira se encuentra ubicado en la parte septentrional de
Colombia y Suramérica. Tiene una extensión de 20.848 Km2 que representa el
15,25% de la región Caribe Colombiana, y el 1,7% de participación territorial en la
superficie total del país. Limita al norte con el Mar Caribe, República Dominicana y
Haití; al oriente con la República de Venezuela; al Occidente con los departamentos
del Cesar y Magdalena y al sur con la República de Venezuela y el Departamento
del Cesar. Del territorio Guajiro forma parte la Sierra Nevada de Santa Marta que
origina una vertiente propia (el Golfo de Venezuela) y determina la sectorización
natural y cultural de la península. De otro lado, está conformado por 15 municipios,
126 corregimientos, 49 inspecciones de policía, 21 resguardos indígenas, y 10
caseríos, contando en 2010 con una población total según datos proyección censo
Dane, de 818.695 habitantes. La mayor población se concentra en los municipios
de Riohacha, Maicao y Uribia. El Censo Poblacional 2005 realizado por el DANE
determinó que el 51,9 % de habitantes viven en las cabeceras municipales y el
48,1% en el área rural. La tasa de fecundidad del 2,3% y el promedio de hijos por
mujer es de 3,54%. (Fragozo & Molina, 2012)

Ilustración 5. Ubicación por Google earth de la Guajira

2.2.6 Santa Marta
Oficialmente Distrito Turístico, Cultural e Histórico de Santa Marta, es la capital del
departamento de Magdalena, Colombia. La ciudad de Santa Marta tiene más de
cien playas y una sierra nevada. En Santa Marta también se halla la Quinta de San
Pedro Alejandrino, lugar donde murió el Libertador Simón Bolívar. Santa Marta es
la segunda ciudad más antigua de América del Sur, posee un patrimonio
arquitectónico inigualable que evoca los tiempos de la bonanza bananera. En el
2019 santa marta tenía una población de 521.239 habitantes. (Aprende, 2019c)

Ilustración 6. Ubicación por Google earth de Santa Marta

2.3 CRONOLÓGICA
Se hará un análisis de la información de datos como la radiación de onda corta,
velocidad de viento, cobertura de nubes y temperatura del aire desde el 1 de enero
de 1980 hasta el 31 de diciembre de 2018, correspondiente a las 4 zonas de caribe
colombiano. (Barranquilla, Cartagena, Santa Marta y la Guajira).

3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Estimar y caracterizar el potencial de energía solar offshore de la región marino-
costera de cuatro zonas estratégicas del Caribe colombiano.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Efectuar la revisión del estado del arte sobre las experiencias nacionales e
internacionales relacionadas con los avances e implementación de energía
solar fotovoltaica offshore.
• Estimar los potenciales de energía solar fotovoltaicas en cuatro zonas
estratégicas del caribe colombiano (Guajira, Santa Marta, Barranquilla y
Cartagena).
• Desarrollar un modelo de regresión lineal (simple o múltiple) como herramienta
de pronóstico para la planificación de proyectos de Ingeniería en las zonas de
estudio.
4. ANTECEDENTES

Debido a las preocupaciones y a las problemáticas referentes al cambio climático y
a su influencia antropogénica, las energías renovables se han posicionado en el
mundo como fuente de gran importancia en la generación de energía. La energía
solar por ejemplo está disponible para toda la humanidad y es una de las fuentes
inagotables que no ha sido ampliamente aprovechada por el ser humano. Para
muestra de lo anterior, nuestro planeta Tierra recibe del Sol una cantidad enorme
de energía equivalente 89.000 teravatios (TW) el cual haciendo una equivalencia
serian un billón de vatios, esto quiere decir que es un valor que se asemeja a seis
mil veces mayor a la energía que se consume en todo el mundo, que se deduce en
unos 16 TW (REN21, 2016).

Como se denota en el mundo, hay un aumento en la demanda de electricidad y un
rápido agotamiento de los combustibles fósiles sumado a las problemáticas
ambientales, llevando a esto a la exigencia, y creación de proyectos de plantas
fotovoltaicas a gran escala.(Ranjbaran et al., 2019), y en la actualidad la capacidad
instaladas de generación de energía renovable se incrementado de manera
19

exponencial en países como Reino unido, Dinamarca, Alemania, Tailandia y China,
sin embargo, su aprovechamiento en Colombia se encuentra muy alejado de su
gran potencial (Rueda-Bayona et al., 2019).
Las energías renovables han acogido un importante apoyo de la comunidad
internacional con el “Acuerdo de París” inscrito en la Cumbre Mundial del Clima
celebrada en diciembre de 2015 en la capital francesa, el cual prácticamente se
registró la necesidad de promover el desarrollo económico mundial a partir de
energías limpias o renovables.

Por otro lado, La Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME) y el Ministerio
de minas y Energía estiman que para antes del 2030 cerca del 10% del consumo
energético en Colombia va a provenir de proyectos fotovoltaicos solares. Además,
en el estudio “la gestión para cadena de suministros de sistemas de energía solar
fotovoltaica en Colombia y su situación actual” (Rodríguez Urrego, Valderrama
Mendoza, García León, & Ocampo, 2018), se afirma que Colombia cuenta con una
irradiación que supera el promedio mundial, lo que favorece positivamente el
potencial del país en cuestión de energía solar fotovoltaica, esta irradiación se
presenta en mayor concentraciones en las regiones de las costa Caribe, pacifica, la
Orinoquia y la región central.

La Ley 1715 de Energías Renovables firmada en Colombia motiva al desarrollo del
sector de las energías renovables en el país, principalmente la eólica, la solar
fotovoltaica (FV) y la solar térmica como las de mayor acogida en el ámbito
residencial, comercial, industrial.

Un claro ejemplo que podemos evidenciar del interés creciente en las energías
renovables es el realizado en Australia el cual, con relación a la viabilidad de
instalación de paneles solares flotantes en cuencas y lagos, ya que hay una fuerte
disminución en la tasa de evaporación y ahorro de agua en un 10% ya que esto es
importante para poblaciones que habitan en zonas áridas con escasez de agua.
(Rosa-Clot, Tina, & Nizetic, 2017)

Desde el 2013 Cuba estableció un cambio transitorio de combustible fósil a energías
renovables, contando para el 2030 con un 24% de la generación de energía eléctrica
por medio de energías alternativas entre ellas solar offshore. (Vazquez et al., 2018).
En la India, con ayuda del gobierno realizaron un estudio de aprovechamiento de
energía solar y apuntan para el 2022 una generación de 175GW. En ese estudio se
anotó que las región occidental de India posee mayor radiación solar que las costas
orientales; mostrándonos un promedio de 2.83-5.95 KWh/m2 por día y una radiación
total de 8245-10157 TWh por día (Solanki, Nagababu, & Kachhwaha, 2017).
En el país, las fuentes disponibles de información de recurso solar indican que
se cuenta con una irradiación promedio de 4.5 kWh/m2h/d (De Minas & Upme,
2005) (Machado, 2017), la cual supera el promedio mundial de 3.9 kWh/m2/d, y
está muy por encimadel promedio recibido en Alemania (3.0 kWh/m/d), país que
20

hace mayor uso de la energía solar fotovoltaica a nivel mundial, con
aproximadamente 36 GW de capacidad instalada a 2013(REN21, 2016).
La energía solar en los últimos 15 años, ha logrado posicionarse como la energía
renovable más utilizada, de acuerdo con la Agencia Internacional de las Energías
Renovables (IRENA, 2019). Por lo anterior, y con el enorme potencial de energía
solar en Colombia, es pertinente invertir en procesos de desarrollo e implementación
en tecnologías y/o energías limpias, confiables y seguras que permitan suplir la
creciente demanda energética, a la vez que se reducen los costos y el impacto
ambiental asociado para un mejor desarrollo sostenible.(Campana, Wästhage,
Nookuea, Tan, & Yan, 2019).

Teniendo en cuenta a la urgente necesidad de diversificar la matriz energética en
Colombia, el creciente interés internacional en aprovechar la energía solar
fotovoltaica, y que la media potencial de energía solar en Colombia supera a la
media internacional, es oportuno contribuir al desarrollo de proyectos de energía
renovable en el país. Como resultado, el presente estudio pretende realizar un
análisis y evaluación del potencial energético de la zona marino-costera del Caribe
colombiano principalmente en los departamentos de la guajira, Atlántico
(Barranquilla), Magdalena (Santa Marta) y Bolívar (Cartagena de indias). Además,
se identificarán puntos de mayor concentración de irradiación y se propondrá un
modelo estadístico para el pronóstico del potencial de energía solar para las zonas
estudiadas.

5. JUSTIFICACIÓN

En un mundo donde el consumo de energía eléctrica aumenta; consigo van
creciendo nuevas ideas para la generación de electricidad a partir de energías
renovables. un ejemplo de lo anterior son los parques eólicos en altamar y la
tecnología solar la cual se reinventa para ser aprovechada también en el mar.

Los primeros pasos han sido las ya existentes instalaciones flotantes en lagos y ríos
en diferentes puntos del planeta; un ejemplo claro en el mundo es la planta solar
flotante más grande del mundo está oficialmente en funcionamiento en la ciudad de
Huainan en la provincia de Anhui en China, esta planta solar flotante tiene una
capacidad de 40 megavatios (Technology, 2018). Y para no quedarnos atrás
Empresas públicas de Medellín EPM empresa colombiana que ya empezó a
incursionar en este tipo de proyectos de energía solar offshore a través de su
proyecto en el embalse de Guatapé. (EPM, 2018).

Entonces, los parques solares flotantes tienen poseen diversas ventajas, entre ellas,
que no utilizan terrenos valiosos en áreas que son densamente pobladas y
aprovechan superficies a las que no se les está dando ningún uso como en el mar
21

abierto, lagos sin valor ecológico o agua embalsada para producir electricidad
mediante centrales hidroeléctricas u otro tipo de generador.

Además, los parques solares flotantes ayudan a conservar el suministro de agua
dulce reduciendo su evaporación. A favor de esto, el agua mantiene más baja la
temperatura ambiente alrededor de los paneles solares, lo que ayuda a aumentar
su eficiencia a la vez que limita su degradación por el calor a largo plazo. Con los
resultados obtenidos en nuestra investigación podremos dar otro paso más e
incursionar en el nacimiento de proyectos solares fotovoltaicos flotantes y ser
pioneros en la generación de conocimiento para la Región del Caribe colombiano

6. MARCO REFERENCIAL
6.1 MARCO TEÓRICO
6.1.1 La energía, el sol y las celdas fotovoltaicas
En el mundo existen dos tipos de energías, las energías no renovables y las
energías renovables. En teoría las energías no renovables provienen de fósiles
como el carbón, el gas natural y el petróleo son fuentes de energía que le dan un
deterioro al medio ambiente y algunas de estas ya están escaseando; en cambio
las energías renovables se obtienen de fuentes naturales implícitamente
inagotables, ya sea por la intensidad o la inmensa cantidad de energía que esta
contiene o simplemente porque son capaces de reformarse por medios naturales;
estas energías renovables son la energía solar, la energía hidráulica, la energía
biomasa, la energía eólica y la energía mareomotriz.

Según el “Renewables 2016: Global Status Report” El Sol es una de las fuentes de
energía considerada como uno de los recursos naturales inagotables, actualmente
es uno de los recursos energéticos renovables más importantes del mundo, lo que
convierte a la energía solar en una energía alternativa y sostenible; ya que el sol
contribuye al 94% de la energía total de la tierra, siendo este el aporte energético
más importante para poder sostener el ecosistema terrestre.(REN21, 2016).

La energía fotovoltaica primeramente se beneficia de la radiación solar utilizándola
por medio de unos sistemas fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica;
como tal los sistemas fotovoltaicos se componen de un conjunto de equipos
eléctricos y electrónicos llamados módulos fotovoltaicos, los cuales generan la
energía eléctrica cuando la radiación procedente del Sol incide en la superficie de
la células o celdas solares, más concretamente entra en los distintos electrones de
los átomos de la célula solar para producir el efecto fotovoltaico; de esta forma cada
electrón se libera de su posición en los distintos átomos y pasa a crear una corriente
22

de electrones o electricidad que va a través del circuito eléctrico, logrando así
transformar la energía solar en energía eléctrica con corriente continua.

Cada módulo fotovoltaico está compuesto por varias celdas solares fotovoltaicas o
paneles solares, ellos transforman la fuente de energía solar en electricidad al dar
sobre sus caras, otros componentes que predominan en estos módulos son: las
baterías solares, las fotopilas o generadores heliovoltáicos.

6.1.2 Tipos de celdas solares fotovoltaicas

Según Daniel Barberá Santos en su libro Introducción a la Energía Fotovoltaica el
comenta que hay tres tipos de celdas solares fotovoltaicas:

Silicio monocristalino: En el proceso de cristalización todos sus átomos están
perfectamente ordenados. Su color característico es monocromático: azul oscuro
con brillo metálico. Como ventajas se puede decir que tienen un ahorro en el espacio
que ocupa el panel, tienen un elevado nivel competitivo en el mercado, ofrecen un
mayor rendimiento frente a las células policristalinas.

Silicio amorfo: No presenta una estructura cristalina ordenada y los átomos de
silicio se han depositado formando una capa fina sobre un soporte transparente. Su
aspecto es de tonos marrón y gris oscuro. Son de uso típico en las calculadoras y
otros aparatos pequeños de funciones diversas.

Silicio policristalino: En el proceso de cristalización sus átomos cambian de
dirección y alineación. Presenta un aspecto de amalgama de cristales de distintos
tonos azulados y grises con brillo metálico. Como ventajas se tiene que es más
económico que los paneles de silicio monocristalino, gran competencia en este tipo
de tecnología, son fabricadas para potencias habituales.

Ilustración 7.Tipos de paneles Solares
(http://greendates.com.mx/tipos-de-paneles-solares-energia-solar/)
23

6.1.3 ¿Qué tipo de conexión es necesaria entre el panel y las baterías?
En el blog de autosolar.co nos describen que existen dos posibilidades de
conexionado que pueden realizarse en un sistema solar fotovoltaico (energía solar,
placas solares) una opción es el conexionado en paralelo y otra en serie.

Advertencias del conexionado de paneles

• En primer lugar, conectar la batería siempre al inversor o controlador y
posteriormente a los paneles.
• Tener en cuenta la utilización de controladores solares que puedan soportar la
intensidad proveniente de los paneles de su instalación.
• Nunca conecte en serie paneles de diferentes células,modelos o potencias.
• No utilice para hallar la corriente de carga el valor de intensidad en corto circuito
(ISC) sino el de intensidad a potencia máxima (IMP).
• Nunca utilice para hallar la tensión de funcionamiento de panel el valor de voltaje
en circuito abierto (Voc), utilice la tensión a potencia máxima (Vmp).
• Para conocer el voltaje máximo que podría obtener la instalación debido a la
temperatura se utilizará el valor Voc.

6.1.4 ¿Cómo ha sido la producción y uso de energía solar en Colombia?

En el estudio “La gestión para cadena de suministro de sistemas de energía solar
fotovoltaica en Colombia y su situación actual” se afirma que Colombia cuenta con
una radiación que supera el promedio mundial, lo que favorece positivamente el
potencial del país en energía solar fotovoltaica. Esta radiación, presenta mayor
concentración en las regiones de la costa Atlántica y Pacífica, la Orinoquía y la
región central; estando por encima de Alemania, país que hace el mejor y el mayor
uso de la energía solar fotovoltaica a nivel mundial.(Rodríguez Urrego et al., 2018)

En el mes de abril de 2019 se inauguró el parque solar más grande de Colombia. El
parque solar El Paso es la primera planta de energía renovable no convencional con
despacho centralizado en Colombia (Portafolio, 2019). Adicional a esto, recibió
asignación de obligaciones de energía firme, es decir, la capacidad de generar
energía de manera constante igual a 87,6 GWh/año a partir de diciembre de 2022.
El jefe de Estado también expresó su interés en que continúe aumentando la
inversión extranjera en proyectos de energías limpias en el país. Este parque solar
desarrollado por Enel Green Power, multinacional italiana, cuenta con 250.000
paneles ubicados en cerca de 210 hectáreas o 2.1 km2. (gov.co, 2019)

6.1.5 Paneles solares flotantes

Esta tecnología va en crecimiento en especialmente en regiones y países con menor
superficie disponible, el cual hace necesario la no utilización del suelo para
trasladarse a lagos, hidroeléctricas, estanques, embalses, al mar, entre otros.

Las plantas solares flotantes son uno de los nuevos métodos que se han
comenzado a desarrollar en los últimos años. Su planteamiento es similar al de los
parques eólicos marinos (offshore), los cuales también son cada vez más comunes
(EcoPortal, 2019).

6.1.6 Ventajas de los paneles solares flotantes

• La principal ventaja de esta tecnología es la conservación de grandes
extensiones de terreno, ya que se puede conservar la tierra para la agricultura,
la ganadería o la silvicultura (Celsia, 2018).

• Mayor producción de energía en comparación a los paneles instalados en tierra,
ya que se reducen los costos de mantenimiento y reduce la evaporación del agua
en más del 80% ya que el sistema actúa como techo protector del agua
(Isifloating, 2019).

• Aumenta un 10 al 15% el rendimiento de la energía fotovoltaica en comparación
con los sistemas solares en tierra debido al efecto de enfriamiento y también
mejora las condiciones y la calidad del agua reduciendo así los costes de
mantenimiento de la infraestructura (Isifloating, 2019).

Los flotadores que sostienen los paneles solares están hechos de plástico
(polietileno de alta densidad) los cuales son fáciles de instalar y 100% reciclables
(Isifloating, 2019).

6.1.7 Manejo de variables y escala de características
Con la cantidad de datos que tenemos se nos hace necesario y de vital importancia
la normalización de datos, dado que el rango de valores de los datos sin procesar
varía ampliamente en algunos algoritmos de aprendizaje automático, las funciones
objetivas no funcionarán correctamente sin la normalización, por eso por medio de
la escala de características que es un método que se utiliza para normalizar en un
rango de variables independientes o características de los datos. Dicho
procesamiento de datos generalmente se realiza durante el paso de procesamiento
previo de datos.(Wikipedia, 2020).
25

Para nuestros datos hicimos uso del siguiente método:

Método Cambio de escala (normalización mínima-máxima)
Conocido también como escalado mínimo-máximo o normalización mínimo-
máximo, es un método muy simple y trata en reescalar el rango de características
para escalar el rango en [0, 1] o [−1, 1]. La selección del rango objetivo depende de
la naturaleza de los datos. La fórmula general para un mínimo-máximo de [0, 1] se
da como:

𝑥´ =
𝑥 −min(𝑥)
max(𝑥) − min⁡(𝑥)

(1)

Dónde x es un valor original y x´ es valor normalizado.

En nuestro caso para cambiar la escala de un rango entre un conjunto arbitrario de
valores [a, b], para ejemplo de nuestro trabajo [-1, 1], la fórmula se convierte en:

𝑥´ = 𝑎 +
(𝑥 − min(𝑥)) ∗ (𝑏 − 𝑎)
max(𝑥) − min⁡(𝑥)

(2)

Dónde:
x es un valor original
x´ es valor normalizado.
a y b son los valores min y máx.

6.1.8 ANOVA análisis de varianza para comparar datos
La técnica de análisis de varianza (ANOVA) desarrollada por Fisher en 1930 y
también conocida como análisis factorial constituye la herramienta básica para el
estudio del efecto de uno o más factores cada uno con dos o más niveles sobre la
media de una variable continua. Esta técnica puede generalizarse también para
estudiar los posibles efectos de los factores sobre la varianza de una variable.

En este trabajo usaremos el plan factorial con dos o más factores el cual nos sirve
para estudiar la relación entre una variable dependiente cuantitativa y dos o más
variables independientes cualitativas (factores) cada uno con varios niveles. El
ANOVA nos permite estudiar cómo influyen por sí solos cada uno de los factores
sobre la variable dependiente (modelo aditivo) así como la influencia de las
combinaciones que se pueden dar entre ellas (modelo con interacción).

Para plantear las hipótesis de un ANOVA se considera μ como el valor esperado
para una observación cualquiera de la población (la media de todas las
observaciones sin tener en cuenta los diferentes niveles), αi es el efecto cuando los
parámetros son mínimos introducido por el nivel i, βj es el efecto cuando los
parámetros son máximos introducidos por el nivel j; también hay una serie de
interacciones. La ecuación de modelos ANOVA con efectos principales e
interacciones se puede definir como:

𝑋𝑖𝑗𝑘 = 𝜇 +⁡𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + 𝛿𝑖𝑗 + 𝜀𝑖𝑗𝑘

(3)

Donde:
𝜇 = Promedio de la variable dependiente
𝛼𝑖 = Efectos nivel bajo
𝛽𝑗 = Efectos nivel alto
𝛿𝑖𝑗 = Interacciones
𝜀𝑖𝑗𝑘= Error aleatorio que va relacionado con la varianza

6.1.9 Pasos básicos para realizar el ANOVA
• Acceder a los datos
• Describir los datos
• Buscar datos atípicos y significativos en nuestros datos.
• Comprobar que la variable dependiente tiene distribución aproximadamente
normal para cada categoría de la variable independiente y eso se realiza por
medio de la normalización.
• Comprobar que las varianzas de la respuesta en cada grupo son iguales,
• Compararlas con otro método en nuestro caso con el método de regresión
lineal múltiple, observando el RMSE y R2
• Escoger nuestro mejor modelo.
6.2 MARCO CONCEPTUAL
6.2.1 ENERGÍA
La energía básicamente es la capacidad que tiene la materia para producir trabajo
en forma de calor, movimiento, luz, calor, etc. La unidad de medida que se usa
comúnmente es el Julio (J) pero, sin embargo, en los temas fotovoltaicos es normal
referirse a la unidad de energía mediante el vatio (Wh) o kilovatio (kWh).

La energía se puede clasificar de varias maneras; la manera más simple seria por
medio a su fuente de origen y como ya lo habíamos comentado se puede dividir en:
27

Energía renovable: son todas aquellas energías que cuya fuente primaria es infinita
o se renueva más rápido de lo que se consume.
Energía No renovable: son aquellas cuyo recurso primario es agotable.

También la energía se puede subclasificarse en:
Convencional:Este tipo hace referencia a las energías maduras, como la energía
hidráulica, térmica, nuclear.
No Convencional: Este tipo hace referencia a las nuevas tecnologías energéticas,
como la energía eólica, fotovoltaica, mareomotriz.

Por último, la energía se puede clasificar en energía mecánica, energía calorífica,
energía magnética, energía química, energía lumínica, energía eléctrica y energía
radiactiva.
6.2.2 RADIACIÓN
Para empezar, hay que aclarar que no es lo mismo la irradiancia con irradiación o
radiación; la irradiancia es el termino usado para la determinación de la cantidad de
energía captada por unidad de área; es la magnitud utilizada para describir la
potencia incidente por superficie, utiliza la unidad de medida Kw/m2. En cambio, la
radiación es la energía por unidad de superficie a lo largo de un determinado tiempo;
utiliza la unidad de medida kWh/m2.

Las distintas partes de la superficie de la Tierra recogen diferentes sumas de luz
solar. Los rayos solares impactan en la superficie terrestre más directamente en el
ecuador, lo que concentra los rayos solares en un área pequeña. Cerca de los polos,
los rayos solares impactan la superficie en un ángulo. Esto dispersa los rayos
solares sobre un área amplia. Entre más condensados estén los rayos, más cálida
será y más energía en su área.

La diferencia en la energía solar recibida en distintas latitudes genera algo que se
le denomina circulación atmosférica; que trata básicamente de que los lugares que
obtienen más energía solar poseen más calor y los lugares que obtienen menos
energía solar tienen menos calor. El aire caliente sube y el aire frío baja. Estos
principios significan que el aire se mueve alrededor del planeta. El calor se desplaza
alrededor del globo de ciertas maneras y esto determinando la forma en que la
atmósfera se mueve.

Como dato importante, el principal aporte de energía del sol proviene a través de la
radiación directa, sin embargo, en los días que son nublados se ve la radiación
difusa que es la que básicamente permite una enorme luminosidad.
En este orden de ideas la radiación se puede subdividir en tres componentes
principales:
28

La radiación directa: Es la que llega directamente del sol, es afectada por la
absorción y depende de la estación del año y la nubosidad.
La radiación difusa: Procede del reflejo de la radiación sobre las partículas del aire,
nubes, agua y el vapor y es debido a la dispersión, en días soleados supone un
10%, en cambio en días nublados casi la totalidad de la radiación.
Albedo: también se llama radiación reflejada y es cuando hay reflexiones desde la
tierra, como la luz reflejada en montañas, lagos, edificios entre otro.

6.2.3 VARIANZA
La varianza es una medida de dispersión que representa la variabilidad de una serie
de datos respecto a su media. Formalmente se calcula como la suma de los residuos
al cuadrado divididos entre el total de observaciones. También se puede calcular
como la desviación típica al cuadrado. Se representa con la siguiente ecuación:

𝜎2 =
∑ (𝑥𝑖 − �̅�)
2𝑛
1
𝑁

Donde:
X = Variable
Xi = Observación número i de la variable X.
N = Número de observaciones
�̅� = Media de la variable X.

6.2.4 Fenómenos de la niña y del niño
El Fenómeno de "el Niño" es un evento climático que se produce cada cierto
número de años por el calentamiento del océano Pacífico, trayendo consigo
efectos muy notables en el norte de la región Pacífica, los departamentos de
la región Andina y en los departamentos de la región Caribe. En cambio, el
efecto de “La Niña” en nuestro país se caracteriza por un aumento
considerable de las precipitaciones que se consideran como anomalías
positivas y una disminución de las temperaturas consideradas como
anomalías negativas en las regiones Andina, Caribe y Pacífica, así como en
áreas del piedemonte de los Llanos orientales, Orinoquia y amazonia.
(“Fenomeno Niño y Niña - IDEAM”, s/f)

(4)
6.3 MARCO INSTITUCIONAL
A nivel mundial dentro del marco institucional ha habido un alto crecimiento en el
número de instituciones, leyes, normas y acuerdos que están orientados a alcanzar
el uso de energías renovables, el marco a través del tiempo sigue abasteciéndose
29

de adeptos.; como por ejemplo en Colombia con la Constitución Política de 1991
establece el derecho de los servicios públicos domiciliarios y la prestación eficiente
por parte de las empresas públicas y privadas que los suministran.

En el año 1994 se publica la Ley 142 sobre los servicios públicos domiciliarios
(Congreso de la Republica, 2004a) y la Ley 143 que hace alusión específicamente
al servicio eléctrico en ella se establece su generación, distribución y
comercialización a nivel nacional (Congreso de la Republica, 2004b). Dentro de esta
Ley solo el artículo segundo hace alusión a las fuentes no convencionales y le deja
al Ministerio de Minas y Energía dar las pautas para el desarrollo de estas.

Con el fin de regular y normalizar este tema, Colombia tiene al frente una institución
“ICONTEC” que es un organismo nacional de normalización y es miembro activo de
los más importantes organismos internacionales y regionales de normalización, lo
que les permite participar en la definición y el desarrollo de normas internacionales
y regionales, para estar a la vanguardia en información y tecnología. Ellos han
publicado las siguientes normas:

NTC 2775. Energía solar fotovoltaica, términos y definiciones.
NTC 5287. Normas técnicas para las baterías de uso en energía fotovoltaica.
NTC 2959. Guía para caracterizar las baterías de almacenamiento fotovoltaico.
NTC 2883. Energía fotovoltaica. Módulos fotovoltaicos.
NTC 4405. Evaluación de la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos.
GTC 114. Esta guía tiene en cuenta las características técnicas en la selección,
instalación, operación y mantenimiento de la energía fotovoltaica, energía utilizada
para la población rural dispersa en Colombia.

Actualmente una de las instituciones que tiene gran fuerza en Colombia es la
compañía italiana Enel Green Power que fue fundada en diciembre de 2008 y en el
seno del Grupo Enel, gestiona y desarrolla actividades de generación de energía a
partir de fuentes renovables a nivel mundial. Esta compañía está presente en más
de 20 países en los cinco continentes y cuenta con más de 1200 centrales. La
capacidad renovable gestionada es de unos 46 GW con un mix de generación que
incluye las principales fuentes renovables: eólica, solar, hidroeléctrica y geotérmica.
Enel Green Power desempeña un papel fundamental en el proceso de transición
energética y es uno de los protagonistas del sector de la energía renovable en todo
el mundo. El objetivo de la empresa es acompañar al planeta hacia una nueva era
de energía sostenible y descarbonizada para todos (Enel, 2019).

Enel Green Power ha puesto en marcha la planta solar de El Paso, el mayor parque
solar construido hasta la fecha en Colombia. La central, ubicada en el departamento
de Cesar, en el norte de Colombia, representa por sí sola el 80 % de la capacidad
solar instalada en el país; y como dijo Antonio Scala, Responsable de Enel Green
Power South América “La primera planta solar fotovoltaica de Enel Green Power en
Colombia representa un hito importante para el Grupo y para el sector energético
30

del país. Este país representa un mercado ideal para los proyectos de energía verde
ya que cuenta con vientos fuertes y altos niveles de radiación solar, además de su
ya avanzado sector hidroeléctrico. Al construir el Parque Solar El Paso y trabajar
hacia un portafolio diversificado de proyectos renovables en todo Colombia,
estamos fortaleciendo nuestro compromiso con la transición energética y el
desarrollo sostenible del país, al mismo tiempo que ampliamos aún más nuestra
considerable huella renovable en Sudamérica”.

6.4 MARCO LEGAL
En nuestro País existen una gran sucesión de estatutos, resoluciones y reglamentosque regulan a la administración e instalación de los materiales que proveen al
ciudadano en cuestiones energéticas; teniendo como meta principal el proteger el
bienestar de las personas y usuarios e implementando materiales que no lleguen a
afectar sus vidas. Por lo tanto, el Ministerio de Minas y Energías con la resolución
N° 9 0708 de agosto 30 de 2013 toma como medida principal regular técnicamente
las instalaciones en el sector energético, con su Reglamento Técnico de
Instalaciones Eléctricas (RETIE) cuyo objetivo es el de proteger la vida y la salud
humana, la vida animal, vegetal, preservando el medio ambiente ante los riesgos
que dichas instalaciones pueden generar, este reglamento establece los requisitos
que se deben cumplir en temas como materiales, equipos e instalaciones, también
tomando como medida obligatoria la evaluación de los riesgos de origen eléctrico
tomando medidas necesarias para evitar que dichos riesgos se materialicen en
incidentes o accidentes.

Como tal, el Ministerio de Minas y Energía tiene como función el crear e implementar
planes energéticos el cual puedan beneficiar a la comunidad que haga uso de
dichos servicios, tomando en cuenta las problemáticas que se generen en la
actualidad en cuestiones socioambientales, utilizando otro tipo de energías
alternativas que puedan abastecer de manera satisfactoria la demanda energética
que se presenta; para eso el ministerio de minas y energía tiene una unidad llamada
Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) el cual le permite realizar planes
de mejora energética que puedan ayudar a alcanzar los objetivos propuestos por el
ministerio.

La unidad (UPME) está encargada de realizar y ejecutar el Plan Energético
Nacional, presentando un análisis acerca de la situación actual del sector energético
en Colombia, las tendencias a futuro en el sector y evalúa cuales deberían ser las
estrategias para implementar con respecto a las tendencias que se presentan dicho
sector. Como tal el Pan energético Nacional se enfoca en estudiar y buscar varios
tipos de abastecimiento de energías que permitan la satisfacción de la demanda
que se presenta en el sector, tomando como referencia tipos de energías
alternativas o energías ya implementadas en el país.
31

Por otro lado en cuestión de normativa tenemos la Ley 1715 del 2014 el cual tiene
como objetivo el “promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no
convencionales de energía, principalmente aquellas de carácter renovable, en el
sistema energético nacional, mediante su integración al mercado eléctrico, su
participación en las zonas no interconectadas y en otros usos energéticos como
medio necesario para el desarrollo económico sostenible, la reducción de emisiones
de gases de efecto invernadero y la seguridad del abastecimiento energético. Con
los mismos propósitos se busca promover la gestión eficiente de la energía, que
comprende tanto la eficiencia energética como la respuesta de la demanda” (Oficial,
Rep, Por, & Energ, 2020).
La ley 1715 del 2014 busca que se realice una gestión eficiente por parte del
gobierno de Colombia, consiguiendo que sean los propósitos adquiridos a la
aprobación del estatuto de la Agenda Internacional de Energías Renovables
(IRENA) mediante la Ley 1665 de 2013 (IRENA, 2019).

7. METODOLOGÍA

• Efectuar la revisión del estado del arte sobre las experiencias nacionales e
internacionales relacionadas con los avances e implementación de energía
solar fotovoltaica offshore.

En Ilustración 8 observaremos un diagrama de flujo donde en la etapa 1 se efectuará
una la recopilación de información y una revisión bibliográfica, en la etapa 2 se
buscara en bases de datos bibliográficas de gran confiabilidad como Elsevier,
Scorpus, ResearchGate y Google académico y por último en la etapa 3 de nuestro
primer punto de la metodología se indagará sobre proyectos e investigaciones sobre
Plantas de Energía Solar Flotantes y Paneles solares Flotantes.

Ilustración 8. Procedimiento del primer punto de nuestra metodología

• Estimar los potenciales de energía solar fotovoltaicas en cuatro zonas
estratégicas del caribe colombiano (Guajira, Santa Marta, Barranquilla y
Cartagena).

Para el desarrollo de este objetivo se ha sintetizado el proceso por medio de un
diagrama de flujo (Ilustración 9), en su etapa 1, teniendo los datos aportados por la
NARR-NOAA de radiación de onda corta, viento en u, viento en v, cobertura de
1. Revisión bibligráfica
2. En bases de datos
bibliográficas como
scorpus, Elsevier y
Google académico.
3. Temas como Plantas
de Energía Solar
Flotantes y Paneles
solares Flotantes
32

nubes, humedad relativa y temperatura del aire para cada zona de estudio, se
identificará cuáles son sus valores mínimos y máximos anuales de radiación de
onda corta para nuestras zonas, en la etapa 2 con el año máximo y con el año
mínimo de cada zona, se realiza un análisis mes a mes con el fin de ver su
comportamiento por medio de graficas de promedios mensuales multianuales de
radiación de onda corta para cada una de nuestras cuatro zonas de estudio y por
último en la etapa 3 y 4 se hará uso de las ecuaciones propuestas en el libro
“Energía Solar fotovoltaica” de Miguel Ángel Sánchez Maza y se realizará un
análisis de radiación, calculando el potencial pico del generador y un dato utópico
de paneles solares de las zonas propuestas con el fin de evidenciar la gran
oportunidad que tiene el caribe colombiano.

Ilustración 9. Procedimiento del segundo punto de nuestra metodología

• Desarrollar un modelo de regresión lineal (simple o múltiple) como
herramienta de pronóstico para la planificación de proyectos de Ingeniería
en las zonas de estudio.

De acuerdo con este objetivo, veremos a continuación un procedimiento de este
punto en la Ilustración 10, en la etapa 1 se hará una selección y procesamiento de
los datos de reanálisis de las zonas de estudio, en donde se unifica la variable de
viento en u y la variable de viento en v, el cual genera una variable global llamada
vientos; también se eliminarán los datos que fueron tomados en horas de la noche
con el fin de no presentar discordancias; en la etapa 2, con la ayuda de datos de
temperatura del Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas del
Caribe (CIOH), se realiza un control de calidad de nuestras series de tiempo, con el
fin de normalizar y eliminar datos insignificantes y anómalos; en la etapa 3, se
determina la relación que hay entre una variable dependiente (temperatura del aire),
con respecto a otras variables independientes (vientos, humedad relativa, cobertura
de nubes, radiación de onda corta), se realiza un modelo mediante el análisis de
regresión lineal múltiple, con el fin de determinar cuál será el impacto sobre la
variable “temperatura del aire” ante un cambio en las variables independientes; en
la etapa 4, se hace un modelamiento con la técnica y metodología DOEANOVA, el
1. Identifiación
de valores
máximos y
minimos anuales
de radiación
solar (1981-
2018)
2. Análisis mes a
mes de los años
extremos de
cada zona de
estudio
3. Cálculo de
potencia pico del
generador
4. Estimación
nùmero de
paneles
33

cual hace una comparación entre los niveles de un factor, así permitiendo la elección
de un óptimo resultado; en etapa 5, se verifica la eficacia y la efectividad de nuestros
dos modelos por medio de una comparación evaluativa entre los coeficientes de
correlación (R2) y la raíz de la desviación cuadrática media (RMSE) y finalmente, en
nuestra etapa 6, dependiendo de los resultados de la etapa anterior, se estudiará la
temperatura del aire en los puntos de estudio y se seleccionará la ecuación más
eficiente para el modelo de cada una de ellas.

Ilustración 10. Procedimiento del tercer punto de nuestra metodología
8. CAPÍTULOS
8.1 POTENCIAL DE ENERGIA
El trabajo está enfocado a cuatro zonas delcaribe colombiano como lo son
Barranquilla, Cartagena, Guajira y Santa Marta; para ellos contamos con datos
tomados desde el 1 de enero de 1981 hasta el 31 de diciembre de 2018 registrados
cada tres horas, dándonos un valor total de 113647. Los datos contienen
información de viento u (m/s), viento v (m/s), temperatura del aire (°C), radiación de
onda corta (W/m2), cobertura de nube (%) y humedad relativa (%). (todos esos datos
por la NARR-NOAA).
Utilizando la herramienta computacional MATLAB con el fin de tratar esa cantidad
de datos, realizamos una normalización de datos y un promedio de radiación
mensual multianual, un promedio anual y un promedio multianual de la radiación en
cada zona de trabajo, con el fin de identificar cual es el año con la menor y mayor
radiación de onda corta (W/m2).
Acontinuacion como podemos evidenciar en la Gráfica 1¡Error! No se encuentra
el origen de la referencia. observamos que en la suma de todos los promedios
mensuales de cada zona, Santa marta es la que tiene el punto más alto en lo que
respecta a las demas zonas de trabajo en radiacion de onda corta de 300 W/m2 y el
punto mas bajo en radiacion de onda corta lo tiene la Guajira con un valor de 170
W/m2, tambien se observa la gran incidencia solar que se presenta en los meses de
febrero, marzo; y una pequeña deficiencia en radiacion desde octubre hasta enero
en las cuatro zonas de estudio; llevandonos a la suposicion de que para el uso de
la energia solar offshore es totalmente necesario tener en cuenta un red de matriz
energetica complementaria.

1. Selección y
procesamiento
de datos de
Reanalisis de
los puntos
seleccionados
2. Control de
calidad de las
series de
tiempo
3.
Modelamiento
mediante
Regresión
multiple
4.
Modelamiento
mediante DOE-
ANOVA
5. Análisis
comparativo
entre Regresiòn
y ANOVA
6- selecciòn de
ecuaciòn para el
modelo de la
zona de estudio
34

Gráfica 1. Promedio radicación mensual multianual de nuestras 4 zonas de estudio
La Gráfica 2. Promedio anual radiación Barranquilla, teniendo en cuenta que en el
eje x el 1 corresponde al año 1980 y el 38 corresponde al año 2018; se concluye
que para Barranquilla el año con menor radiación de onda corta (W/m2) es en el año
1981 y con la mayor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 2004.

Gráfica 2. Promedio anual radiación Barranquilla
Viendo en la gráfica anterior el año más eficiente y el año menos eficiente, denotado
por medio de un promedio anual se origina la Gráfica 3. Promedio multianual
radiación en Barranquilla, como se observa en la línea roja que es la que
corresponde al año 2004, vemos que en el mes de marzo hasta septiembre hay una
gran incidencia de radiación de onda corta en la zona de Barranquilla con un punto
máximo de 520 W/m2 y un punto mínimo de 360 W/m2. En cambio, la otra línea el
Punto Max
(2004)
Punto Min
(1981)
35

cual representa el año 1981, su punto más alto lo da en el mes de marzo con un
valor de 490 W/m2 y el punto más bajo lo de en el mes de octubre con una radiación
de onda corta de 260 W/m2.

Gráfica 3. Promedio multianual radiación en Barranquilla
La Gráfica 4. Promedio anual radiación Cartagena, teniendo en cuenta que en el eje
x el 1 corresponde al año 1980 y el 38 corresponde al año 2018; se concluye que
para Cartagena el año con menor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 1981
y con la mayor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 2004.

Gráfica 4. Promedio anual radiación Cartagena
Punto Max
(2004)
Punto Min
(1981)
36

En la Gráfica 5.Promedio multianual radiación en Cartagena, como se observa en
la línea roja que es la que corresponde al año 2004, vemos que en el mes de marzo
está en su punto máximo de 495 W/m2 , luego tiene una baja en el mes de abril con
un valor de 428 W/m2, en el mes mayo sube un poco dándonos un valor de 440
W/m2, en el mes de junio tiene un pequeña subida a 480 W/m2 y de julio en adelante
va teniendo una decaída constante dando un punto mínimo de 330 W/m2.En
cambio, la otra línea el cual representa el año 1981, su punto más alto lo da en el
mes de marzo con un valor de 435 W/m2 y el punto más bajo lo de en el mes de
mayo y octubre con una radiación de onda corta de 272 W/m2 aproximadamente.

Gráfica 5.Promedio multianual radiación en Cartagena
La Gráfica 6. Promedio anual radiación Guajira, teniendo en cuenta que en el eje x
el 1 corresponde al año 1980 y el 38 corresponde al año 2018; se concluye que para
Guajira el año con menor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 1981 y con
la mayor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 2007.
37

Gráfica 6. Promedio anual radiación Guajira
En la Gráfica 7.Promedio multianual radiación en Guajira, como se observa en la
línea roja que es la que corresponde al año 2007, vemos que su punto máximo se
encuentra desde abril hasta julio con un valor entre 490 W/m2 a 500 W/m2, después
teniendo una decaída hasta el mes de diciembre dando como punto mínimo 305
W/m2.En cambio, la otra línea el cual representa el año 1981, su punto más alto lo
da en el mes de marzo con un valor de 450 W/m2 y tiene un descenso enorme al
mes siguiente con un valor de 280 W/m2 y el punto más bajo lo da en el mes de
octubre, noviembre y diciembre con una radiación de onda corta de 249 W/m2
aproximadamente.
Punto Max
(2007)
Punto Min
(1981)
38

Gráfica 7.Promedio multianual radiación en Guajira
La Gráfica 8. Promedio anual radiación Santa marta, teniendo en cuenta que en el
eje x el 1 corresponde al año 1980 y el 38 corresponde al año 2018; se concluye
que para Santa Marta el año con menor radiación de onda corta (W/m2) es en el
año 1981 y con la mayor radiación de onda corta (W/m2) es en el año 2004.

Gráfica 8. Promedio anual radiación Santa marta
En la Gráfica 9. Promedio multianual radiación en Santa Marta, como se observa en
la línea roja que es la que corresponde al año 2004, vemos que su punto máximo
Punto Min
(1981)
Punto Max
(2004)
39

se encuentra desde julio hasta agosto con un valor entre 510W/m2 a 520 W/m2,
después teniendo una decaída hasta el mes de noviembre dando como punto
mínimo 350 W/m2. En cambio, la otra línea el cual representa el año 1981, su punto
más alto lo da en el mes de marzo con un valor de 490 W/m2 y tiene un descenso
enorme a los dos siguientes mes con un valor de 300 W/m2 y el punto más bajo lo
da en el mes de octubre con una radiación de onda corta de 255 W/m2.

Gráfica 9. Promedio multianual radiación en Santa Marta
8.1.1 EVALUACIÓN DEL APORTE SOLAR
Para este punto y para evaluar la energía aportada es necesario conocer la
radiación solar de onda corta incidente por m2 de las zonas de trabajo; para eso
veremos a continuación las tablas de cada una de las zonas de trabajo, el cual nos
muestra los datos mes a mes, en el año con mayor eficiencia y en el año con menor
eficiencia.

BARRANQUILLA
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

2004 421.688 464.253 507.321 442.839 472.165 505.935 479.768 489.970 445.445 370.708 321.779 368.279

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1981 380.973 390.252 472.983 365.736 273.683 313.993 345.547 310.647 315.776 256.265 299.274 311.501

Tabla 1. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Barranquilla

CARTAGENA
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

2004 402.760 449.963 493.952 427.134 443.737 480.497 429.127 467.176 416.784 360.075 326.750 341.650

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1981 331.446 355.349 437.181 344.687 273.095 300.499 339.911 315.545 318.842 277.636 300.738 299.812

Tabla 2. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Cartagena

GUAJIRA
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

2007 348.734 410.685 450.858 490.383 493.968 495.911 496.683 465.736 443.937 379.150 326.958 302.244

Ene Feb MarAbr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1981 314.416 313.866 449.774 279.170 312.005 346.553 354.672 368.316 313.441 264.616 252.574 241.803

Tabla 3. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en la Guajira

SANTA MARTA
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

2004 432.086 460.013 503.832 463.522 481.040 517.428 509.859 510.421 479.424 405.137 355.233 391.587

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1981 387.596 422.335 492.236 377.259 300.086 331.781 365.781 297.662 334.168 256.630 297.223 325.678

Tabla 4. Datos mes a mes de la radiación más alta y la radiación más baja en Santa Marta

La radiación solar sobre la superficie horizontal (R0) se busca en las tablas
nombradas anteriormente, escogiendo por cada zona todos los valores del año con
la menor radiación; este valor debe estar en kWh/m2. Según la literatura se debe
escogerse el valor de la zona más próxima a donde vaya a ubicarse la instalación y
se debe tener en cuenta la posición de los Paneles Solares para un mejor
aprovechamiento de la radiación solar, está relacionada directamente con la
posición del sol. Debido al cambio de posición del sol durante el año, la inclinación
ideal de los Paneles Solares varía en función de la latitud en la cual nos
encontremos. Colombia es un país muy privilegiado, por lo que la inclinación para
los sistemas solares es de 10º pero la inclinación puede variar en función de la
aplicación, criterios de uso e integración arquitectónica, en ± 5º.

Si se consideran superficies inclinadas y con unos determinados valores de
inclinación y elevación, los valores obtenidos de las tablas deben multiplicarse por
un factor de corrección (Kβ) y de ahí se obtiene el (Rβ).

𝑅𝛽 = 𝑅0 ∗ 𝐾𝛽

(5)
Donde
𝛽= ángulo de inclinación del panel fotovoltaico respecto a la horizontal.
𝑅0= Valor medio mensual de radiación diaria sobre la superficie horizontal en (
𝐾𝑊ℎ
𝑚2
)
𝑅𝛽⁡= Valor medio mensual de radiación diaria sobre el panel fotovoltaico con un
ángulo de inclinación 𝛽 en,⁡(
𝐾𝑊ℎ
𝑚2
).
𝐾𝛽=coeficiente corrector en función del ángulo de inclinación 𝛽

Como se observa en la ecuación (5) se pide un factor de corrección (Kβ); para este
punto cabe resaltar que el Caribe continental colombiano se localiza entre los 12º
60 y 7º 80 de latitud norte y los 75º y 71º de longitud al oeste de Greenwich
(Educarcaribe, 2010). Para nuestro proyecto usaremos una latitud de 10° que viene
siendo el promedio más cercano a nuestros puntos de estudio; entonces hay
haremos uso de la Tabla 5 (Factor de corrección de K para superficies inclinadas)
aportada por la comunidad de cleanergysolar.com; con el fin de darle solución a
nuestra ecuación (5).

Tabla 5. Tablas Factor de corrección de K para superficies inclinadas (CLEANERGYSOLAR.COM, 2018).

Para evaluar la energía que el panel fotovoltaico puede producir diariamente, habría
que conocer cuantas horas diarias con una radiación de 1000 W/m2 equivalen a la
radiación total diaria. A este término se le conoce como horas de pico solar (HPS) y
se calcula de la siguiente manera:

𝐻𝑃𝑆𝛽 =
𝑅𝛽
𝐼𝛽(𝐶𝐸𝑀)

(6)
Donde:
𝐻𝑃𝑆𝛽 = Horas de pico solar para una inclinación β.
𝑅𝛽⁡= Radiación media en Kwh/m
2 para una inclinación 𝛽
𝐼𝛽(𝐶𝐸𝑀)= Potencia de radiación incidente en kW/m
2 “este valor en condiciones
estándar de medida, CEM, su valor es 1 kW/m2.”

A continuación, en la Tabla 6 a la Tabla 9 veremos de forma más ordenada el cálculo
de la energía solar disponible de cada uno de nuestros puntos para cada mes,
aplicando nuestras ecuaciones (5) y (6); se determina que la radiación solar de onda
corta cambia de una zona a otra para cada mes del año, y como en este también
influye en el valor del coeficiente de corrección, se aconseja dimensionar las
instalaciones con los datos del mes más desfavorables, condición indispensable
para que mantengan el servicio previsto en todo momento.

En barranquilla, con los resultados de la Gráfica 2. Promedio anual radiación
Barranquilla) se evidenció que 1981 fue el año más desfavorable; ya haciendo usos
de los datos para ese año y tratarlos con las ecuaciones ya mencionadas se
evidencia en la Tabla 6, el valor hora pico solar mayor es 0.477h el cual representa
el mes de marzo, en cambio el menor es valor hora pico solar es 0.2640h que
representa el mes de octubre.

Cálculo energía solar disponible para cada mes (BARRANQUILLA)

mes
Ro
(Wh/m2)
Kb
Factor corrección
Rb
(KWh/ m2)
Hps
Horas

enero 0.380972701 1.03 0.392401882 0.392401882
febrero 0.390252224 1.02 0.398057268 0.398057268
marzo 0.472983415 1.01 0.47771325 0.47771325
abril 0.365735823 0.99 0.362078465 0.362078465
mayo 0.273682581 0.98 0.268208929 0.268208929
junio 0.313993305 0.98 0.307713439 0.307713439
julio 0.345547045 0.98 0.338636104 0.338636104
agosto 0.310647077 0.99 0.307540606 0.307540606
septiembre 0.315776085 1.01 0.318933846 0.318933846
octubre 0.256265367 1.03 0.263953328 0.263953328
noviembre 0.299273836 1.04 0.311244789 0.311244789
diciembre 0.31150113 1.04 0.323961175 0.323961175
Tabla 6. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Barranquilla
43

En Cartagena, con los resultados de la Gráfica 4. Promedio anual radiación
Cartagena) se evidenció que 1981 fue el año más desfavorable; ya haciendo usos
de los datos para ese año y tratarlos con las ecuaciones ya mencionadas se
evidencia en la Tabla 7, el valor hora pico solar mayor es 0.4416h el cual representa
el mes de marzo, en cambio el menor es valor hora pico solar es 0.2676h que
representa el mes de mayo.

Cálculo energía solar disponible para cada mes (CARTAGENA)

mes
Ro
(Wh/m2)
Kb
Factor corrección
Rb
(KWh/ m2)
Hps
Horas

enero 0.331445876 1.03 0.341389252 0.341389252
febrero 0.355349198 1.02 0.362456182 0.362456182
marzo 0.43718082 1.01 0.441552628 0.441552628
abril 0.344686969 0.99 0.341240099 0.341240099
mayo 0.273094525 0.98 0.267632635 0.267632635
junio 0.300498813 0.98 0.294488837 0.294488837
julio 0.339911174 0.98 0.33311295 0.33311295
agosto 0.315544619 0.99 0.312389173 0.312389173
septiembre 0.31884176 1.01 0.322030177 0.322030177
octubre 0.277636049 1.03 0.28596513 0.28596513
noviembre 0.300737858 1.04 0.312767373 0.312767373
diciembre 0.299812314 1.04 0.311804806 0.311804806
Tabla 7. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Cartagena

En la Guajira, con los resultados de la Gráfica 6. Promedio anual radiación Guajira)
se evidenció que 1981 fue el año más desfavorable; ya haciendo usos de los datos
para ese año y tratarlos con las ecuaciones ya mencionadas se evidencia en la
Tabla 8 el valor hora pico solar mayor es 0.4543h el cual representa el mes de
marzo, en cambio el menor es valor hora pico solar es 0.2515h que representa el
mes de diciembre.

cálculo energía solar disponible para cada mes (GUAJIRA)

mes
Ro
(Wh/m2)
Kb
Factor corrección
Rb
(KWh/ m2)
Hps
Horas

enero 0.314416486 1.03 0.32384898 0.32384898
febrero 0.31386642 1.02 0.320143748 0.320143748
marzo 0.449774171 1.01 0.454271913 0.454271913
abril 0.365735823 0.99 0.362078465 0.362078465
mayo 0.279169911 0.98 0.273586512 0.273586512
44

junio 0.346552591 0.98 0.339621539 0.339621539
julio 0.354672387 0.98 0.347578939 0.347578939
agosto 0.36831647 0.99 0.364633306 0.364633306
septiembre 0.313441244 1.01 0.316575657 0.316575657
octubre 0.264615976 1.03 0.272554455 0.272554455
noviembre 0.252573969 1.04 0.262676928 0.262676928
diciembre 0.241803071 1.04 0.251475194 0.251475194
Tabla 8. Cálculo de la energía solar disponible para cada mes Guajira

En Santa Marta, con los resultados de la Gráfica 8. Promedio anual radiación Santa
marta) se evidenció que 1981 fue el año más desfavorable; ya haciendo usos de
los datos para ese año y tratarlos con las ecuaciones