u830404

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Colegio Suizo De México

Sonia Quintero

27/3/2024

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Energía solar

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PROYECTO DE GRADO

ANÁLISIS DE USO Y APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA PARA LA OPERACIÓN DE
INFRAESTRUCTURAS DE TRANSPORTE URBANO

Nicolás Ernesto Garzón Mora
201727274

Asesor proyecto de grado:
Carlos Alejandro Arboleda Arango

Proyecto de grado para optar el título de:
MAGISTER EN INGENIERÍA CIVIL
Ingeniería y Gerencia de la Construcción

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
2019

Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Universidad de los Andes

Agradecimientos

Culminar esta etapa en la Universidad de los Andes me genera un sentimiento de felicidad y crecimiento
personal, agradezco a la vida, a Dios y a mi familia, ya que gracias a ellos hoy logro una de las metas más
importantes en mi vida, ser Magister en Ingeniería y Gerencia de la Construcción; agradezco por su
paciencia, apoyo, confianza, amor y comprensión durante estos años para lograr un sueño que hoy se
logra materializar.

Adicionalmente, agradezco a Carlos Alejandro Arboleda Arango quien me apoyó y acompaño con la
presente investigación, con su disposición de tiempo y experiencia para hacer posible este trabajo de
grado.

Nicolás Ernesto Garzón Mora

Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Universidad de los Andes

Tabla de contenido

1. Introducción .......................................................................................................................................... 1
2. Objetivos .............................................................................................................................................. 3
2.1. Objetivo General ........................................................................................................................... 3
2.2. Objetivos Específicos..................................................................................................................... 3
3. Conceptos clave .................................................................................................................................... 5
4. Marco teórico ........................................................................................................................................ 8
4.1. Energía solar fotovoltaica ........................................................................................................... 10
4.1.1. Sistema solar fotovoltaico ................................................................................................... 11
4.1.2. Sistemas fotovoltaicos sin conexión a una red eléctrica: ................................................... 11
4.1.3. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica: ........................................................ 12
4.1.4. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico ............................................... 13
4.2. Energía solar en el mundo .......................................................................................................... 15
4.2.1. China ................................................................................................................................... 15
4.2.2. Alemania ............................................................................................................................. 16
4.2.3. Francia ................................................................................................................................. 17
4.2.4. España ................................................................................................................................. 17
4.3. Energía solar en Colombia .......................................................................................................... 18
4.3.1. Beneficios de la energía solar fotovoltaica ......................................................................... 20
4.4. Proyectos de energía solar fotovoltaica en Colombia ................................................................ 22
4.4.1. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por Celsia ........................................... 22
4.4.2. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por Enel-Codensa .............................. 26
Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Universidad de los Andes

4.4.3. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por ERCO - EPM ................................. 27
5. Política pública aplicada al sector de la energía solar fotovoltaica .................................................... 29
5.1. Ámbito internacional .................................................................................................................. 30
5.1.1. España ................................................................................................................................. 30
5.1.2. México ................................................................................................................................. 31
5.2. Ámbito Nacional.......................................................................................................................... 33
5.2.1. Incentivos por la inversión en proyectos de Fuentes No Convencionales de Energía
Renovable ........................................................................................................................................... 36
6. Plan Nacional de Desarrollo 2018 – 2022 (Pacto por Colombia, pacto por la equidad) ..................... 39
7. Ultima subasta de energías renovables en Colombia ......................................................................... 40
8. Estrategias de política pública para el uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de
infraestructuras de transporte urbano ....................................................................................................... 43
8.1. Contexto Ambiental .................................................................................................................... 44
8.1.1. Estrategia de contribución al cambio climático .................................................................. 53
8.2. Contexto financiero .................................................................................................................... 54
8.2.1. Estrategia de Financiación, esquema de negocio y beneficios otorgados por ley ............. 59
9. Casos de estudio ................................................................................................................................. 65
9.1. Caso No. 1: Infraestructuras operacionales del sistema Transmilenio de la Av. calle 26 ........... 65
9.1.1. Estado actual de la infraestructura ..................................................................................... 65
9.1.2. Modelación preliminar del sistema solar fotovoltaico para las infraestructuras
operacionales del sistema Transmilenio de la Av. Calle 26 ................................................................ 81
9.1.3. Consolidado general del sistema solar fotovoltaico de las infraestructuras operacionales
del sistema Transmilenio de la troncal Av. Calle 26............................................................................ 95
9.2. Caso 2: Estación Av. Caracas Calle 72 - 74 de la Primera línea de metro de Bogotá D.C........... 97
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transporte urbano
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9.2.1. Modelación preliminar del sistema solar fotovoltaico para la estación de la Av. Caracas
Calle 72 - 74 de la PLMB ...................................................................................................................... 99
10. Conclusiones y recomendaciones ................................................................................................. 102
11. Referencias .................................................................................................................................... 104

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transporte urbano
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Índice de ilustraciones

Ilustración 1 Capacidad Instalada de energía solar fotovoltaica en el mundo ........................................... 10
Ilustración 2 Panel Solar fotovoltaico ......................................................................................................... 11
Ilustración 3 Sistema solar fotovoltaico sin conexión a red ....................................................................... 12
Ilustración 4 Sistema solar fotovoltaico conectado a red ........................................................................... 13
Ilustración 5 Radicación solar en Colombia ................................................................................................ 19
Ilustración 6 Granja solar Yumbo, Valle del Cauca ..................................................................................... 23
Ilustración 7 Granja solar Santa Rosa de Lima, Bolívar ............................................................................... 24
Ilustración 8 Granja solar Espinal, Tolima ................................................................................................... 25
Ilustración 9 Sistema fotovoltaico Textiles Suratex, Envigado Antioquia ................................................... 27
Ilustración 10 Sistema fotovoltaico ladrillera Delta, Medellín Antioquia ................................................... 28
Ilustración 11 Sistema fotovoltaico Zapatos Bosi Itagui, Antioquia ........................................................... 29
Ilustración 12 Capacidad instalada por tecnología en la matriz eléctrica .................................................. 50
Ilustración 13 Objetivos de desarrollo sostenible ....................................................................................... 52
Ilustración 14 Organigrama ESCO ............................................................................................................... 62
Ilustración 15 Resumen de consumo energético en la troncal Av. Calle 26 ............................................... 79
Ilustración 16 Resumen de costo energético en la troncal de la Av. Calle 26 ............................................ 80
Ilustración 17 Estaciones de la PLMB .......................................................................................................... 98
Ilustración 18 Render estación 16 PLMB Av. Caracas calle 74-72 .............................................................. 99
Ilustración 19 Modelación preliminar del sistema fotovoltaico para la estación de la PLMB Av. Caracas
Calles 74-72 ............................................................................................................................................... 100

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transporte urbano
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Índice de tablas

Tabla 1 Política energética en Colombia ..................................................................................................... 36
Tabla 2 Incentivos tributarios ley 1715 de 2014 ......................................................................................... 38
Tabla 3 Decreto 2143 de 2015 Ministerio de Minas y Energía ................................................................... 38
Tabla 4 Resoluciones que reglamentan el procedimiento para acceder a los incentivos de la ley 1715 de
2014 ............................................................................................................................................................ 39
Tabla 5 Generadores Adjudicados .............................................................................................................. 41
Tabla 6 Comercializadores Adjudicados ..................................................................................................... 41
Tabla 7 Estado energético actual Est. Centro Memoria ............................................................................. 66
Tabla 8 Estado energético actual Est. Plaza de la Democracia ................................................................... 67
Tabla 9 Estado energético actual Est. Ciudad Universitaria ....................................................................... 68
Tabla 10 Estado energético actual Est. Recinto ferial ................................................................................. 69
Tabla 11 Estado energético actual Est. Quinta Paredes ............................................................................. 70
Tabla 12 Estado energético actual Est. Gobernación ................................................................................. 71
Tabla 13 Estado energético actual Est. CAN ............................................................................................... 72
Tabla 14 Estado energético actual Est. Salitre el Greco .............................................................................. 73
Tabla 15 Estado energético actual Est. El Tiempo ...................................................................................... 74
Tabla 16 Estado energético actual Est. Av. Rojas........................................................................................ 75
Tabla 17 Estado energético actual Est. Normandía .................................................................................... 76
Tabla 18 Estado energético actual Est. Modelia ......................................................................................... 77
Tabla 19 Estado energético actual Portal el Dorado................................................................................... 78
Tabla 20 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Centro Memoria .......................................................... 83
Tabla 21 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Plaza de la democracia ................................................ 84
Tabla 22 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Ciudad Universitaria .................................................... 85
Tabla 23 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Recinto Ferial ............................................................... 86
Tabla 24 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Quinta Paredes ............................................................ 87
Tabla 25 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Gobernación ................................................................ 88
Tabla 26 Modelación preliminar fotovoltaica Est. CAN .............................................................................. 89
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transporte urbano
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Tabla 27 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Salitre el Greco ............................................................ 90
Tabla 28 Modelación preliminar fotovoltaica Est. El Tiempo ..................................................................... 91
Tabla 29 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Avenida Rojas .............................................................. 92
Tabla 30 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Normandía ................................................................... 93
Tabla 31 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Modelia ........................................................................ 94
Tabla 32 Modelación preliminar fotovoltaica Est. Portal el Dorado ........................................................... 95
Tabla 33 Consolidado general del sistema solar fotovoltaico .................................................................... 96

Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
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1. Introducción

Los sistemas de transporte masivos que movilizan a los habitantes de las ciudades en el día a día, generan
una gran huella ecológica que afecta directamente la calidad del medio ambiente de los asentamientos
urbanos. Lo anterior, a causa de la contaminación generada tanto por la operación de sus modos de
desplazamiento, como por la operación de sus infraestructuras físicas, como estaciones y terminales
principales.

Las infraestructuras físicas de operación de los sistemas de transporte masivos tienen un consumo
energético – eléctrico desbordado, ya que deben funcionar la mayor parte del día para satisfacer las
necesidades de movilidad de las ciudades. Su funcionamiento se da alrededor de 20 horas diarias, no
obstante, en algunas ciudades alrededor del mundo el servicio de transporte público contempla un
funcionamiento de las 24 horas del día.

La energía eléctrica convencional utilizada para la operación de las infraestructuras arquitectónicas y
urbanas genera un gran impacto ambiental producido por la huella ecológica que deja a su paso la
producción de energía eléctrica bajo mecanismos convencionales, los impactos ambientales producidos
por la producción y distribución de dicha energía son:

• Modificación y perdida de hábitats naturales.
• Perturbación a la flora y fauna.
• Fragmentación del hábitat.

Adicionalmente, el costo por consumo de energía eléctrica que deben pagar los sistemas de transporte
urbano a los productores de energía es bastante elevado dada la cantidad de KW (kilovatios) requeridos
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diariamente para la operación de las infraestructuras físicas como estaciones y terminales principales, lo
cual financieramente representa un buen porcentaje de los costos por operación.

Actualmente los proyectos para generar energía eléctrica por medio de fuentes renovables como la
energía solar han ganado terreno a pasos agigantados a nivel mundial, ya que está cada vez es más
económica, eficiente y omnipresente. En el ámbito colombiano actualmente viene tomando un gran
impulso el desarrollo de energías renovables no convencionales como la solar, gracias a la Ley 1715 de
2014 con la cual el gobierno nacional promueve el desarrollo de proyectos de energías renovables, dicha
ley brinda beneficios tributarios a los desarrolladores de este tipo de proyectos, al igual que los beneficios
brindados por las entidades financieras que emiten bonos verdes.

Con base en lo anterior, se formula la siguiente interrogante con el fin de ser analizada y generar las
conclusiones pertinentes respecto al tema.

¿Cuál es el impacto ambiental, social y financiero en un sistema de transporte urbano, al contar con
infraestructuras operacionales autosuficientes energéticamente y como la política pública aporta a su
desarrollo?

Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
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2. Objetivos

2.1. Objetivo General

Estudiar el uso y aprovechamiento de energía solar fotovoltaica para la operación de infraestructuras, por
medio de la producción de energía eléctrica generada a través de paneles solares, con el fin de generar
infraestructuras energéticamente auto sostenibles en el ámbito ambiental y financiero. Adicionalmente,
abordar estrategias de política pública aplicada al sector que incentiven la inversión y construcción de
proyectos de energía solar fotovoltaica en la infraestructura de transporte urbano.

Estudio de Caso: Estaciones y portal del sistema BRT TransMilenio de la Av. Troncal Calle 26 y estación
cabecera Av. Caracas Calles 74 - 72 de la primera línea de metro en la ciudad de Bogotá D.C.

2.2. Objetivos Específicos

• Estudiar el uso y aprovechamiento de energía solar fotovoltaica para la producción de energía
eléctrica.

• Estudiar la política pública aplicada al sector de FNCER, especialmente lo relacionado con energía
solar fotovoltaica en el ámbito internacional y colombiano.

• Abordar estrategias de política pública aplicada al sector que incentiven la inversión y
construcción de proyectos de energía solar fotovoltaica en la infraestructura de transporte
urbano.

Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
transporte urbano
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• Estudiar el estado energético actual en cuanto a consumo y costo de las estaciones y el portal de
Transmilenio de la troncal Av. Calle 26.

• Realizar una modelación preliminar del sistema solar fotovoltaico para las estaciones y el portal
de Transmilenio de la troncal Av. Calle 26.

• Realizar una modelación preliminar del sistema solar fotovoltaico para la estación Av. Caracas
Calles 74-72 de la primera línea de metro de Bogotá D.C.

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3. Conceptos clave

• Energía solar: Es aquella que se obtiene de una FNCER que se basa en el aprovechamiento de
radiación electromagnética proveniente del sol.

• Fuentes No convencionales de Energía – FNCE: Son las fuentes de energía ambientalmente
sostenibles que se encuentran disponibles a nivel mundial, pero que en el territorio colombiano
no son utilizadas de manera masiva por lo cual no se comercializan ampliamente. Se reconoce
como FNCE las energías alternativas y la energía nuclear o atómica.

• Fuentes No Convencionales de Energía Renovable – FNCER: Son las fuentes de energía renovable
que se encuentran disponibles a nivel mundial, pero que en el territorio colombiano no son
utilizadas de manera masiva por lo cual no se comercializan ampliamente. Se reconoce como
FNCER la energía solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica y de mares.

• Fuentes convencionales de energía – FCE: Como su nombre lo indica, son fuentes de energía
convencional que se utilizan de manera masiva y se comercializan ampliamente en el territorio
colombiano. Se consideran FCElas producidas a partir de combustibles fósiles, carbón o madera.

• Autogeneración: Consiste principalmente en la actividad de generar o producir energía eléctrica,
esta actividad puede ser realizada por personas naturales o jurídicas para atender necesidades
propias. Respecto a los excedentes de energía eléctrica que se puedan generar, estos deben ser
transferidos a la red interconectada en los términos establecidos por la Comisión de Regulación
de Energía y Gas – CREG.

• Autogeneración a pequeña escala: Autogeneración cuya potencia máxima no supera el límite
establecido por la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME). (Tomado de la Ley 1715 de
2014).
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• Autogeneración a gran escala: Autogeneración cuya potencia máxima supera el límite
establecido por la Unidad de Planeación Minero- Energética (UPME). (Tomado de la Ley 1715 de
2014).

• Cogeneración: Producción combinada de energía eléctrica y energía térmica que hace parte
integrante de una actividad productiva. (Tomado de la Ley 1715 de 2014).

• Eficiencia energética: Hace referencia a la relación dada entre la energía total utilizada y la
realmente aprovechada en cualquier proceso de la cadena energética, se busca incrementar dicha
relación por medio de buenas prácticas como sustitución de combustibles y reconversión
tecnológica. Con la eficiencia energética se pretende capturar el máximo provecho de la energía,
lo cual puede darse en el uso o consumo, actividades de producción, transporte, transformación
y distribución.

• Desarrollo sostenible: Se refiere al desarrollo que puede satisfacer las necesidades económicas,
medio ambientales y sociales, sin agotar los recursos naturales renovables, deteriorar el medio
ambiente o comprometer el derecho de futuras generaciones a utilizarlo para suplir necesidades
propias.

• Excedente de energía: se define como la energía sobrante luego de cubrir las necesidades de
consumo de una actividad específica, que puede ser producto de autogeneración o cogeneración.

• Gestión eficiente de la energía: Conjunto de acciones orientadas a asegurar el suministro
energético a través de la implementación de medidas de eficiencia energética y respuesta de la
demanda. (Tomado de la Ley 1715 de 2014).

• Respuesta de demanda: Hace referencia a la variación del consumo energético por parte del
usuario, respondiendo a incentivos por bajos consumos y señales de precio.

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• Sostenibilidad ambiental: Consiste en satisfacer las necesidades de la actual generación sin
afectar la disponibilidad de recursos naturales para futuras generaciones.

• KW: Unidad de medida aplicada a cualquier potencia sea mecánica, eléctrica, magnética o
acústica de cualquier índole, un kw es equivalente a 1000 W.

• MW: 1.000.000 de W (vatios).

• GW: 1.000.000.000 de W (vatios).

• Gases de efecto invernadero (GEI): Gases atmosféricos contaminantes que absorben y emiten
radicación dentro de un rango, los principales GEI son el dióxido de carbono, metano, óxido de
nitrógeno, ozono y vapor de agua.

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4. Marco teórico

El uso y aprovechamiento de las energías alternativas o renovables específicamente la energía solar
fotovoltaica son temas elementales para la presente tesis, ya que estos deben estar alineados
exitosamente para generar un proyecto sostenible, en lo cual se indagará en el ámbito técnico, financiero
y normativo. En primer lugar, es necesario conocer el valor y desarrollo de las energías renovables y
específicamente de la energía solar fotovoltaica en el mundo, de lo cual se estima que en los últimos 20
años dichas energías y específicamente la solar fotovoltaica se ha venido fortaleciendo en el mundo tanto
en el ámbito político de las diferentes naciones como en la industria, siendo esta la energía renovable que
actualmente cuenta con mayor potencial.

Se consideran energías alternativas o renovables:

• Solar fotovoltaica
• Eólica
• Hidroeléctrica
• Geotérmica
• Marina

Un claro ejemplo del interés que tienen las naciones por obtener energía de fuentes renovables es la
capital de Australia, Camberra, quien anuncio que a partir del 1 de enero de 2020 se convertirá en la
primera ciudad fuera de Europa en dejar atrás los combustibles fósiles y abastecerse en un 100% de
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energías renovables como la solar y eólica, como también alcanzar un 0% de emisiones de gases de efecto
invernadero para el 2045.1

Según Daniela Rodríguez Urrego y Leonardo Rodríguez Urrego entre el año 2000 y 2015 hubo un
crecimiento de instalaciones solares fotovoltaicas del 41% en el continente Americano con una capacidad
total instalada de 45.33 GW; se considera que países como Alemania, Francia, Italia y España son
protagonistas en el continente Europeo con un 98% de las instalaciones solares fotovoltaicas conectadas,
Alemania se sitúa en primer lugar con una capacidad instalada de 41.22 GW, seguido de Italia con 19.27
GW, Francia con 7.13 GW y por ultimo España con una capacidad instalada de 5.4 GW, la capacidad total
instalada de este continente es de 100.95 GW; respecto al continente asiático donde en primer lugar se
sitúa China con una capacidad instalada de 78.07 GW a corte 2016, seguido por Japón donde su capacidad
instalada es de 42.75 GW, en último lugar se encuentra India con una pequeña capacidad actual instalada
de 9.010 GW para un total de 139.69 GW en el continente; por otra parte se encuentra Oceanía con una
capacidad total instalada de 5.9 GW y por último el continente Africano que viene dando pequeños pasos
para migrar a la energía solar fotovoltaica cuenta con la menor capacidad instalada que es equivalente a
1.75 GW. (Photovoltaic energy in Colombia: Current status, inventory, policies and future prospects, 2018)

1 https://www.elespectador.com/noticias/medio-ambiente/la-capital-de-australia-obtendra-el-100-de-su-energia-
de-fuentes-renovables-articulo-882252?fbclid=IwAR0tmUPhVX9_lFtJlB9zwK9JtODIDrvQqamPE82C6_Mn-nJffV-
b6z8dx2o
https://www.elespectador.com/noticias/medio-ambiente/la-capital-de-australia-obtendra-el-100-de-su-energia-de-fuentes-renovables-articulo-882252?fbclid=IwAR0tmUPhVX9_lFtJlB9zwK9JtODIDrvQqamPE82C6_Mn-nJffV-b6z8dx2o
https://www.elespectador.com/noticias/medio-ambiente/la-capital-de-australia-obtendra-el-100-de-su-energia-de-fuentes-renovables-articulo-882252?fbclid=IwAR0tmUPhVX9_lFtJlB9zwK9JtODIDrvQqamPE82C6_Mn-nJffV-b6z8dx2o
https://www.elespectador.com/noticias/medio-ambiente/la-capital-de-australia-obtendra-el-100-de-su-energia-de-fuentes-renovables-articulo-882252?fbclid=IwAR0tmUPhVX9_lFtJlB9zwK9JtODIDrvQqamPE82C6_Mn-nJffV-b6z8dx2o
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Ilustración 1 Capacidad Instalada de energía solar fotovoltaica en el mundo

Fuente: Elaboración Propia

4.1. Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es un tipo de energía renovable que se basa en el aprovechamiento de la
radiación electromagnética producida por el sol para convertirla en energía eléctrica. Esto por medio de
paneles fotovoltaicos que se componen de celdas o módulos solares que captan la energía producida por
el sol y la convierten en energía eléctrica.

Las celdas solares están formadas por células independientes compuestas por materiales
semiconductores como el silicio (cristalino y amorfo) que son los encargados de convertir la luz solar
(fotones) en energía eléctrica (electrones) de corriente continua. Cuando la celda recibe luz solar dichas
células tienen un comportamiento similar al de una bacteria, donde la luz solar recibida separa los
electrones generando una capa de carga positiva y una negativa en la célula solar, en esta diferencia de
potencial es donde se produce la corriente eléctrica.2

2 https://eficienciaenergetica.celsia.com
45.33
100.95
139.69
5.9 1.75
0
20
40
60
80
100
120
140
160
America Europa Asia Oceania Africa
GW
https://eficienciaenergetica.celsia.com/
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Ilustración 2 Panel Solar fotovoltaico

Fuente: Guía + Sol + Luz – BID

4.1.1. Sistema solar fotovoltaico

Se considera un sistema solar fotovoltaico el conjunto de componentes eléctricos, mecánicos y demás
necesarios para convertir la energía solar en energía eléctrica. Se puede tener distintas configuraciones
en los sistemas fotovoltaicos con componentes diferentes acordes a la necesidad del proyecto, no
obstante, existen básicamente dos tipos de configuración expuestas a continuación:

4.1.2. Sistemas fotovoltaicos sin conexión a una red eléctrica:

Se considera un sistema fotovoltaico sin conexión a red al que funciona de manera autónoma ya que
almacena la energía eléctrica producida en baterías, comúnmente este sistema es utilizado en zonas
donde es inexistente la red de distribución eléctrica pública. Según la guía + Sol + Luz producida por el
Banco Interamericano de Desarrollo – BID, este sistema se convierte en la principal fuente de energía o
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en algunos casos en una fuente complementaria que al usar baterías para almacenar la energía generada
asegura que estos sistemas sean autónomos en periodos sin luz solar. (+ Sol + Luz, 2018, p. 15)

Ilustración 3 Sistema solar fotovoltaico sin conexión a red

Fuente: Guía + Sol + Luz - BID

4.1.3. Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica:

Comúnmente este tipo de sistema es usado como fuente de energía complementaria a la suministrada
por la red de distribución eléctrica publica y es utilizado para reducir el costo en electricidad dado por el
consumo. Según la guía + Sol + Luz producida por el Banco Interamericano de Desarrollo – BID, este
sistema puede operar como una fuente de energía complementaria y debido a la presencia de una red de
distribución, no se considera necesario el uso de baterías para almacenar la energía producida, ya que
esta se consume directamente, con lo cual se reduce el uso de la energía eléctrica distribuida por la red
reduciendo así el pago por consumo, adicionalmente, el excedente producido puede ser exportado y
vendido a la red de distribución pública. (+ Sol + Luz, 2018, p. 13)

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Ilustración 4 Sistema solar fotovoltaico conectado a red

Fuente: Guía + Sol + Luz - BID

Para el caso de estudio de la presente tesis se trabajará un sistema fotovoltaico hibrido, el cual se
encuentra conectado a red y adicionalmente cuenta con baterías para el almacenamiento de energía
teniendo en cuenta que la demanda y uso en su gran mayoría es en horario nocturno.

4.1.4. Componentes principales de un sistema solar fotovoltaico

1. Paneles solares fotovoltaicos: Son dispositivos que cuentan con celdas independientes
compuestas por células fotovoltaicas, dichas celdas se encuentran conectadas eléctricamente con
el fin de lograr mayor conversión de la luz solar en electricidad. Los paneles solares fotovoltaicos
al igual que las células fotovoltaicas individuales pueden ser conectados unos con otros con el fin
de aumentar la potencia de salida, se estima su vida útil es alrededor de 25 años.

Los paneles fotovoltaicos generan corriente continua que debe ser convertida mediante un
inversor en corriente alterna para su consumo. Es importante estudiar las fichas técnicas
suministradas por los distintos fabricantes, con el fin de conocer las características del panel y su
curva de intensidad – voltaje (I-V), la cual mide los valores de tensión y corriente de un panel
sometido a condiciones ambientales determinadas.

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La potencia de energía eléctrica producida por un panel fotovoltaico se mide en Wp (vatios pico),
lo cual muestra la máxima potencia de salida en condiciones pico. Existen dos tipos de paneles
fotovoltaicos que se encuentran fácilmente en el mercado descritos a continuación:

Panel solar monocristalino: Formado por celular solares monocristalinas de silicio que se
concentran en un solo cristal por modulo, lo cual permite que los electrones se muevan
libremente traduciendo esto en mayor eficiencia y costo, comúnmente son utilizados en
temperaturas bajas por su alto rendimiento.

Panel solar policristalino: Se encuentran compuestos por un conjunto de cristales de silicio, su
eficiencia y costo es menor al monocristalino. Generalmente es usado en temperaturas altas
donde su rendimiento aumenta.

2. Baterías: Se utilizan para almacenar la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos,
las baterías que se emplean en estos sistemas de producción de energía deben ser de ciclo
profundo ya que soportan profundas descargas. Es recomendable usar baterías de iones de litio
por su comportamiento en cuanto a carga, descarga, almacenamiento y durabilidad,
adicionalmente, ocupan menos espacio y no requieren ventilación.

Como se mencionó anteriormente para el caso de estudio de la presente tesis se requieren
baterías para el almacenamiento de energía teniendo en cuenta que su uso se da en gran mayoría
en horarios nocturnos.

3. Controlador de Carga: Elemento usado comúnmente en los arreglos fotovoltaicos que cuentan
con baterías de almacenamiento, Este se encarga de regular la cantidad de corriente producida
por el sistema asegurando que no existan sobrecargas que puedan afectar el ciclo de vida de las
baterías. También es considerado como un elemento esencial en el planteamiento de sistemas
fotovoltaicos que brinda seguridad a los usuarios y al mismo sistema, dado que las baterías de
almacenamiento son consideradas equipos potencialmente peligrosos.
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4. Inversor: Es el componente eléctrico encargado de convertir la electricidad (corriente continua
DC) generada por los paneles fotovoltaicos en electricidad de corriente alterna AC, garantizando
que dicha energía pueda ser utilizada de la misma manera que la energía suministrada por una
red de distribución pública, se estima que su ciclo de vida es de aproximadamente 10 años.

5. Medidor de utilidad: Hace referencia al contador que mide el consumo de la energía, el cual
retrocede su medición cuando el sistema genera más energía eléctrica de la requerida, este
exceso de energía eléctrica generada compensa la utilizada en jornadas nocturnas a esto se le
denomina medición neta.3

4.2. Energía solar en el mundo

4.2.1. China

El gigante chino actualmente es considerado la máxima potencia a nivel mundial en generación de energía
solar fotovoltaica, solo en el año 2016 ya era la máxima potencia con una capacidad total instalada de
78.07 GW, de lo cual, tan solo en dos años logro pasar a una capacidad de 130 GW.

Según la Agencia Internacional de la Energía, China cuenta con la planta solar más grande del mundo
conocida como la gran muralla china, la cual cubre mas de 1.200 Km2 y dispone de aproximadamente 8
millones de paneles solares; se encuentra situada en el desierto de Tengger en Zhongwei, Ningxia, cuenta
con una capacidad instalada de 1.547 MW y fue construida en el año 2015 liderando desde hace años la
producción de energía solar fotovoltaica; en segundo lugar y también china, se encuentra la gigantesca
plata solar de Longyangxia Dam ubicada en el Tibet, la cual dispone de aproximadamente 4 millones de

3 https://eficienciaenergetica.celsia.com
https://eficienciaenergetica.celsia.com/
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paneles solares y una capacidad instalada de 850 MW4. Dicha agencia también estima que para el año
2040 el 50% de la energía producida por el país provenga de fuentes renovables y que en gran medida
sean provenientes de instalaciones solares fotovoltaicas.

4.2.2. Alemania

El gigante europeo potencia en industrialización y producto interno bruto actualmente presenta un fuerte
aumento en el sector de la energía solar fotovoltaica, solo en el año 2018 sus plantas de generación
produjeron alrededor de 2.960 MW, mientras que en el año 2017 generaron 1.759 MW según lo
informado por la Asociación Alemana de la Industria Solar en Berlín. Esto gracias a los precios actuales de
los sistemas fotovoltaicos que con respecto a hace diez años han venido disminuyendo en
aproximadamente un 75%5.

Según la Asociación Alemana de la Industria Solar en Berlín, la energía producida por sistemas solares
fotovoltaicos en el año 2018 cubrió aproximadamente el 8% de la demanda total del país europeo, lo cual
se traduce a una capacidad instalada de 46 GW aproximadamente posicionando al país como la cuarta
potencia a nivel mundial en generación de energía por medio de dicha fuente renovable. Se estima que
al año 2030 el 65% de la energía producida y consumida en todo el país sea generada a partir de fuentes
de energía renovables como la solar y eólica.

4 https://www.xataka.com/energia/gran-muralla-china-sol-planta-solar-grande-mundo-cubre-1-200-km2-esta-
ubicada-desierto-tengger
5 https://www.dw.com/es/alemania-registra-fuerte-aumento-en-el-sector-de-la-energ%C3%ADa-solar/a-47315478
https://www.xataka.com/energia/gran-muralla-china-sol-planta-solar-grande-mundo-cubre-1-200-km2-esta-ubicada-desierto-tengger
https://www.xataka.com/energia/gran-muralla-china-sol-planta-solar-grande-mundo-cubre-1-200-km2-esta-ubicada-desierto-tengger
https://www.dw.com/es/alemania-registra-fuerte-aumento-en-el-sector-de-la-energ%C3%ADa-solar/a-47315478
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4.2.3. Francia

Respecto a Francia en el año 2016 se abrió un programa que tenía como objetivo generar 3 GW de energía
solar fotovoltaica por medio de licitaciones energéticas que comprendían 6 lotes de 500 MW, el cual fue
culminado exitosamente con los últimos 858 MW licitados en el presente año. Mientras tanto el
Ministerio de Transición Ecológica e Inclusiva mediante su programa de energía plurianual estima un
aumento de capacidad solar fotovoltaica instalada de 9.1 GW actuales a 44.5 GW en 20286.

4.2.4. España

Actualmente, España cuenta con una capacidad instalada de energía solar fotovoltaica correspondiente a
5.9 GW y se tiene previsto para el año 2030 mediante el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima
(PNIEC) la instalación de 30 GW, donde en un escenario más próximo se espera desarrollar 19.5 GW
nuevos para el año 2023 llegando a una capacidad solar fotovoltaica de 25.4 GW, esto hace que España
se posicione entre las primeras potencias en Europa y entre en las primeras siete a nivel mundial7.
Adicionalmente, gracias al fortalecimiento de los contratos energéticos a largo plazo en España, las
empresas generadoras y comercializadoras pueden reducir sus costos de venta, lo cual genera un mayor
interés por la generación y uso de energía proveniente de fuentes solares fotovoltaicas que a su vez
ayudan a reducir la huella ambiental que se acopla a la estrategia de sostenibilidad prevista por el país.

6 https://elperiodicodelaenergia.com/francia-licitara-mas-de-2-gw-de-energia-solar-en-2020-mientras-espana-
sigue-a-la-espera-de-formar-gobierno-para-hacer-sus-subastas/
7 https://www.energias-renovables.com/fotovoltaica/espana-19-5-gw-de-nueva-capacidad-20190606
https://elperiodicodelaenergia.com/francia-licitara-mas-de-2-gw-de-energia-solar-en-2020-mientras-espana-sigue-a-la-espera-de-formar-gobierno-para-hacer-sus-subastas/
https://elperiodicodelaenergia.com/francia-licitara-mas-de-2-gw-de-energia-solar-en-2020-mientras-espana-sigue-a-la-espera-de-formar-gobierno-para-hacer-sus-subastas/
https://www.energias-renovables.com/fotovoltaica/espana-19-5-gw-de-nueva-capacidad-20190606
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4.3. Energía solar en Colombia

En el mundo, cada vez más países se han comprometido con la energía solar fotovoltaica como una
alternativa para reducir los impactos asociados al cambio climático, Colombia ha comenzado a integrarse
activamente en el ámbito de dicha energía renovable, lo cual a pequeños pasos ayuda a minimizar la
dependencia de combustibles fósiles para satisfacer las necesidades básicas de sus habitantes y así reducir
las emisiones de gases de efecto invernadero y el daño ambiental generado por la producción de energía
mediante otros métodos.

Colombia, por estar ubicado en el eje ecuatorial cuenta con características climáticas privilegiadas para la
producción de energía solar fotovoltaica, ya que cuenta con temperaturas constantes durante gran parte
del año. Según el Atlas de Radiación Solar de Colombia producido por la Unidad de Planeación Minero
Energética – UPME y el Instituto de Hidrología, Metrología y Estudios Ambientales – IDEAM en general
Colombia cuenta con potencialenergético solar en todo el territorio, con un promedio diario multianual
cercano a 4,5 KWh/m2. (Atlas de Radiación Solar de Colombia, 2005, p. 19)

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Ilustración 5 Radicación solar en Colombia

Fuente: Atlas de Radicación Solar de Colombia

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Según Daniela Rodríguez Urrego y Leonardo Rodríguez Urrego actualmente el territorio colombiano
cuenta con una capacidad total instalada de 5.28 MW con alrededor de 20.000 paneles solares, donde un
46% se encuentran distribuidos en Zonas No Interconectadas – ZNIs y un 54% en el Sistema
Interconectado Nacional – SIN. (Photovoltaic energy in Colombia: Current status, inventory, policies and
future prospects, 2018)

Anteriormente en el país hubo limitaciones respecto al desarrollo de energías renovables ya que no existía
un marco normativo lo suficientemente robusto que suministrara lineamientos respecto a su uso,
aprovechamiento y comercialización, fue hasta el 13 de mayo de 2014 que el congreso de la republica
expidió la ley 1715 que regula la integración de las energías renovables no convencionales al Sistema
Energético Nacional, lo cual fue el punto de partida para empezar a consolidar el desarrollo de proyectos
de energías renovables como la solar fotovoltaica en el territorio colombiano.

4.3.1. Beneficios de la energía solar fotovoltaica

• Como se mencionó anteriormente Colombia se encuentra ubicada en el eje ecuatorial razón por
la cual goza de una ubicación geográfica privilegiada para la producción de energía solar
fotovoltaica, ya que no cuenta con estaciones climáticas cambiantes, lo que se traduce en
temperaturas constantes la mayor parte del año.

• Produce beneficios económicos en un mediano y largo plazo, generando un buen margen de
rentabilidad una vez cubierta la inversión inicial.

• Los sistemas de energía solar fotovoltaica ayudan a reducir la huella de carbono que afecta el
medio ambiente, ya que con la producción de energía mediante este método se evita la emisión
de CO2 contribuyendo al desarrollo sostenible mediante el uso de energías renovables.
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• Contribuye a cumplir con el compromiso adquirido por el país en el Acuerdo de Parir bajo la
convención marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, en el cual se busca reducir en
un 20% la emisión de gases de efecto invernadero para el año 2030.

• Permite tener una eficiencia energética en las instalaciones instaladas mostrando un ahorro
contundente en las facturas de energía eléctrica. Y más aún en instalaciones que por su uso
determinado demandan un alto consumo energético.

• Los sistemas de energía solar fotovoltaica contribuyen como sistema de respaldo en caso de
cortes eléctricos.

• Con la implementación de proyectos de energías renovables no convencionales se puede acceder
a incentivos otorgados por el estado, como los tributarios, deducción del 50% en el impuesto de
renta en inversiones en un periodo de 5 años, depreciación acelerada de los activos, exclusión de
IVA de los activos asociados al proyecto y exención del gravamen arancelario de equipos
utilizados. Todo esto se encuentra incluido en los artículos 11, 12, 13 y 14 del CAPITULO III
(Incentivos a la inversión en proyectos de fuentes no convencionales de energía), precisados en
la ley 1715 de 2014 expuesta en el marco normativo.

• Con los sistemas de energía solar fotovoltaica se puede medir y controlar la generación y uso de
energía en tiempo real, lo cual permite tener una eficiencia energética en las instalaciones
instaladas que se traduce en beneficios financieros por el control de consumo y costo.

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4.4. Proyectos de energía solar fotovoltaica en Colombia

La energía solar fotovoltaica en Colombia ha presentado un crecimiento notorio en la última década,
actualmente en el país se encuentran constituidas empresas generadoras y distribuidoras de energía
eléctrica interesadas por el desarrollo de energías renovables como la energía solar, a continuación, se
exponen algunos proyectos desarrollados por Celsia empresa perteneciente al grupo Argos, Enel-Codensa
y ERCO empresa filial de EPM.

4.4.1. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por Celsia

4.4.1.1. Celsia solar Yumbo, Valle del Cauca

Fue la primera granja solar desarrollada en Colombia que se encuentra conectada al Sistema
Interconectado Nacional – SIN, la cual cuanta con una capacidad instalada de 9.8 MW que generara en
promedio 16.5 GWh año de energía eléctrica que equivale al consumo de cerca de 8 mil hogares.

Datos relevantes:

- Se estima que cada MW de energía solar producido evita la emisión de 640 toneladas de CO2 al
año, lo cual equivale a sembrar 106.136 árboles.
- 35.000 paneles fotovoltaicos instalados y 9 inversores que convierten la corriente continua en
corriente alterna.
- Esta granja solar evitara la emisión de 160.000 toneladas de CO2 durante 25 años. Su capacidad
generadora equivale al consumo promedio de 8 mil hogares.
- La granja solar se constituye en un área de 18 hectáreas, lo cual equivale a 16 canchas de futbol
profesional.
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- Esta granja solar se encuentra construida en el lugar donde funcionaba Termoyumbo, planta de
producción de energía a partir de carbón, esto representa un gran avance en migración de
producción de energía por medio de combustibles fósiles a una renovable.

Ilustración 6 Granja solar Yumbo, Valle del Cauca

Fuente: https://www.celsia.com/es/granjas-solares

4.4.1.2. Celsia solar Santa Rosa de Lima, Bolívar

Esta granja solar empezó a entregarle energía solar fotovoltaica al Sistema Interconectado Nacional – SIN
en el año 2018, cuenta con una capacidad instalada de 8.06 MW que genera en promedio 15.542 MWh
año de energía eléctrica que equivale al consumo de aproximadamente 7.800 hogares. Tuvo una inversión
aproximada de USD 8 millones financiados por la emisión de bonos verdes emitidos por Celsia,
adicionalmente este proyecto goza de beneficios tributarios otorgados por la ley 1715 de 2014 con la cual
se promueve el desarrollo de proyectos de energías renovables no convencionales.

https://www.celsia.com/es/granjas-solares
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Datos relevantes:

- Para el proyecto se instalaron 32.000 paneles solares.
- La granja solar se constituye en un área de 12 hectáreas.
- Evitará la emisión de 170.000 toneladas de CO2 durante 30 años.

Ilustración 7 Granja solar Santa Rosa de Lima, Bolívar

Fuente: https://www.celsia.com/es/granjas-solares4.4.1.3. Celsia solar Espinal, Tolima

Actualmente la empresa Celsia se encuentra desarrollando un nuevo proyecto de energía solar
fotovoltaica ubicado en el municipio del Espinal en el departamento del Tolima, en el cual se instalarán
alrededor de 35.000 paneles solares capaces de producir 9.4 MW.

Se estima que con este proyecto se evite la emisión de 163.471 toneladas de CO2 producido por la
generación de energía eléctrica basada en combustibles fósiles, adicionalmente con la implementación
de este proyecto se reduce la producción de gases efecto invernadero que afectan el medio ambiente.

Este proyecto se desarrollará en un área de 17 hectáreas y se estima una siembra de 4.000 árboles nuevos
como parte del plan de compensación que sustituye siete veces el número de individuos arbóreos que se
intervendrán para el desarrollo de la planta solar.

Ilustración 8 Granja solar Espinal, Tolima

Fuente: https://www.celsia.com/es/granjas-solares

4.4.2. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por Enel-Codensa

4.4.2.1. Hotel Alcaraván Colsubsidio, Puerto López, Meta

El proyecto consiste en un parque solar destinado a alimentar energéticamente al Hotel Alcaraván, cuenta
con una capacidad instalada de 180 KWp que generara 225 MWh al año, para lo cual se instalaron 558
paneles solares. Se estima que con este proyecto se evite la emisión anual de 83 toneladas CO2,
equivalente a la siembra de 5.901 árboles.

4.4.2.2. Comestibles Ítalo, ciudad de Bogotá

Es el proyecto solar fotovoltaico más grande de la capital colombiana en el cual se instalaron 1.080 paneles
solares con capacidad de generar 490 MWh de energía eléctrica al año, se estima que con su
implementación se sustituye el 13% del consumo anual de energía eléctrica que representa un ahorro de
150 millones de pesos al año para la compañía.

Además, con la implementación del proyecto fotovoltaico se evita la emisión anual de 5.000 toneladas de
CO2 lo cual representa un gran logro en la lucha contra el cambio climático y le permite a la compañía
acceder a los beneficios tributarios, arancelarios y de depreciación contemplados en la ley 1715 de 2014.

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4.4.3. Proyectos de energía solar fotovoltaica generados por ERCO - EPM

4.4.3.1. Textiles Suratex, Envigado Antioquia

Proyecto solar fotovoltaico con una capacidad instalada de 65.88 KWp que actualmente logra disminuir
un 23% del costo de consumo energético de la fábrica textilera. Se estima que la implementación del
proyecto evita la emisión anual de 18.22 toneladas de CO2 equivalente a la siembra de 3.200 árboles.

Ilustración 9 Sistema fotovoltaico Textiles Suratex, Envigado Antioquia

Fuente: https://www.ercoenergia.com.co/proyecto/categoria-Sistemas-industrias/energia-solar

4.4.3.2. Ladrillera Delta, Medellín Antioquia

Proyecto solar fotovoltaico con una capacidad instalada de 99.36 KWp que logra disminuir un 11% del
costo de consumo energético anual. Para su implementación se requirieron 368 paneles policristalinos
de 270 Wp y 2 inversores para convertir la corriente continua en alterna.
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Este proyecto evita la emisión de 27 toneladas de CO2 al año, lo cual le permite a la ladrillera acceder a
los beneficios tributarios, arancelarios y de depreciación contemplados en la ley 1715 de 2014.

Ilustración 10 Sistema fotovoltaico ladrillera Delta, Medellín Antioquia

Fuente: https://www.ercoenergia.com.co/proyecto/categoria-Sistemas-industrias/energia-solar

4.4.3.3. Planta de producción zapatos Bosi, Itagüí Antioquia

Proyecto solar fotovoltaico con una capacidad instalada de 90 KWp, el cual produce alrededor del 25%
del consumo total de la plata. Se instalaron 348 paneles solares y tres inversores con su respectivo sistema
de monitoreo, el proyecto se encuentra registrado ante la UPME y ANLA con el fin de acceder a los
beneficios tributarios, arancelarios y de depreciación contemplados en la ley 1715 de 2014.

https://www.ercoenergia.com.co/proyecto/categoria-Sistemas-industrias/energia-solar
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Ilustración 11 Sistema fotovoltaico Zapatos Bosi Itagui, Antioquia

Fuente: https://www.ercoenergia.com.co/proyecto/categoria-Sistemas-industrias/energia-solar

5. Política pública aplicada al sector de la energía solar fotovoltaica

En los últimos años el cuidado por el medio ambiente y la adaptación al cambio climático ha desarrollado
un gran reto para las políticas públicas a nivel mundial, dando paso a nuevos espacios en la práctica de
políticas verdes que a su vez a dado lugar a tres fenómenos: en primer lugar, la presencia de partidos
políticos que centran su discurso en políticas de crecimiento verde como el crecimiento de movimientos
medioambientales o ecologistas, en segundo lugar, la conciencia ecología de la opinión pública por el
cuidado del medio ambiente es cada vez mayor dado la problemática ambiental a nivel global, y en tercer
lugar, el cambio en el discurso político, en sus programas de gobierno y en el ámbito de las políticas
públicas aplicadas al sector dado por la inclusión en la agenda pública de la temática medioambiental
(Barella, 2014).

5.1. Ámbito internacional

5.1.1. España

En el ámbito español el fomento de políticas públicas dado a la energía solar fotovoltaica se basa en una
abundante normativa constituida que regula los distintos agentes del mercado eléctrico, las funciones de
los entes reguladores, la adaptación de los cambios del mercado y, por último, un sistema de primas con
elementos particulares de diseño que convierte el sistema español en un sistema único en el mundo. El
instrumento de primas que además es el más utilizado en el resto de países europeos, ha dado lugar a un
elevado crecimiento en la generación y uso de electricidad producida por la energía solar fotovoltaica, ya
que dichas primas se han logrado fijar a un tope lo suficientemente atractivo para incentivar el desarrollo
de este tipo de proyectos como la mitigación del riesgo para los inversionistas (Barella, 2014).

Se entiende que las primas es un instrumento de política pública que ayuda a la producción de energía,
generando precios garantizados que vieneasociado a la obligación de los distribuidores de electricidad de
comprar esta energía producida, donde adicionalmente los costos de apoyo son financiados por los
consumidores de la energía eléctrica producida mediante energías renovables.

El diseño de primas en el contexto español se encuentra establecido por cuatro elementos, en primer
lugar, la obligación que tienen los distribuidores de electricidad de comprar solo la procedente de fuentes
renovables, en segundo lugar, se establece una tarifa escalonada que diferencia el nivel de apoyo en
función de los costos asociados a las tecnologías renovables, en tercer lugar, el generador puede vender
su electricidad en el mercado y complementar sus ingresos con el apoyo suministrado por medio de la
prima, y en cuarto lugar, el generador se encuentra obligado a generar una predicción de la energía
producida por fuentes renovables, dado el caso que el generador incumpla con los elementos
establecidos, este será sujeto de penalizaciones de carácter económico.
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A pesar de que las primas es el instrumento más usado en la unión europea para fomentar el desarrollo
de proyectos de energías renovables, en España presenta inconvenientes al no proporcionar incentivos
para reducir los costos de producción, dado que una vez el generador de energía adquiere dicha prima no
tiene obligación de reducir los costos ni de generar mayor electricidad a la pactada inicialmente
(Cervantes, 2010).

5.1.2. México

En el ámbito mexicano el fomento de políticas públicas dado a proyectos de energía solar fotovoltaica se
basa en diversos instrumentos de promoción que logran que dichos proyectos se vuelvan atractivos y
factibles para los inversionistas. Actualmente, existen diferentes clasificaciones en los instrumentos para
la promoción de fuentes renovables de energía que se pueden distinguir en cuatro categorías (Samperio,
2013).

• Instrumentos institucionales: hacen referencia a la constitución de organizaciones e instituciones
apropiadas para el desarrollo de fuentes renovables de energía, como entidades de energía a nivel
nacional, regional y local. Adicionalmente, el desarrollo de leyes y programas de políticas públicas
direccionadas a regular sectores como el de la construcción de edificaciones, y la emisión de gases
contaminantes que afecten el comportamiento de generadores de electricidad

• Regulación de precio: El instrumento de regulación de precio aplica medidas fiscales y no fiscales
que se pueden llevar a cabo con ingreso público o con gastos públicos. El instrumento fiscal o
publico utiliza como medida los impuestos ecológicos que se fraccionan en impuestos al CO2 que
busca la reducción de este gas contaminante y los impuestos de energía que buscan dar soporte
a medidas de eficiencia energética; los ingresos obtenidos por este instrumento son utilizados
para financiar la promoción de fuentes renovables de energía. Con la regulación de precio como
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política contribuye a la reducción de emisiones de gases contaminantes, promoción de las fuentes
renovables de energía y la contribución económica generada en los ingresos públicos por la
captación de impuestos. Respecto a los instrumentos no fiscales, estos se financian mediante
capital de carácter privado proveniente de los productores y consumidores energía.

• Regulación de cantidades (cuotas): la regulación de cantidades puede ser cuantificada como
energía producida, capacidad de producción o cantidad de emisiones. Existen dos tipos de
instrumentos en la categoría de la regulación, donde en primer lugar, se encuentra la invitación a
licitaciones para lo cual se establece un fondo para la promoción de captación de fuentes
renovables de energía, el gobierno se encarga de identificar e invitar a posibles inversionistas a
licitar en este tipo de proyectos, donde el precio y las condiciones de favorabilidad son el criterio
de selección con mayor relevancia para la elección de oferentes. En segundo lugar, se encuentra
el sistema de cuotas donde, el estado se encarga de regular las cantidades mediante cuotas y el
establecimiento de un nivel mínimo de capacidad de producción de fuentes renovables de
energía, lo cual se encuentra alineado con la concepción de certificados verdes por capacidad y
cantidad de energía eléctrica generada.

• Medidas voluntarias: Este instrumento se basa en esfuerzos voluntarios aportados por las
industrias generadoras de fuentes renovables de energía y los consumidores finales mediante
instrumentos de fomento direccionados a la información y educación en torno al tema de interés.
La caracterización de los instrumentos de fomento de medidas voluntarias en fuentes de energía
renovable consta de tres elementos, en primer lugar, se encuentran los actores a los cuales va
dirigido el instrumento que pueden ser de demanda que hace referencia a los consumidores
finales y de oferta que apunta a los generadores, comercializadores y operadores de la energía,
en segundo lugar, el uso de incentivos desarrollados para modificar el comportamiento de los
actores y, en tercer lugar, los recursos financieros aportados por el sector eléctrico.

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5.2. Ámbito Nacional

Actualmente en Colombia se encuentran constituidas una serie de instituciones y entidades públicas
responsables de promocionar la generación y uso de energías renovables y están facultadas para aprobar
y regular su uso, a continuación, se mencionan las entidades responsables de dichos procesos.

• Ministerio de Minas y Energía
• Unidad de Planeación Minero Energética - UPME
• Comisión de Regulación de Energía y Gas – CREG
• Comisión Intersectorial para el Uso Racional y Eficiente de la Energía y Fuentes No Convencionales
de Energía – CIURE
• Fondo de Energía No Convencionales y Gestión Eficiente de la Energía – FENOGE

A continuación, se ilustra la política energética con relación al desarrollo y uso de fuentes de energía
renovables no convencionales aplicable en el territorio colombiano, lo cual ha posibilitado el progreso de
este tipo de energías en el país.

Ley 629 de
2000
Por medio de la cual se
aprueba el "Protocolo
de Kyoto de la
Convención Marco de
las Naciones Unidas
sobre el Cambio
Climático", hecho en
Kyoto el 11 de
diciembre de 1997.
Las Partes en el presente Protocolo, Siendo Partes en la
Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático, en adelante "la Convención", Persiguiendo el
objetivo último de la Convención enunciado en su artículo 2,
Recordando las disposiciones de la Convención, Guiadas por
el artículo 3 de la Convención. En cumplimiento del Mandato
de Berlín, aprobado mediante la decisión 1/CP.1 de la
Conferencia de las Partes en la Convención en su primer
período de sesiones. (Ley 629 de 2000)
Ley 697 de
2001
Mediante la cual se
fomenta el uso
racional y eficiente de
la energía, se
ARTÍCULO 1°. Declárase el Uso Racional y Eficiente de la
Energía (URE) como un asunto de interés social, público y de
conveniencia nacional, fundamental para asegurar el
abastecimiento energético pleno y oportuno, la
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promueve la
utilización de energías
alternativas y se dictan
otras disposiciones.
competitividad de la economía colombiana, la protección al
consumidor y la promoción del uso de energías no
convencionales de manera sostenible con el medio ambiente
y los recursos naturales. (Ley 697 de 2001)
Decreto 3683
de 2003
(Ministerio
de Minas y
Energía)
Por el cual se
reglamenta la Ley 697
de 2001 y se crea una
Comisión
Intersectorial.
Artículo 1°. Objetivo. El objetivo del presente decreto es
reglamentar el uso racional y eficiente de la energía, de tal
manera que se tenga la mayor eficiencia energética para
asegurar el abastecimiento energético pleno y oportuno, la
competitividad del mercado energético colombiano, la
protección al consumidor y la promoción de fuentes no
convencionales de energía, dentro del marco del desarrollo
sostenible y respetando la normatividad vigente sobre medio
ambiente y los recursos naturales renovables. (Decreto 3683
de 2003 )

Artículo 5°. Comisión Intersectorial. Créase la Comisión
Intersectorial para el Uso Racional y Eficiente de la Energía y
Fuentes No Convencionales de Energía, CIURE, con el fin de
asesorar y apoyar al Ministerio de Minas y Energía en la
coordinación de políticas sobre uso racional y eficiente de la
energía y demás formas de energía no convencionales en el
sistema interconectado nacional y en las zonas no
interconectadas. (Decreto 3683 de 2003 )

La CIURE se encuentra conformada por los siguientes
miembros:

• Ministerio de Minas y Energía
• Ministerio de Comercio, Industria y Turismo
• Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial
• Director ejecutivo de la CREG
• Director del Instituto Colombiano para el Desarrollo
de la Ciencia y la Tecnología.
Ley 1665 de
2013
Por medio de la cual se
aprueba el Estatuto de
la Agencia
Internacional de
Energías Renovables
(Bonn, Alemania el 26
de enero de 2009).
Como centro de excelencia en materia de tecnología de las
energías renovables y como entre facilitador y catalizador
dedicado a proveer experiencia sobre aplicaciones prácticas y
políticas, prestar apoyo en cualquier tema relacionado con
energías renovables y ofrecer ayuda a los países para
beneficiarse del desarrollo eficiente y la transferencia de
conocimientos y tecnologías. (Ley 1665 de 2013 )
Ley 1715 de
2014
Por medio de la cual se
regula la integración
La presente ley tiene por objeto promover el desarrollo y la
utilización de las fuentes no convencionales de energía,
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transporte urbano
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Universidad de los Andes

de las energías
renovables no
convencionales al
Sistema Energético
Nacional.

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. (Ley 1715 de 2014)

Decreto 2469
de 2014
(Ministerio
de Minas y
Energía)
Por el cual se
establecen los
lineamientos de
política energética en
materia de entrega de
excedentes de
autogeneración.
Artículo 1°. Simetría en las condiciones de participación en el
mercado mayorista entre los generadores y autogeneradores
a gran escala. Al expedir la regulación para la entrega de
excedentes de los autogeneradores, la CREG tendrá en
cuenta que estos tengan las mismas reglas aplicables a una
planta de generación con condiciones similares en cuanto a la
cantidad de energía que entrega a la red. Esto incluye los
derechos, costos y responsabilidades asignados en el
reglamento de operación, reportes de información,
condiciones de participación en el mercado mayorista, en el
despacho central y en el esquema de Cargo por Confiabilidad,
entre otros. (Decreto 2469 de 2014 )

Artículo 2°. Contrato de respaldo. Los autogeneradores a gran
escala estarán obligados a suscribir un contrato de respaldo
con el operador de red o transportador al cual se conecten.
Los operadores de red o transportadores, según sea el caso,
diseñarán estos contratos, los cuales serán estándar y
deberán estar publicados en las páginas web de la respectiva
empresa.
La CREG dará los lineamientos y contenido mínimo de estos
contratos y establecerá la metodología para calcular los
valores máximos permitidos en las metodologías tarifarias
para remunerar la actividad de distribución y transmisión.
(Decreto 2469 de 2014 )

Artículo 3°. Límite mínimo de la autogeneración a gran escala.
La UPME establecerá, en un período de seis (6) meses, el
límite máximo de potencia de la autogeneración a pequeña
escala, el cual se podrá actualizar si las variables que se
tuvieran en cuenta para su determinación cambian
significativamente. Este tendrá en cuenta criterios técnicos y
Análisis de uso y aprovechamiento de energía solar para la operación de infraestructuras de
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económicos y no podrá ser superior al límite mínimo de
potencia establecido por regulación para que una planta de
generación pueda ser despachada centralmente. Parágrafo
transitorio. Hasta tanto la UPME no determine este valor y se
expida por el Ministerio de Minas y Energía la política
aplicable para la autogeneración a pequeña escala, así como
por la CREG la reglamentación correspondiente, todos los
autogeneradores serán considerados como autogenerador a
gran escala. (Decreto 2469 de 2014 )

Artículo 4°. Parámetros para ser considerado autogenerador.
Resolución
No. 030 de
2018 (CREG)
Por la cual se regulan
las actividades de
autogeneración a
pequeña escala y de
generación distribuida
en el Sistema
Interconectado
Nacional.
Artículo 1. Objeto. Mediante esta resolución se regulan
aspectos operativos y comerciales para permitir la
integración de la autogeneración a pequeña escala y de la
generación distribuida al Sistema Interconectado Nacional,
SIN. (Resolución No. 030 de 2018 )

Tabla 1 Política energética en Colombia

5.2.1. Incentivos por la inversión en proyectos de Fuentes No Convencionales de Energía
Renovable

A Continuación, se exponen los artículos 11, 12, 13 y 14 del CAPITULO III (Incentivos a la inversión en
proyectos de fuentes no convencionales de energía), precisados en la ley 1715 de 2014 Por medio de la
cual se regula la integración de las energías renovables no convencionales al Sistema Energético Nacional.

Artículo 11. Incentivos a la
generación de energías no
convencionales.
Como fomento a la investigación, desarrollo e inversión en el
ámbito de la producción y utilización de energía a partir de FNCE, la
gestión eficiente de la energía, los obligados a declarar renta que
realicen directamente inversiones en este sentido, tendrán derecho
a reducir anualmente de su renta, por los 5 años siguientes al año
gravable en que hayan realizado la inversión, el cincuenta por
ciento (50%) del valor total de la inversión realizada.
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Para los efectos de la obtención