López Arevalo Lidia Alexandra

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UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
 
CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
 
 
PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA 
OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE 
 
INGENIERA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
 
TEMA 
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DE UN SISTEMA DE 
ILUMINACIÓN CON CELDAS FOTOVOLTAICAS Y 
TECNOLOGÍA DE MICROCONTROLADORES PARA 
ÁREA DE LA PISCINA DEL COMPLEJO UNIVERSITARIO 
 
AUTORA 
LIDIA ALEXANDRA LÓPEZ AREVALO 
 
 
TUTORA 
ING. MARÍA MERCEDES ORTIZ HERNANDEZ, Mg. 
 
 
JIPIJAPA – MANABÍ – ECUADOR 
 
 
2022
ii 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
APROBACIÓN DEL TUTOR 
Ing. María Mercedes Ortiz Hernández, Mg., docente de la Carrera de Tecnologías de 
la Información que imparte la Universidad Estatal del Sur de Manabí a través de la 
Facultad de Ciencias Técnicas. 
 
CERTIFICA: 
Que el presente Proyecto de Titulación “Estudio de factibilidad de un sistema de 
iluminación con celdas fotovoltaicas y tecnología de microcontroladores para área 
de la piscina del Complejo Universitario”, ha sido exhaustivamente revisada en varias 
secciones de trabajos se encuentra lista para su presentación y apta para su defensa. 
 
Las opiniones y conceptos vertidos en este Proyecto de Titulación son fruto de trabajo, 
perseverancia y originalidad de su autora Lidia Alexandra López Arevalo, siendo de su 
exclusiva responsabilidad. 
Jipijapa, Noviembre del 2022 
 
 
 
 _______________________________________ 
Ing. María Mercedes Ortiz Hernández, Mg. 
131034114 - 2 
TUTORA 
 
iii 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
APROBACIÓN TRIBUNAL 
 
Una vez revisado el Proyecto Final de Investigación de la Srta. Lidia Alexandra López 
Arevalo, portadora de la cédula de identidad N° 094295217 - 7, egresada de la Carrera 
de Tecnologías de la Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, los 
miembros del Tribunal examinador aprueban el informe de investigación, sobre el Tema: 
“Estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas y 
tecnología de microcontroladores para área de la piscina del Complejo 
Universitario”, y su debida implementación ha sido aprobada. 
 
En virtud al antecedente descrito la Srta. Lidia Alexandra López Arevalo, puede hacer 
uso del presente certificado en lo que estime conveniente a sus intereses. 
 
 
 
 
________________________________ 
Ing. Julio Cedeño Ferrín, Mg. 
130361966 - 0 
Miembro del Tribunal 
 
 Jipijapa, Noviembre del 2022 
 
 _______________________________ 
Ing. Kleber Marcillo Parrales, Mg. 
170889443 - 9 
Miembro del Tribunal 
 
 
__________________________________________ 
Ing. Edwin Mero Lino, Mg. 
130853145 - 6 
Miembro del Tribunal 
iv 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
DECLARACIÓN DE AUTORÍA 
El proyecto de titulación: “Estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con 
celdas fotovoltaica con tecnología de microcontroladores para área de la piscina del 
complejo universitario”, elaborado por la egresada Lidia Alexandra López Arevalo, 
previo a la obtención del título de Ingeniera en Tecnologías de la Información, certifica 
que la misma fue ejecutada por la autora Lidia Alexandra López Arevalo, bajo la 
dirección de la Ing. María Mercedes Ortiz Hernández cuyas ideas, criterios y propuestas 
expuestas en el presente trabajo de investigación son de exclusiva responsabilidad de la 
misma. 
 
Jipijapa, Noviembre 2022 
 
 
 
_________________________ 
Lidia Alexandra López Arevalo 
094295217-7 
AUTORA 
 
 
 
v 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS 
CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
 
RENUNCIA DE DERECHOS 
 
Quien suscribe, Lidia Alexandra López Arevalo, autora del proyecto de titulación: 
“Estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas y 
tecnología de microcontroladores para área de la piscina del Complejo 
Universitario” previo a la obtención del título de Ingeniera en Tecnologías de la 
Información, cede los derechos de autoría intelectual total y parcial del presente trabajo 
de titulación a la Universidad Estatal del Sur de Manabí. 
 
 
 
 
Jipijapa, Noviembre del 2022 
 
 
_________________________________________ 
Lidia Alexandra López Arevalo 
094295217 - 7 
AUTORA 
 
 
vi 
 
DEDICATORIA 
 
Principalmente a Dios por brindarme salud, darme sabiduría para poder lograr llegar a 
este paso importante en mis estudios que me permitirá seguir adelante. 
A mi madre Lourdes Alexandra Arevalo Choez por siempre apoyarme y brindarme 
consejos cuando sentía que no podía seguir por las adversidades que a lo largo de este 
transcurso se presentaron, ella siempre está ahí para mí, motivándome y no dejarme rendir 
fácilmente. 
 
Lidia Alexandra López Arevalo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
AGRADECIMIENTO 
 
Agradezco a dios por siempre apoyarme en los momentos difíciles dándome 
reconfortamiento de que las cosas mejoraran. 
A mi madre Lourdes Alexandra Arevalo Choez por ser mi pilar fundamental y no dejarme 
derrumbar antes los problemas, por haberme inculcado buenos valores y brindarme su 
apoyo incondicional. 
A mi padrino Daniel Jaime Figueroa por aconsejarme y brindarme su apoyo en mis 
estudios. 
A mi familia en general por siempre ayudarme de una u otra manera en este largo proceso. 
A mis amigos Joselin Reyes, Estefanía Bailón, Miguel Rodríguez y Andy Rivera que 
desde el inicio de la carrera universitario nos hemos ayudado mutuamente y en el 
transcurso de este tiempo tenemos una bonita amistad con grandiosos recuerdos. 
A mi tutora la Ing. María Mercedes Ortiz Hernández por la ayuda de la guía brindada en 
el desarrollo del proyecto. 
 
Lidia Alexandra López Arevalo 
 
 
 
 
 
 
 
viii 
 
RESUMEN 
 
El desarrollo del proyecto de investigación tiene como objetivo realizar un estudio de 
factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas y tecnología de 
microcontroladores en el complejo universitario de la Universidad Estatal del Sur de 
Manabí en el área de la piscina, determinando que la problemática que surge en el área 
de la piscina es que no con cuenta con una buena iluminación. 
La metodología que se utilizó fue un enfoque cualitativa y cuantitativa para obtener la 
información adecuada para el proceso de la elaboración del proyecto, cuyo resultados 
obtenidos mediante la encuesta se pudo observar la viabilidad del proyecto debido a que 
el área de la piscina no cuenta con este tipo de tecnologías que ayuda al ahorro de energía 
y costos, de esta manera se concluyó que en la propuesta, el diseño de un sistema de 
iluminación con celdas fotovoltaicas en el área de la piscina del complejo universitario 
aportará a los estudiantes un área segura y contribuyendo de esta manera con las 
tecnologías una forma amigable de cuidar el medio ambiente. 
 
 
Palabra Clave: Microcontrolador, energía renovable, tecnologías, iluminación, 
reflectores. 
 
 
 
 
 
ix 
 
ABSTRACT 
 
The development of the research project aims to carry out a feasibility study of a lighting 
system with photovoltaic cells and microcontroller technology in the university complex 
of the South Manabí State University in the pool area, determining that the problem that 
arises in the pool area is that it does not have good lighting. 
The methodology used was a qualitative and quantitative approach to obtain the 
appropriate information for the process of preparingthe project, whose results obtained 
through the survey showed the viability of the project due to the fact that the pool area 
does not have this. type of technologies that help save energy and costs, in this way it was 
concluded that in the proposal, the design of a lighting system with photovoltaic cells in 
the pool area of the university complex will provide students with a safe area and 
contributing in this way with technologies a friendly way of caring for the environment. 
 
 
Keywords: Microcontroller, renewable energy, technologies, lighting, reflectors. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
 
ÍNDICE 
 
APROBACIÓN DEL TUTOR ......................................................................................... ii 
APROBACIÓN TRIBUNAL .......................................................................................... iii 
DECLARACIÓN DE AUTORÍA ................................................................................... iv 
RENUNCIA DE DERECHOS ......................................................................................... v 
DEDICATORIA .............................................................................................................. vi 
AGRADECIMIENTO .................................................................................................... vii 
RESUMEN .................................................................................................................... viii 
ABSTRACT .................................................................................................................... ix 
ÍNDICE ............................................................................................................................. x 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ................................................................................... xiv 
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................... xv 
ÍNDICE DE GRÁFICOS .............................................................................................. xvi 
TÍTULO ............................................................................................................................ 1 
CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES ...................................................................... 2 
1.1. Introducción ....................................................................................................... 2 
1.2. Planteamiento del problema científico............................................................... 3 
1.3. Formulación del problema ................................................................................. 3 
1.4. Definición del objeto ......................................................................................... 3 
1.5. Objetivos ............................................................................................................ 4 
1.5.1. Objetivo General ........................................................................................ 4 
1.5.2. Objetivos Específicos ................................................................................. 4 
1.6. Pregunta/as científicas o hipótesis ..................................................................... 5 
1.7. Definición de características o variables............................................................ 5 
1.8. Justificación ....................................................................................................... 6 
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ................................................................................ 7 
2.1. Antecedentes investigativos ............................................................................... 7 
2.1.1. Antecedentes Locales ................................................................................. 7 
2.1.2. Antecedentes Nacionales ............................................................................ 9 
2.1.3. Antecedentes Internacionales ................................................................... 11 
2.2. Fundamentación Teórica .................................................................................. 13 
2.2.1. Definición de Energía Renovable ............................................................. 13 
2.2.2. Definición de Energía Solar ..................................................................... 13 
xi 
 
2.2.3. Como funciona la energía solar ................................................................ 13 
2.2.4. Ventajas de energía solar .......................................................................... 14 
2.2.5. Definición de iluminación ........................................................................ 15 
2.2.6. Características de un sistema de iluminación ........................................... 15 
2.2.7. Importancia de la iluminación .................................................................. 16 
2.2.8. Los requerimientos de las luces solares .................................................... 17 
2.2.9. Tipos de sistema de iluminación .............................................................. 18 
2.2.9.1. Iluminación Ambiental ......................................................................... 18 
2.2.9.2. Iluminación Natural .............................................................................. 18 
2.2.9.3. Sistemas para iluminación natural: ....................................................... 19 
2.2.9.3.1. Iluminación lateral ................................................................................ 19 
2.2.9.3.2. Iluminación cenital ............................................................................... 19 
2.2.9.3.3. Iluminación combinada ......................................................................... 20 
2.2.9.3.4. Iluminación de acento ........................................................................... 20 
2.2.9.3.5. Iluminación general .............................................................................. 21 
2.2.9.4. Generación fotovoltaica ........................................................................ 21 
2.2.9.5. Celdas fotovoltaicas definición ............................................................. 22 
2.2.9.6. Funcionamiento de las celdas fotovoltaicas .......................................... 22 
2.2.9.7. Beneficios de celdas fotovoltaicas ........................................................ 23 
2.2.9.8. Componentes de las celdas fotovoltaicas .............................................. 24 
2.2.9.9. Rendimiento de las celdas fotovoltaicas ............................................... 25 
2.2.10. Tipos de celdas fotovoltaicas .................................................................... 26 
2.2.10.1. Celdas fotovoltaicas de silicio policristalino (P-S) ............................... 26 
2.2.10.2. Celdas fotovoltaicas de silicio monocristalinos (M-Si) ........................ 27 
2.2.10.3. Celdas fotovoltaicas de silicio amorfo (a-Si) ........................................ 27 
2.2.11. Situación fotovoltaica en Ecuador ............................................................ 28 
2.2.12. Forma de instalar las celdas fotovoltaicas ................................................ 29 
2.2.12.1. Instalación solar fotovoltaica aislada .................................................... 29 
2.2.12.1.1. Tipo de instalaciones fotovoltaicas aisladas ..................................... 29 
2.2.12.1.1.1. Instalaciones fotovoltaicas aislada CC .............................................. 29 
2.2.12.1.1.2. Instalaciones fotovoltaicas aislada CA .............................................. 30 
2.2.12.2. Instalación de fotovoltaicas de red ........................................................ 30 
2.2.13. Definición de Microcontroladores ............................................................ 31 
2.2.13.1. Funcionamiento de un microcontrolador ..............................................32 
2.2.13.2. Características de un microcontrolador ................................................ 32 
xii 
 
2.2.13.3. Ventajas de microcontroladores ............................................................ 32 
2.2.13.4. Aplicaciones en los microcontroladores ............................................... 33 
2.2.13.5. Arquitectura de Microcontroladores ..................................................... 33 
2.2.13.6. Programación de un microcontrolador.................................................. 35 
2.2.14. Microcontrolador AVR ATmega32 ......................................................... 35 
2.2.14.1. Uso del microcontrolador AVR ATmega32 ......................................... 36 
2.2.15. Bascom AVR ............................................................................................ 36 
2.2.16. Proteus ...................................................................................................... 37 
2.2.17. Reflector ................................................................................................... 37 
2.2.17.1. Propósito de los reflectores ................................................................... 38 
2.2.17.2. Tipos de reflectores ............................................................................... 38 
2.2.18. Reflector Solar .......................................................................................... 39 
2.2.18.1. Funcionamiento de reflector solar ........................................................ 39 
2.3. Marco conceptual ............................................................................................. 41 
2.4. Bases legales, normativas y estándares ............................................................ 43 
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ............................................................. 44 
3.1. Tipo de investigación ....................................................................................... 44 
3.2. Métodos ........................................................................................................... 44 
3.3. Técnicas ........................................................................................................... 44 
3.4. Población y Muestra ........................................................................................ 45 
3.4.1. Población .................................................................................................. 45 
3.4.2. Muestra ..................................................................................................... 45 
3.5. Análisis e interpretación de los resultados ................................................... 47 
CAPÍTULO IV: APORTE/PROPUESTA ..................................................................... 58 
4.1. Análisis Situacional ......................................................................................... 58 
4.2. Diagnóstico ...................................................................................................... 59 
4.3. Factibilidad ...................................................................................................... 59 
4.3.1. Factibilidad Operativa .............................................................................. 59 
4.3.2. Factibilidad Tecnológica .......................................................................... 60 
4.3.3. Factibilidad Económica ............................................................................ 60 
4.4. Desarrollo ..................................................................................................... 61 
CAPÍTULO V: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS .................................................... 68 
5.1. Presupuesto/Recursos: Humanos, Materiales, Financieros ................................. 68 
5.1.1. Recursos humanos .................................................................................... 68 
5.1.2. Recursos Materiales .................................................................................. 68 
xiii 
 
5.1.3. Recursos tecnológicos .............................................................................. 68 
5.1.4. Recursos Operaciones .............................................................................. 68 
5.1.5. Presupuesto ............................................................................................... 69 
5.2. Cronograma de Actividad - Diagrama de Gantt .............................................. 70 
5.3. Conclusiones .................................................................................................... 71 
5.4. Recomendaciones ............................................................................................ 72 
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 73 
ANEXOS ........................................................................................................................ 80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiv 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 
Ilustración 1: Tipo de Energía Solar ............................................................................. 14 
Ilustración 2: Importancia de la iluminación ................................................................ 17 
Ilustración 3: Iluminación necesaria ............................................................................. 17 
Ilustración 4: Iluminación lateral .................................................................................. 19 
Ilustración 5: Iluminación cenital ................................................................................. 19 
Ilustración 6: Iluminación combinada .......................................................................... 20 
Ilustración 7: Iluminación de acento ............................................................................. 20 
Ilustración 8: Celdas Fotovoltaicas ............................................................................... 22 
Ilustración 9: Celdas fotovoltaicas de silicio policristalino .......................................... 26 
Ilustración 10: Celdas fotovoltaicas de silicio monocristalinos ................................... 27 
Ilustración 11: Celdas fotovoltaicas de silicio amorfo ................................................. 28 
Ilustración 12: Diagrama de flujo de un microcontrolador........................................... 31 
Ilustración 13: Arquitectura Von Neuman ................................................................... 34 
Ilustración 14: Arquitectura Harvard ............................................................................ 34 
Ilustración 15: Microcontrolador AVR ATmega32...................................................... 35 
Ilustración 16: Bascom AVR ........................................................................................ 37 
Ilustración 17: Reflector ............................................................................................... 38 
Ilustración 18: Reflector Solar ...................................................................................... 39 
Ilustración 19: Control remoto ...................................................................................... 40 
Ilustración 20: Análisis situacional del área de la piscina del Complejo Universitario 58 
Ilustración 21: Realización del diseño en AutoCAD .................................................... 61 
Ilustración 22: Área donde van ubicada las celdas fotovoltaicas ................................. 62 
Ilustración 23: Funcionamiento del circuito del diseño ................................................ 62 
Ilustración 24: Código de la programación en Bascom ................................................ 63 
Ilustración 25: Área de la piscina con la simulación del sistema de iluminación ........ 67 
Ilustración 26: Cronograma de Gantt ...........................................................................70 
Ilustración 27: Reunión con la tutora para el desarrollo del proyecto .......................... 84 
Ilustración 28: Realización en el programa de Proteus ................................................ 84 
Ilustración 29: Trabajando en el diseño del sistema de iluminación ........................... 85 
Ilustración 30: Revisiones del proyecto ........................................................................ 85 
Ilustración 31: Presentando avances del proyecto ........................................................ 86 
Ilustración 32: Encuestando estudiante de la carrera de TI .......................................... 86 
Ilustración 33: Encuesta a docente de la carrera de TI ................................................. 87 
Ilustración 34: Entrevista con el Coordinador de la carrera de TI ................................ 87 
 
 
 
 
 
 
 
 
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xv 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1: Cantidades de luxes en iluminación ambiental ............................................... 18 
Tabla 2: Datos de la población ...................................................................................... 45 
Tabla 3: Conocimiento de un diseño de sistema de iluminación .................................. 47 
Tabla 4: Paneles de celdas fotovoltaicas ....................................................................... 48 
Tabla 5: Tipos de celdas fotovoltaicas .......................................................................... 49 
Tabla 6: Factibilidad de paneles de celdas fotovoltaicas............................................... 50 
Tabla 7: Ahorro de energía ............................................................................................ 51 
Tabla 8: Programa para desarrollo de microcontroladores ........................................... 52 
Tabla 9:Uso de microcontroladores .............................................................................. 53 
Tabla 10: Inseguridad en el área de la piscina ............................................................... 54 
Tabla 11: Necesidad del diseño de un sistema de iluminación ..................................... 55 
Tabla 12: Presupuesto ................................................................................................... 69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xvi 
 
ÍNDICE DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 1: Conocimiento de un diseño de sistema de iluminación ............................... 47 
Gráfico 2: Paneles de celdas fotovoltaica ...................................................................... 48 
Gráfico 3: Tipos de celdas fotovoltaica ......................................................................... 49 
Gráfico 4:Factibilidad de paneles de celdas fotovoltaica .............................................. 50 
Gráfico 5: Ahorro de energía ......................................................................................... 51 
Gráfico 6:Programa para desarrollo de microcontroladores ......................................... 52 
Gráfico 7:Uso de microcontroladores ........................................................................... 53 
Gráfico 8: Inseguridad en el área de la piscina.............................................................. 54 
Gráfico 9:Necesidad del diseño de un sistema de iluminación ..................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
file:///C:/Users/HP/Downloads/TESIS%20LOPEZ%20LIDIA.docx%23_Toc112026993
file:///C:/Users/HP/Downloads/TESIS%20LOPEZ%20LIDIA.docx%23_Toc112026994
file:///C:/Users/HP/Downloads/TESIS%20LOPEZ%20LIDIA.docx%23_Toc112026995
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TÍTULO 
Estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas y tecnología 
de microcontroladores para área de la piscina del Complejo Universitario 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES 
1.1. Introducción 
En la actualidad los avances tecnológicos han contribuido a la globalización y, junto con 
eso, la tecnología de la información ha beneficiado significativamente a las empresas e 
Instituciones de todo el mundo. El uso de estas nuevas tecnologías contribuye de gran 
manera a las actividades que se llevan a cabo dentro de una organización. 
Con lo antes mencionado podemos analizar desde donde surgen las necesidades 
institucionales. Este proyecto tiene como finalidad realizar un estudio de factibilidad de 
un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas con la tecnología de 
microcontroladores en el Complejo de la Universidad Estatal del Sur de Manabí en el área 
de las piscinas, lo cual ayudará de manera beneficiosa al personal que realiza el cuidado 
del establecimiento y lo puedan realizar adecuadamente. 
El proyecto describe los métodos, técnicas y metodologías que se llevaron a cabo para el 
debido cumplimiento del presente proyecto. Esta investigación describirá la factibilidad 
que tendrá el sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas en el Complejo de la 
Universidad.3 
 
1.2. Planteamiento del problema científico 
En el complejo universitario de la Universidad Estatal del Sur de Manabí en el área de la 
piscina no cuenta con una buena iluminación dificultándoles a los docentes, alumnos y 
demás personas no se sientan seguro andar por el área de las piscinas al momento de que 
quieran hacer uso y también que no puedan realizar actividades recreativas que se 
desarrollen en la noche. 
Al realizar el estudio de factibilidad de un sistema de iluminación es necesario llevar a 
cabo una indagación para un sistema de iluminación moderno en el área mencionado y 
tiene como propósito aportar información relevante sobre la energía renovable, el ahorro 
de energía, las celdas fotovoltaicas y factores importantes para tener conocimientos sobre 
cómo mejorar el área de la piscina que no cuenta con una buena iluminación. 
1.3. Formulación del problema 
¿Qué beneficiará el estudio de factibilidad de un de sistema de iluminación con celdas 
fotovoltaicas y tecnología de microcontroladores para área de la piscina en el complejo 
universitario? 
1.4. Definición del objeto 
El estudio de factibilidad de un sistema de iluminación 
 
 
 
 
 
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1.5. Objetivos 
1.5.1. Objetivo General 
Realizar un estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas 
y tecnología de microcontroladores para área de la piscina en el complejo universitario 
de la Universidad Estatal del Sur de Manabí. 
 
1.5.2. Objetivos Específicos 
➢ Analizar los sistemas de iluminación con celdas fotovoltaicas con tecnologías de 
microcontroladores en la piscina del complejo universitario. 
➢ Identificar los equipos que se utilizara para el diseño de un sistema de iluminación. 
➢ Desarrollar el diseño de sistema de iluminación con celdas fotovoltaicas con 
tecnologías de microcontroladores en la piscina del complejo universitario. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.6. Pregunta/as científicas o hipótesis 
Con el estudio de factibilidad de un sistema de iluminación con celdas fotovoltaica 
utilizando tecnología de microcontroladores al ser implementado contribuirá 
positivamente en el área de la piscina del complejo Universitario de la Universidad Estatal 
del Sur de Manabí a brindar información de la necesidad de este lugar. 
 
1.7. Definición de características o variables 
Variables Independiente 
Estudio de factibilidad de un sistema de iluminación 
Variables Dependiente 
Tecnología microcontroladores 
Variables Interviniente 
Celdas fotovoltaicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.8. Justificación 
El presente proyecto establece un estudio de factibilidad de un sistema de iluminación 
con celdas fotovoltaicas y tecnología de microcontroladores en el área de la piscina del 
complejo universitario, por lo tanto, se requiere efectuar una investigación en lo que se 
concierne sobre un sistema de iluminación con paneles de celdas fotovoltaicas y 
establecer los aparatos que aportaran de manera adecuada para tener un éxito total en la 
realización de la búsqueda. 
Los beneficiarios de este proyecto son los que harán uso de esta área, dándole relevancia 
más al personal de seguridad que no les permite cumplir con su función adecuada 
mencionando que no cuentan con una iluminación apropiada, justificando que no solo se 
está aportando para el uso de las personas, sino también ayudando al medio ambiente 
cuidándolo que mediante el intermediario que es el sol la fuente energía se puede brindar 
un buena iluminación mediante los paneles de celdas fotovoltaicas que almacena la 
energía para posteriormente usarla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 
2.1. Antecedentes investigativos 
2.1.1. Antecedentes Locales 
Según (Alexandra, 2020) manifestó que desde sus inicios, la Universidad Estatal del Sur 
de Manabí ha experimentado fallas en el sistema eléctrico en el campo deportivo, tiene 
como objetivo realizar un estudio de factibilidad del sistema de iluminación LED 
alimentado con energía solar para la remodelación del campus universitario, teniendo 
como resultado, el diseño de un sistema de iluminación LED con energía solar para su 
uso en áreas deportivas, se concluyó que esta tecnología beneficiará la participación de la 
estudiantil en las actividades académicas, así como la capacidad del personal de seguridad 
para cumplir con sus funciones. 
El autor (Alexander, 2020) mencionó como objetivo complementar el sistema de 
iluminación actual mediante el uso de luces LED que funcionan sobre la base de un 
sistema fotovoltaico que aprovecha la energía solar y la convierte en energía utilizable 
que se almacena en baterías y, como resultado, es utilizada por el sistema de iluminación, 
la metodología utilizada se basa en un enfoque cualitativo-cuantitativo y se concluyó que 
la instalación de un sistema de iluminación con energía solar en el complejo deportivo de 
la Universidad Estatal del Sur de Manabí es esencial y crucial para garantizar que el área 
esté iluminada y utilizada para los fines previstos durante las horas académicas nocturnas. 
La autora (Moran, 2021) determinó que el problema que se presentó surge que por la 
noche hay lugares con iluminación insuficiente, teniendo como objetivo efectuar un 
análisis de dispositivos eléctricos programables para sistemas de iluminación led 
utilizando energías renovables para ello se realizó una búsqueda técnica de las 
características de los dispositivos electrónicos programables, la metodología utilizada fue 
el método descriptivo analítico para aclarar y describir los puntos clave del proyecto y, 
8 
 
en conclusión con el fin de determinar las características técnicas de los dispositivos 
electrónicos sean las apropiadas a las necesidades del proyecto y proponer los 
requerimientos que servirán de guía para la codificación del lenguaje. 
Según (David, 2018) manifestó la inadecuada prestación del servicio de alumbrado 
público en las avenidas de la ciudad de Esmeraldas, a pesar de su importancia para el 
crecimiento y seguridad de la comunidad, tiene objetivo desarrollar un proyecto que 
permita el análisis y establecimiento de herramientas para un sistema de alumbrado 
público, mejorando la calidad del servicio en la Avenida Olmedo de la ciudad de 
Esmeraldas, considerando la eficiencia tecnológica, la viabilidad financiera y el cuidado 
del medio ambiente, utilizo la metodología de investigación de campo. 
Así mismo, (Alexandra M. Q., 2021) expresó que tiene como objetivo principal analizar 
las características y especificaciones de los sistemas basados en microcontroladores para 
mejorar la instrucción en el campo de la electrónica digital, examinando los distintos tipos 
de lenguajes de programación utilizados por los microcontroladores para mejorar el 
aprendizaje de los estudiantes en ese campo, este proyecto culminó con el desarrollo de 
la propuesta, que fue el diseño de un sistema microcontrolador para mejorar la 
comprensión de la electrónica digital. 
(Pablo, 2019) investigó que la falta de tecnología surge por la necesidad de mostrar 
información sobre las múltiples actividades académicas que se desarrollan dentro de la 
institución, y favorece directamente a los estudiantes al permitirles mantenerse 
informados a través de estos dispositivos electrónicos, el resultado que se obtuvo fue 
enfatizar el uso de recursos tecnológicos implementados por pantallas led programables 
usando microcontroladores Pic para mostrar información académica en la carrera de 
Ingeniería en Computación y Redes. 
9 
 
El autor (Pincay, 2020) formuló que el problema es debido a la falta de herramientas 
tecnológicas apropiadas y necesarias en los laboratorios donde se imparten las clases de 
prácticas de diseño de circuitos, los alumnos no pueden reforzar los conocimientos 
aprendidos en clase, el objetivo principal del estudio fue desarrollarcircuitos electrónicos 
programables de mediano alcance usando microcontroladores PIC para el Laboratorio de 
Robótica del departamento de Ingeniería de Computadores y Redes empleando 
simuladores de circuitos electrónicos, Se propone una metodología con enfoque 
hipotético, estadístico y bibliográfico. 
2.1.2. Antecedentes Nacionales 
El autor (Bolívar, 2018) analizó que el objetivo principal ha sido determinar la viabilidad 
del uso de energía fotovoltaica aislada en sistemas de iluminación y generar interés en el 
uso de fuentes de energía renovables y concluyó a través de esta investigación logramos 
decir que nuestro sistema fotovoltaico aislado es efectivo para su uso en Puntahacienda 
de Quingeo. 
Según (Esteban, 2021) expresó que el objetivo del proyecto busca reducir la cantidad de 
energía eléctrica usada por el sistema de la red pública, resultado se tuvo un sistema de 
iluminación que cuenta con pantallas de proyección mejoradas que brindan una mejor 
iluminación y se concluyó que en la fachada exterior de la iglesia de Turi en Cuenca se 
reemplazó la tecnología obsoleta debido a un alto consumo de energía. 
Según los autores (Haro Sánchez & Ocampo Taco , 2019) detallarón que el problema es 
que la iluminación es menor a lo permitido en las normativas establecidas para las 
instalaciones deportivas, el objetivo principal es que cumpla los requisitos nacionales e 
internacionales, teniendo como resultado que las simulaciones obtenida por el sistema de 
iluminación realizado con tecnologías LED es el que se propone para estos estándares, en 
10 
 
conclusión el uso de la tecnología de iluminación LED permite crear un sistema de 
iluminación, combinado con un sistema fotovoltaico ayudará a cuidar al medio ambiente. 
Los autores (Mora Cerezo & Santos Bajaña, 2019) mencionaron que el problema fue la 
gran cantidad de clientes que actualmente tienen los supermercados, tiene como objetivo 
reducir la cantidad de tiempo y mejorar la experiencia del cliente mediante el uso de un 
dispositivo de hardware de código abierto, la metodología fue la PMI que sirve para 
identificar las actividades y componentes del proyecto, con el fin de tener buenos 
resultado mediante encuestas para el estudio previo de la aceptación del proyecto por 
parte de los consumidores y como resultado la ejecución de diversas pruebas, 
comprobando el funcionamiento de los componentes del prototipo. 
Los autores (Salazar Aguayo & Sánchez Merchán , 2021) indicaron que como objetivo 
diseñaron e implementaron un componente aplicando tecnología de la información y 
comunicación para la automatización de medidas para que regulen la producción de 
cacao, la metodología utilizada para la elaboración del proyecto es Scrum y en conclusión, 
utilizó tecnología de código abierto en los microcontroladores encargados para realizar la 
comunicación entre el hardware y el software. 
Según (Vargas, 2018) determinó que el problema fue encontrar la cantidad adecuada de 
paneles solares sin afectar el peso del VANT para prevenir daños en varios componentes 
electrónicos por el peso excesivo, como resultado determino que la alternativa de panel 
solar producirá la energía necesaria para mejorar la autonomía del VANT, convirtiéndolo 
en un sistema más efectivo y de alto rendimiento y en conclusión se plantea el diseño del 
sistema fotovoltaico en drones haciendo uso de microcontroladores para medir y registrar 
los voltajes necesarios. 
11 
 
(André, 2018) expresó que la metodología utilizada fue bibliográfica y experimental, lo 
que permitió un análisis de las informaciones basadas en las actuales técnicas de 
comunicación inalámbrica, como resultado, se desarrolló un proceso para diseñar y 
automatizar la regulación de la iluminación y carga de tomacorriente de una lámpara 
LED. Adicionalmente, se automatizó la generación de las variables corrientes, voltaje y 
luminancia y concluyó que debido a que los procesos domésticos se prestan fácilmente a 
este tipo de aplicaciones, el uso de microcontroladores brinda mucha versatilidad cuando 
se trata de sistemas de automatización. 
2.1.3. Antecedentes Internacionales 
Los autores (Echevarría Matos & Anaya Maccha, 2022) determinaron que el problema 
principal es la iluminación para el trabajo que se realiza en la zona de la mina que no 
abastece debido a su bajo rendimiento, rápida degradación de la calidad y obsolescencia 
generalizada, el objetivo es innovar sus compras utilizando los últimos avances 
tecnológicos y concluyó que con el análisis de este proyecto surgen beneficios tanto para 
las áreas estratégicas, operativas y ayudando al medio ambiente a reducir la 
contaminación. 
Según (Ventura, 2020) indico que el problema era la falta de iluminación del andén de la 
estación, teniendo como objetivos principales diseñar un sistema de iluminación LED y 
crear un sistema de energía fotovoltaica para alimentarlo, como resultado fue necesario 
realizar un análisis de todos los equipos teniendo en cuenta sus aspectos y concluyó que 
el sistema fotovoltaico permite: La estabilidad de tensión y corriente debido al uso de 
inversores de onda senoidal y la confiabilidad del sistema, teniendo en cuenta que el 
diseño fue escalado en la radiación más baja para garantizar que el sistema funcione 
correctamente para la mayor radiación. 
12 
 
(Bach. Zea Vizcarra, 2018) demostró que el problema es que los generadores 
fotovoltaicos carecen de un sistema de monitoreo capacitado de comunicar al supervisor 
de mantenimiento qué tipo de intervención debe realizar el generador en caso de fallas, 
teniendo objetivo principal elaborar e implementar un prototipo de sistema de monitoreo 
de operación que permita diagnosticar con precisión las fallas de un generador 
fotovoltaico y concluyó, el sistema prototipo permite identificar fallas de panel, batería y 
orientación y diferenciarlas de situaciones normales en tiempos nublados. 
(Sorní, 2021) indicó el objetivo principal es que permitirá el control remoto y la acción 
autónoma mientras interactúa con su entorno, como resultado operará como el cerebro 
del robot, dándole sus características computarizadas, y se le habilita el dispositivo de 
Bluetooth para proporcionar la conectividad y concluyó que este robot será solo un 
prototipo que podrá mejorarse para realizar tareas más complejas añadiendo más entradas 
y salidas y ejecutar con nuevas funciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
2.2. Fundamentación Teórica 
2.2.1. Definición de Energía Renovable 
Las energías renovables actualmente y con el pasar el tiempo seguirán aportando para 
generar electricidad debido a su disponibilidad y continuidad sin intervención de ser 
humano. 
Para aprovechar de la energía renovable como son: el viento, el agua y el sol son 
indispensable para crear energías. Estos recursos son abundantes y están ampliamente 
distribuidos en el entorno (enelgreenpower, 2020). 
2.2.2. Definición de Energía Solar 
La energía producida por el Sol y transmitida a la Tierra a través de la radiación se conoce 
como energía solar. Es una energía renovable que el ser humano pretende obtener a través 
de diversas tecnologías que se han ido desarrollando a lo largo del tiempo para utilizarla 
y explotarla de manera efectiva. 
Este tipo de energía es constante y abundante, y como resultado, además de ser una fuente 
de energía renovable, también ofrece una alternativa limpia a otras formas de energía 
como los combustibles fósiles y la energía nuclear (Hilcu, 2021). 
La energía solar se está convirtiendo en un método más efectivo y ampliamente utilizado 
para producir electricidad. Debido a su capacidad de expansión, los componentes de 
energía solar requerirán innovación para maximizar la eficiencia y garantizar un uso más 
generalizado en casi todas las industrias (Wendt, 2020). 
2.2.3. Como funciona la energía solar 
La energía del sol viaja a la Tierra a través de radiacioneselectromagnéticas, es decir, en 
forma de luz, rayos ultravioletas y en calor. El proceso de fusión que tiene el sol libera 
14 
 
una gran cantidad de energía. Las dos formas en que se puede utilizar la energía del sol 
son a través de la conversión térmica y la conversión fotovoltaica (Menna, 2018). 
➢ Conversión térmica: Los paneles se utilizan para concentrar y recoger la energía 
solar, transferirla a un fluido y luego canalizarla a través de tuberías para su uso 
en edificios y otras estructuras o para generar electricidad. 
➢ Conversión fotovoltaica: Debido a un fenómeno conocido como efecto 
fotoeléctrico, ciertos materiales pueden convertir directamente la energía solar en 
electricidad al absorber fotones y liberar electrones, creando una corriente 
eléctrica (Garrett, 2022). 
 
 
 
 
Ilustración 1: Tipo de Energía Solar 
Fuente: (Segura, 2020) 
2.2.4. Ventajas de energía solar 
Las ventajas de la energía solar se detallan a continuación: 
➢ Tiene una fuente de energía imparable y natural conocida como el sol. 
➢ El efecto ambiental es mínimo, incluso cuando se compara con otras energías 
renovables como la eólica y la hidráulica. 
➢ Con la instalación de paneles solares que suministren energía a los hogares, se 
puede adaptar a los ambientes domésticos (Westreicher, 2021). 
 
 
15 
 
2.2.5. Definición de iluminación 
El sitio web (Fundation, 2019) nos describe que, cuando hablamos de sistemas de 
iluminación, nos referimos a los sistemas de iluminación que se emplean para brindar luz. 
El fenómeno electromagnético conocido como luz nos permite percibir radiaciones que 
son perceptibles al ojo humano. La longitud de onda de la radiación electromagnética de 
la luz oscila entre 380 y 750 nm. 
Hay varias formas de crear luz en el mundo moderno, sin embargo, las dos que se usan 
con más frecuencia son: 
Termo-radiación. Es la iluminación que resulta cuando se calientan materiales sólidos o 
líquidos a temperaturas superiores a 1000 K, produciéndose una radiación visible en el 
proceso (incandescencia). Esta idea sirve como base para las farolas basadas en 
filamentos, que producen luz. 
Descarga eléctrica. Es otra técnica utilizada para conseguir luz. El paso de una corriente 
eléctrica a través de un gas da como resultado la emisión de radiación (luminiscencia). 
2.2.6. Características de un sistema de iluminación 
(Naturgy, 2020) en su sitio web nos define las siguientes características de la iluminación: 
• Flujo luminoso (Ф) es la cantidad total de luz emitida o radiada por una fuente 
durante un segundo en todas las direcciones. 
• Un ángulo sólido cuyo eje coincide con la dirección a considerar es lo que se 
entiende por "intensidad de luminosidad" (cd), que es la relación entre un flujo de 
luz dentro de una sustancia y ese ángulo. Unidad: Candela (cd) 
• Iluminación (E), también conocida como flujo luminoso incidente sobre una 
unidad de superficie. En esta unidad se mide la cantidad de luz necesaria para una 
estancia. Lux: Unidad (lx) 
16 
 
• Temperatura de color (Tc), la característica general del entorno que proporciona 
iluminación a menudo se denomina "tono de color". Puede ser cálido, neutro o 
frío. 
E = Ф / S (lumen/m2) = Lux 
Unidad: Grado Kelvin (K). 
• La luminancia (L), es la cantidad de luz que brilla en una dirección cuando es 
dirigida por una unidad de superficie aparentemente iluminada. 
Cantidad: cd/m2. 
• Deslumbramiento, es un fenómeno visual que causa dificultad o una disminución 
en la capacidad de distinguir entre objetos. 
• Indicador de Somnolencia Unificada (UGR), define los límites del tiempo de 
sueño numéricamente. sirve para especificar el tipo apropiado de iluminación a 
utilizar. 
• Reproducción de color (I.R.C. o Ra), es un valor numérico que compara el 
efecto que tiene una fuente de luz sobre el color de los objetos que ilumina con el 
color que esos objetos representarían si estuvieran iluminados por una fuente de 
luz perfecta (con I.R.C. 100). Este parámetro describe el brillo de una cierta farola. 
2.2.7. Importancia de la iluminación 
La iluminación es bastante importante a la hora de crear nuevos espacios. La luz juega un 
papel importante en cómo percibimos el entorno y cómo nos relacionamos con él. Tiene 
la capacidad de alterar la forma en que vemos un espacio. Por ejemplo, al entrar en una 
tienda, la decisión de centrarse en un artículo en lugar de otro estará muy influenciada por 
la iluminación. En un restaurante, una luz cálida nos hará sentir más a gusto, aumentará 
17 
 
el apetito y agilizará la comida. Por el contrario, la luz blanca nos hará comer más rápido 
(Aretha, 2017). 
 
 
 
 
Fuente: (Aretha, 2017) 
2.2.8. Los requerimientos de las luces solares 
La luz mínima necesaria existe como normativa a nivel nacional y europeo. El lugar 
donde uno se sienta depende de cómo se use el espacio y cómo se ilumine adecuadamente. 
Sin embargo, estos estándares no siempre aseguran que el usuario tenga una percepción 
agradable. Dado que el reglamento especifica el tipo de luz que debe percibirse en el 
plano horizontal y que los humanos percibimos la luz en el plano vertical. Es muy 
probable que los espacios permanezcan bien iluminados a nivel del suelo (plano 
horizontal) pero el usuario puede sentir que está oscuro si los diseñadores de iluminación 
se atienen a lo habitual. Jugar con ambos planos es necesario para iluminar 
adecuadamente y así crear el ambiente adecuado a cada zona y uso. (Aretha, 2017). 
 
 
 
 
Fuente: (Aretha, 2017) 
 
Ilustración 2: Importancia de la iluminación 
Ilustración 3: Iluminación necesaria 
18 
 
2.2.9. Tipos de sistema de iluminación 
2.2.9.1. Iluminación Ambiental 
Para utilizar correctamente este tipo de iluminación, es fundamental tener en cuenta los 
factores de intensidad y temperatura de color. Al ser un tipo de iluminación destinada a 
la relajación y el sueño, debe tener luces suaves, suaves y que muchas veces tienen baja 
intensidad. 
La temperatura de color que se suele utilizar está entre 2.200 y 3.000 grados Kelvin, 
produciendo iluminaciones cálidas con tonos anaranjados. Esta gama de temperatura de 
color favorece la relajación del cuerpo, por lo que es perfecta para la iluminación 
ambiental (Barrantes, 2021). 
En términos generales, se prefiere una intensidad de luz baja para la iluminación 
ambiental con el fin de lograr una iluminación suave y evitar la somnolencia. El tamaño 
de la estancia también influye en la iluminación. Las cantidades de artículos de lujo 
necesarios para cada estancia se enumeran en la siguiente tabla: 
Estancia Intensidad Color 
Terrazas y porches 150 lux 2.200K a 3.000K 
Salas de estar 200 lux 2.200K a 3.000K 
Dormitorios 125 lux 2.200K a 2.700K 
Entradas 150 lux 3.000K 
Tabla 1: Cantidades de luxes en iluminación ambiental 
Autor: Pablo Barrantes 
Fuente: (Barrantes, 2021) 
2.2.9.2. Iluminación Natural 
La iluminación natural hace más que simplemente llenar un espacio con luz; también se 
debe tener en cuenta la posibilidad de que pueda causar que el usuario experimente una 
cantidad excesiva de calor, privación del sueño u otros efectos negativos. 
19 
 
Se cree que esta iluminación es un elemento crucial en el diseño de un proyecto porque 
ayudará al usuario a ahorrar mucha electricidad durante el día y creará un ambiente 
cómodo para ellos. Además, la luz natural anima el espacio al permitir que los usuarios 
perciban el juego de luces y sombras en sus múltiples tonalidades (Casanova Berra, 2021). 
2.2.9.3. Sistemas para iluminación natural: 
2.2.9.3.1. Iluminación lateral 
 Esta iluminación proviene de una veleta en una pared. A medida que aumenta la distancia 
entre el usuario y la ventana, el valor de la iluminación directa disminuye y la cantidad 
de luz reflejada aumenta. 
 
 
 
 
Fuente: (Casanova Berra, 2021) 
2.2.9.3.2. Iluminación cenital 
 Este tipo proviene de una superficie superior,o de la losa, y tiene la gran ventaja de dejar 
pasar más luz de mayor calidad. 
 
 
 
 
Fuente: (Casanova Berra, 2021) 
 
Ilustración 4: Iluminación lateral 
Ilustración 5: Iluminación cenital 
20 
 
2.2.9.3.3. Iluminación combinada 
 esta iluminación utiliza tanto las luces laterales como las del techo, lo que permite 
combinar una luz de ventana con un foco. 
 
 
 
Fuente: (Casanova Berra, 2021) 
2.2.9.3.4. Iluminación de acento 
Este tipo de iluminación se dirige a un punto específico con el fin de realzar la textura o 
el relieve de objetos decorativos como cubos y esculturas. Sin embargo, uno también 
puede usar este tiempo para hacer tareas. Un buen ejemplo de ello es su uso en el cabecero 
de la cama, que facilita la lectura en el dormitorio. 
El objetivo principal de la iluminación de acento es llamar la atención sobre ciertas áreas 
o detalles arquitectónicos, ya sea en el interior o en el exterior, o bien dar profundidad a 
las distintas texturas o alterar la apariencia general del espacio. Cuando se usa 
correctamente, tiene el potencial de ser un poderoso manipulador de la apariencia general 
del espacio (MegaLamparas, 2022). 
 
 
 
 
Fuente: (MegaLamparas, 2022) 
 
Ilustración 6: Iluminación combinada 
Ilustración 7: Iluminación de acento 
21 
 
2.2.9.3.5. Iluminación general 
Es la iluminación artificial más común utilizada en hogares y lugares de trabajo; este tipo 
de luz puede cubrir grandes áreas para mejorar la agudeza visual. La iluminación general 
se puede utilizar en conjunto con la iluminación natural para reforzar áreas donde es 
insuficiente. 
Este tipo de iluminación tiene un abanico de aplicaciones muy amplio; se puede usar tanto 
en interiores como en exteriores sin ningún problema, y se logra fácilmente usando 
bombillas (incandescentes, halógenas, LED y fluorescentes compactas) en candelabros y 
lámparas plegables. 
Debido a que este tipo de iluminación mejora el campo de visión del área iluminada, las 
actividades diarias se pueden realizar de manera efectiva y cómoda (Barrantes, 2021). 
2.2.9.4.Generación fotovoltaica 
A continuación, se describe a la generación fotovoltaica, que depende del uso de 
semiconductores para transformar la energía solar en energía eléctrica, la importancia de 
los beneficios y los inconvenientes de utilizar sistemas fotovoltaicos. Haciendo referencia 
a los métodos de generación fotovoltaicas disponibles implementar, en este caso, estamos 
hablando de usar paneles solares o fotovoltaicos, son bloques de construcción importantes 
de los elementos utilizados para la generación fotovoltaica. Los clientes deberán decidir 
qué tipo de sistema fotovoltaico es mejor implementar en función del equipo que tengan. 
Esta decisión se tomará de acuerdo con la estrategia de generación distribuida que esté 
implementado la empresa distribuidora o la necesidad de los usuarios en áreas remotas 
que no tienen acceso a una red de distribución cercana. Debido a que benefician 
enormemente a los consumidores y al medio ambiente al facilitar la inclusión de fuentes 
22 
 
de energía renovables, las pequeñas redes eléctricas son una gran mejora para estos 
sistemas. 
2.2.9.5.Celdas fotovoltaicas definición 
Las celdas fotovoltaicas son capaces de convertir la energía luminosa en energía eléctrica. 
En otras palabras, son dispositivos que generan electricidad cuando la luz solar incide o 
regresa a ellos (Shop, 2019 ). 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: (Shop, 2019 ) 
2.2.9.6.Funcionamiento de las celdas fotovoltaicas 
La celda solar fotovoltaica está hecha de cristal de silicio. Para obtener silicio en su forma 
bruta (98% de pureza), se somete arena con una pureza del 99,999% a un proceso de 
purificación. 
El silicio en bruto se transforma silicio gaseoso. Luego, para obtener silicio policristalino 
altamente purificado, se mezcla con hidrógeno. En el caso de que se desee silicio 
monocristalino, el proceso se vuelve un poco más complicado. Aunque este material 
cuesta más producirlo, también tiene un mayor rendimiento. 
Estas torres son el punto focal de las células solares fotovoltaicas. Los átomos de silicio 
están conectados entre sí por una estructura que impide el movimiento libre de electrones. 
Ilustración 8: Celdas Fotovoltaicas 
23 
 
Para que los electrones se muevan unidireccionalmente, debe haber una fuerza impulsora. 
Una manera fácil de crear esta fuerza motriz es usando una unión P-N. Habrá un agujero 
para cada átomo si iniciamos el proceso boro en silicio puro con tres electrones. Esto se 
conoce como dopaje tipo P. Si los dos tipos de materiales dopados se combinan, algunos 
electrones del lado N se moverán a la región P y llenarán los agujeros disponibles. Así, 
se crea una zona de agotamiento, desprovista tanto de electrones libres como ligados. 
Las cargas positivas se colocan en el N, mientras que las cargas negativas se colocan en 
el P. Se forma un campo de electricidad entre la carga como resultado de la migración de 
electrones. La fuerza motora necesaria es producida por este campo eléctrico. 
Cuando el sol incide sobre la región N, llega hasta la región de agotamiento, donde se 
producen electrones y agujeros que, gracias al campo eléctrico, son dirigidos hacia las 
regiones N y P, respectivamente. Habrá una diferencia de potencial entre las regiones N 
y P debido al aumento de las concentraciones de electrones y atómicas, respectivamente. 
Ahora, si conectamos cualquier carga entre estas dos regiones, los electrones comenzarán 
a fluir a través de la carga. Luego, se combinan con los agujeros de la región P para 
producir electricidad. 
Para aumentar la producción de energía de las células solares fotovoltaicas, se necesita 
una capa N muy fina y altamente dopada. Por otro lado, la capa inferior P es más gruesa. 
Al hacer esto, se aumenta la región de agotamiento, y como resultado se produce 
electricidad (Ruiz, 2022). 
2.2.9.7.Beneficios de celdas fotovoltaicas 
El gerente del departamento eléctrico de The Home Depot Luis Mendoza menciono los 
siguientes beneficios: 
24 
 
• Inagotable: La energía solar se genera a partir de la luz, la energía fotovoltaica o 
la energía solar térmica para la producción de calor o electricidad. Como 
resultado, es tanto inagotable como renovable. 
• Alta potencia: La superficie de la Tierra recibe 120 millones de terawatios de 
radiación solar, que es 20 millones de veces más energía de la que necesita el 
planeta. 
• Ahorro a corto plazo: Tras la inversión inicial, que puede variar en función del 
tamaño o número de paneles instalados, se puede conseguir una reducción de los 
costes de iluminación de hasta un 90%. 
• Fácil mantenimiento: Lo único que necesitan los paneles solares para funcionar 
correctamente es estar libres de contaminación. 
• Disponibles para todos: Este tipo de energía se puede utilizar en casi cualquier 
parte del mundo (Donato, 2021). 
2.2.9.8.Componentes de las celdas fotovoltaicas 
Se utiliza una lámina de silicio monocristalina o policristalina con una consistencia cerca 
de 0,3 mm para fabricar células fotovoltaicas. El silicio se divide en pequeños pedazos en 
forma de círculos cristalizados. Luego, cada pieza pasa por un proceso en el que se 
encierra en conductores metalizados. También es típico agregar una base delgada de 
vidrio a los paneles. 
La parte superior de las celdas fotovoltaicas tiene una tendencia negativa natural, mientras 
que el resto de la celda tiene una tendencia positiva. Es crucial indicar que existe otro tipo 
de celda fotovoltaica conocida como multicapa. El componente principal de esta celda es 
el arseniuro de galio. 
25 
 
Por lo tanto, la mayoría de las veces, estas células solares deben ser homogéneas, lo que 
hace que su producción sea un proceso difícil que exige un alto nivel de sofisticación. 
2.2.9.9.Rendimiento de las celdas fotovoltaicas 
Cuando se habla del rendimiento de lascélulas fotovoltaicas, se entiende la cantidad de 
energía que se produce en función de la energía solar recibida. Para su cálculo hay que 
tener en cuenta las Condiciones Estándar de Medida, que establecen que un panel puede 
recibir 1000W/m2 de radiación si se mantiene a 25°C con una distribución espectral de 
1,5G AM. 
Actualmente, darse cuenta de estas condiciones es casi imposible, debido a los niveles de 
rendimiento hay y estas son: 
• Medio-bajo: Con este nivel su rendimiento es de 16 y 17%. 
• Medio-alto: Su rendimiento en este nivel de celdas fotovoltaicas es de 18 y 19% 
• Mayor eficiencia: Estos porcentajes los ofrecen varios fabricantes, entre ellos 
SunPower con su modelo SPR-X22-370 (actualmente MAX3-400), LG Neon con 
sus celdas fotovoltaica LG360Q1C-A5 y Panasonic con su tipo VBHN330SJ53, 
estos funcionan mejor con el rendimiento del 19%. 
De tal forma, el rendimiento de los paneles fotovoltaicos también puede verse afectado 
por su potencia. La configuración más común para los paneles es entre 60 y 72 celdas. En 
este sentido, su rendimiento sería los siguientes: 
• Celdas fotovoltaicas de 250W: 14,7%. 
• Celdas fotovoltaicas de 208W: 16%. 
• Celdas fotovoltaicas de 320W: 18,8%. 
• Celdas fotovoltaicas de 370W: 18,5%. 
• Celdas fotovoltaicas de 410W: 20,5% (Morillo, 2021). 
26 
 
Las celdas fotovoltaicas están formadas por: 
Células Solares: células de silicio policristalino o monocristalino que son las encargadas 
de provocar el efecto fotoeléctrico. Por diminutos conductores, están conectados entre sí. 
Conectores: Los cables de interconexión de paneles solares se utilizan para conectar 
paneles solares a sistemas fotovoltaicos. 
Marco: estructura base sobre la que se ensamblan el resto de componentes (células 
solares y conectores). (Morillo, 2021). 
2.2.10. Tipos de celdas fotovoltaicas 
2.2.10.1. Celdas fotovoltaicas de silicio policristalino (P-S) 
Son únicos porque están hechos de miles de cristales de sílice. Su uso se remonta a los 
años 80 y son bastante populares, pero su bajo rendimiento es su principal inconveniente. 
Su estructura policristalina requiere que sean capaces de reflejar la luz que incide en su 
superficie, lo que les da su característico color azul (Robert, 2020). 
Una ventaja es que se utiliza menos materia prima en su creación y se evita el desperdicio 
de sílice durante toda la fase de producción. 
 
 
 
 
Fuente: (Robert, 2020) 
 
 
Ilustración 9: Celdas fotovoltaicas de silicio policristalino 
27 
 
2.2.10.2. Celdas fotovoltaicas de silicio monocristalinos (M-Si) 
Su característica principal es que están hechos de un solo cristal de sílice altamente 
homogéneo. Para lograr esto, la sílice primero debe funcionar antes de que pueda 
fusionarse en un solo bloque grande. El último paso es cortar el cristal en casquillos 
grandes que den espacio a las células. Puedes distinguirlos de un vistazo gracias a dos 
características: sus bordes redondeados y su tinte oscuro. 
Su estructura monocristalina constante evita que reflejen la luz que cae sobre su 
superficie, lo que les otorga un color oscuro distintivo (Robert, 2020) 
Las células fotovoltaicas de silicio monocristalino son más caras que otros tipos, lo que 
puede deberse a la posibilidad de pérdida de sílice durante la producción. Sin embargo, 
pueden vivir hasta 25 años y mantener su buen desempeño incluso cuando se encuentran 
en áreas con poca exposición a la luz. 
 
 
 
 
Fuente: (Robert, 2020) 
2.2.10.3. Celdas fotovoltaicas de silicio amorfo (a-Si) 
La forma no cristalina del silicio, conocida como a-Si, cuando se transforma produce un 
gas que se proyecta sobre un laminado de vidrio, metal o plástico. Es una de las 
tecnologías fotovoltaicas más respetuosas con el medio ambiente, pero el inconveniente 
es que tiene un rendimiento muy bajo. 
Ilustración 10: Celdas fotovoltaicas de silicio monocristalinos 
28 
 
Inicialmente se pensó que el carburo de silicio sería fundamental para el crecimiento de 
las células fotovoltaicas; sin embargo, otras formas de silicio estaban haciendo retroceder 
esto hasta el punto en que ahora es esencialmente obsoleto. Otro dato interesante sobre 
las celdas solares de carburo de silicio es que tienen un rango de rendimiento del 5% al 
7% y pueden funcionar incluso en días nublados (Morillo, 2021). 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: (Robert, 2020) 
2.2.11. Situación fotovoltaica en Ecuador 
Ecuador tiene un importante potencial fotovoltaico y alta radiación solar. El mercado para 
la generación de electricidad a través de esa ruta es actualmente pequeño. 
Una empresa privada ha invertido alrededor de $ 50 millones en proyectos fotovoltaicos 
de pequeña escala en el país. 
Son 8 provincias donde se ubican estos proyectos: Guayas, Manabí, Pichincha, Cotopaxi, 
Loja, Imbabura, El Oro y Galápagos (Hora, 2021). 
 
 
Ilustración 11: Celdas fotovoltaicas de silicio amorfo 
29 
 
2.2.12. Forma de instalar las celdas fotovoltaicas 
Las celdas fotovoltaicas se instalan de dos formas de las siguientes maneras: 
2.2.12.1. Instalación solar fotovoltaica aislada 
Una instalación solar fotovoltaica aislada es aquella que aprovecha la energía solar para 
producir electricidad sin necesidad de conectarse a la red eléctrica, cediendo al propietario 
la energía procedente del sol. Por lo general, requiere el almacenamiento de energía 
fotovoltaica producida por baterías solares o acumuladores, y permite el uso de la energía 
las 24 horas. 
2.2.12.1.1. Tipo de instalaciones fotovoltaicas aisladas 
Cuentan con dos tipos de instalaciones fotovoltaicas aisladas, dado a que cada usuario 
elegirá entre instalaciones corriente continua (CC) o corriente alterna (CA) de acuerdo a 
las necesidades. 
2.2.12.1.1.1. Instalaciones fotovoltaicas aislada CC 
Los sistemas de energía solar aislada más comunes están formados por una serie de 
módulos fotovoltaicos que producen energía de forma continua para que sea almacenada 
en los dispositivos de acumulación bajo la dirección del regulador de carga, que asegura 
que las baterías se encuentran en el estado adecuado. La energía almacenada se utiliza 
por medio de un inversor, que la convierte en flujo de corriente alterna cuando es 
necesario. 
Hay instancias donde el consumo de energía es continuo; en tales casos, no hay necesidad 
de un convertidor de energía porque la energía se lleva directamente desde la salida del 
regulador. 
 
30 
 
2.2.12.1.1.2. Instalaciones fotovoltaicas aislada CA 
Este tipo de instalación está destinada principalmente a sistemas de gran envergadura, 
siempre y cuando el consumo se produzca en corriente alterna. La energía generada por 
los módulos fotovoltaicos se convierte en corriente alterna a través de un inversor, parte 
de la cual se destina directamente al uso humano y el resto se utiliza para cargar las 
baterías. 
Debido a la conversión inmediata a corriente alterna, este tipo de instalaciones tienen una 
mayor eficiencia y rendimiento energético. Además, se reduce el desperdicio de las 
baterías solares porque una gran parte de la energía generada se destina al uso humano 
(Sun, 2021). 
2.2.12.2. Instalación de fotovoltaicas de red 
El objetivo de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica es abaratar el coste 
de la iluminación. Como resultado, cuando los paneles solares pueden producir 
electricidad, el usuario utiliza su propia energía; de lo contrario, se utiliza la red eléctrica. 
La normativa vigente establece que las instalaciones conectadas a una red deben ajustarse 
a alguna de las siguientes modalidades: 
Autoconsumo sin excedentes: sistemas conectados a la red eléctrica que contienen un 
dispositivo que evita la transmisión de energía perdida a la red. 
Autoconsumo con excedentes: Además de producir electricidad, los sistemas 
fotovoltaicos con exceso de energía tienen la capacidad de enviar el exceso de energía 
eléctrica a la red de distribución.Distinguimos dos tipos de instalaciones fotovoltaicas 
con excesos: 
• Acogida a compensación: Si no se utiliza toda la electricidad generada por el 
sistema fotovoltaico, es posible inyectar la energía sobrante a la red de 
31 
 
distribución para obtener un pago económico por los kWh convertidos al final de 
cada ciclo de facturación. Estos requisitos deben cumplirse para aceptar este 
mecanismo: 
• No acogido a compensación: Se incluirán en esta modalidad aquellos 
consumidores que no cumplan alguno de los requisitos antes señalados o que 
opten por no aceptarse. Si este es el caso, la energía eólica se venderá en el 
mercado eléctrico (ya sea directamente o a través de un distribuidor) (Ruiz C. G., 
2022). 
2.2.13. Definición de Microcontroladores 
Los microcontroladores son circuitos integrados que pueden ejecutar instrucciones 
almacenadas en su memoria. Está formado por electricidad de numerosos bloques 
funcionales, cada uno de los cuales realiza una determinada tarea. 
Los microcontroladores están "escondidos" en una sorprendente cantidad de dispositivos 
electrónicos, desde microondas hasta televisores, drones y teléfonos inteligente y otros. 
Las tres unidades funcionales principales de una computadora (memoria y periféricos de 
entrada/salida y la unidad central de procesamiento) están todas incluidas dentro de un 
microcontrolador (Huerta, 2020). 
 
 
 
 
 
Fuente: (Huerta, 2020) 
Ilustración 12: Diagrama de flujo de un microcontrolador 
32 
 
2.2.13.1. Funcionamiento de un microcontrolador 
Las condiciones de operación específicas del sistema para el cual fue implementado 
regirán su desempeño. Los datos que luego procesará la CPU del dispositivo se almacenan 
en su memoria. Estos dispositivos están compuestos por un circuito integrado que 
alimenta componentes que incluyen memoria RAM, memoria ROM, periféricos, así 
como puntos de entrada y salida. 
Los datos deben estar organizados en formato hexadecimal para que el dispositivo 
funcione con el más alto nivel de eficiencia. El equipo podrá realizar sus funciones sin 
inconvenientes de esta manera. 
2.2.13.2. Características de un microcontrolador 
Las características de un microcontrolador se detallan de la siguiente forma: 
• Se distinguen por una reducción ideal del consumo de energía eléctrica. 
• Pueden ampliar su gama de funciones y convertirse en una unidad de 
procesamiento central con la adición de algunos circuitos integrados. 
• Su memoria es aleatoria. 
• Tienen componentes de entrada y salida como el temporizador. 
• Las ondas de alta frecuencia permiten programar los impulsos de reloj que regulan 
todos los sistemas en los que están integradas. 
2.2.13.3. Ventajas de microcontroladores 
Las ventajas de los microcontroladores tenemos: 
• Tienen un tamaño más pequeño y son muy flexibles. 
• Tienen la capacidad de reemplazar otros circuitos integrados sin causar cambios 
en el sistema. 
33 
 
• El diseño de las salidas y entradas se puede personalizar para satisfacer las 
necesidades de cada usuario. 
• Se adaptan para programar, controlar y combinar varias operaciones a la vez 
(industriasgsl, 2022). 
2.2.13.4. Aplicaciones en los microcontroladores 
Las aplicaciones de los microcontroladores que se detalla a continuación: 
• Telecomunicaciones: Los teléfonos móviles se encuentran entre los productos 
del campo de las comunicaciones que utilizan con frecuencia microcontroladores. 
• Productos de gran consumo: Los microcontroladores se utilizan en muchos 
electrodomésticos (como lavanderías, lavavajillas, microondas, etc.) en productos 
de alta gama (televisores, reproductores de DVD, aparatos de radio, etc.). 
• Automoción: Los microcontroladores se utilizan en la industria automotriz para 
regular una parte importante de los sistemas del vehículo para indicar órdenes. 
• Informática: Existen varios dispositivos periféricos en la industria de la 
información que incorporan microcontroladores, incluyendo mouse, teclados, 
impresoras, escáneres, discos duros, etc. 
• Industria: En el mundo industrial, se utilizan en una variedad de campos como 
la robótica y el control de motores (Gutierrez, 2020). 
2.2.13.5. Arquitectura de Microcontroladores 
La arquitectura de un microcontrolador establece la configuración de su funcionamiento. 
Hay dos arquitecturas que se utilizan para crear microcontroladores; estas arquitecturas 
son Von Neumann y Harvard. 
34 
 
• Arquitectura Von Neuman: El principal beneficio de la arquitectura Von 
Neumann es la eliminación de líneas de entrada y salida, sin embargo, esto reduce 
la velocidad de procesamiento en cierto grado. Tanto los datos como las 
instrucciones viajan en el mismo bus en esta arquitectura ya que se almacenan en 
la misma memoria. 
 
 
 
 
 
Fuente: (Chala, 2020) 
• Arquitectura Harvard: La arquitectura de Harvard tiene dos sistemas de 
memoria separados para datos e instrucciones. Como resultado, se utilizarán dos 
buses diferentes. Con esto, es posible usar ambos bancos de memoria a la vez, lo 
que hace que la ejecución del programa sea significativamente más rápida (Chala, 
2020) 
 
 
 
 
 
Fuente: (Chala, 2020) 
Ilustración 13: Arquitectura Von Neuman 
Ilustración 14: Arquitectura Harvard 
35 
 
2.2.13.6. Programación de un microcontrolador 
Un microcontrolador se programa utilizando un lenguaje ensamblador. Por lo tanto, cada 
microcontrolador posee su adecuado conjunto de instrucciones. Las instrucciones se 
dividen según las operaciones que se ejecutan en: 
• Aritméticas 
• Lógicas 
• Transferencia de bits 
• Misceláneas (E-Marmolejo, 2022). 
2.2.14. Microcontrolador AVR ATmega32 
Los microcontroladores AVR se construyen utilizando una arquitectura RISC avanzada. 
El ATmega32 es un microcontrolador CMOS de bajo consumo y 8 bits basado en la 
arquitectura RISC mejorada del AVR. AVR puede procesar 1.000.000 de instrucciones 
por segundo si la frecuencia del ciclo es de 1 MHz. 
 
 
 
 
 
 
Fuente: (ElProCus, 2018) 
Debido a su flash autoprogramable en el sistema en un solo chip monolítico, el ATmega32 
es un poderoso microcontrolador que ofrece una solución muy flexible y rentable para 
muchas aplicaciones de control integrado (ElProCus, 2018). 
Ilustración 15: Microcontrolador AVR ATmega32 
36 
 
2.2.14.1. Uso del microcontrolador AVR ATmega32 
Usar un ATMEGA32 es similar a utilizar cualquier otro microcontrolador. Por lo tanto, 
estos no son circuitos integrados digitales Plug and Play. Para realizar en ATMEGA32, 
debemos inicial teniendo el archivo en el programa adecuado en la memoria FLASH del 
dispositivo. Después de devolver el código de este programa, el controlador lo ejecuta 
para producir la respuesta (components101, 2018 ) 
2.2.15. Bascom AVR 
BASCOM-AVR, creado por Amel, es un compilador fiable y potente pero fácil de usar 
para la serie de microcontroladores que permite la programación y compilación C o C++ 
para microcontroladores AVR. Es una aplicación robusta y completa que ofrece una 
variedad de herramientas y funciones útiles para ayudar en la conversión de un lenguaje 
de programación BASIC a otro. 
Es una aplicación efectiva que proporciona un proceso de escritura estructurado para 
declaraciones de programas de computadora. Acepta todos los tipos de datos de lenguaje, 
además, hay una variedad de comandos y botones disponibles que pueden acortar una 
aplicación larga. 
BASCOM-AVR es completa y en funciones proporciona todas las herramientas y 
módulos necesarios. Contiene una variedad de herramientas útiles, como un simulador, 
un verificador de sintaxis y herramientas de emulación, que pueden ayudarlo a verificar 
si su programa tiene errores antes de grabarlo. Además, tiene un visor de PDF integrado 
que le permite ver rápidamente los contornos del circuito. El programa brinda paneles 
gráficos LCD contemporáneos que permiten la creación de productos con aspectos 
inteligentes