INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA DISTRIBUIDA CON ENERGÍAS RENOVABLES EN EL DEPARTAMENTO DE ARAUCA

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INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 1 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 
DISTRIBUIDA CON ENERGÍAS RENOVABLES EN EL DEPARTAMENTO DE 
ARAUCA 
 
 
 
 
TOMAS RAFAEL RODRÍGUEZ SOLANO 
 
 
 
Maestría en ingeniería - Gestión Sostenible de la Energía 
Ciencias Naturales e Ingeniería 
Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano 
 
 
 
DIRECTOR DE TESIS 
ANDRES JULIAN ARISTIZABAL 
 
Fecha entrega 06/02/2023 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 2 
Nota de aceptación 
 
 
 
 
 
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Firma del presidente del jurado 
 
 
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Firma del jurado 
 
 
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Firma del jurado 
 
 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C., Colombia 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 3 
Índice 
1. Introducción ................................................................................................................... 7 
2. Planteamiento del problema ......................................................................................... 9 
3. Objetivos ...................................................................................................................... 12 
3.1. Objetivo general ................................................................................................... 12 
3.2. Objetivos específicos ........................................................................................... 12 
4. Estado del arte ............................................................................................................. 13 
5. Marco teórico ............................................................................................................... 19 
5.1. Energía ................................................................................................................. 19 
5.2. Fuentes de generación de energía ........................................................................ 19 
5.2.1. Fuentes de energía no renovables ............................................................... 19 
5.2.2. Fuentes de energía renovables .................................................................... 20 
5.3. Energía solar fotovoltaica .................................................................................... 22 
5.4. Transición energética ........................................................................................... 22 
5.5. Generación distribuida ......................................................................................... 23 
5.5.1. Tipos de generación distribuida .................................................................. 23 
5.6. Sistema energético colombiano ........................................................................... 24 
5.6.1. Transición energética y cambio climático .................................................. 25 
5.6.2. Normatividad para energías renovables en Colombia ................................ 25 
6. Metodología.................................................................................................................. 27 
6.1. Identificación del enfoque y tipo de investigación. ............................................. 27 
6.2. Identificación de la zona de estudio ..................................................................... 27 
6.3. Recuperación de información .............................................................................. 28 
6.4. Creación del estudio investigativo ....................................................................... 28 
6.4.1. Estudio técnico ............................................................................................ 28 
6.4.2. Estudio económico ...................................................................................... 29 
6.4.3. Estudio ambiental ....................................................................................... 29 
7. Resultados y análisis ................................................................................................... 31 
7.1. Estudio técnico ..................................................................................................... 31 
7.1.1. Generalidades y sistema actual ................................................................... 31 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 4 
7.1.2. Dimensionamiento de SFV’s – BIPVS (Building Integrated Photovoltaic 
Systems) ............................................................................................................... 33 
7.2. Estudio económico ............................................................................................... 39 
7.3. Estudio ambiental ................................................................................................. 42 
8. Conclusiones ................................................................................................................ 48 
9. Bibliografía .................................................................................................................. 49 
 
 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 5 
Lista de figuras 
Fig. 1. Capacidad global Instalada por Tecnología Renovable 2010-2020 ............................ 9 
Fig. 2. Proyección de crecimiento poblacional en el departamento de Arauca. ................... 10 
Fig. 3. Porcentaje de distribución de inversión sectorial en el año 2022 en el departamento de 
Arauca ................................................................................................................................... 11 
Fig. 4. Participación de las energías renovables en el consumo final total de energía para 
países .................................................................................................................................... 13 
Fig. 5. Valores relacionados a la empleabilidad mundial de energías renovables por 
tecnología, 2012-2020 .......................................................................................................... 14 
Fig. 6. Distribución del potencial solar en Colombia para el año 2021 ............................... 16 
Fig. 7. Cantidad de proyectos relacionados con la generación de energía por fuentes no 
convencionales en Colombia ................................................................................................ 18 
Fig. 8. Distribución energética a nivel global por fuentes Renovables. Transición 2011-2021
 .............................................................................................................................................. 20 
Fig. 9. Capacidad Instalada a nivel global 2016 -2021, con proyección a 2030-2050 ......... 21 
Fig. 10. Índice de transición energética 2021 ....................................................................... 23 
Fig. 11. Proyección de la capacidad instalada por tecnología en la matriz eléctrica en 
Colombia para año 2034 ....................................................................................................... 24 
Fig. 12. Etapas de la metodología de la presente investigación ........................................... 27 
Fig. 13. Departamento de Arauca y sus municipios ............................................................. 28 
Fig. 14. Mapa del sistema eléctrico del departamento de Arauca. ....................................... 31 
Fig. 15. Diagrama unifilar del sistema de la empresa ENERLAR E.S.P. ............................ 32 
Fig. 16. Tipo de uso y Número de Suscriptores por consumo de energía eléctrica en el 
municipio de Arauca, año (2018). ........................................................................................32 
Fig. 17. Costo de los módulos fotovoltaicos ........................................................................ 40 
Fig. 18. Costo de los inversores ............................................................................................ 40 
Fig. 19. Proyección a 25 años de emisiones de CO2 evitados para los sistemas de paneles 
policristalinos. ...................................................................................................................... 47 
 
 
 
 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 6 
Lista de tablas 
Tabla 1. Formas de energía................................................................................................... 19 
Tabla 2. Descripción y puntuación variables matriz conesa-fernández ............................... 30 
Tabla 3. Potencia nominal y año de operación de subestaciones energeticas de Arauca ..... 31 
Tabla 4. Consumo de energía municipio de arauca año 2018, usuarios residencial urbanos.
 .............................................................................................................................................. 33 
Tabla 5. Estrato y mes con mayor consumo de energía en el municipio de Arauca. ........... 34 
Tabla 6. Cálculo del promedio de la radiación solar en el municipio de Arauca. ................ 35 
Tabla 7. Descripción, ventajas y desventajas de los tipos de paneles solares ...................... 36 
Tabla 8. Características técnicas módulos fotovoltaicos. ..................................................... 36 
Tabla 9. Características técnicas inversores. ........................................................................ 37 
Tabla 10. Dimensionamiento sfvi, usuarios residenciales estrato 2 urbano, municipio de 
Arauca. .................................................................................................................................. 38 
Tabla 11. Requerimiento de material en cantidad y capacidad ............................................ 39 
Tabla 12. Análisis económico .............................................................................................. 41 
Tabla 13. Categorización de impactos matriz Conesa-Fernández ........................................ 42 
Tabla 14. Impactos previos al desarrollo del proyecto ......................................................... 43 
Tabla 15. Impactos en el desarrollo del proyecto y posterior a su implementación ............ 43 
Tabla 16. Matriz de impactos según la metodología Conesa-Fernández ............................. 45 
Tabla 17. Energía generada en diferentes unidades de medida por los sistemas solares ..... 46 
Tabla 18. Proyección de co2 evitado por sistema de paneles policristalinos ........................ 47 
 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 7 
1. Introducción 
 
El sistema eléctrico es un servicio indispensable para el desarrollo territorial, en especial 
destacando los recientes avances tecnológicos del mismo con el propósito de convertirse en 
un factor crucial del sector industrial [1]. Con la aparición de la energía eléctrica, los países 
se han visto forzados a buscar alternativas para garantizar de manera permanente la energía, 
empleando diferentes tecnologías tanto de generación como de distribución del recurso [2]. 
Las fuentes no convencionales de energía renovable “FNCER”, se caracterizan porque la 
fuente principal de energía se considera cíclica, es decir que se conserva en el medio ambiente 
y no se agota [3]. Además, también son llamadas energías limpias, puesto que las 
repercusiones que pueden llegar a ocasionar en el medio ambiente son significativamente 
menores que las provocadas por las fuentes convencionales de energía [4]. 
A nivel Colombia, el sistema eléctrico se caracteriza por un desarrollo fluctuante en donde 
constantemente la estabilidad y capacidad del sistema pueden variar de manera recurrente, 
en especial teniendo en cuenta que las condiciones climáticas en conjunto con la ubicación 
geográfica del territorio pueden significar una fortaleza, pero también una debilidad para el 
establecimiento de las energías renovables [5]. Sin embargo, el país es considerado como un 
lugar de transición a energía limpias gracias al crecimiento de la implementación de la 
energía hidráulica y sus conexiones con países como Venezuela y Ecuador, que han 
permitido incrementos en la generación de energía limpia y la exportación a otros países de 
América del Sur [6]. 
En el año 2015, fue expedida en el territorio la Ley 1715, en donde se reguló la inclusión de 
las fuentes de energías renovables al Sistema Energético Nacional, junto con los lineamientos 
necesarios para el establecimiento de la reglamentación, permitiendo la participación del 
Ministerio de Minas y Energía en las acciones energéticas del país [7]. En suma, en el año 
2015 se publicaron los Decretos 1623 y 2143, los cuales expresan la necesidad de priorizar 
el uso de fuentes de energía renovables en la generación energética y se plantean incentivos 
tributarios en la implementación de estas fuentes con el propósito de reducir la generación 
de gases de efecto invernadero [8]. 
En el departamento de Arauca, la cantidad de empresas energéticas es reducida y no se cuenta 
con la implementación de fuentes de energía renovables que permitan el establecimiento de 
un sistema energético limpio. Es esta la razón por la que este documento tiene como objetivo 
establecer un estudio técnico, económico y ambiental de la integración de los sistemas de 
generación eléctrica distribuida con energía solar en la red eléctrica convencional residencial 
en el departamento de Arauca. 
El documento inicia con una revisión, la introducción y el planteamiento del problema en el 
que actualmente se encuentra el departamento de Arauca como consecuencia de las crisis 
energéticas del territorio, la ausencia de políticas públicas y estudios técnicos, en conjunto 
con los porcentajes de distribución de la inversión sectorial del departamento. Posteriormente 
es posible encontrar una revisión teórico-conceptual y de antecedentes referentes al tema de 
estudio en donde se resaltan investigaciones y cifras relevantes junto con los conceptos más 
importantes para el desarrollo del documento. 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 8 
Seguido a esto, se establece la metodología de la investigación en donde se destaca el tipo de 
investigación, el enfoque, los pasos para la recuperación de información y los lineamientos 
necesarios para la realización del estudio técnico, económico y ambiental de la integración 
de la energía solar fotovoltaica en Arauca. Esta información da paso a los resultados en donde 
se inicia con el estudio técnico incluyendo las generalidades del sistema actual, los valores 
referentes al consumo energético total y residencial, y donde se procede a establecer las 
características técnicas de la implementación de paneles solares con el propósito de sustituir 
o disminuir el uso de fuentes no convencionales de energía con ayuda de la estimación de 
datos relevantes para la consolidación del sistema fotovoltaico. 
En suma, se plantea el estudio económico; estudio que permite el establecimiento de los 
rubros necesarios para la implementación y el tiempo de recuperación de la inversión. Por 
otra parte, se propone el estudio ambiental con ayuda de la metodología Conesa-Fernández 
en donde se evalúan los impactos positivos y negativos de la implementación de proyectos 
en el medio ambiente, con el propósito de proponer acciones de mitigación a las afectaciones 
generadas al medio natural y la cantidad de emisiones de CO2 evitadas gracias a la 
implementación de la energía solar fotovoltaica. Finalmente se encuentran las conclusiones 
relacionadas a toda la información respondiendo a los objetivos planteados al inicio del 
trabajo y complementando los resultados finales de la investigación. 
Es importantedestacar que para la elaboración de este documento se realizó una revisión de 
literatura exhaustiva de fuentes de información confiables como Planes Energéticos 
expedidos por el Gobierno de Colombia, artículos de revistas indexadas e investigaciones 
recientes relacionadas con el tema de estudio, permitiendo responder a los interrogantes 
planteados de manera satisfactoria, siendo posible la obtención de panoramas tecnológicos a 
nivel país y departamento de la implementación de proyectos para la generación de energía 
a partir de fuentes de energía renovables.
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 9 
2. Planteamiento del problema 
 
Desde hace algunos años, a nivel mundial se ha evidenciado la transición energética a fuentes 
no convencionales renovables de energía en reemplazo a las fuentes convencionales como 
estrategia de mitigación de los impactos ambientales [9]. Según el comportamiento de la 
capacidad instalada global de energías renovables en los últimos años (Fig. 1), se ha 
concluido que para el año 2040, el uso del gas incrementará en un 1.5% anualmente, mientras 
que el carbón y el petróleo tendrán aumentos mucho más pequeños; las energías renovables 
llegarán a un incremento del 6.9% y la energía a partir de hidroeléctricas alcanzara un 18%, 
alcanzando de esta manera un estándar de energías limpias prometedor [10]. 
 
Fig. 1. Capacidad global Instalada por Tecnología Renovable 2010-2020 
Fuente: tomada de Towards Data Science [11] 
 
Actualmente, Colombia cuenta con un suministro energético dependiente de dos sistemas: el 
Sistema Interconectado Nacional “SIN” que proporciona cobertura al 96% de la población 
por medio de estaciones de energía térmica y plantas hidroeléctricas y el Sistema de Zonas 
No Interconectadas “ZNI” que proporciona cobertura al porcentaje faltante [12]. Este SIN 
presenta alianzas con los sistemas de Venezuela y Ecuador, convirtiendo al país en un actor 
importante a mediano o largo plazo para la conexión eléctrica entre América del Sur y 
América Central [13]. Sin embargo, en el país cerca de 4’500.000 familias no poseen acceso 
a un SIN, haciendo parte del 6% de viviendas ubicadas en zonas de difícil acceso, 
imposibilitando las interconexiones, o haciéndolas bastante costosas para los operadores 
energéticos [14]. 
Arauca es un departamento ubicado en la zona suroriental con uno de los mayores potenciales 
energéticos de Colombia (potenciales medio bajos 50-300 TJ/año y potenciales bajos 20-50 
TJ/año) [15], pero que, sin embargo, ha sufrido afectaciones constantes referentes al acceso 
energético, llegando a soportar crisis energéticas con duraciones de semanas y que han 
provocado pérdidas económicas importantes [16]. En el departamento, aproximadamente 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 10 
3.500 viviendas no se encuentran vinculadas al SIN, a pesar de que el 85% de las mismas 
son conectables al sistema. La ausencia de políticas públicas, estudios técnicos, análisis 
exhaustivos actuales y la realidad presente de la energía no facilitan el mejoramiento de las 
cifras [17]. Adicionalmente, la proyección del crecimiento poblacional del territorio va en 
aumento (Fig. 2), razón que dificultará aún más el acceso a la energía a todos los habitantes 
del departamento. 
 
 
Fig. 2. Proyección de crecimiento poblacional en el departamento de Arauca. 
Fuente: Autor. Datos tomados del DANE-Colombia. 
 
En suma, con el paso de los años, las inversiones del departamento al suministro energético 
han disminuido considerablemente, encontrándose para el año 2022 una inversión elevada 
en servicios de administración y mantenimiento, encontrándose la inversión de la energía en 
un porcentaje reducido del 12%, porcentaje que comparte con inversiones a la salud, el 
acueducto, la paz y seguridad ciudadana y el desarrollo institucional (Fig. 3) [18]. 
220.000
230.000
240.000
250.000
260.000
270.000
280.000
290.000
300.000
310.000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
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IO
N
AÑOS
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 11 
 
Fig. 3. Porcentaje de distribución de inversión sectorial en el año 2022 en el departamento de Arauca 
Elaboración propia. Fuente información: SUI [18] 
 
Arauca no posee planes de contingencia en su sistema eléctrico, ni sistema de respaldo en los 
municipios que garanticen el suministro energético para normalizar el servicio en el menor 
tiempo posible. En caso de ser necesario adecuaciones en el sistema eléctrico para la 
minimización de impactos en la transmisión, dejaría sin electricidad a todo el departamento 
[19]. Adicionalmente, el departamento cuenta solamente con una empresa prestadora del 
servicio energético: Empresa de Energía de Arauca ENELAR ESP, la cual se encarga de 
comprar, generar, distribuir y vender la energía eléctrica en la zona, además del control y 
manejo de las centrales y plantas generadoras de energía [20], por lo que las falencias 
relacionadas al acceso energético son capaces de frenar vertiginosamente la economía 
departamental, puesto que como se ha demostrado en crisis anteriores en la zona, los sectores 
de agricultura, caza, ganadería, pesca, silvicultura y minería fueron contraídos provocando 
crisis de difícil recuperación [21]. Por esta razón, se plantea la siguiente pregunta de 
investigación: ¿Cómo integrar los sistemas de generación eléctrica distribuida con energía 
solar fotovoltaica en las redes eléctricas convencionales, para los usuarios residenciales 
urbanos en el municipio de Arauca?
Servicios y 
administración
43%
Edificación y 
mantenimiento
18%
Otros 12%Educación 8%Política y asuntos cívicos 4%
Suministros para obras civiles…
Agricultura, reforestación …
Turismo y entretenimiento 2%
Sector público 2%
Accesorios y suministros 
administrativos 2%
Tecnología y telecomunicaciones 2%
Organizaciones 1% Ingeniería, Investigación y tecnología 1%
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 12 
3. Objetivos 
 
3.1.Objetivo general 
Establecer un estudio técnico, económico y ambiental de la integración de los sistemas de 
generación eléctrica distribuida con energía solar en la red eléctrica convencional residencial 
urbana, en el municipio de Arauca, departamento de Arauca. 
3.2.Objetivos específicos 
 Realizar un diagnóstico de las condiciones técnicas y regulatorias actuales relacionadas 
con la operación de generación distribuida conectadas al Sistema Interconectado 
Nacional, junto con la proyección de la implementación de la energía solar fotovoltaica 
en el territorio. 
 Examinar el rol y la participación de las empresas teniendo en cuenta las contribuciones 
y limitaciones que podrían presentar para el desarrollo de los proyectos de energías 
renovables y la integración al mercado eléctrico en Arauca. 
 Analizar las condiciones climáticas y ambientales para el desarrollo masivo de sistemas 
distribuidos de autogeneración solar FV a pequeña y mediana escala y su participación 
en las zonas no interconectadas y en otros usos energéticos como medio necesario para 
el desarrollo económico sostenible en el departamento de Arauca. 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 13 
4. Estado del arte 
 
A nivel mundial, los estudios relacionados con la integración de los sistemas de generación 
eléctrica y la transición energética a fuentes no convencionales de energía han estado en 
aumento gracias al creciente interés por reducir el impacto ambiental generado por las fuentes 
convencionales de energía. Por esta razón, con el propósito de sentar las bases referentes a 
las investigaciones enfocadas al objeto de estudio de este documento, se enuncian los 
siguientes estudios. 
 
 
Fig. 4. Participación de las energías renovables en el consumo final total de energía para países 
 Fuente: tomada del REN21 [22] 
 
Cerca del 19% de la energía mundiales proveniente de recursos renovables, aprovechando 
principalmente fuentes solares, eólicas, hidráulicas, la geotermia y la biomasa para la 
transformación en energía [23]. Como consecuencia de esto, muchos países han tenido que 
implementar programas tecnológico-ambientales para reducir sus emisiones, como es posible 
evidenciar en la Fig. 4 en donde es posible visualizar la participación de las energías 
renovables en el consumo final total de energía por país. Un claro ejemplo es el programa 
“Londres bajo en carbono” donde se implementaron tecnologías de baja emisión en la red de 
distribución energética que permitieron mejorar la respuesta a la demanda energética y a la 
eficiencia de esta. O en el caso del proyecto Europeo de Integración de Energías Renovables 
en la Red Europea de Electricidad, en donde se propendió por el aumento de disponibilidad 
de almacenamiento de fuentes de energía renovables con el propósito de incrementar la 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 14 
calidad en la red de suministro, obteniendo como resultado la expansión de medidores 
inteligentes y la innovación en la distribución energética [24]. 
La integración de energías renovables al sistema eléctrico ha estado en auge. En el estudio 
realizado por Carbajo [25], se analizó el impacto técnico sobre el sistema energético referente 
a la inclusión de las energías renovables en España, donde se contempló el contexto actual y 
futuro del territorio, concluyendo que dicha integración produciría una reducción de energía 
en la producción con fuentes renovables no gestionables con el propósito de garantizar el 
equilibrio y la seguridad de los sistemas. Estos resultados fueron similares a los obtenidos 
por Gasco [26], donde se realizó un análisis de los sistemas de generación, control y 
almacenamiento del sistema eléctrico por medio de un modelo de sistemas fotovoltaicos y 
eólicos, permitiendo la optimización de la prestación de servicios en la red distribuida y las 
recomendaciones de mejora en el control de la implementación. Además, es posible 
visualizar como a nivel mundial la implementación de la energía solar fotovoltaica y la 
energía eólica han presentado aumentos con el paso de los años, haciendo necesaria la 
empleabilidad de más personal para su implementación, convirtiéndolas en alternativas más 
viables para la generación de energía (Fig. 5). 
 
Fig. 5. Valores relacionados a la empleabilidad mundial de energías renovables por tecnología, 2012-2020 
 Fuente: tomada del REN21 [22] 
 
En América del Sur, Vargas et al. [27] realizaron un estudio referente al estado actual y la 
regulación de los sistemas fotovoltaicos distribuidos y de gran escala. En esta investigación 
abordó aspectos relacionados con los requisitos en los códigos de red de conexión a las 
plantas solares. Además, los autores compararon las normativas de conexión por país, 
concluyendo la necesidad de mejorar las practicas con el objetivo de integrar las instalaciones 
fotovoltaicas en la región puesto que a pesar de todos los proyectos enfocados en la aumento 
del uso de la energía solar fotovoltaica, América del sur se encuentra aún en un nivel inicial 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 15 
de participación en comparación con otras locaciones mundiales, cobrando importancia el 
aumento de la confiabilidad y control de dichos sistemas de generación energética. 
Al hablar específicamente de Colombia, es posible destacar el estudio de Carvajal y Marín 
[28] el cual es considerado una de las primeras investigaciones de generación distribuida con 
fuentes renovables del territorio. En esta indagación, los autores describen los aspectos 
económicos y técnicos en conjunto con la regulación de la inclusión de la generación 
distribuida en Colombia, permitiendo categorizarla como una alternativa viable, eficiente y 
cualificada, además de expresar la necesidad de incentivos regulatorios de precio, mecanismo 
y cantidad para estandarizar los sistemas de potencia de posible implementación. 
Posteriormente, de la Torre et al. [29] realizaron una evaluación técnica del esquema de 
microrredes en relación con la distribución de la energía eléctrica. En la investigación fue 
posible establecer un índice global con información de carga de elementos, corrientes de 
cortocircuito, perdidas de potencia y perfiles de tensión, que permitieron simular la prueba y 
cuantificar los impactos de las fuentes de generación de energía, estableciendo la importancia 
de la integración de los elementos de las microrredes en las operaciones de distribución 
energética. 
En el año 2018, Rodríguez-Urrego y Rodríguez-Urrego [30] describen el desarrollo social y 
político a nivel Colombia del Sistema Interconectado Nacional (SIN), Zonas no 
Interconectadas (ZIN) y de la energía solar fotovoltaica en el territorio, incluyendo de esta 
manera reglamentaciones, leyes y aspectos legales relacionados con estos. El estudio se 
encarga de mostrar las diferentes rutas para suplir los problemas de aquellas zonas de difícil 
acceso energético, planteando estrategias de mejora teniendo en cuenta el potencial de 
radiación del país. Además, se concluye que en el país existen déficits en la política, la 
investigación y el seguimiento, lo que seguirá dificultando el desarrollo fotovoltaico si no se 
toman acciones que reduzcan la problemática. 
Luego, en el año 2019, Ñustes y Rivera [31] evaluaron el panorama del sector energético del 
país en relación con las fuentes de energía renovable, concluyendo que a nivel Colombia 
desde puntos de vista empresariales la inversión en proyectos que tengan como fuente de 
generación a las energías renovables es una oportunidad de éxito, en especial teniendo en 
cuenta que en la distribución de energía en el territorio no hay competencia existente, por lo 
que la implementación de microrredes puede ayudar a solucionar los problemas relacionados 
con las áreas rurales y no interconectadas. 
Un año después, Pupo-Roncallo [32] presentaron un compilado de datos de producción y 
demanda energética renovable para la inclusión en el sistema energético del país. Entre las 
diferentes fuentes de energía renovable seleccionadas, es posible destacar que en el caso de 
la energía solar fotovoltaica los autores hacen énfasis en el requerimiento de los valores de 
radiación por hora y la cantidad en conjunto con datos de temperatura por panel solar. En 
suma, los autores explican la variación entre las importaciones y exportaciones de energía 
eléctrica por hora a nivel histórico, con posibilidad de filtración por país obteniendo la 
energía intercambiada por hora. 
En el año 2021, es posible encontrar el estudio de Pérez y García-Rendón [33], en donde se 
evalúa el impacto de las energías no renovables en el mercado eléctrico colombiano por 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 16 
medio de modelos de comportamiento y casos de estudio relacionados con el tema 
investigativo. Los autores concluyen que a diferencia de años pasados, las políticas enfocadas 
a la implementación de la energía renovable en el país han aumentado de manera 
significativa, lo que ha generado mayor interés en la disminución de emisiones de gases de 
efecto invernadero y que aun así, ha permitido seguir supliendo las necesidades básicas de la 
población sin sobrecargar de manera excesiva los recursos ecosistémicos. En suma, explican 
que el modelo empleado permite evaluar los efectos en distintos escenarios y evaluar la 
cadena de suministro del sistema energético, lo que permite que a futuro sea posible modelar 
el comportamiento de las empresas no solo en el mercado mayorista (el cual es el enfoque 
del estudio) sino que también en el minorista, destacando que es este el responsable de la 
asignación de precios para el destinatario final. 
Adicionalmente, en la investigación de Andrade [34] se evalúa el estado de las energías 
renovablesno convencionales en Colombia y el pronóstico de estas para el año 2030. En esta 
investigación los autores concluyen que los compromisos a los que se sometió el país en la 
Cumbre Mundial de Cambio Climático en Paris se han cumplido al reducir el límite de 
emisiones de gases de efecto invernadero, en especial teniendo en cuenta que el territorio 
posee una cantidad de recursos renovables bastante elevada. Sin embargo, la disponibilidad 
de recursos no es el único factor determinante en una transición energética efectiva, puesto 
que factores como la normatividad, las alianzas empresariales, los avances económicos y la 
sostenibilidad y desarrollo, también influyen de manera significativa en el establecimiento 
de las energías limpias. 
 
Fig. 6. Distribución del potencial solar en Colombia para el año 2021 
 Fuente: tomada del IRENA [35] 
 
En suma, este mismo año, Suarez et al. [36] realizaron un análisis de las tecnologías que se 
han implementado en la generación distribuida y su aporte en la disminución de liberación 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 17 
de gases nocivos. Adicionalmente, llevaron a cabo un contraste con otros países a nivel 
reglamentación y experiencia en manejo del sistema energético ultimando que la definición, 
el papel y la contribución de la generación distribuida es capaz de variar entre países, por lo 
que no es posible adoptar políticas de otros territorios, sino que se debe propender por la 
creación de nuevos lineamientos y reglamentaciones que se adecuen a las condiciones de la 
zona con el propósito de que sean razonables y efectivas con el paso de los años. Por otra 
parte, los investigadores resaltan que en general, el sistema eléctrico colombiano se destaca 
de manera histórica por las variaciones en su desarrollo lo que ha afectado la estabilidad y 
capacidad de este, haciendo necesario el planteamiento de oportunidades en diferentes áreas 
productivas para reforzar el desarrollo de las energías renovables en todos los sectores 
económicos. Además, según el IRENA [35], la de generación por energía solar fotovoltaica 
en el país presenta aumentos significativos en algunos niveles de producción al comparar la 
situación con el índice mundial, como se evidencia en la Fig. 6, situación que favorece al 
territorio en otro tipo de generación de energía por fuentes no convencionales 
A nivel departamental, específicamente al hablar de Arauca, en el año 2015 [37] se publicó 
el proyecto “Del Arauca petrolero al Arauca productivo” en donde se realizó un análisis 
potencial de los sectores de desarrollo de la zona, concluyendo que la implementación de 
paneles solares y la distribución de gas es una estrategia viable para proporcionar energía a 
las zonas no interconectadas, puesto que a pesar de que puede reducir la inversión en otros 
sectores económicos, estas inversiones pueden apoyar a los sectores productivos y el 
desarrollo social. 
En este mismo año, Gaona et al. [38] realizan un acercamiento a las microrredes rurales y el 
potencial de aplicación en el territorio colombiano, en donde enuncian el sistema fotovoltaico 
de Cravo Norte, ubicado en el departamento de Arauca, resaltando que, en comparación con 
las turbinas pequeñas, este sistema en la región tiene menores costos de instalación por kW. 
En esta investigación, los autores estiman costos de los equipos fotovoltaicos, de instalación, 
transporte, mantenimiento y el costo estimado general para el municipio, siendo este estudio 
un punto de partida importante para conocer los costos necesarios en una zona con 
características específicas como lo es el departamento de Arauca. 
Años después, en el estudio de Castañeda y Vera [14] se planteó un panorama de las energías 
renovables con el propósito de ofrecer soluciones a largo plazo teniendo en cuenta las 
debilidades en la cobertura energética y las variaciones climáticas de la zona. La 
investigación exhibió que el uso de las energías renovables en el sector energético para el 
año 2017 fue nulo, puesto que, de los proyectos planteados a nivel nacional tan solo el 2% 
proponen soluciones en el departamento de Arauca. Además, gran parte de las viviendas que 
tienen acceso energético poseen tecnologías obsoletas y hábitos inadecuados de consumo 
disminuyendo la eficiencia del sistema. Ese mismo año, Martínez [39] realizó un informe 
relacionado con el estado de los recursos naturales y del ambiente en el departamento, con el 
propósito de evaluar su inclusión en la generación de energía eléctrica. Los resultados del 
informe arrojaron que el departamento no cuenta con la infraestructura necesaria para el 
servicio de energía eléctrica, por lo que es evidente el impedimento ante el funcionamiento 
de maquinaria disponible para la generación energética. 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 18 
Para el año 2016, la Superintendencia Delegada para Energía y Gas Combustible [40] realizó 
un estudio de las condiciones financieras, comerciales y tarifarias del sistema energético y el 
servicio suministrado por la Empresa de Energía de Arauca S.A. ESP. Los investigadores 
concluyeron que se deben evaluar las acciones de la empresa prestadora del servicio con el 
propósito de reducir los costos y mejorar los ingresos, teniendo en cuenta que el departamento 
es considerado en algunos municipios zona de conflicto y que en muchas ocasiones la 
población no posee los recursos suficientes para costear servicios gravosos económicamente. 
En el año 2019, Bustos et al. [41] realizaron una evaluación en el municipio de Tame-Arauca 
para la implementación e instalación de fuentes de energía fotovoltaica, concluyendo que es 
una alternativa viable gracias a la radiación solar del municipio y al costo del prestador de 
servicio de energía actual el cual es muy elevado, por lo que alternativas de este tipo 
permitirían el acceso de energía a poblaciones con déficits económicos de la zona. Además, 
el estudio permitió concluir que la energía fotovoltaica es una estrategia de mantenimiento 
básico y sin complicaciones a gran escala. 
En el año 2022, Ruíz y Torres [16] realizaron el estudio “Arauca a la luz de la vela”, donde 
se enfatiza en la crisis energética del territorio como consecuencia del abandono por parte de 
los entes gubernamentales, la corrupción y la falta de eficacia en algunos aspectos de las 
empresas prestadoras del servicio de energía y electricidad, imposibilitando así, la existencia 
de planes de contingencia que aseguren el suministro energético en la zona. La investigación 
realizó un análisis a nivel nacional y departamental sobre los acontecimientos recientes en 
donde Arauca pasó una crisis que dejó a los habitantes sin servicios energéticos durante 
quince días. 
Adicionalmente en este mismo año, Martínez y Mateus [42] realizaron una aproximación a 
la implementación del sistema de generación distribuida en el departamento, donde por 
medio de algoritmos y modelos matemáticos realizaron simulaciones y proyecciones de los 
resultados de potencia activa, permitiendo concluir que la inclusión de la generación 
distribuida en Arauca es viable y factible en términos de calidad, economía, disminución de 
pérdidas y aumento de la efectividad del perfil de tensiones, reafirmando a su vez, la 
importancia de la visualización de la energía solar como un recurso potencial para la 
generación de energía en el territorio, en especial teniendo en cuenta la capacidad de la 
energía solar en el territorio, puesto que como se visualiza en la Fig. 7, los proyectos actuales 
para el año 2022 enfocados a energías renovables son idealizados a partir de fuentes solares. 
 
Fig. 7. Cantidad de proyectos relacionados con la generación de energía por fuentes no convencionales en Colombia 
 Fuente: tomada de UPME [43].
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 19 
5. Marco teórico 
 
5.1. Energía 
Según Roldan [44], se entiendeel concepto de energía como la capacidad de los cuerpos para 
llevar a cabo un trabajo en específico, que puede transformarse y transferirse a diferentes 
formas de energía. Es por esta razón, que al hablar de la energía eléctrica es posible definirla 
como una forma de energía creada gracias a una variación del potencial entre dos puntos que 
permite la creación de una corriente eléctrica y de esta manera dar como resultado un trabajo 
[45]. No obstante, la energía puede clasificarse en muchas formas dependiendo de su 
manifestación en la naturaleza, como lo resalta la tabla 1. 
TABLA 1. 
FORMAS DE ENERGÍA. 
Formas de energía Definición 
Energía cinética Hace referencia a la energía resultante de los movimientos de los objetos. 
Energía eléctrica Hace referencia al resultado de la corriente eléctrica. 
Energía electromagnética Resultante de la acción de los campos magnéticos como consecuencia de las 
corrientes eléctricas. 
Energía interna Energía presente en el interior de un cuerpo resultante del movimiento de las 
partículas. 
Energía luminosa Generada transportada por ondas de luz, por lo que normalmente se asocia a la 
energía producida por el sol. 
Energía mecánica Resultado de la suma de la energía cinética y energía potencial 
Energía nuclear Energía presente en el núcleo de los átomos 
Energía potencial Energía de un objeto dependiente a la posición teniendo en cuenta el movimiento 
Energía química Resultante de la descomposición o composición de las sustancias 
Energía sonora Energía generada y transportada por las ondas sonoras 
Energía térmica Energía generada en un sistema gracias a la temperatura y al calor de este. 
Elaboración propia. Fuente [46]. 
5.2.Fuentes de generación de energía 
La energía se puede clasificar según la fuente de donde proviene, por lo que es posible 
clasificarlas en fuentes no renovables (también llamadas fuentes convencionales) y fuentes 
no renovables (fuentes no convencionales), en donde su principal diferencia radica en el 
impacto sobre el medio ambiente y las especies que habitan en él. 
5.2.1. Fuentes de energía no renovables 
Se entiende como fuente de energías no renovables como aquellas que provienen de fósiles, 
es decir, que dependen del carbón, el gas natural y el petróleo [47]. Uno de los problemas 
principales de esta fuente de energía es que generalmente el porcentaje de uso suele ser mayor 
a su regeneración, por lo que cuando el recurso es consumido no hay manera de reabastecerlo 
[48]. 
 Combustibles fósiles: Se definen como aquellas sustancias capaces de combustionar de 
manera rápida con el oxígeno presente en aire y que el resultado de dicha reacción 
desprende calor. Estos combustibles están conformados en su mayoría por carbono, azufre 
e hidrogeno y son el resultado de la fermentación de los residuos de los organismos de 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 20 
eras pasadas, siendo esta la razón por la que es posible categorizar al petróleo, el carbón 
y el gas dentro de este tipo de fuente de energía [49] 
 Energía nuclear o atómica: Este tipo de fuente de energía es obtenida por las reacciones 
nucleares resultantes de acciones de fisión o fusión de los átomos. A diferencia de las 
plantas en donde se obtiene energía por medio de combustibles fósiles, en las plantas de 
energía nuclear el núcleo del reactor es una caldera. No obstante, el proceso es similar, en 
donde el vapor es redirigido a una turbina que esta direccionada a un generador eléctrico 
[50]. 
5.2.2. Fuentes de energía renovables 
Se entiende como energía renovable a aquella fuente que es producida de manera sostenible 
en el medio ambiente de manera económica, ambiental, social y política, y que es capaz de 
renovarse o restablecerse de manera natural en el medio ambiente sin la necesidad de 
intervención humana [51]. 
A nivel mundial, los países han luchado por implementar las fuentes de energía renovables 
en el sistema energético de los territorios, generando reglamentaciones y regulaciones con el 
propósito de transformar las matrices de generación energética [52] haciendo necesarias las 
inversiones monetarias. Para el año 2018, las fuentes de energía renovable eran empleadas 
en un 26,2% (Fig. 8), haciendo necesario un aumento en la implementación de estas. Es por 
esto, que es importante tener en cuenta que entre las fuentes de energía renovable más 
empleadas es posible encontrar: 
 
 
Fig. 8. Distribución energética a nivel global por fuentes Renovables. Transición 2011-2021 
Fuente: tomada de REN21 [22] 
 
 Energía hidráulica: Fue una de las primeras alternativas de generación energética a nivel 
global gracias a la transformación de energía potencial del agua en energía cinética 
facilitando la producción. Además, una ventaja muy importante es que este tipo de 
energía no emplea el recurso de manera directa por medio de su uso y explotación, sino 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 21 
que aprovecha el movimiento de las masas de agua proporcionando el sostenimiento de 
la calidad del recurso hídrico [53]. 
 Energía eólica: Hace referencia a la energía generada por masas de aire extensas que por 
acción del sol se transportan por la superficie terrestre generando energía cinética que se 
convierte en energía mecánica para luego, con ayuda de turbinas eólicas transformarse 
en energía eléctrica [48]. 
 Energía biomasa: Es una energía generada gracias a la energía solar por medio de 
procesos fotosintéticos en donde se producen minerales que se transforman en materia 
orgánica los cuales además de ser empleados como alimento para las especies, dado su 
alto contenido energético. El resultante del proceso fotosintético a nivel energía puede 
ser transformado en energía eléctrica, térmica o carburante [54]. 
 Energía geotérmica: Es la energía obtenida gracias a la interacción generada en los 
sistemas geotérmicos, es decir, es el resultado del calor presente en el interior de la tierra 
el cual luego de ser recuperado y transformado por el hombre es empleado como energía. 
Normalmente, el agua de la superficie terrestre es infiltrada en las rocas que poseen poros 
consiguiendo un aumento de la temperatura por el contacto con el calor interno [55]. 
Desde el año 2012, la capacidad instalada de las energías renovables ha aumentado 
significativamente a nivel mundial, pasando de valores entre los 30 y los 40 GW a valores 
cercanos a los 100 GW, alcanzando cerca del 60% de las adiciones netas [56] cómo se 
visualiza en la figura 9. 
 
Fig. 9. Capacidad Instalada a nivel global 2016 -2021, con proyección a 2030-2050 
Fuente: tomada de REN21 [22] 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 22 
5.3. Energía solar fotovoltaica 
La energía solar emplea la radiación electromagnética del sol convirtiéndola en calor o en 
electricidad. Esta transformación se da gracias a la empleabilidad de celdas solares o 
fotovoltaicas que por medio del uso de electrones y el salto constante de los mismos en las 
caras de la celda genera la corriente eléctrica [57]. Este tipo de energía puede clasificarse en 
energía solar térmica y energía solar fotovoltaica; en este apartado se profundizará la última. 
Los sistemas fotovoltaicos pueden clasificarse en sistemas autónomos o sistemas de conexión 
a red. Los sistemas autónomos son aquellos capaces de suplir el consumo energético sin la 
implementación de conexiones a la red eléctrica con el propósito de acumular energía en caso 
de que el consumo será superior a la generación energética. Por otra parte, los sistemas 
fotovoltaicos conectados a la red, son aquellos que se encargan de la producción energética 
que pueda introducirse en las redes convencionales con el propósito de que se consuma 
parcialmente en las estaciones aledañas y que el restante sea distribuido a zonas de difícil 
acceso [58]. A nivel general, entre las ventajas más relevantes de la implementación de laenergía fotovoltaica es posible encontrar su naturaleza de energía limpia y renovable, el 
tiempo de vida extenso de los paneles solares, el acceso a zonas alejadas y el mantenimiento 
sencillo de los paneles. Por otra parte, entre las desventajas más notables se destaca el costo 
elevado de la instalación de los sistemas, la ocupación espacial y la necesidad de contacto 
directo con la luz solar, por lo que las épocas de invierno u otoño pueden representar un 
riesgo para este tipo de sistemas [59]. 
Es necesario tener en cuenta que al hablar de la energía solar fotovoltaica se requieren 
factores no negociables con su implementación como la seguridad en la disponibilidad del 
recurso, la reducción de los impactos medioambientales, el aseguramiento del acceso a la 
población objetivo incluyendo a las zonas no interconectadas y la disminución significativa 
de la dependencia energética [60] 
5.4. Transición energética 
El concepto de transición energética hace referencia al cambio del uso de fuentes de energías 
convencionales a fuentes de energía renovables, conocido también como “proceso de 
descarbonización” con el propósito de mitigar los impactos generados por la liberación de 
gases de efecto invernadero provocados por el consumo de energías fósiles [61]. 
Es importante tener en cuenta que un proceso de transición energética no solo tiene 
repercusiones medioambientales, sino que también es capaz de generar cambios a nivel 
político, sectorial, empresarial, económico, tecnológico, social y productivo debido a la 
interdisciplinaridad de dicho acontecimiento [62]. Es por esto, que estas transiciones son 
relevantes a nivel mundial, ubicándose Suecia en el primer lugar respecto a otros países en 
índices de puntaje, rendimiento del sistema y preparación de la transición como se evidencia 
en la Fig. 10. 
Las metas mundiales proponen llegar a la inclusión de las energías renovables hasta un 85% 
para el año 2050 teniendo en cuenta el reciente auge de la energía eólica y la energía solar. 
Sin embargo, los antecedentes han evidenciado un ritmo lento en la transición, en especial 
destacando la tecnología presente en la actualidad, lo que también se atribuye a la lenta 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 23 
adopción de las fuentes no convencionales en los sectores industria, transporte e 
infraestructura, puesto que son estos los sectores que más emplean energía a nivel general 
[63]. 
 
Fig. 10. Índice de transición energética 2021 
Nota: Los índices están dado en un puntaje de 0 a 100. Fuente: [64] 
 
5.5. Generación distribuida 
La generación distribuida hace referencia al uso de tecnologías en la generación energética a 
pequeña escala y que se encuentra relativamente cerca al consumidor del servicio, 
permitiendo la reducción de los costos en la distribución y la comercialización de la energía 
[65]. Además, esta generación distribuida también abarca los procesos a pequeña y mediana 
escala que actualmente emplean diferentes fuentes de energía para aumentar la eficiencia, la 
producción y la confiabilidad en el suministro a la población [66]. 
La generación distribuida es una alterativa llamativa para que los países logren asegurar la 
energía para la población gracias al aumento de la seguridad en el suministro del servicio, 
además de relacionarse con las centrales energéticas y los avances tecnológicos de los 
territorios. Es por esto, que una de sus principales ventajas está relacionada a la economía, 
en donde la reducción de los costos en la infraestructura y la creación de redes de suministro 
es evidente en la proyección. No obstante, también existen ventajas técnicas referentes a la 
disminución de pérdidas técnicas y el sistema de distribución y ventajas socioambientales 
relacionadas a la reducción de gases de efecto invernadero, la descarbonización y el aumento 
de la frontera eléctrica [67]. 
5.5.1. Tipos de generación distribuida 
La generación distribuida puede clasificarse según la implementación y capacidad de uso ya 
sea a escalas industriales o a escala domiciliaria. 
 Generación distribuida domiciliaria: Hace referencia a la generación de los usuarios que 
reciben el servicio de energía a un nivel de capacidad instalada reducida suficiente para 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 24 
llevar a cabo las labores del hogar y sus adyacentes. Sin embargo, en países como Estados 
Unidos y Francia en donde ha sido implementada de manera constante, es necesario tener 
en cuenta factores como la situación actual de la red de distribución, puesto que el 
levantamiento de esta información primaria permite la ampliación del estudio y el 
crecimiento de los sistemas energéticos de los hogares [68] 
 Generación distribuida no domiciliaria: Hace referencia a la generación empleada por 
industrias y grandes empresas energéticas, por lo que son requeridas cantidades elevadas 
de electricidad para el funcionamiento de la maquinaria y los equipos. Países como 
México, Chile, Argentina y Colombia poseen el mayor porcentaje de generación 
distribuida no domiciliaria, lo que ha permitido la creación de reglamentaciones en el 
mercado actual de la energía [67]. 
5.6. Sistema energético colombiano 
Actualmente, Colombia cuenta con un suministro energético dependiente de dos sistemas: el 
Sistema Interconectado Nacional “SIN” que proporciona cobertura al 96% de la población 
por medio de estaciones de energía térmica y plantas hidroeléctricas y el Sistema de Zonas 
No Interconectadas “ZNI” que proporciona cobertura al porcentaje faltante [12]. 
La eficiencia energética es considerada como uno de los pilares de la energía renovable que 
permite el aseguramiento del acceso a la energía para la población. Además, es capaz de 
afectar de manera positiva la economía de los territorios asegurando la sostenibilidad [69]. 
En Colombia, el consumo energético corresponde a un 0,28% de la energía empleada a nivel 
mundial, por lo que el país no es considerado como un aportante significativo de las 
emisiones de gases de efecto invernadero. No obstante, es necesario tener en cuenta que 
existen problemas internos importantes como la falla en la distribución energética a zonas no 
interconectadas que es indispensable corregir [70]. 
 
Fig. 11. Proyección de la capacidad instalada por tecnología en la matriz eléctrica en Colombia para año 2034 
Elaboración propia. Fuente: UPME [71] 
 
Colombia proyecta su capacidad instalada para el año 2034 de los cuales cerca del 45% 
proviene de fuentes de energía renovable resultante de las hidroeléctricas [72] (Fig. 11). 
Hidráulica
43,71%
Eólica; 15,78%
Gas; 15,44%
Solar ; 13,19%
Carbón; 5,59%
Otros; 4,85%
Cogeneración;0,82% Líquidos; 0,44%
Biomasa
0,19%
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 25 
Empero, factores como la distribución del recurso energético juegan un papel primordial en 
la organización de la cadena de suministro, la respuesta de demanda y la generación 
distribuida renovable, haciendo indispensable una progresión y aumento de dicho porcentaje 
de las fuentes de energía renovable presente en el país [73]. No obstante, la demanda 
energética sigue aumentando en el territorio de manera significativa; entre el año 2021 y 2022 
esta demanda aumentó un 4% como consecuencia de la explotación de minas y el transporte 
y almacenamiento, razón por la que entre las metas propuestas por el país se plantea un 
aumento del 12% en la implementación de las energías no convencionales [74]. 
5.6.1. Transición energética y cambio climático 
La transición energética en el territorio está en desarrollo. A pesar de que actualmente las 
hidroeléctricas están en auge en el país, se plantean aumentos en los porcentajes de 
implementación de la energía solar y eólica, en especial teniendo en cuenta las condiciones 
climáticas proporcionadas por la ubicación de Colombia en el planeta, permitiendo una 
generacióneléctrica directa y abundante [75]. Sin embargo, antes de plantear en el territorio 
una transición completa, es necesario reducir la vulnerabilidad y la pobreza energética 
mejorando la infraestructura y la interconectividad, en especial a zonas de difícil acceso; esta 
premisa favorecería de manera significativa al sector de producción de energía y a los 
sectores consumidores abasteciendo de oportunidades de expansión y reduciendo los posibles 
riesgos del sistema [76]. 
Ahora bien, al hablar del cambio climático, es importante tener en cuenta que la liberación 
de gases de efecto invernadero es capaz de generar daños de magnitud elevada en todo el 
mundo, destacando que estos no son estacionarios, sino que luego de su producción viajan 
por el aire y afectan la calidad del ambiente y de la capa de ozono a nivel mundial [61]. 
Factores como el aumento desmesurado de la temperatura de la tierra y la disminución 
inminente de los recursos naturales han arrojado conclusiones relacionadas a como la 
generación eléctrica de fuentes convencionales, el uso de combustibles fósiles, la 
deforestación, la industria y el trasporte hacen parte principal del problema relacionado con 
el aumento de la emisión de gases de efecto invernadero [70]. 
La transición energética requiere el apoyo de los sectores económico, social y ambiental, 
puesto que la adopción de políticas en estos sectores es capaz de fomentar una transición 
eficiente, justa y equitativa que favorezca a toda la población actual y futura y no solamente 
a grupos específicos de interés. Es por esto, que es importante que el país se mantenga en las 
bajas emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial, permitiendo el 
fortalecimiento del sistema de energías renovables y del sistema eléctrico [77]. 
5.6.2. Normatividad para energías renovables en Colombia 
En el territorio fue necesaria la creación de entidades de soporte, destacando la Unidad de 
Planeación Minero Energética “UPME” al mando del establecimiento de los requerimientos 
energéticos del país y de la actualización de los Planes Energéticos y la Comisión de 
Regulación de Energía y Gas “CREG” encargada de la expedición de reglas de 
aseguramiento de la oferta energética y la liberación del mercado energético [72]. 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 26 
Una de las primeras reglamentaciones relacionadas a la normatividad de las energías 
renovables en el territorio colombiano fue la Ley 607 de 2001 donde se empezaron a tomar 
las primeras acciones referentes al uso racional de la energía planteando el uso de energías 
alternativas. Posteriormente surgió la Ley 665 de 2013 encargada de ratificar el Estatuto de 
la Agencia Internacional de Energías Renovables, convirtiendo el uso de las energías 
renovables no en una opción sino en una obligación [8]. 
En el siguiente año, fue expedida la Ley 1715 de 2014 en donde se establecieron los 
lineamientos iniciales para facilitar la aceptación de las tecnologías innovadoras que abarcan 
el sector energético con el objetivo de reducir los gases de efecto invernadero de manera 
significativa [78]. En suma, en el año 2015 se publicaron los Decretos 1623 y 2143, los cuales 
expresan la necesidad de priorizar el uso de fuentes de energía renovables en la generación 
energética y se plantean incentivos tributarios en la implementación de estas fuentes con el 
propósito de reducir la generación de gases de efecto invernadero [8]. 
A continuación, se consignó el Decreto 2462 de 2018, el cual se enfocó principalmente en la 
reducción de los tramites solicitados para los proyectos empleadores de fuentes de energía 
renovables con capacidad menor a 10 MW, eliminando la necesidad de presentar el 
Diagnostico Ambiental de Alternativas [79]. En este mismo año surgió el Decreto 1423 en 
donde se establece el monto de regalías referentes a las explotaciones de carbón y su 
reconocimiento de propiedad privada teniendo en cuenta la producción de la materia prima 
[80]. Además, de manera simultánea se expidió el Plan de Expansión de Referencia 
Generación y Transmisión 2017-2031 resaltando la importancia del SIN en los territorios y 
la necesidad de recursos generadores de energía con el propósito de reducir el uso de 
combustibles fósiles [81]. 
Referente a la Generación Distribuida se expidió la resolución CREG 030 de 2018, en donde 
se tocaron temas como la autogeneración y cogeneración. Adicionalmente, se establecieron 
los rubros relacionados a la venta de energía, los generadores distribuidos y la 
comercialización de la energía, haciendo obligatoria la contribución al Fondos de Apoyo 
Financiero para la Energización de las Zonas No Interconectadas [73]. 
En el año 2021, surge la Ley 2099, la cual es la modificación de la ley 1714 de 2014. En esta 
ley se plantea la economía circular segura como una estrategia de reducción de gases de 
efecto invernadero, además de establecer los lineamientos para la transición energética como 
fuente de reactivación económica del territorio [82]. Este mismo año, se publicó la Hoja de 
Ruta de la MTE y la Hoja de ruta del despliegue de energía eólica que proponen un 
diagnóstico general de la situación energética del territorio, permitiendo la generación de 
alternativas para la planificación y desarrollo de políticas efectivas [83]. 
 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 27 
6. Metodología 
La presente investigación fue realizada en las etapas de la Fig.12. Estas etapas son explicadas 
a profundidad a lo largo del presente apartado. 
 
Fig. 12. Etapas de la metodología de la presente investigación 
Elaboración propia. 
 
6.1. Identificación del enfoque y tipo de investigación. 
El enfoque de la presente investigación es cualitativo de tipo descriptivo. Según Aguirre y 
Jaramillo [84], la investigación cualitativa descriptiva se direcciona en comprender la 
realidad de un fenómeno en específico, permitiendo entender el quién, qué, por qué y dónde 
de dicho fenómeno. Además, pretende realizar una exhaustiva descripción de las 
características, factores y exactitudes que relacionan al conjunto de sujetos que se trataran en 
esta investigación: métodos técnicos, económicos y ambientales del desarrollo de proyectos 
de energía sostenible en el departamento de Arauca. 
6.2. Identificación de la zona de estudio 
La zona de estudio es el departamento de Arauca, ubicado en el extremo norte de la región 
de la Orinoquía. Arauca posee una superficie de 23.818 km2 y a su vez limita con el río 
Arauca, Venezuela, ríos Meta y Casanare y el departamento de Boyacá [85]. El departamento 
está conformado por siete municipios que se pueden visualizar en la Fig. 13. 
Etapa 1
Identificación del 
tipo de enfoque y 
de investigación
Etapa 2
Identificación de 
la zona de estudio 
para el desarrollo 
de la presente 
investigación
Etapa 3
Recuperación de 
información 
secundaria 
proveniente de 
bases de datos 
confiables
Etapa 4
Creación del 
estudio técnico, 
economico y 
ambiental de las 
energías 
renovables en la 
zona de estudio 
identificada
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 28 
 
Fig. 13. Departamento de Arauca y sus municipios 
Fuente: Imágenes de Google: Departamento de Arauca. Modificación propia. 
 
6.3. Recuperación de información 
La revisión bibliográfica se realizó con ayuda de las bases de datos con convenio disponibles 
de la Universidad Jorge Tadeo Lozano. Incluyendo fuentes como Science Direct, 
SpringerLink, Dialnet, EBSCO, Plos One, Redalyc, ReseachGate y Google scholar. Con el 
fin de reducir el número de resultados arrojados en cada una de las plataformas, se hizo uso 
de palabras clave como “Arauca”, “sistema eléctrico”, “fuentes renovables”, tesauros de 
fuentes de DeCS, MeSH, Emtree, comillas y asteriscos y lenguaje booleano AND, OR, NOT. 
Posterior a esto, entre los resultados obtenidos, se realizaron filtros para obtener aquellos que 
preferiblementetuvieran una fecha de publicación superior al 2013, que fueron publicados 
en revistas indexadas y que el idioma de preferencia fuese español e inglés. 
Es necesario destacar que la información extraída de estas fuentes de información fue la base 
para el establecimiento del estudio técnico, económico y ambiental del desarrollo de 
proyectos de energía sostenible en el departamento de Arauca. 
6.4. Creación del estudio investigativo 
6.4.1. Estudio técnico 
En primera instancia para el estudio técnico se evaluó el panorama actual del departamento 
de Arauca, profundizando en la empresa prestadora del servicio de energía ENELAR E.S.P 
con ayuda de información secundaria extraída de informes, artículos científicos, reportes 
nacionales y bases de datos de libre acceso de fuentes confiables, con la que fue posible 
establecer el consumo energético del territorio y en específico del sector residencial. 
Posteriormente, se determinaron las características técnicas que permiten el mantenimiento 
de la operación de los sistemas de generación distribuida en relación a la energía solar 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 29 
fotovoltaica y su integración a las redes eléctricas convencionales a nivel residencial urbano, 
para lo cual se realizó una descripción de los tipos de paneles solares con posibilidad de 
integración en el territorio, describiendo de manera general el panel y estableciendo las 
ventajas y desventajas que pueden presentarse como consecuencia de la implementación. 
Posteriormente, se realizó una comparación entre los tipos de paneles solares con 
disponibilidad en el territorio teniendo en cuenta aquellas empresas que hacen venta de estos 
en el departamento, incluyendo características técnicas como tensión, potencia máxima, 
corriente, eficiencia, número de celdas, entre otras. 
Adicionalmente, se realizaron las proyecciones referentes a la cantidad de paneles solares 
necesarios para suplir el requerimiento energético del territorio, en conjunto con el área 
necesaria y la elección de equipos indispensables para el funcionamiento como en el caso de 
los inversores. Facilitando de esta manera la realización del estudio económico y ambiental. 
6.4.2. Estudio económico 
El estudio económico se realizó con base en la metodología de Delacámara y Azqueta [86]. 
En primera instancia se determinaron los costos y gastos incurridos en la implementación de 
la energía solar fotovoltaica, haciendo referencia a los valores de los paneles solares, las 
estructuras de montaje, inversores, el cableado, materiales extras y los costos por instalación, 
en relación con la cantidad requerida establecida en el estudio técnico, con el propósito de 
evaluar a su vez, el sistema de paneles más económico referente a la inversión inicial. 
Así mismo, se examinó la facturación real de la energía para poder establecer identificar el 
tiempo en el que tardaría la inversión inicial de los sistemas fotovoltaicos en recuperarse, 
incluyendo variables como los gastos por mantenimiento, el ahorro anual y el flujo 
acumulado con variaciones de aumento en cada uno de los años. 
6.4.3. Estudio ambiental 
Para el estudio ambiental se evaluaron los factores propuestos por Núñez y Reigada [31]. Se 
realizó una aproximación a los efectos positivos y negativos de la integración de sistemas de 
generación eléctrica a partir de fuentes no convencionales de generación de energía en el 
departamento de Arauca en especial de las energías solares fotovoltaicas, teniendo en cuenta 
factores como los gases de efecto invernadero, el uso de recursos ambientales, la 
contaminación y las medidas de eliminación, mitigación y compensación. Se realizó una 
matriz de calificación Conesa-Fernández para evaluar los impactos referentes al sistema 
eléctrico y se realizó una comparación de estos ante la transición energética a fuentes de 
energía renovables. De esta manera, fue posible categorizar la incidencia de los sistemas 
energéticos en el medio ambiente según su afectación en el mismo. Los puntajes y 
caracterización de las variables presentes en la matriz se encuentran en la tabla 2. 
Adicionalmente, con el propósito de evidenciar las variaciones medioambientales, se realizó 
el estudio de emisiones evitadas de CO2 para ambos tipos de sistemas de paneles, para 
posteriormente realizar la proyección de estos valores a los 25 años obteniendo las gráficas 
de tendencia. 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 30 
TABLA 2. 
DESCRIPCIÓN Y PUNTUACIÓN VARIABLES MATRIZ CONESA-FERNÁNDEZ 
Variable Descripción Puntuación 
Naturaleza El impacto genera efectos 
beneficiosos o perjudiciales 
+ o - 
Intensidad Nivel de afectación del 
proyecto o situación 
1 a 12 
1: Afectación mínima 
12: Destrucción total 
Extensión Impacto en el área de estudio en 
relación con el entorno 
1 a 8 
1: Extensión puntual 
8: Extensión total 
Momento Tiempo que transcurre hasta la 
manifestación del impacto 
1 a 4 
1: Manifestación después de 5 años 
4: Manifestación inmediata o < 1 año 
Permanencia Tiempo que permanece el 
impacto desde su aparición 
1 a 4 
1: Permanencia fugaz 
4: Permanencia > 10 años 
Reversibilidad Posibilidad de retorno al estado 
inicial por medios naturales 
1 a 4 
1: Plazo corto < 1 año 
4: Irreversible 
Sinergia Unión de dos o más efectos en 
simultaneo que afecten la 
intensidad 
1 a 4 
1: Sin sinergismo 
4: Sinergismo elevado 
Acumulación Aumento de las 
manifestaciones en el efecto 
que se acumulan 
1 a 4 
1: Sin efectos acumulativos 
4: Muchos efectos acumulativos 
Efecto Relación causa-efecto en la 
manifestación de los factores 
1 a 4 
1: Indirecto con la acción 
4: Directo con la acción 
Periodicidad Manifestación periódica del 
efecto 
1, 2 o 4 
1: Esporádica 
2: Recurrente 
4: Permanente 
Recuperabilidad Posibilidad de retorno al estado 
inicial por mano del hombre. 
1,2,4 o 8 
1: Inmediata y total 
2: A mediano plazo y total 
4: Parcial 
8: Irrecuperable 
Elaboración propia. Fuente: [87] 
 
 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 31 
7. Resultados y análisis 
7.1.Estudio técnico 
7.1.1. Generalidades y sistema actual 
Actualmente el sistema eléctrico de la empresa prestadora del servicio eléctrico en Arauca 
“ENELAR E.S.P.”, se encuentra presente en los 7 municipios del departamento (Fig. 14), 
además posee conexiones con el Sistema de Transmisión Nacional “STN” por medio de 
subestaciones presentes en cada municipio, llegando al establecimiento de 19 subestaciones 
(Tabla 3) y 32 circuitos disponibles, de los cuales 10 están destinados únicamente para las 
zonas urbanas, 9 para zonas rurales y el restante para zonas urbano-rurales (Fig. 15) [88]. 
 
Fig. 14. Mapa del sistema eléctrico del departamento de Arauca. 
Fuente: ENELAR E.S.P [88] 
 
TABLA 3. 
POTENCIA NOMINAL Y AÑO DE OPERACIÓN DE SUBESTACIONES ENERGETICAS DE ARAUCA 
Subestación 
Potencia 
Nominal 
(MWA) 
Año de 
entrada a la 
operación 
Subestación 
Potencia 
Nominal 
(MWA) 
Año de 
entrada a la 
operación 
Arauca 30,5 1988 El Caracol 1,25 2006 
Saravena 12,5 1989 Cravo Norte 2 2007 
Arauquita 6,25 1990 Puerto Rondón 2 2007 
Fortul 12,5 1992 Maporillal 1 2009 
Tame (2) 30 1992 Playitas (1) 12,5 2015 
Todos Los Santos 0,5 1993 Zona Industrial 6,25 2018 
La Pesquera 2 1993 Puerto Jordán (3) 2 - 
Panamá de Arauca 2 2000 Oasis (3) 2 - 
La Esmeralda 2 2003 Puerto Nidia (3) 2 - 
El Rosario 1 2006 Total 130,25 
 Fuente: ENELAR E.S.P 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 32 
 
 
Fig. 15. Diagrama unifilar del sistema de la empresa ENERLAR E.S.P. 
Fuente: ENELAR E.S.P [88] 
 
Con el propósito de establecer el estudio técnico de la integración de energías solares 
fotovoltaicas, fue posible visualizar que el consumo residencial urbano del municipio 
(estratos 1, 2, 3 y 4) alcanzó los 45.574.602 kWh (ver Tabla 5), dato en el cual se excluyeronlas industrias, alumbrado público, comercio y entidades especiales, asistenciales educativas 
y oficiales. Haciendo posible evidenciar que el estrato 1 es el sector con mayor cantidad de 
usuarios contando casi con 9.586 receptores del servicio energético, seguido del estrato 2 y 
3 (Fig. 16). 
 
Fig. 16. Tipo de uso y Número de Suscriptores por consumo de energía eléctrica en el municipio de Arauca, año (2018). 
Elaboración propia. Datos tomados del Sistema Único de Información SUI, herramienta de análisis O3. 
22,0
1.934,0
9,0
231,0
21,0
9.586,0
7.363,0
1.807,0
395,0
0,0 2.000,0 4.000,0 6.000,0 8.000,0 10.000,0 12.000,0
ALUMB
COM
INDUS
OFIC
PROV
RES EST 1
RES EST 2
RES EST 3
RES EST 4
Nro. DE SUSCRIPTORES * 
TI
P
O
 D
E 
U
SO
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 33 
7.1.2. Dimensionamiento de SFV’s – BIPVS (Building Integrated Photovoltaic Systems) 
Para dimensionar un generador fotovoltaico (FV) hay que tener en cuenta la potencia 
eléctrica que hay que suministrar a la carga, el número promedio de horas diarias de radiación 
estándar (HSS) y las especificaciones que suministran los fabricantes de módulos. 
Adicionalmente, para mejorar la confiabilidad del sistema FV se debe incluir un factor de 
seguridad. La tensión, corriente y potencia eléctrica suministradas por el generador FV bajo 
condiciones estándar de radiación (1000W/m2) se denominan tensión pico, corriente pico y 
potencia pico respectivamente. 
El cálculo de la potencia pico que debe suministrar el generador FV para suplir una demanda 
determinada se calcula por medio de la siguiente ecuación (1): 
 
𝑷𝑮𝑭𝑽 = 
𝐸𝑖
𝐻𝑆𝑆𝑖∗ 𝑁𝑖∗𝑃𝑅
 (1) 
Donde: 
Ei: es la producción promedio de electricidad solar mensual (en kWh/mes) que se define por 
el usuario, y que en este caso sería la energía consumida en la instalación. Este valor de Ei 
generalmente es el valor de la energía esperada en el año, dividido por doce, a menos que se 
requiera una generación específica durante algún mes para alguna aplicación especial. 
HSS: es el número de horas de radiación solar estándar promedio mensual de la localidad. 
Ni: es el número de días del respectivo mes. 
PR: es el factor de rendimiento del sistema: permite introducir un sobredimensionamiento 
del 10-20% del generador FV por seguridad y oscila entre 0,7 y 0,9. 
1) Cálculo del valor mensual del consumo de energía del año 2018. 
El consumo de energía mensual para los usuarios residenciales urbanos en el municipio de 
Arauca está indicado (ver tabla 4): 
TABLA 4. 
CONSUMO DE ENERGÍA MUNICIPIO DE ARAUCA AÑO 2018, USUARIOS RESIDENCIAL URBANOS. 
MES 
ESTRATO 1 ESTRATO 2 ESTRATO 3 ESTRATO 4 
Nro. de 
Suscriptores 
* 
Consumo 
total 
(kWh) 
Nro. de 
Suscriptores 
* 
Consumo 
total 
(kWh) 
Nro. de 
Suscriptores 
* 
Consumo 
total 
(kWh) 
Nro. de 
Suscriptores 
* 
Consumo 
total 
(kWh) 
Enero 9.691 1.691.846 7.419 1.694.358 1.812 464.113 397 131.667 
Febrero 9.701 1.749.418 7.424 1.770.416 1.811 472.751 397 133.257 
Marzo 9.701 1.529.153 7.424 1.556.251 1.813 431.146 396 122.879 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 34 
Abril 9.713 1.608.018 7.440 1.637.567 1.815 448.719 396 131.503 
Mayo 9.744 1.594.740 7.459 1.581.628 1.820 429.514 395 120.998 
Junio 9.769 1.585.996 7.472 1.564.565 1.822 415.571 395 115.094 
Julio 9.892 1.518.993 7.495 1.496.808 1.822 386.433 396 103.489 
Agosto 9.915 1.594.775 7.494 1.560.45 1.825 419.013 409 120.648 
Septiem. 8.812 1.599.521 7.110 1.613.810 1.773 443.516 389 115.381 
Octubre 9.127 1.613.492 7.135 1.645.762 1.780 475.202 387 130.873 
Noviem. 9.504 1.644.409 7.254 1.665.474 1.801 466.705 391 127.554 
Diciem. 9.464 1.618.878 7.232 1.639.530 1.794 464.519 391 128.197 
Total 9.586 19.349.239 7.363 19.426.621 1.807 5.317.202 395 1.481.540 
Fuente: elaboración propia tomado del SUI 
Para el cálculo del valor mensual del consumo de energía en el municipio de Arauca, se tomó 
el periodo del año 2018, debido a que la información correspondiente para los consumos del 
año 2019 hasta el 2022 se encuentra incompleta. De acuerdo a la tabla 4, se obtienen los 
resultados de la tabla 5. La opción tarifaria en el precio del $/kWh-mes, para el Estrato 2 en 
el municipio de Arauca departamento de Arauca, es de $ 698,13. Según Resoluciones Creg 
168-2008 y Creg 012 de 2020. Fuente: ENELAR E.S.P. 
TABLA 5. 
ESTRATO Y MES CON MAYOR CONSUMO DE ENERGÍA EN EL MUNICIPIO DE ARAUCA. 
Estrato > Cant. Usuarios 1 9.586 Total Suscriptores */año 
Estrato > Consumo 2 19.426.621 Consumo total (kWh/año) 
Mes > Consumo Febrero 1.770.416 Consumo total (kWh/mes) 
Estrato < Cant. Usuarios 4 395 Total Suscriptores */año 
Estrato < Consumo 4 1.481.540 Consumo total (kWh/año) 
Mes < Consumo Julio 103.489 Consumo total (kWh/mes) 
Cantidad Total Usuarios Estratos (1, 2, 3 y 
4) 
19.152 Nro. de Suscriptores * 
Consumo Total Usuarios Estratos (1, 2, 3 y 
4) 
45.574.602 (kWh/año) 
Fuente: Elaboración propia, con datos tomados del SUI. 
 
7.1.2.1. Estimación de HSP 
Se determinó la radiación solar del municipio de Arauca con ayuda de los valores 
proporcionados en la tabla 6. 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 35 
TABLA 6. 
CÁLCULO DEL PROMEDIO DE LA RADIACIÓN SOLAR EN EL MUNICIPIO DE ARAUCA. 
PARAMETER JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 
Prom 
HSS 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_HORIZONTAL 
5,55 5,78 5,27 4,66 4,56 4,38 4,46 4,76 5,09 5,1 4,95 5,26 4,99 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_LAT_MINUS15 
5,87 5,96 5,3 4,61 4,44 4,25 4,33 4,66 5,07 5,19 5,13 5,57 5,03 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_LATITUDE 
5,83 5,94 5,3 4,62 4,46 4,27 4,35 4,68 5,08 5,18 5,11 5,53 5,03 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_LAT_PLUS15 
6,2 6,07 5,19 4,37 4,11 3,88 3,97 4,35 4,88 5,17 5,29 5,91 4,95 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_VERTICAL 
3,94 3,18 2,17 1,63 1,61 1,56 1,53 1,49 1,7 2,45 3,08 3,88 2,35 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_OPTIMAL 
6,27 6,07 5,3 4,66 4,56 4,38 4,46 4,76 5,09 5,21 5,29 5,99 5,17 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_OPTIMAL_ANG 
31,5 21 7,5 0 0 0 0 0 2 13,5 24,5 32,5 
SI_EF_TILTED_SURF
ACE_OPTIMAL_ANG
_ORT 
S S S N N N N N S S S S 4,59 
Fuente https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ 
HSS Promedio = 4,59 kWh/m2-día = 4,59 h/día 
Ei = 1.770.416 kWh/mes, para los usuarios residenciales del estrato 2 urbano 
N = 30 
HSS = 4,59 h/día 
PR = 0,9 
Reemplazando valores y aplicando la ecuación (1), tenemos que: 
 
𝑷𝑮𝑭𝑽 =
1.770.416
4,59∗3′∗0,9
 (1) 
 
𝑷𝑮𝑭𝑽 = 14.298 𝑘𝑊 
 
7.1.2.2. Paneles solares 
Posteriormente se obtuvo la evaluación de las ventajas y desventajas de los tipos de paneles 
solares fotovoltaicos con el propósito de proyectar que tipo de panel sería el más apto con 
respecto a integración en el departamento de Arauca, teniendo en cuenta el planteamiento de 
un sistema fotovoltaico autónomo conectado a la red eléctrica. Las ventajas y desventajas de 
cada panel se encuentran en la tabla 7. 
INTEGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA 36 
TABLA 7. 
DESCRIPCIÓN, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE PANELES SOLARES 
Tipo de panel Descripción Ventajas Desventajas 
Monocristalino 
Panel azul oscuro cercano a 
negro con conexión de 
células individuales con 
ángulos en las esquinas. 
Creados a partir de silicio 
puro de un solo cristal 
Paneles con mayor eficiencia en 
comparación con los otros tipos. 
A mediano y largo plazo son más 
rentables por su rendimiento 
A corto plazo, son más 
costosos que los otros 
tipos de panel. 
Policristalino 
Paneles de color azul 
intenso con superficie 
estructurada en cristales. 
Creado a partir de silicio 
puro de múltiples cristales 
La elaboración es menos costosa 
que en los paneles 
monocristalinos. 
Captan de manera efectiva la 
radiación difusa (primeras y 
últimas horas de sol) 
La eficiencia de las 
células y el rendimiento 
es menor que en el 
panel monocristalino. 
Requieren más espacio 
que los paneles 
monocristalinos