SilvaLopezJeisonSteven2019

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Diseño de proyecto de Auto-generador de fuente no convencional y renovable de energía 
(Fotovoltaico) para reducir costo del consumo de electricidad en plantel educativo 
universitario en Chía, Cundinamarca. 
Hellen Mayerly Piza Cabiedes y Jeison Steven Silva López 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
Agosto 14 de 2019 
 
 
 
Director: José Ignacio Rodríguez Molano 
 
 
 
Notas de autor 
Hellen Mayerly Piza Cabiedes y Jeison Steven Silva López, Facultad de Ingeniería, 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
La correspondencia relacionada con esta investigación debe ser dirigida a nombre de 
Hellen Mayerly Piza Cabiedes y Jeison Steven Silva López, Universidad Distrital Francisco 
José de Caldas, Carrera 7 # 40b-53, Bogotá, Colombia. 
Contacto: hpiza0238@gmail.com y yeissonsilva@hotmail.com 
 
mailto:hpiza0238@gmail.com
mailto:yeissonsilva@hotmail.com
2 
 
Contenido 
 
Introducción ............................................................................................................................... 9 
Justificación.............................................................................................................................. 11 
1. Objetivos ........................................................................................................................ 14 
1.1. Objetivo General......................................................................................................... 14 
1.2. Objetivos específicos ..................................................................................................... 14 
2. Identificación de la propuesta ........................................................................................ 15 
2.1. Situación problemática ............................................................................................... 15 
2.2. Análisis de involucrados ............................................................................................. 16 
2.3. Árbol de problemas..................................................................................................... 20 
2.4. Árbol de objetivos....................................................................................................... 22 
2.5. Análisis de alternativas ............................................................................................... 24 
2.6. Matriz de marco lógico ............................................................................................... 28 
2.6.1 Resumen Narrativo .................................................................................................. 28 
2.6.2. Indicadores .............................................................................................................. 29 
2.6.3. Medios de verificación............................................................................................ 31 
2.6.4. Supuestos ................................................................................................................ 36 
2.6.5. Matriz de marco lógico ........................................................................................... 37 
3. Estudio de mercado ........................................................................................................ 41 
3.1. Definición del servicio................................................................................................ 41 
3.2. Ciclo de vida del servicio ........................................................................................... 42 
3.3. Análisis de la Demanda (Consumo de energía eléctrica). .......................................... 44 
3.3.1. Distribución geográfica del mercado de consumo .............................................. 44 
3.3.2. Comportamiento histórico de la demanda (Consumo de energía eléctrica) ........ 45 
3.3.3. Proyecciones de la demanda. .............................................................................. 48 
3.4. Análisis de la Oferta ................................................................................................... 52 
3.5. Importaciones de productos ........................................................................................ 54 
3.6. Análisis y método de formación de precios................................................................ 55 
3.6.1. Costo promedio de auto-generador Fotovoltaico. ............................................... 55 
3 
 
3.6.2. Determinación del precio de la energía. .............................................................. 56 
3.7. Canales de comercialización y distribución ............................................................... 60 
3.8. Publicidad y promoción de servicio en el mercado .................................................... 61 
3.9. Pronóstico de ventas ................................................................................................... 61 
3.10. Programa de producción. ........................................................................................ 62 
4. Estudio técnico operativo ............................................................................................... 64 
4.1. Tamaño y localización ................................................................................................ 64 
4.1.1. Localización del proyecto ................................................................................... 64 
4.1.2. Tamaño del proyecto ........................................................................................... 69 
4.2. Ingeniería del proyecto ............................................................................................... 70 
4.2.1. Proceso de producción ........................................................................................ 70 
4.2.2. Maquinaria y equipo............................................................................................ 74 
4.2.3. Distribución de la planta ..................................................................................... 82 
4.2.4. Organización administrativa ............................................................................... 85 
4.3. Programación y planificación ................................................................................. 89 
4.4. Implicaciones económicas del estudio técnico ........................................................... 91 
4.4.1. Capacidad productiva óptima .............................................................................. 91 
4.4.2. Inversiones en equipamiento ............................................................................... 92 
4.4.3. Costos de mano de obra ...................................................................................... 94 
4.4.4. Inversión Inicial del proyecto. ............................................................................. 94 
4.4.5. Costos de operación ............................................................................................ 95 
4.4.6. Diferentes alternativas técnicas del mercado ...................................................... 96 
5. Marco jurídico ................................................................................................................ 98 
6. Evaluación financiera. .................................................................................................. 105 
6.1. Modalidad EPC......................................................................................................... 105 
6.1.2. Caso 1. EPC-sin aplicación de incentivos de renta. ............................................. 108 
6.1.3. Caso 2.1. EPC-Aplicación de incentivos de renta (Deducción de renta en 5 años)
 ............................................................................................................................................. 109 
6.1.4. Caso 2.2. EPC-Aplicación de incentivos (Deducción de renta en 1 año) ............. 110 
6.2. ModalidadPPA......................................................................................................... 111 
6.2.1. Caso 1 PPA-ahorro vs otras alternativas ........................................................... 112 
4 
 
6.2.2. Caso 2.1 PPA-Rentabilidad de vendedor con deducción especial (5 años) ...... 114 
6.2.3. Caso 2.2 PPA-Rentabilidad de vendedor con deducción especial (1 año)........ 115 
6.3. Modalidad construcción Propia ................................................................................ 116 
6.3.1. Caso 1. Modalidad de construcción propia ........................................................... 117 
6.3.2. Caso 2.1. Modalidad de construcción propia con deducción especial de renta (5 
años)..................................................................................................................................... 118 
6.3.3. Caso 2.2. Modalidad de construcción propia con deducción especial de renta (1 
año) ...................................................................................................................................... 120 
6.3.4. Recopilación de análisis de las modalidades. ....................................................... 121 
7. Marco ambiental........................................................................................................... 123 
7.1. Normograma ambiental ............................................................................................ 123 
7.2. Impactos ambientales de Auto-generadores fotovoltaicos ....................................... 124 
7.3. Reducción de CO2 .................................................................................................... 125 
8. Conclusiones ................................................................................................................ 128 
Referencias ............................................................................................................................. 130 
Anexo 1. Recibos de energía 
Anexo 2. Plano del plantel 
Anexo 3. Simulación planta solar 
Anexo 4. Componentes técnicos 
Anexo 5. Flujos de caja 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1. Análisis de Involucrados ............................................................................................ 18 
Tabla 2. Alternativas de solución ............................................................................................. 24 
Tabla 3. Evaluación de alternativas de solución ..................................................................... 26 
Tabla 4. Resumen Narrativo..................................................................................................... 28 
Tabla 5. Indicadores de EML ................................................................................................... 29 
Tabla 6. Medios de verificación ............................................................................................... 32 
Tabla 7. Supuestos .................................................................................................................... 36 
Tabla 8. Matriz de marco lógico .............................................................................................. 37 
Tabla 9. Consumo energético mensual durante el 2017 y 2018 .............................................. 47 
Tabla 10. Proyección del consumo promedio anual (2015-2019) ........................................... 49 
Tabla 11. Proyección de la demanda mensual de 2019 ........................................................... 49 
Tabla 12. Precio actual de la energía convencional en el plantel educativo en 2018............. 59 
Tabla 13. Pronóstico de Ventas................................................................................................ 61 
Tabla 14 .................................................................................................................................... 74 
Tabla 15. Características eléctricas de los paneles fotovoltaicos ........................................... 75 
Tabla 16. Características mecánicas de los paneles fotovoltaicos .......................................... 76 
Tabla 17. Características del inversor ..................................................................................... 78 
Tabla 18. Características eléctricas de los String ................................................................... 84 
Tabla 19. Características eléctricas de los circuitos MPPT del auto-generador.................... 84 
Tabla 20. Cronograma de actividades del proyecto ................................................................ 90 
Tabla 21. Costo de los de equipos del auto-generador fotovoltaico........................................ 92 
6 
 
Tabla 22. Costo de mano de obra ............................................................................................ 94 
Tabla 23. Inversión del proyecto .............................................................................................. 94 
Tabla 24. Costo de energía Fotovoltaica ................................................................................. 95 
Tabla 25. Incentivos tributarios proyectos de energía renovable ............................................ 98 
Tabla 26 .................................................................................................................................... 99 
Tabla 27. Incentivos Tributarios del proyecto EPC............................................................... 106 
Tabla 28. Datos para flujos de caja EPC............................................................................... 107 
Tabla 29. Indicadores financieros CASO 1 EPC ................................................................... 108 
Tabla 30. Indicadores financieros CASO 2.1 EPC ................................................................ 109 
Tabla 31. Indicadores financieros CASO 2.2 EPC ................................................................ 111 
Tabla 32. Indicadores financieros CASO 1PPA .................................................................... 112 
Tabla 33. Incentivos tributarios para inversión neta (sin cargo de utilidad del sub-
contratante) ................................................................................................................................. 114 
Tabla 34.Indicadores financieros CASO 2.1 PPA ................................................................. 115 
Tabla 35. Indicadores financieros CASO 2.2 PPA ................................................................ 116 
Tabla 36. Indicadores financieros CASO 1 modalidad construcción propia ........................ 118 
Tabla 37.Indicadores financieros CASO 2.1 modalidad construcción propia ...................... 119 
Tabla 38.Indicadores financieros CASO 2.2 modalidad construcción propia ...................... 120 
Tabla 39. Normas ambientales de la planta solar ................................................................. 123 
 
 
 
 
7 
 
ÍNDICE DE LAS ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1. Grupos de interés del proyecto. ......................................................................... 17 
Ilustración 2. Árbol de problemas. ........................................................................................... 21 
Ilustración 3. Árbol de objetivos. ............................................................................................. 23 
Ilustración 4. Ciclo del Proyecto. ............................................................................................. 44 
Ilustración 5.Costo de energía convencional. .......................................................................... 57 
Ilustración 6. Programa de producción de la planta solar. ..................................................... 63 
Ilustración 7. Mapa de irradiación Solar................................................................................. 66 
Ilustración8. Planta física del plantel. .................................................................................... 67 
Ilustración 9. Esquema Básico de sistema fotovoltaico interconectado a la red. .................... 71 
Ilustración 10. Esquema Físico de sistema Interconectado a la red. ....................................... 72 
Ilustración 11. Diagrama de sistema Interconectado a la red. ................................................ 73 
Ilustración 12.Curva característica de los paneles solares. .................................................... 76 
Ilustración 13. Dimensiones del panel fotovoltaico. ................................................................ 77 
Ilustración 14.Calibres de Cables AWG. ................................................................................. 81 
Ilustración 15. Disposición física de los paneles. .................................................................... 83 
Ilustración 16.Organigrama del proyecto. ............................................................................... 88 
Ilustración 17. EDT. ................................................................................................................. 89 
 
 
 
 
8 
 
ÍNDICE DE GRÁFICAS 
 
Gráfica 1. Consumo energético mensual del plantel. ............................................................... 47 
Gráfica 2. Proyección del consumo promedio anual para 2019.............................................. 48 
Gráfica 3. Proyección de la demanda Mensual. ...................................................................... 50 
Gráfica 4.Curva característica de la demanda diaria del plantel educativo........................... 51 
Gráfica 5. Proyección Mensual de la oferta - simulación – Helioscope.................................. 53 
Gráfica 6. Proyección Anual de la oferta durante la vida útil de la planta............................. 54 
Gráfica 7. Precio de la energía eléctrica durante la vida útil del proyecto. ........................... 60 
Gráfica 8. Flujo de caja EPC. ................................................................................................ 108 
Gráfica 9.Flujo de caja EPC deducción especial de renta en 5 años. ................................... 109 
Gráfica 10. Flujo de caja EPC deducción especial de renta en 1 año. ................................. 111 
Gráfica 11.Flujo de vendedor de energía fotovoltaica deducción de renta en 5 años. ......... 115 
Gráfica 12. Flujo de vendedor de energía fotovoltaica deducción de renta en 1 año. .......... 116 
Gráfica 13. Flujo de caja de la Universidad si es la constructora de la instalación. .............. 117 
Gráfica 14.Flujo de caja de la Universidad si es la constructora de la instalación con 
posibilidad de deducción de renta en 5 años. ............................................................................. 119 
Gráfica 15. Flujo de caja de la Universidad si es la constructora de la instalación con 
posibilidad de deducción de renta en 1 año. .............................................................................. 120 
 
 
 
9 
 
Introducción 
El siguiente trabajo es resultado de la aplicación de las diversas técnicas y metodologías de 
identificación y formulación de proyectos adquiridas en la especialización de gestión de 
proyectos de ingeniería de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, como proyecto de 
grado para este programa curricular. El proyecto que se identifica y formula a continuación 
pertenece al área de ingeniería eléctrica, cuya la finalidad radica en el diseño, estudio y 
evaluación financiera y ambiental de un auto-generador de suministro de energía por medio de 
una fuente no convencional y renovable en un plantel educativo universitario ubicado en Chía, 
Cundinamarca. 
Por medio de la metodología de marco lógico se encontró la solución más óptima dentro de 
las varias alternativas que se tienen de fuentes no convencionales y renovables de energía que se 
plantearon dentro de las posibilidades que podrían cumplir el objetivo general, el cual es diseñar 
un proyecto de auto-generador que usa una fuente alternativa de energía dentro del plantel para 
reducir el costo del consumo de electricidad del plantel educativo. 
En base a la solución escogida (auto-generador fotovoltaico), se realizó un estudio de 
mercado para determinar las condiciones y tendencias de consumo energético que dimensionan 
la producción requerida por el auto-generador, siendo parámetros para el planteamiento técnico 
del proyecto y así mismo para la identificación de los costos, que se contrastaron en la 
evaluación financiera con el valor generado por el proyecto para conocer la tasa interna de 
retorno y el periodo de recuperación de la inversión en las distintos escenarios de financiamiento 
que ofrece el mercado, además sumado a los incentivos propuestos por la ley 1715 de 2014 con 
el fin de determinar la viabilidad financiera del proyecto diseñado. 
10 
 
Para finalizar se realizó una identificación de los impactos ambientales positivos de este tipo 
de proyectos, los cuales dan valor agregado que en conjunto con una viabilidad financiera pude 
resultar en un proyecto de impacto económico, social y ambiental atractivo para su 
materialización y replicación en otro tipo de instituciones y sectores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Justificación 
Desde aquel momento en que la energía eléctrica se volvió piedra angular del desarrollo de la 
sociedad, el mundo ha buscado la forma de obtenerla de la manera más eficiente, y Colombia no 
es la excepción, desde que se comenzó a comercializar la energía eléctrica a finales del siglo 
XIX en el país (BelloYBeltrán, 2010), este se ha caracterizado por el uso de sus recursos hídricos 
como fuente de generación, así como por el uso de combustibles fósiles para plantas térmicas, 
siendo estos los dos componentes principales de la matriz eléctrica, que dado la crisis energética 
de los años 70’s, las grandes hidroeléctricas tienen una mayor proporción (Fallis, 2013), donde 
matriz de electricidad está dada en un 70% por la Hidroelectricidad, sin embargo la matriz de 
consumo energética general del país (2016) muestra gran dependencia a los combustibles fósiles. 
Este comportamiento es muestra de la tendencia mundial, donde los combustibles fósiles 
proporcionan el 81% (2016) de la energía consumida por la población del planeta, lo cual ha 
acarreado a varios problemas de tipo geopolítico, económico y ambiental, entre ellos el cambio 
climático producido por la emisión de gases invernadero (UPMEandBID, 2015) y la limitación 
de recurso, que han puesto en evidencia la necesidad inminente de una transición energética 
hacia fuentes de energías que impacten de menor manera el ambiente en el proceso de 
transformación para su uso y provengan de fuentes renovables (KJ, 2015). 
En Colombia como en el mundo, el uso de energías no convencionales han sido temática de 
discursos de avance y desarrollo, dando como resultado que para el 2016 la electricidad generada 
a nivel global por fuentes renovables representaba un 23,7% , en sentido a fortalecer esta 
iniciativa en el país se creó una normativa con el fin de impulsar el uso de este tipo de energías, 
la ley 1715 de 2014, que abrió la puerta a varias perspectivas de cambio y oportunidades para la 
12 
 
generación de electricidad, premisa en la cual está basado el proyecto que se desarrolla en este 
documento. 
Esta normativa de sentido ambiental, tiene como herramientas fundamentos económicos que 
dan una favorabilidad financiera a estos proyectos, puesto que el precio de la energía eléctrica en 
Colombia ha tendido al alza durante los últimos años, debido a que el mayor componente de la 
matriz energética es hídrico, lo cual deja a la oferta eléctrica expuesta a factores exógenos que 
afectan las reservas de agua, lo que ha llevadoa racionamientos y amenazas en años anteriores. 
(Proyección de la demanda eléctrica en Colombia) (UPME, 2015), basados en incentivos la 
norma tiene como fin un aumento en la creación de generadores con fuentes alternativas, que 
como resultado se comienza a observar el nacimiento de una industria que ya ha sido explotada 
en otros países del mundo, y que en Colombia ya es una realidad que ha llegado a apoyar al 
sistema nacional energético. (Velásquez, 2017). 
Los incentivos dados en la ley, que comprenden desde el descuento del 50% del proyecto de 
la renta líquida para la deducción de impuesto de la renta, hasta la exclusión de IVA y aranceles, 
que terminan sumando un margen de ahorro de hasta aproximadamente 35% al proyecto (UPME, 
2014), han hecho que los periodos de recuperación de la inversión de este tipo de proyectos se 
encuentren entre 4-5 años, frente a una vida útil de más de 25 años, a un precio del kWh más 
bajo comparado al ofrecido en la red pública por los operadores de red (que crece año tras año). 
 En el plantel educativo en Chía, Cundinamarca, analizar la viabilidad financiera por el tipo de 
institución la cual no declara renta, tiene un valor agregado como caso de estudio puesto que 
servirá como punto de referencia de los efectos positivos económicos de estos tipos de proyectos 
en distintos sectores productivos, además de una propuesta de valor a la conciencia que 
13 
 
promueven los centro académicos como centros de desarrollo social los cuales deberían ser 
ejemplo del tránsito hacia esta forma de desarrollo sostenible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
1. Objetivos 
1.1. Objetivo General 
Diseñar proyecto de autogeneración de electricidad a partir de fuente no convencional y 
renovable de energía con el fin de reducir el valor de consumo de energía para plantel educativo 
universitario en Chía con consumo promedio anual de 82800 kWh, bajo el marco normativo de 
la ley 1715 de 2014 y la CREG 030 del 2018. 
1.2. Objetivos específicos 
- Identificar la fuente de energía no convencional y renovable más conveniente dado las 
condiciones geográficas, económicas y técnicas que posee el plantel educativo en Chía 
Cundinamarca. 
- Establecer la producción adecuada de energía para garantizar el máximo suministro diurno 
posible, caracterizando las condiciones de consumo energético del plantel educativo. 
- Plantear el diseño técnico óptimo para garantizar el cubrimiento de la demanda encontrada 
en el estudio de mercado, sujeto a disponibilidad de espacios y normas vigentes de 
interconexión. 
- Encontrar la opción financiera pertinente para el desarrollo del proyecto de acuerdo con los 
efectos de los incentivos propuestos en la ley 1715 y los modelos actuales de negocio de energía 
ofrecidos en el mercado dado la fuente alternativa escogida. 
- Identificar la reducción de emisiones de gases efecto invernadero por la producción de 
energía del auto-generador, con el fin de validar los efectos ambientales del proyecto y los 
beneficios a los que podrá acceder el plantel por su construcción. 
15 
 
2. Identificación de la propuesta 
2.1. Situación problemática 
Con la urgencia de acciones por parte del hombre para mitigar los impactos ambientales que 
están afectando gravemente al planeta, se han creado diversas formas de aprovechamiento de 
fuentes de energía de manera amigable con el ambiente, en esta corriente el uso de fuentes de 
energía renovables y no convencionales para la producción de electricidad es una realidad cada 
vez más presente en países de la región como Chile y México; y por esto en Colombia se 
comienzan a ver esfuerzos por el uso de estas tecnologías en distintos sectores de la sociedad, 
entre estos el sector educativo más específicamente el de educación superior, por su labor de 
formación se ha visto en la obligación moral de plantearse la posibilidad de implementar 
sistemas de producción de electricidad con el aprovechamiento de fuentes energéticas no 
convencionales, por lo que es común encontrarse en el mercado de las energías renovables con 
universidades en busca de servicios para el diseño de plantas de electricidad a partir de estas 
fuentes, donde aparte del estudio técnico que se requiere para la elaboración del proyecto se hace 
necesario estudiar los incentivos dados en el marco normativo de la “LEY 1715 de 2014”, para 
promover el uso de energías alternativas, que buscan potencializar el desarrollo de nuevas 
actividades económicas, y mejorar la calidad y la sostenibilidad de la prestación de servicios 
básicos energéticos (Rojas Florez, 2015), y cuyo aprovechamiento hace que se presenten 
oportunidades de inversión con retornos rápidos para reducir los costos del consumo de energía 
eléctrica convencional usando auto-generadores de FNCER (Fuentes no convencionales de 
energía renovable) interconectados a la red. 
Debido las nuevos marcos normativos de regulación acerca de energías renovables para 
Colombia, nace la oportunidad e interés de reducir los costos del consumo de energía eléctrica 
16 
 
por parte de un plantel educativo universitario en el municipio de Chía, Cundinamarca con un 
consumo promedio anual de 82800 kWh, y horario de funcionamiento de 7am-6pm (Codensa, 
2018), con una planta auto generadora que funcione con fuentes renovables, que además 
contribuya al medio ambiente disminuyendo las emisiones de CO2 (Resolución 857 de 2015), así 
como a la labor de formación social que cumple al ser partícipe de desarrollo de técnicas de 
producción limpias que ayuden a la sostenibilidad del plantel, del municipio como de todo del 
planeta. Dado esto se hace necesario el estudio de diversas alternativas para suplir el 
requerimiento del plantel dado su ubicación y función, así como costo y disponibilidad del 
recurso del cual se va a generar electricidad, con el fin de determinar la solución en la cual se 
desarrollará el proyecto. 
2.2.Análisis de involucrados 
Los involucrados en esta situación de oportunidad en la cual se piensa desarrollar el proyecto, 
están encabezados por los agentes con relación directa a la Universidad, como ente favorecido 
del desarrollo del proyecto, la cual como toda institución tendrá consejo, junta directiva o 
administrativa que tome las decisiones sobre la inversión sobre la infraestructura y una 
comunidad académica compuesta por estudiantes y profesores, que serán terceros involucrados y 
afectados dado que usan el plantel educativo como espacio formador. 
Existen agentes gubernamentales que están involucrados por el tipo de proyecto dado que 
regulan y están interesados en la creación de este tipo de proyectos, como son la UPME como 
ente evaluador técnico y como el ANLA como este evaluador ambiental (UPME, 2014). 
Existen agentes prestadores del servicio que busca reemplazar en proyecto y que en este caso 
son verificadores de la seguridad de la red como administradores de la misma, en este caso es la 
empresa de distribución de Bogotá y Cundinamarca, Enel-Codensa (Codensa, 2018). 
17 
 
Existen empresas prestadoras de la ejecución del proyecto que determinarán las ofertas de 
financiamiento para la materialización del proyecto. 
 
Ilustración 1. Grupos de interés del proyecto. 
(Elaboración propia) 
 
A los involucrados presentados en la Ilustración 1, se les realizo una evaluación en términos 
de fuerza y expectativa sobre el proyecto, para analizar su poder de impacto o afectación en el 
desarrollo del proyecto, estos basados en una ponderación subjetiva preliminar de acuerdo al rol 
de cada agente dentro del proyecto, los pros y contras que podría tener al materializarlo como se 
ve en la tabla 1, donde se realiza una calificación de -5 a 5 en expectativa siendo la escala 
negativa una percepción de des-favorabilidad hacia la creación del proyecto y la escala positiva 
con 0 como medida de no importancia y 5 de graninterés en el proyecto; en fuerza se evalúo en 
una escala de uno 1 a 5 el poder de decisión sobre la realización del proyecto, siendo 1 un poder 
nulo de decisión y 5 la máxima fuerza de autoridad sobre la materialización del proyecto. 
 
18 
 
Tabla 1. Análisis de Involucrados 
 
Involucrados Expectativa Fuerza Resultante 
Comunidad académica (estudiantes, profesores) 5 2 10 
Consejo administrativo de la Universidad 5 5 25 
Empresas desarrolladoras de proyectos de generación 
distribuida 
5 3 15 
Enel-Codensa (operador de red) -1 4 -4 
UPME (Unidad de planeación minero-energética) 5 5 25 
Proveedores de materiales 5 2 10 
ANLA (Agencia nacional de licencias ambientales) 5 5 25 
Nota: Elaboración propia. El resultado de la calificación proviene de un análisis cualitativo de la percepción que 
podrían tener los involucrados dado las premisas en las que se desarrollara el proyecto y la extracción de 
información de las referencias presentes en el documento 
 
Los estudiantes de este plantel educativo privado en Chía Cundinamarca, al igual que sus 
profesores son un grupo expectativo por la innovación y el impacto ambiental que representan 
las energías renovables, sin embargo, el poder de las decisiones sobre el proyecto es bajo, pues 
las directivas son las que deciden sobre la infraestructura de la universidad, lo que los convierte 
un grupo expectante que presenta apoyo al proyecto. 
El consejo administrativo de la universidad compuesto por los directivos del plantel es un 
grupo expectante por todos los beneficios que pueden obtener con el desarrollo del proyecto, y 
en ellos está la decisión de la realización, por eso se considera un grupo decisivo que presenta 
apoyo al proyecto1. La expectativa se da en gran medida por la ley 1715 del 2014, que impulso la 
creación de nuevos modelos de negocio de generación de energía a partir de fuentes alternativas, 
creando también expectativa por parte de las empresas creadoras de este tipo proyecto, cuyo 
 
1 https://www.unbosque.edu.co/nuestro-bosque/directivos 
https://www.unbosque.edu.co/nuestro-bosque/directivos
19 
 
poder de decisión sobre el proyecto es medio debido a que si bien no son la que decidirán la 
materialización del proyecto, su propuestas económicas impactan la misma (CELSIA, 2018). 
Los operadores de red, pueden presentar baja expectativa en que estos proyectos se 
desarrollen sin embargo, poseen un elevada fuerza en el proyecto por ser uno de sus avaladores 
técnicos, podrían ser un grupo decisivo con apoyo negativo, sin embargo, la ley establece que no 
pueden poner ningún impedimento no justificable porque será obstrucción al desarrollo de los 
proyectos como lo dice la CREG 038 de 20182 donde se les concede la potestad de decidir los 
aspectos técnicos de la interconexión a la red de distribución. 
La UPME3, es la entidad encargada de avalar el proyecto en primera instancia para la 
certificación de acceso a los incentivos dados por la ley 1715 de 2014, que dan viabilidad al 
proyecto desde el punto de vista financiero, además que, a favor de su función nacional, que es 
planificar el desarrollo energético del país, contempla a las energías renovables como clave para 
el desarrollo, por lo que son un grupo de gran expectativa y poder decisión en apoyo al proyecto. 
Con el nacimiento de este nuevo mercado, los proveedores verán con gran expectativa un 
mercado joven en Colombia, que traerá nuevas oportunidades de negocio, por eso presentan una 
expectativa alta, pero su poder de decisión sobre el proyecto en casi nulo, son un grupo 
expectante de apoyo al proyecto (UPME, 2014) 
La ANLA4, es la entidad encargada de avalar al proyecto en segunda instancia como 
certificadora de beneficios tributarios a proyectos que generen impactos positivos al medio 
ambiente, por lo que se les encargo dar el certificado final luego del aval de la UPME a 
proyectos de generación con fuentes alternativas, para acceder a los beneficios tributarios, este 
 
2http://apolo.creg.gov.co/Publicac.nsf/1c09d18d2d5ffb5b05256eee00709c02/71e64d5b21da40e80525828300
78b66e?OpenDocument 
3 http://www1.upme.gov.co/Paginas/Energias -renovables.aspx 
4 http://www.anla.gov.co/Noticias-ANLA/ANLA-actor-en-el-desafio-de-las-energias-renovables-no-
convencionales 
http://apolo.creg.gov.co/Publicac.nsf/1c09d18d2d5ffb5b05256eee00709c02/71e64d5b21da40e8052582830078b66e?OpenDocument
http://apolo.creg.gov.co/Publicac.nsf/1c09d18d2d5ffb5b05256eee00709c02/71e64d5b21da40e8052582830078b66e?OpenDocument
http://www1.upme.gov.co/Paginas/Energias-renovables.aspx
http://www.anla.gov.co/Noticias-ANLA/ANLA-actor-en-el-desafio-de-las-energias-renovables-no-convencionales
http://www.anla.gov.co/Noticias-ANLA/ANLA-actor-en-el-desafio-de-las-energias-renovables-no-convencionales
20 
 
un grupo de altas expectativas por la labor que realiza y de alta fuerza de decisión por ser la 
instancia final de certificación del proyecto para acceder a los incentivos que los vuelven 
rentables. 
2.3.Árbol de problemas 
Dado la situación problémica definida se perfila el problema del cual se crea la necesidad u 
oportunidad de la elaboración del proyecto, identificando las causas y las consecuencias que este 
genera, como puede verse en la ilustración 1, cuyo diagrama se conoce como árbol de problemas, 
siendo el centro del diagrama el problema principal, el cual se basa en la participación nula del 
plantel en el uso de energías alternativas, de los cuales se derivan varias consecuencias como la 
contribución a la emisión de gases efecto invernadero, los elevados costos por el consumo de 
energía convencional y el riesgo a enfrentarse a racionamiento dado la matriz energética con la 
que se cuenta en el país (Mateus, 2016). 
Este problema proviene de distintas causas como la falta de credibilidad, cultura y 
conocimiento de fuentes alternativas, así como la poca participación de los gobiernos en 
promover de manera masiva el uso como solución para la degradación de la vida en planeta, 
además de la alta dependencia a fuentes hídricas y combustibles fósiles, los cuales son el 
sustento general del país. 
Estas consecuencias y causas son las generadoras de los objetivos de creación del proyecto y a 
los cuales se les plantearan distintas alternativas de acción que serán valoradas para encontrar la 
opción más óptima desarrollando un estudio de mercado, un estudio técnico, una evaluación 
financiera y ambiental en sentido de construir un proyecto que pueda solucionar el problema aquí 
planteado. 
21 
 
 
Ilustración 2. Árbol de problemas. 
(Elaboración Propia) 
22 
 
2.4.Árbol de objetivos. 
Una vez identificado los problemas en el árbol anterior se encuentra el objetivo principal del 
proyecto, que está dado por fines y acciones para su cumplimiento, para esto se reformula el 
problema a una acción positiva, es decir para el proyecto el objetivo central es la participación 
activa del plantel en el uso de energías alternativas, a través de medios como el de la 
construcción de auto-generadores que aprovechen este tipo de fuentes y logren reducir los costos 
elevados de energía, la dependencia a recursos hídricos y a posibles racionamientos, además de 
contribuir a la lucha contra el cambio climático. Esta estructura se puede observar en la 
Ilustración 2. Árbol de objetivos, donde por medio de un diagrama de árbol se construye un 
boceto para el cumplimiento del objetivo y las soluciones a las consecuencias encontradas en el 
punto anterior. 
23 
 
 
Ilustración 3. Árbol de objetivos. 
(Elaboración propia) 
 
24 
 
2.5. Análisis de alternativas 
Dado las acciones declaradas en el árbol de objetivos, se plantea el medio para lograr el fin 
principal del proyecto que es la participación del plantel en el uso de energías renovables, este es 
la construcción de auto-generadoresque aprovechen las fuentes renovables y no convencionales 
que están al alcance del plantel, las cuales son: 
- Energía eólica 
- Energía solar fotovoltaica 
- Energía a partir de Biomasa 
- Energía generada por PCH (pequeña central hidráulica) 
Cada fuente de energía renovable representa una alternativa de solución, estas fuentes son 
consideradas renovables, alternativas y no convencionales por que no generan impacto ambiental 
negativo, tienen carácter ilimitado o renovable (Biomasa) (Instituto tecnológico de canarias, 
2008). La evaluación de las alternativas se hará basados en factores claves que determinan la 
viabilidad técnica del uso de los recursos y el costo de la solución. En la tabla 2 se realiza la 
descripción de las alternativas y su funcionamiento. 
 
Tabla 2. Alternativas de solución 
Alternativa Fuente de energía Funcionalidad 
Auto-generador eólico Aprovechamiento de la 
fuerza del viento (Cueva, 
2015). 
Por medio de aerogeneradores 
se usa la fuerza del viento para 
generar movimiento, que será 
usado para generar energía 
eléctrica (Cueva, 2015). 
Auto-generador solar 
fotovoltaica 
Aprovechamiento de la luz 
solar. (Perpiñán ,2018) 
Por medio de paneles solares, 
que usan la luz del sol para 
generar electricidad DC, que es 
25 
 
convertida a corriente alterna 
por medio de inversores. 
(Perpiñán ,2018) 
Auto-generador térmico de 
Biomasa 
Aprovechamiento de materia 
orgánica como residuos 
agrícolas (Aldomá, 2016). 
Por medio de la combustión de 
residuos orgánicos o material 
cultivado para este fin se puede 
generar electricidad a través de 
vapor producido por el calor 
generado a través de un 
generador térmico (Aldomá, 
2016). 
Auto-generador PCH 
(pequeña central hidráulica) 
Aprovechamiento de 
pequeños saltos de agua 
(Torres, 2013). 
Aprovechando la diferencia de 
altura de pequeños afluentes de 
agua, se puede construir una 
pequeña central hidráulica que 
usa el movimiento del agua para 
generar electricidad (Torres, 
2013). 
Nota: Elaboración propia. En esta tabla se hace una recuento conceptual de los diferentes tipos de fuentes de 
energías renovables analizados . 
 
Para evaluar las anteriores alternativas se consideraron 3 factores claves que afectarían la 
viabilidad de construcción de un proyecto, estas son: disponibilidad del recurso dado la 
ubicación del plantel, el nivel de cubrimiento de consumo que puede soportar un auto-generador 
dado las condiciones del recurso y el costo de la alternativa. Se realizó una evaluación 
cualitativa, donde la disponibilidad del recurso se midió en una escala de (alta, baja, nula), el 
cubrimiento de la demanda en (Total, parcial) y el costo de la alternativa en (alto, medio bajo). 
26 
 
 
Tabla 3. Evaluación de alternativas de solución 
Evaluación de Alternativas Disponibilidad del 
recurso 
Cubrimiento de la 
demanda 
Costo de la 
alternativa 
Auto-generador eólico BAJA PARCIAL ALTO 
Auto-generador Fotovoltaico ALTO PARCIAL MEDIO 
Auto-generador térmico de 
Biomasa 
BAJA TOTAL ALTO 
Auto-generador PCH (pequeña 
central hidráulica) 
NULO TOTAL ALTO 
Nota: Elaboración propia. Esta evaluación cualitativa dará la mejor fuente alternativa para el auto-generador en el 
plantel educativo. 
 
El recurso eólico en la ubicación del plantel educativo es bajo puesto que para generar energía 
eléctrica los aerogeneradores necesitan entre 3-5 m/s (Cueva, 2015), donde según ATLAS DE 
VIENTO (IDEAM 2016) está entre 2-2,4 m/s, insuficiente para la generación de energía y 
debido a esto la falta del recurso imposibilita su elección, sacando esta alternativa de las 
opciones posibles para el plantel, aparte los diseños eólicos para generación a pequeña escala no 
son muy comunes por sus altos costos. 
El recurso solar en la ubicación de plantel educativo es suficiente para la generación de la 
energía eléctrica, pues partir de una irradiación de 200 kW/m2 los paneles generan electricidad 
(AEMET, 2005) , y en lugar se tiene una irradiación de 1569.7 kW/m2 (IDEAM, 2019), sin 
embargo en las horas de noche no se tendría generación solar, por lo cual una alternativa sería 
almacenar energía a través de baterías la cuales en términos de costo incrementan los precios de 
los proyectos, por eso el auto-generador propuesto es un generador Grid-tie el cual esta 
interconectado a la red y funcionará en las horas donde exista luz solar, que es coincidente con 
el mayor consumo del plantel, y sus costos no son altos en comparación con el uso de baterías o 
generadores eólicos (UPME, 2015). 
27 
 
La utilización de la biomasa para la generación de energía necesita un suministro constante, lo 
cual podría ser posible con un proveedor pues generarlo por la institución no sería posible dado 
la funcionalidad de la organización que es enseñar y producirlo como opción requeriría terrenos 
que no serían viables por el contexto en el que se planteó la situación problémica del proyecto, 
adicional la compra genera un costo en materia prima que no es necesario en los otros tipos de 
fuentes por la proveniencia del recurso. 
Las PCH requieren una fuente fluvial para su construcción, en la cual debe haber diferencias 
de alturas con las que se genera la energía potencial que genera el movimiento del agua (Torres, 
2013), en las cercanías del plantel no se encuentran ríos con estas características, por ser un 
terreno de sabana (Ortiz, 2015), es decir no se cuenta con el recurso lo que imposibilita la 
materialización de esta opción. 
Dado lo expuesto se tendrían dos alternativas para la construcción del auto-generador el 
recurso de biomasa y recurso solar-fotovoltaico, por lo cual se requiere comparar los factores 
evaluados; en cuanto la disponibilidad del recurso se tiene una ventaja con el solar fotovoltaico 
pues no se requieren costos para su obtención, que sumado a los costos asociados por las áreas 
necesarias para el generador térmico, dan como resultado que los proyectos de biomasa sean más 
costosos y viables para zonas donde no se tiene acceso a una red eléctrica centralizada (García, 
Corredor, Calderón y Gomez, 2013) y que la ventaja de cubrir el consumo total tiene una 
necesidad fundamental de la población, que no es el caso del plantel el cual busca una reducción 
en costos de la energía. Según lo expuesto, la alternativa escogida es el auto-generador solar 
fotovoltaico, que se dimensionará y presupuestará para estudiar su viabilidad técnica y financiera 
además de concluir si es una solución óptima para cumplir el fin expuesto en la sección anterior 
y en los objetivos del proyecto. 
28 
 
2.6. Matriz de marco lógico 
2.6.1 Resumen Narrativo 
Establecido el medio para lograr el propósito principal de proyecto el cual es la solución del 
auto-generador fotovoltaico, se hace necesario plantear los componentes (resultados) y acciones 
que se requieren para desarrollarlo como se muestra en la tabla 4, en la cual se muestran que los 
dos fines principales del proyecto que son la reducción del costo de la energía eléctrica 
consumida por el plantel (F.1.) y la contribución al medio ambiente (F.2.), dados a la utilización 
de energías alternativas en la universidad con el desarrollo de un auto-generador fotovoltaico, 
que requieren de dos componentes fundamentales la realización de un estudio técnico-financiero 
(C.1), y el estudio de impacto de huella de CO2 (C.2), que a su vez necesitan de una serie de 
acciones para su ejecución, como por ejemplo la determinación del recurso solar o el estudio de 
las estadísticas de reducción de CO2. 
Tabla 4. Resumen Narrativo 
Resumen narrativo 
F.1. Reducción del costo de energía eléctrica consumida por el plantel educativo 
F.2. Contribución al medio ambiente por la reducción de emisiones de C02. 
P 
Utilización de energías alternativas en plantel educativo universitario en Chía, 
Cundinamarca con el desarrollo de un auto-generadorsolar 
C.1. 
Propuesta técnica y financiera detallada de planta solar-Fotovoltaica de acuerdo 
con las condiciones del plantel educativo universitario en Chía, Cundinamarca. 
C.2. Estudio de ahorro de huella de C02, por el posible desarrollo de la planta. 
A.1.1. Determinar el recurso solar disponible en la zona de ubicación del plantel. 
A.1.2. Determinar el consumo energético de la institución 
A.1.3. 
Determinar el consumo energético posible a cubrir por la planta solar-
fotovoltaica 
A.1.4. Realizar diseño técnico de la planta solar-fotovoltaica encontrada 
A.1.5. Estudiar modalidad EPC para el proyecto 
A.1.6. Estudiar modalidades PPA para el proyecto 
A.1.6. 
Comparación de las diferentes modalidades económicas para el desarrollo de la 
planta solar 
A.2.1. Estudiar las estadísticas de emisiones de CO2 generadas por kWh producido 
A.2.2. 
Estudiar el posible impacto ambiental a la reducción de emisiones de CO2 con la 
planta solar 
29 
 
A.2.3. 
Determinar posibles beneficios y certificaciones por utilizar una técnica de 
producción limpia como la planta Solar 
Nota: Elaboración propia. 
 
2.6.2. Indicadores 
Para la medición del cumplimiento de la finalidad de las acciones, componentes y fines 
enunciados en el seccional anterior, es necesario plantear indicadores que serán fuente de 
información de toma de decisiones y reflejo del proyecto, como se ve en la tabla 5, donde se 
proponen metas que serán parámetros del diseño y alcance del proyecto. 
Tabla 5. Indicadores de EML 
Nivel Resumen 
narrativo 
Indicador Meta final Resultados parciales 
año 1 año 29 (vida 
útil) 
Fin F.1. Reducción del 
costo de 
energía 
eléctrica 
consumida por 
el plantel 
educativo 
F.1.1. Costo de energía 
eléctrica pagada al 
operador de red 
55% menos del 
promedio facturado 
 
F.2. Contribución 
al medio 
ambiente por 
la reducción 
de emisiones 
de C02. 
F.2.1. Ahorro de huella de 
CO2 
Mayor a Kg C02 
anual 
 
 
 
 
Propósito P Utilización de 
energías 
alternativas en 
plantel 
educativo 
universitario 
en Chía, 
Cundinamarca 
con el 
desarrollo de 
una planta 
solar 
P.1. Cubrimiento de 
energía consumida por 
planta solar 
MAYOR A 50% del 
consumo de la 
institución 
 
P.2. Gasto en 
mantenimiento anual de la 
planta. 
MENOR A 10.25 
USD por kWh 
 
P.3. Número de 
interrupciones de la planta 
por mal funcionamiento 
MENOR A 2 
interrupciones 
anuales 
 
P.4. Informes de 
producción de la planta 
uno semestral 
Component
e 
C.1. Propuesta 
técnica y 
financiera 
detallada de 
planta solar-
Fotovoltaica 
de acuerdo 
C.1.1. Número de paneles 
fotovoltaicos instalados 
120 
C.1.2. Área ocupada por 
paneles fotovoltaicos 
300 m2 
C.1.3. Energía producida 
por la planta anualmente 
Medición anual 
30 
 
con las 
condiciones 
del plantel 
educativo 
universitario 
en Chía, 
Cundinamarca
. 
C.1.4. TIR en modalidad 
EPC 
X 
C.1.4. TIR en modalidad 
PPA 
X 
C.1.5. VAN en modalidad 
EPC 
X 
C.1.6. PRI en modalidad 
EPC 
X 
C.1.7. PRI en modalidad 
PPA 
X 
C.2. Estudio de 
ahorro de 
huella de C02, 
por el posible 
desarrollo de 
la planta. 
C.2.1. Factor de emisión 
por CO2 ahorrado 
mensualmente 
X 
C.2.2. Numero de 
certificaciones que se 
pueden obtener por ahorro 
de huella de carbono 
X 
Actividades 
A.1.1
. 
Determinar el 
recurso solar 
disponible en 
la zona de 
ubicación del 
plantel. 
Irradiación promedio anual 1569,7 kW/m2 
A.1.2
. 
Determinar el 
consumo 
energético de 
la institución 
KWh promedio anual X 87.91
1 
 
A.1.3
. 
Determinar el 
consumo 
energético 
posible a 
cubrir por la 
planta solar-
fotovoltaica 
KWh promedio anual X 50.91
1 
43.340 
A.1.4
. 
Realizar 
diseño técnico 
de la planta 
solar-
fotovoltaica 
encontrada 
Diseño simulado en 
software 
Helioscope 
A.1.5
. 
Estudiar 
modalidad 
EPC 
Flujo de caja 
A.1.6
. 
Estudiar 
modalidad 
PPA 
Flujo de caja 
A.1.7
. 
Comparación 
de las 
diferentes 
modalidades 
económicas 
para el 
desarrollo de 
la planta solar 
Mejor alternativa para la 
universidad 
X 
31 
 
A.2.1
. 
Estudiar las 
estadísticas de 
emisiones de 
CO2 
generadas por 
kWh 
producido 
Factor de ahorro de huella 
de carbono por energía 
solar 
X 
A.2.2
. 
Estudiar el 
posible 
impacto 
ambiental a la 
reducción de 
emisiones de 
CO2 con la 
planta solar 
Posible reducción del CO2 X 
A.2.3
. 
Determinar 
posibles 
beneficios y 
certificaciones 
por utilizar 
una técnica de 
producción 
limpia como 
la planta Solar 
Certificaciones existentes X 
Nota: Elaboración propia. 
 
2.6.3. Medios de verificación 
Para el cálculo de indicador es necesario disponer de información proveniente del proyecto, 
por eso es necesario tener mapeado las fuentes en las cuales se podrá encontrar esta información, 
lo que es conocido como medíos de verificación, los cuales para el proyecto se mencionan en la 
tabla 6 en la estructura planteada a nivel de finalidad, propósito, componente y acción que se esta 
manejando. 
32 
 
Tabla 6. Medios de verificación 
Nivel Resumen narrativo Indicador 
Medios de verificación 
Fuentes de información 
Método de 
recolección 
Método de 
análisis 
Frecuencia Responsable 
Fin 
F.1. 
Reducción del costo de energía 
eléctrica consumida por el plantel 
educativo 
F.1.1. Costo de energía 
eléctrica pagada al 
operador de red 
Contador de energía 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Anual Universidad 
F.2. 
Contribución al medio ambiente por 
la reducción de emisiones de c02. 
F.2.1. Ahorro de huella de 
CO2 
Factor según 
normativa actual 
Calculo de 
producción por 
factor 
Estadístico Anual Universidad 
Propósito P 
Utilización de energías alternativas 
en plantel educativo universitario en 
chía, Cundinamarca con el desarrollo 
de una planta solar 
P.1. Cubrimiento de 
energía por planta solar 
Contador de energía, 
Facturas de energía del 
operador de red 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
P.2. Gasto en 
mantenimiento anual de la 
planta. 
Facturas y honorarios 
por gastos incurridos 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Universidad o 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
P.3. Número de 
interrupciones de la planta 
por mal funcionamiento 
Registro de inversores 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Universidad o 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
P.4. Informes de 
producción de la planta 
Registro de inversores, 
Registro de Contadores 
y facturas de energía 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Universidad o 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
Componentes C.1. 
Propuesta técnica y financiera 
detallada de planta solar-fotovoltaica 
de acuerdo a las condiciones del 
plantel educativo universitario en 
C.1.1. Numero de paneles 
fotovoltaicos instalados 
Registro de compras de 
paneles y certificación 
Retie 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
33 
 
Chía, Cundinamarca. 
C.1.2. Área ocupada por 
paneles fotovoltaicos 
Medidas e informes de 
gestión 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.3. Energía producida 
por la planta 
Registro de contadores 
e inversores 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.4. TIR en modalidad 
EPC 
Datos financieros de la 
propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Única 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.4. TIR en modalidad 
PPA 
Datos financieros de la 
propuesta desarrollada 
Recolección de 
registrosEconómico Única 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.5. VAN en modalidad 
EPC 
propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Única 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.6. PRI en modalidad 
EPC 
propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Única 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.1.7. PRI en modalidad 
PPA 
propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Única 
Universidad y 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
34 
 
C.2. 
Estudio de ahorro de huella de C02, 
por el posible desarrollo de la planta. 
C.2.1. Factor de emisión 
por CO2 ahorrado 
mensualmente 
Normativas nacionales 
e internacionales 
Análisis 
normativo 
Simple 
verificación 
Anual 
universidad o 
empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
C.2.2. Numero de 
certificaciones que se 
pueden obtener por ahorro 
de huella de carbono 
Normativas nacionales 
e internacionales 
Análisis 
normativo 
Simple 
verificación 
Anual Universidad 
Actividades 
A.1.1. 
Determinar el recurso solar 
disponible en la zona de ubicación 
del plantel. 
Irradiación promedio anual 
Altas de radiación 
solar y software de 
monitoreo satelital 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Mensual 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.2. 
Determinar el consumo energético de 
la institución 
KWh promedio anual Facturas de energía 
Recolección de 
registros 
Estadístico Mensual 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.3. 
Determinar el consumo energético 
posible a cubrir por la planta solar-
fotovoltaica 
KWh promedio anual propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Estadístico Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.4. 
Realizar diseño técnico de la planta 
solar-fotovoltaica encontrada 
Diseño simulado en 
software 
Propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Ingeniería de 
diseño 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.5. Estudiar modalidad EPC Flujo de caja Propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Anual 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.6. Estudiar modalidad PPA Flujo de caja Propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Económico Anual 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.1.7. 
Comparación de las diferentes 
modalidades económicas para el 
desarrollo de la planta solar 
 
Mejor alternativa para la 
universidad 
Propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
35 
 
A.2.1. 
Estudiar las estadísticas de emisiones 
de CO2 generadas por kWh 
producido 
Factor de ahorro de huella 
de carbono por energía 
solar 
Normativas nacionales 
e internacionales 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Anual 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.2.2. 
Estudiar el posible impacto 
ambiental a la reducción de 
emisiones de CO2 con la planta solar 
Posible reducción del CO2 Propuesta desarrollada 
Normatividad y 
casos similares de 
ejecución 
Calculo 
técnico 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
A.2.3. 
Determinar posibles beneficios y 
certificaciones por utilizar una 
técnica de producción limpia como la 
planta Solar 
Certificaciones existentes Propuesta desarrollada 
Recolección de 
registros 
Simple 
verificación 
Única 
Empresa 
desarrolladora del 
proyecto 
Nota: Elaboración propia. 
36 
 
2.6.4. Supuestos 
Una vez definido los fines, el propósito, los componentes y acciones que requiere el proyecto 
es necesario plantear diferentes supuestos que podrían poner en riesgo a nivel financiero, político 
social, ambiental y legal la ejecución de alguno de los niveles estructurales antes mencionados, 
con el fin de generar un contexto general del proyecto que permita tomar decisiones y crear 
medias para cumplir con la ruta de acción que genera el enfoque de marco lógico, como lo son 
errores en los diseños técnicos o en los condicionales con los que se hacen los pronósticos de 
consumo, generación y costos. 
Tabla 7. Supuestos 
Nivel 
Factores de riesgo 
Supuesto Financiero Político Social Ambiental Legal 
Fin 
El costo de energía eléctrica no 
sea haya reducido por mal diseño 
del sistema, ocurriendo a más 
gastos por la universidad si decidió 
tomar el modelo PPA 
x 
 
Propósito 
La universidad no acepte la 
propuesta en ninguna de las 
modalidades financieras, 
desarticulando la realización del 
proyecto 
x 
Componentes 
La universidad en modalidad 
PPA quiebre y no se haya acabado 
el contrato a largo plazo de energía, 
resultaría en pérdidas para la 
empresa dueña de la infraestructura 
del proyecto 
x x 
Actividades 
los consumos energéticos en los 
que se basó el tamaño de la planta 
sean erróneos, produciendo un 
sobredimensionamiento que cause 
excedentes a la red, inhabilitando 
los estudios económicos hechos 
sobre el proyecto 
x 
 
Nota: Elaboración propia 
 
37 
 
2.6.5. Matriz de marco lógico 
A partir del desarrollo de las 4 secciones anteriores se realiza la construcción de la MML, la cual recopila el resumen narrativo, 
indicadores, medios de verificación y supuestos en una estructura que permite consolidar un plan de acción para la ejecución del 
proyecto. Con las diferentes acciones que se enmarcan en la Tabla 8, se buscan obtener dos resultados la propuesta técnica-financiera 
y el estudio de impacto de huella de carbono de un proyecto fotovoltaico, cuyo propósito es que un plantel educativo en Chía 
Cundinamarca desarrolle la propuesta, para dos fines reducir los costos que paga por el consumo eléctrico y la reducción de emisiones 
de efecto invernadero, estos fines podrán ser medidos a través del costo de la energía y el ahorro de huella de C02 , que a su vez 
también están sujetos a los indicadores del propósito general del proyecto, que como los indicadores de las acciones y componentes 
tienen predeterminados unos medios de verificación, además que permite identificar si los supuestos podrían cumplirse, siendo 
herramienta de gran ayuda para la toma de decisiones que garanticen funcionamiento del proyecto. 
Tabla 8. Matriz de marco lógico 
Resumen narrativo Indicador Medios de verificación Supuestos 
F.1. 
Reducción del costo de 
energía eléctrica 
consumida por el plantel 
educativo 
F.1.1. Costo de 
energía eléctrica 
pagada al operador de 
red 
Contador de energía El costo de energía eléctrica 
no sea haya reducido por mal 
diseño del sistema, ocurriendo a 
más gastos por la universidad si 
decidió tomar el modelo PPA 
F.2. 
Contribución al medio 
ambiente por la reducción 
de emisiones de C02. 
F.2.1. Ahorro de 
huella de CO2 
Factor según 
normativa actual 
P 
Utilización de energías 
alternativas en plantel 
educativo universitario en 
P.1. Cubrimiento de 
energía consumida por 
planta solar 
M.V.1.Facturas de 
energía del operador de 
red 
La universidad no acepte la 
propuesta en ninguna de las 
modalidades financieras, 
38 
 
Chía, Cundinamarca con 
el desarrollo de una planta 
solar 
P.2. Gasto en 
mantenimiento anual 
de la planta. 
M.V.2.Facturas y 
honorarios por gastos 
incurridos 
desarticulando la realización 
del proyecto 
P.3. Número de 
interrupciones de la 
planta por mal 
funcionamiento 
M.V.3Registro de 
inversores 
P.4. Informes de 
producción de la planta 
M.V4. Registro de 
inversores, Registro de 
Contadores y facturas de 
energía 
C.1. 
Propuesta técnica y 
financiera detallada de 
planta solar-Fotovoltaica 
de acuerdo a las 
condiciones del plantel 
educativo universitario en 
Chía, Cundinamarca. 
C.1.1. Número de 
paneles fotovoltaicos 
instalados 
M.V.1.1. Registro de 
compras de paneles y 
certificación Retie 
La universidad en modalidad 
PPA quiebre y no se haya 
acabado el contrato a largo 
plazo de energía, resultaría en 
pérdidas para la empresa dueña 
dela infraestructura del 
proyecto 
C.1.2. Área ocupada 
por paneles 
fotovoltaicos 
M.V.1.2. Medidas e 
informes de gestión 
C.1.3. Energía 
producida por la planta 
anualmente 
M.V.1.3. Registro de 
contadores e inversores 
C.1.4. TIR en 
modalidad EPC 
M.V.1.1-1.7. propuesta 
desarrollada 
C.1.4. TIR en 
modalidad PPA 
C.1.5. VAN en 
modalidad EPC 
C.1.6. PRI en 
modalidad EPC 
C.1.7. PRI en 
modalidad PPA 
C.2. 
Estudio de ahorro de 
huella de C02, por el 
posible desarrollo de la 
C.2.1. Factor de 
emisión por CO2 
ahorrado mensualmente 
M.V.2.1. Normativas 
nacionales e 
internacionales 
39 
 
planta. C.2.2. Numero de 
certificaciones que se 
pueden obtener por 
ahorro de huella de 
carbono 
M.V.2.2. Normativas 
nacionales e 
internacionales de 
certificación ambiental 
A.1.1. 
Determinar el recurso 
solar disponible en la zona 
de ubicación del plantel. 
Irradiación 
promedio anual 
 
 
 
 
 
 
Altas de radiación 
solar y software de 
monitoreo satelital, 
Propuesta desarrollada, 
facturas de energías de la 
institución antes de la 
planta y Normativas 
actuales de energías 
renovables en Colombia, 
y certificación ambiental 
 
 
 
 
 
 
Los consumos energéticos 
en los que se basó el tamaño de 
la planta sean erróneos, 
produciendo un 
sobredimensionamiento que 
cause excedentes a la red, 
inhabilitando los estudios 
económicos hechos sobre el 
proyecto 
A.1.2. Determinar el consumo 
energético de la institución 
KWh promedio 
anual 
A.1.3. 
Determinar el consumo 
energético posible a cubrir 
por la planta solar-
fotovoltaica 
KWh promedio 
anual 
A.1.4. 
Realizar diseño técnico 
de la planta solar-
fotovoltaica encontrada 
Diseño simulado en 
software 
A.1.5. Estudiar modalidad 
EPC 
Flujo de caja 
A.1.6. Estudiar modalidad 
PPA 
Flujo de caja 
A.1.7. 
Comparación de las 
diferentes modalidades 
económicas para el 
desarrollo de la planta 
solar 
Mejor alternativa 
para la universidad 
A.2.1. 
Estudiar las estadísticas 
de emisiones de CO2 
generadas por kWh 
producido 
Factor de ahorro de 
huella de carbono por 
energía solar 
40 
 
A.2.2. 
Estudiar el posible 
impacto ambiental a la 
reducción de emisiones de 
CO2 con la planta solar 
Posible reducción 
del CO2 
A.2.3. 
Determinar los posibles 
beneficios y 
certificaciones por utilizar 
una técnica de producción 
limpia como la planta 
Solar 
Certificaciones 
existentes 
Nota: Elaboración propia. 
41 
 
3. Estudio de mercado 
3.1. Definición del servicio 
La energía eléctrica producida a partir de la luz solar es conocida como energía fotovoltaica, 
que por medio de un sistema compuesto por distintos elementos eléctricos y electrónicos utiliza 
la radiación solar para la producción de electricidad (Lamiguero Perpiñan, 2018), Esta fuente de 
energía es considerada renovable, ya que llega al planeta de forma continua, y debido a que es 
amigable con el ambiente, ya que no requiere una combustión que produzca residuos 
contaminantes ni destruir recursos naturales, se denomina energía limpia, al igual que la energía 
producida por el viento (Eólica), el mar, biomasa entre otras. (Instituto tecnológico de canarias, 
2008) 
Existen tres tipologías de sistemas fotovoltaicos, los cuales se definen de acuerdo a la forma 
como interactúan con la instalación a la cual van a proveer energía. La primera son aquellas 
instalaciones interconectadas a la red pública, la cual actúa como un disipador de energía infinita 
y acepta toda la energía disponible del sistema fotovoltaico. La segunda son aquellas 
instalaciones aisladas a la red, la cuales requieren de un sistema de almacenamiento (Baterías) 
que puede volver al usuario completamente autónomo; la tercera son aquellas instalaciones 
hibridas, donde se tiene interconexión a la red y baterías (Roldan, 2010). 
El uso depende de los requerimientos de energía y la disponibilidad de red, si no es necesario 
que haya suministro nocturno de electricidad o esta es suplida por otra fuente, y hay 
disponibilidad de interconexión, la opción más fiable son las plantas solares interconectadas 
cuyo propósito fundamental es bajar el valor de la energía consumida por la red pública. 
El sistema solar fotovoltaico que se proyecta en las instalaciones del plantel educativo 
ubicado en Chía, Cundinamarca, estará interconectado a la red ya que buscara brindar parte de la 
42 
 
energía eléctrica que requiere la institución para funcionar, como un auto generador, que cumple 
con el objetivo con el cual se plantea este proyecto, de reducir el costo de la consumida 
actualmente que es suministrada por un operador de red, además de tener un impacto positivo 
con el ambiente para promover en la cultura académica en la cual se forman muchos 
profesionales la importancia del uso de energías renovables y limpias. 
Servicio: Proveer Energía eléctrica producida por la radiación solar a través de un sistema 
fotovoltaico interconectado a la red que funcione como auto generador, con cubrimiento parcial 
de la demanda energética del plantel educativo. 
3.2. Ciclo de vida del servicio 
En el contexto del mercado en Colombia de la energía eléctrica producida a partir de energía 
fotovoltaica, se puede establecer 3 etapas: 
 Etapa inicial: Dada por sistemas aislados para suplir necesidades de comunidades rurales 
y servicios de telecomunicaciones (Murcia, 2009). 
 Etapa Incentivos y crecimiento: En el marco de la ley 1715 del 2014 que promueve el uso 
de las energías renovables, brindando incentivos a las inversiones dadas a este sector, se 
ha experimentado un crecimiento notable de sistemas de generación fotovoltaica 
interconectados a la red (Chacón & Herández, 2016). 
 Etapa estabilidad: Después de incentivar el crecimiento de un sector por medio beneficios 
tributarios, los países que han tenido esta práctica, cuando el mercado y objetivos son 
sólidos o se presenta descontrol como en España, desaceleran la inversión, sin embargo, 
los tratados mundiales para combatir el daño ambiental proponen metas de crecimientos y 
cobertura total en 30 años (Singer, Philippe, & Jeffries, 2011). 
43 
 
El ciclo de vida del servicio ofrecido el cual se desarrollará como un proyecto se constituye en 
4 etapas fundamentales, que son: 
1. Reconocimiento de las condiciones de producción: Esta primera etapa es esencial para 
reconocer la disponibilidad del recurso que determinara el tamaño de la planta y la 
demanda energética que se lograra cubrir en las horas de sol. 
2. Diseño de la planta solar fotovoltaica: Con las condiciones caracterizadas se deberá hacer 
un diseño del sistema que generara el servicio de electricidad en este caso será la planta 
solar fotovoltaica. 
3. Implementación y operación de la planta solar fotovoltaica: Con el diseño estructurado, la 
etapa de implementación y operación, se comenzara a generar el servicio de energía 
eléctrica, con las expectativas de producción bajo las condiciones de diseño. 
4. Manteamiento preventivo y correctivo: Se requiere un mantenimiento periódico de 3-2 
meses, en los paneles fotovoltaicos para prevenir suciedad que afecte la producción de 
electricidad, así como la reparación de daños causados por condiciones naturales o 
humanas que afecten críticamente la condición de algún elemento constitutivo del sistema. 
4.1.Repotenciación de la planta solar: Las plantas solares tienen una vida útil estimada de 
acuerdo a sus componentes estos pueden irse renovando a través del tiempo renovando la 
vida útil del proyecto: 
Módulos fotovoltaicos: Tienen una esperanza de vida esperada de más de 30 o 40 años, con 
mantenimiento preventivo constante y buen uso. (Allué, 2012) 
Inversores-componentes electrónicos: Tienen una vida útil esperada de aproximadamente 30 
años. (Estebaranz, 2012) 
44 
 
Elementos auxiliares: Cableado, cajas de conexión y de paso, tienen un funcionamiento de 
más de 40 años. (Allué, 2012)Se estima que la vida útil del proyecto sea de 30 años, con los cuidados que esta requiere. 
 
 
Ilustración 4. Ciclo del Proyecto. 
(Elaboración propia) 
 
3.3.Análisis de la Demanda (Consumo de energía eléctrica). 
3.3.1. Distribución geográfica del mercado de consumo 
La institución educativa de educación superior, del cual trata este proyecto cuenta con 2 
sedes: La principal se encuentra en la ciudad de Bogotá, y la otra sede la cual es objeto de 
enfoque de este proyecto se encuentra ubicada en el municipio de Chía, Cundinamarca, 
departamento central de Colombia. Este plantel educativo que tiene como función principal la 
formación de profesionales en distintas áreas del conocimiento, cuenta con capacidad de 
aproximadamente 1350 alumnos entre 16 salones con capacidad para 1150 personas y una sala 
45 
 
múltiple con capacidad para otros 200 asistentes. (Tomado de la Web de la Universidad, Reserva 
en el nombre de la institución). 
La energía consumida en las instalaciones de esta sede durante el primer semestre del 2018 
fue de 41.460 kWh (Tomado de los recibos de energía de la institución, Ver anexo 1- Recibos de 
energía), cuyo funcionamiento es de lunes a viernes de 8am-5pm y sábados de 8am-12pm, en 
donde los meses de junio, julio, enero y diciembre por la reducción de actividad se puede ver 
disminución del consumo energético, puesto que la actividad principal de la universidad tiene 
recesos en estos meses. 
3.3.2. Comportamiento histórico de la demanda (Consumo de energía eléctrica) 
 Para el objetivo del proyecto de disminuir el costo de la electricidad consumida por el plantel 
usando una fuente renovable de energía, basta con un estudio de consumo no mayor a un año, la 
empresas del sector reconocidas en el desarrollo de este tipo de proyectos solicita a sus clientes 
los recibos de los 6 meses anteriores para realizar un estudio de consumo (Requisitos para la 
elaboración de propuesta comercial en empresas del sector, existe confidencialidad). 
Visto el comportamiento del consumidor en las horas de sol cuyos picos de energía se 
presentan de lunes a viernes, con disminución parcial el día sábado y domingo por la no 
actividad del plantel, así como en meses como junio-julio y diciembre-enero, por receso de los 
alumnos de la institución, el consumo será de gran fluctuación en donde se podrán presentar tres 
escenarios posibles que determinaran el diseño del proyecto, teniendo en cuenta que el proyecto 
se plantea como un Auto generador y no un generador distribuido que venda energía a la red 
comercial como prioridad, como se identificó en el capítulo de marco lógico, se tienen: 
46 
 
Diseño para el no vertimiento a la red basado en el menor consumo encontrado en el periodo 
de estudio, garantizando que no haya excedentes de energía. Permitirá no estar sujetos al artículo 
5 de la resolución CREG 030 del 2018. 
Diseño para el mayor cubrimiento posible del consumo de la institución en horas de sol, 
asegurando el no vertimiento a la red por medio de un controlador de inyección 0, que asegura la 
no inyección a la red. Permitirá no estar sujetos al artículo 5 de la resolución CREG 030 del 
2018. 
Diseño para el mayor cubrimiento posible del consumo de la institución en horas de sol, 
vertiendo excedentes a la red en días o meses con poca actividad en la institución. Se deberá 
estar sujeto a la resolución CREG 030 del 2018 de los límites de excedentes y disponibilidad de 
la red. 
La opción a cumple con el objetivo del proyecto que es el diseño de un auto generador solar 
fotovoltaico, pero diseñar en la mínima condición para garantizar el no vertimiento, tendría como 
resultado una planta de capacidades muy pequeñas frente al consumo del plantel, y pese a esto 
las condiciones de diseño no podrían garantizar que nunca se fuera verter debido al dinamismo 
del consumo y condiciones climáticas. 
Las opciones b y c contemplan el mismo diseño, su diferencia radica en la rentabilidad de 
verter o no a la red, además de la afectación o no de las condiciones que impone la resolución 
CREG 030 del 2018 a los Auto-generadores que inyecten a la red. Con la opción c. Es necesario 
ampliar el estudio de la demanda para saber cuánto se verterá a la red pero como el principal 
objetivo de este proyecto es la autogeneración, este estudio se centrara en el cubrimiento de la 
misma como unidad de generación para autoconsumo no vertimiento. 
47 
 
Con lo anterior se estudiará el comportamiento histórico de la demanda energética mensual 
durante los meses del segundo semestre de 2017 y lo facturados del año 2018 (ver anexo 1 
Recibos de energía), como se muestra a continuación: 
Tabla 9. Consumo energético mensual durante el 2017 y 2018 
AÑO 2017 
Mes 7 8 9 10 11 12 
Consumo (kWh) 5920 5760 8210 8390 8180 7700 
AÑO 2018 
Mes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
Consumo (kWh) 5640 7620 8460 8340 8880 2520 5880 8240 8260 8340 7880 
Nota: Elaboración Propia. Datos extraídos de recibos eléctricos de la organización. 
 
Con lo anterior se puede obtener el promedio mensual y anual de consumo de la institución en 
el 2018, los cuales fueron: 7.278,18 kWh y el anual de 87.338,18 kWh; de igual manera con el 
promedio mensual y anual del año 2017, los cuales fueron 7.360 kWh y anual de 88.320 kWh; 
también se poseen datos del consumo promedio anual del año 2016, 87.570 kWh y del año 2015, 
86.890 kWh (Ver anexo 1 Recibos de energía). 
 
Gráfica 1. Consumo energético mensual del plantel. 
(Elaboración propia) 
5640
7620
8460
8340
8880
2520
5880
8240
8260
8340
7880
0 2000 4000 6000 8000 10000
enero
febrero
marzo
abril
mayo
junio
julio
agosto
Septiembre
octubre
noviembre
Consumo (kWh)
M
e
s
Consumo de energía de 2018
Consumo 2018
48 
 
3.3.3. Proyecciones de la demanda. 
Se plantea proyectar la demanda 12 periodos por lo cual se utilizará la técnica de demanda 
estacional, puesto que el consumo energético está ligado con la actividad del plantel educativo y 
esta tiene un comportamiento estacional. La proyección de la demanda se hará en los siguientes 
12 meses a la elaboración de este proyecto, es decir cubrirá un periodo de diciembre de 2018 
hasta noviembre de 2019, coincidente con el periodo de la proyección de la oferta obtenida a 
partir de un software mes a mes. 
Para usar este método es necesario contemplar un consumo energético estimado de la 
institución en el periodo que se realizará la proyección mes a mes, esta estimación se realizará 
usando una proyección del consumo anual dado los valores de los años 2015-2018 con los que se 
cuentan, ya que se sabe que la demanda no sufrirá cambios considerables puesto que esto 
implicaría el crecimiento en capacidad de la planta física de la institución, y esta se encuentra 
desde el año 2010 en su utilización adecuada, se seleccionó el método de regresión lineal para 
calcular este valor estimado del consumo del próximo año. 
 
Gráfica 2. Proyección del consumo promedio anual para 2019. 
(Elaboración propia. Técnica: Regresión lineal, Datos anexo 1 Recibos de energía) 
87890
87570
88270
87338
y = -95,6x + 280544
R² = 0,0931
87200
87400
87600
87800
88000
88200
88400
2015 2015 2016 2016 2017 2017 2018 2018 2019
E
n
e
r
g
ía
 
C
o
n
s
u
m
id
a
 
(k
W
h
)
AÑOS
CONSUMO PROMEDIO ANUAL
CONSUMO PROMEDIO
ANUAL
Lineal (CONSUMO
PROMEDIO ANUAL)
49 
 
Dónde usando los coeficientes de la regresión lineal que se observan en el grafico anterior se 
tiene que para el 2019 el consumo energético será aproximadamente de 87.911kWh: 
Tabla 10. Proyección del consumo promedio anual (2015-2019) 
AÑO 2015 2016 2017 2018 2019 
CONSUMO 
(KWh) 
87890 87570 88270 87338 87911 
Nota: Elaboración Propia.( Regresión lineal, Datos Ver anexo 1 Recibos de energía) 
 
Ya con el valor de consumo estimado anual del 2019 se procede a realizar la técnica de 
proyección estacionaría para saber el consumo mes a mes del siguiente