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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU 
ESCUELA DE POSGRADO 
 
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA 
ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA 
 
TESIS 
 
 
PRESENTADO POR: 
ANTHONY MARTÍN VALDIVIESO MATOS 
 
 
PARA OPTAR EL GRADO DE: 
MAESTRO EN CIENCIAS: INGENIERÍA ELÉCTRICA 
MENCIÓN EN SISTEMAS ELÉCTRICOS DE DISTRIBUCIÓN 
 
 
Huancayo - Perú 
2021 
USO DE PANELES FOTOVOLTAICOS DE SILICIO 
CRISTALINO PARA LA OPTIMIZACION DE LA PLANTA 
FOTOVOLTAICA DE 22MW EN MAJES - AREQUIPA 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ 
ESCUELA DE POSGRADO 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA 
UNIDAD DE POSGRADO 
 
ACTA DE SUSTENTACIÓN DE TESIS VIRTUAL 
Mediante la plataforma virtual Microsoft Teams en el equipo de la Unidad de Posgrado de la 
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la UNCP a los veintiocho días del mes de junio 
del año dos mil veintiuno, con la presencia de los miembros del Jurado integrado por: 
 
PRESIDENTE : MSc. David Huarac Rojas 
SECRETARIO : MSc. Waldir Astorayme Taipe 
VOCAL : MSc. Manuel Dacio Castañeda Quinte 
VOCAL : MSc. Efraín Mauro De La Cruz Montes 
VOCAL : MSc Carlos Julio Mendoza Auris 
 
Siendo las 15:05 horas se dio inicio al acto de sustentación de Tesis del egresado en la Maestría 
en Ciencias: Ingeniería Eléctrica con Mención en Sistemas Eléctricos de Distribución. 
Anthony Martín Valdivieso Matos 
El secretario de sustentación dio lectura a la Resolución N° 021-2021-DUPG-FIEE/EPG-UNCP, 
luego el sustentante procedió a exponer su TESIS intitulada: “Uso de paneles fotovoltaicos de silicio 
cristalino para la optimización de la planta fotovoltaica de 22MW en Majes - Arequipa”. 
 
Culminada la sustentación, los señores vocales del jurado procedieron a efectuar las 
observaciones y preguntas respectivas. Una vez terminada la evaluación, el secretario de 
sustentación invito al sustentante y público en general a abandonar la plataforma virtual, para la 
deliberación del caso, pasando luego a la calificación obteniendo el siguiente resultado: 
APROBADO CON EL CALIFICATIVO DE REGULAR (NOTA 15.00) 
 
El secretario de sustentación invito a pasar a la plataforma virtual Microsoft Teams al interesado 
para dar a conocer el resultado final, que fue anunciado por el Presidente. 
Se dio por concluido el acto de sustentación a las 16:40, horas firmado a continuación por los 
miembros del jurado. 
 
 
 
 
 MSc David Huarac Rojas MSc. Waldir Astorayme Taipe 
 Presidente Secretario 
 
 
 
 
 
 
 
 
MSc. Manuel Dacio Castañeda Quinte MSc. Efrain Mauro De La Cruz Montes MSc. Carlos Julio Mendoza Auris 
 Vocal Vocal Vocal 
 
 
iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ASESOR 
MSC. MANUEL DACIO CASTAÑEDA QUINTE 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
A mi familia que estuvo siempre en los 
buenos y malos momentos de mi vida, a 
amigos y personas valiosas de los cuales he 
podido aprender más de la vida y de las 
personas. 
v 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mi asesor por todo el apoyo brindado en todo este proceso de elaboración de 
tesis, desde el plan hasta la culminación de la misma, su apoyo más allá de la relación 
asesor-estudiante; también el agradecimiento de ser una persona en quién uno desde 
estudiante lo tomé como referencia profesional, al apoyo y amistad desde mi etapa de 
pre grado. 
A mis profesores tanto de postgrado como de pregrado, dado que estudié ambas 
instancias en mi alma mater, la Universidad Nacional del Centro, facultad de Ingeniería 
Eléctrica y Electrónica; a dichos profesores les agradezco por darme las bases en ambas 
instancias para poder seguir haciendo carrera y crecer dentro de esta hermosa 
profesión. 
vi 
INDICE GENERAL 
Portada .......................................................................................................................... i 
Acta de sustentación ..................................................................................................... ii 
Dedicatoria ................................................................................................................... iv 
Agradecimiento ............................................................................................................. v 
Índice general ............................................................................................................... vi 
Índice de tablas............................................................................................................. ix 
Índice de figuras .......................................................................................................... xii 
Resumen ..................................................................................................................... xv 
Abstract ...................................................................................................................... xvi 
Introducción ............................................................................................................... xvii 
CAPÍTULO I ................................................................................................................ 13 
1.1. Antecedentes o marco referencial ................................................................. 13 
1.1.1. Antecedentes Nacionales .............................................................................. 13 
1.1.2. Antecedentes internacionales ....................................................................... 15 
1.2. Bases teóricas y conceptuales ...................................................................... 17 
1.2.1. Energía Solar ................................................................................................ 17 
1.2.2. Materiales semiconductores .......................................................................... 17 
1.2.3. Efecto fotovoltaico ......................................................................................... 17 
1.2.4. Sistemas fotovoltaicos autónomos y conectados a la red ............................. 18 
1.2.5. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a red ........................... 19 
1.3. Hipótesis de Investigación ............................................................................. 29 
1.3.1. Hipótesis General .......................................................................................... 29 
1.3.2. Hipótesis Específicas .................................................................................... 29 
1.4. Operacionalización de variables .................................................................... 29 
CAPITULO II ............................................................................................................... 32 
2.1. Tipo y nivel de investigación ......................................................................... 32 
2.1.1. Tipo de investigación .................................................................................... 32 
2.2. Métodos de investigación .............................................................................. 32 
2.3. Diseño de la Investigación ............................................................................ 33 
2.4.1. Población ...................................................................................................... 33 
2.4.2. Muestra ......................................................................................................... 33 
vii 
2.4.3. Técnicas de Muestreo ................................................................................... 33 
CAPÍTULO III ..............................................................................................................36 
3.1. Diseño inicial de la Planta Fotovoltaica de Majes .......................................... 36 
3.1.2. Ubicación ...................................................................................................... 36 
3.1.3. Factores Climatológicos en Majes ................................................................. 37 
3.1.2. Características técnicas actuales .................................................................. 38 
3.1.2. Configuración actual de operación del sistema ............................................. 44 
3.1.3. Configuración actual del CFI (Campo Fotovoltaico Independiente) ............... 44 
3.2. Análisis de operación con Paneles ThinFilm ................................................. 45 
3.2.1. Análisis de Operación con Paneles de Silicio Monocristalino ........................... 49 
3.2.2. Análisis de Operación con Paneles de Silicio Policristalino .............................. 50 
3.2.3. Análisis de Alternativas ..................................................................................... 51 
3.3. Commissioning (Pruebas piloto de puesta en marcha) ................................. 52 
3.3.3. Trazado de Curvas IV ................................................................................... 55 
3.6.1. Prueba de Hipótesis General ........................................................................ 62 
3.6.2. Prueba de Hipótesis Específicas ................................................................... 63 
CONCLUSIONES ....................................................................................................... 70 
RECOMENDACIONES ............................................................................................... 72 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................ 73 
viii 
INDICE DE TABLAS 
 
 
Tabla 1 Registros de Radiación Solar (kWh/m2) 2016-2019 para Majes ................... 37 
Tabla 2 Registros de precipitación mensual (mm) Estación La Joya 2017 a 2019 ..... 38 
Tabla 3 Registros de temperatura mensual (°C) Estación La Joya 2017 a 2019 ....... 38 
Tabla 4 Tipos de paneles instalados originalmente el 2012 en la planta de Majes ..... 39 
Tabla 5 Características técnicas de los paneles existentes ....................................... 40 
Tabla 6 Características técnicas del inversor ............................................................. 42 
Tabla 7 Datos de operación de la planta de 2019...................................................... 45 
Tabla 8 Cálculo de producción de energía mediante matriz de cálculo ...................... 47 
Tabla 9 Cálculo de producción de energía con paneles monocristalinos ................... 49 
Tabla 10 Calculo de perdidas % por temperatura para panel monocristalino ............. 49 
Tabla 11 Cálculo de producción de energía con paneles policristalinos .................... 50 
Tabla 12 Calculo de pérdidas porcentuales por temperatura ...................................... 50 
Tabla 13 Comparación de producción de energía anual entre (mono, poli y thinfilm) 51 
Tabla 14 Cuadro comparativo de producción de energía ........................................... 52 
Tabla 15 Valores de Irradiancia por m2 según tipo de panel por día .......................... 63 
Tabla 16 Resumen de resultados de ANOVA para influencia del tipo de panel fotovoltaico 
en la producción de energía ....................................................................................... 64 
Tabla 17 Costos de paneles fotovoltaicos monocristalinos y policristalinos por tipo de 
fabricante y rentabilidades financieras teóricas alcanzadas por su uso en el proyecto sin 
considerar la prima otorgada en la primera subasta de energía ................................. 65 
Tabla 18 Resultados para el cálculo del coeficiente de Pearson para medir la influencia 
del costo en la viabilidad económica de la repotenciación de la Planta Fotovoltaica de 
22 MW en Majes - Arequipa ...................................................................................... 65 
Tabla 19 Muestra de datos para calculo de coeficiente de Pearson .......................... 66 
Tabla 20 Resultados para el cálculo del coeficiente de Pearson para medir la influencia 
del coeficiente de temperatura en la producción de energía de la Planta Fotovoltaica de 
22 MW en Majes - Arequipa ...................................................................................... 67 
ix 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1 El efecto fotovoltaico .................................................................................... 18 
Figura 2 Representación esquemática de una instalación FV autónoma.................. 18 
Figura 3 Esquema básico de una Instalación FV conectada a red .......................... 19 
Figura 4 Módulos fotovoltaicos en Planta de Majes- Arequipa .................................. 20 
Figura 5 Esquema eléctrico del inversor Huawei SUN2000-17/20KTL ...................... 21 
Figura 6 Inversor Huawei SUN2000-17-20KTL.......................................................... 21 
Figura 7 Cuadro StringBox con protecciones ............................................................ 23 
Figura 8 SmartLogger de Huawei para control de parámetros ................................ 24 
Figura 9 Ubicación de la Planta Fotovoltaica de Majes............................................. 36 
Figura 10 Ubicación de la Planta en el Municipio de Majes ..................................... 37 
Figura 11 Estructura de soporte tipo Urbina ............................................................. 41 
Figura 12 Detalle interior del contenedor que alberga los cuadros de baja tensión y los 
inversores del centro de transformación de la Planta de Majes. ................................. 43 
Figura 13 Valores de Tensión del Cuadro del Inversor 01 del CFI-04 – Planta de 
Majes .......................................................................................................................... 46 
Figura 14 Ficha técnica de panel T-Solar 340 W Thin Film ...................................... 48 
Figura 15 Distribución de campos en la Planta de Majes .......................................... 53 
Figura 16 Pruebas de megado en StringBox ............................................................. 53 
Figura 17 Protocolo de pruebas de megado en el CFI-10 ......................................... 54 
Figura 18 Protocolo de polaridad y Voc en CFI-10 .................................................... 55 
Figura 19 Datos mostrados en Tazado de curva IV CFI-10 ....................................... 56 
Figura 20 Personal técnico realizando pruebas de Curva IV en CFI-10 .................... 57 
Figura 21 Trazador de Curva IV HT400 ..................................................................... 57 
Figura 22 Presupuesto general- Alternativa Paneles Monocristalinos ....................... 58 
Figura 23 Presupuesto general- Alternativa Paneles Policristalinos ......................... 59 
Figura 24 Radiación horizontal y global sobre la superficie en Arequipa-Perú .......... 68 
. 
x 
RESUMEN 
 
 
La Investigación propuesta busca la optimización de la Planta Fotovoltaica de 
Majes de 22 MW mediante el cambio de los paneles solares existentes de silicio amorfo 
por tecnologías más eficientes disponibles en el mercado. 
La hipótesis propuesta es que el uso de paneles solares policristalinos influye 
positivamente en la optimización de la planta fotovoltaica de 22 MW ubicada en Majes 
– Arequipa 
La metodología de investigación utilizada clasifica esta investigación como 
Descriptiva-Correlacional, cuyo tipo de investigación es la aplicada, de corte transversal 
con un diseño experimental. La población y muestra definidas en esta investigación está 
constituida por la planta fotovoltaica de Majes de 22MW y como muestra se utilizará la 
zona de laplanta correspondiente al CFI-10 cuya potencia equivalente es de 
1.2 MW, zona en la cual se realizaran trabajos preliminares de evaluación previos a la 
repotenciación de toda la planta. 
La recolección de datos ha hecho uso de instrumentos como los datos históricos 
de producción de energía de la planta, así como la de los instrumentos del centro de 
control con los registros diarios de operación del sistema. El tratamiento de datos se ha 
utilizando herramientas estadísticas como SPSS y software de modelamiento y 
simulación como Digsilent y hojas de cálculo EXCEL. 
 
Palabras clave: Energías renovables, energía solar, plantas fotovoltaicas, 
mantenimiento en centrales. 
xi 
ABSTRACT 
 
The proposed investigation seeks the optimization of the 20MW Majes 
Photovoltaic Plant by changing the existing amorphous silicon solar panels for more 
efficient technologies available on the market. 
The proposed hypothesis is that the use of polycrystalline solar panels positively 
influences the optimization of the 22 MW photovoltaic plant located in Majes - Arequipa 
The research methodology used classifies this research as Descriptive- Correlational, 
whose type of research is applied, cross-sectional with an experimental design. The 
population and sample defined in this research is constituted by the 22MW photovoltaic 
plant of Majes and as a sample the zone of the plant corresponding to CFI- 10 whose 
equivalent power is 1.2 MW will be used, an area in which preliminary 
preliminary evaluation works will be carried out to the repowering of the entire plant. 
The data collection will use as instruments the historical data of energy production 
of the plant, as well as that of the instruments of the control center with the daily records 
of system operation. The data treatment will be carried out using statistical tools such as 
SPSS and modeling and simulation software such as Digsilent and EXCEL spreadsheets. 
 
 
 
 
Keywords: Renewable energies, solar energy, photovoltaic plants, maintenance 
in power plants. 
xii 
INTRODUCCIÓN 
 
Existe una tendencia a nivel mundial de adecuar la matriz energética de los 
sistemas de generación a nuevas formas de generación con el uso de energías 
renovables las cuales contribuyan a un desarrollo económico sostenible, por ello en esta 
investigación se ha intentado buscar una propuesta de optimización de la planta 
fotovoltaica de Majes, la cual fue uno de los primeros grandes proyectos de generación 
fotovoltaica en Sudamérica y que ha venido operando satisfactoriamente durante 8 años. 
Para la optimización de la planta se ha tenido en cuenta su diseño original, el 
cual está constituido por un sistema de estructura fija con 15° de inclinación y paneles 
fotovoltaicos Thinfilm de 340W cada uno con una eficiencia de 6% dividido en 16 campos 
fotovoltaicos independientes (CFI) que le permiten generar una potencia de hasta 22 
MW en un área de terreno de 60 hectáreas. Teniendo en cuenta lo mencionado en esta 
investigación se hace un análisis para la optimización de la planta que incluye el cambio 
de paneles fotovoltaicos por una tecnología de silicio cristalino, la cual dependiendo de 
su tipo puede tener mejores eficiencias que van de entre 14% a 21% lo cual mejoraría 
la producción de energía y significaría una reducción de la superficie de generación. 
Se ha planteado un análisis comparativo entre la producción de energía de la 
planta con la tecnología actual y la simulación del caso en que ésta trabajaría con 
paneles policristalinos y paneles monocristalinos teniendo en cuenta las condiciones de 
radiación y temperatura de la zona así como los aspectos económicos, obteniéndose 
mejores resultados para el uso de paneles policristalinos de la marca RISEN los cuales 
permiten viabilizar el proyecto de repotenciación. 
13 
CAPÍTULO I 
MARCO TEORICO 
 
 
1.1. Antecedentes o marco referencial 
1.1.1. Antecedentes Nacionales 
 
D’ANGLES, B. (2020) Hace un estudio en el que analiza los factores que influyen 
en el diseño de una planta fotovoltaica que opera a 3200 msnm en la región de 
Junín, aprovechando los altos valores de radiación solar existentes en la zona. El 
estudio realiza el modelamiento en Digsilent de una planta fotovoltaica de 40 MW 
considerando aspectos técnicos, económicos y el marco normativo de las 
energías renovables en el Perú. El autor compara 4 alternativas para la planta 
fotovoltaica con el uso de diferentes tecnologías y realiza una evaluación 
económica para determinar la combinación más óptima. El estudio concluye con 
que es viable la instalación de plantas fotovoltaicas en el Valle del Mantaro con 
una combinación de estructuras con seguidor de un eje y paneles fotovoltaicos 
de tipo monocristalino. 
RUMINCHE, J (2015) Este trabajo tiene como objetivo principal diseñar una 
central fotovoltaica eficiente, para obtener un máximo aprovechamiento de la 
energía solar. Para llevar a cabo este proyecto, primero se dan los conceptos 
básicos de energía solar fotovoltaica, abarcando sus generalidades, 
características, consideraciones, las centrales que utilizan estas energías y sus 
aplicaciones actuales. La necesidad de diversificar la matriz energética del país 
es un tema cada vez más importante e incluso desde el gobierno se dan algunas 
señales que apuntan a ello. Por otra parte, todo desarrollo en energía renovable 
no convencional (ERNC), contribuye a la reducción gases de efecto invernadero, 
característica que permite aprovechar estas reducciones a través de la venta de 
bonos de carbono en el mercado internacional. En este contexto es importante 
evaluar la incorporación de nuevas tecnologías que aprovechen los recursos que 
posee el país en toda su extensión. Este trabajo considera específicamente el 
diseño de una central eléctrica alimentada con tecnología fotovoltaica, para 
aprovechar el gran potencial energético solar presente en el centro del país, lugar 
donde se presenta uno de los niveles de radiación solar más altos del mundo y 
excelentes condiciones climáticas. 
CHAVEZ, R. (2006). Describe las tecnologías utilizadas en proyectos de 
energías renovables y nos da una idea general sobre los costos de inversión 
14 
económica que se han dado en proyectos de energías limpias a nivel mundial. 
También hace referencia a los ingresos por Bonos de Carbono para los países 
en vías de desarrollo. Entre sus conclusiones más importantes menciona que “La 
viabilidad de los proyectos peruanos de reducción de emisiones de GEI frente a 
la inversión inicial, exige que tengan menores costos de inversión; el uso 
apropiado de tecnología reduce notablemente estos costos de inversión.” 
También concluye en que “[…] Sin la implementación de las tarifas verdes, los 
proyectos de energías renovables resultan económicamente no rentables frente 
a las centrales térmicas.” 
BERNARDO J. (2011). Paper: “Nuevas Tendencias en el mantenimiento de 
la industria eléctrica”. Año 2011. IEEE 
Se menciona que existen nuevas técnicas que permiten disminuir y/o 
mejorar la confiabilidad y el desempeño de las mismas. El autor plantea que “con 
el paso del tiempo y el advenimiento de nuevas tecnologías y necesidades se 
han ido creando herramientas filosóficas que permiten un mejor uso de los 
recursos de mantenimiento, tales como el Mantenimiento Centrado en la 
Confiabilidad, El Mantenimiento Productivo Total y el Análisis Causa Raíz. Estas 
técnicas permiten enfocar la atención hacia problemas tanto crónicos como 
esporádicos.” Se dice que la mayor limitación de las herramientas para lograr 
éxito en la planificación del mantenimiento no siempre responden a la pregunta: 
“¿Cuándo ejecutar las tareas para obtener el menor costo/riesgo?” El artículo 
muestra algunas formas de mejorar el mantenimiento a través de algunos 
criterios que se mencionan a continuación: Prevención o disminución del riesgo 
de fallas. Recuperación del desempeño.Aumentar la vida útil/diferir inversiones. 
Seguridad, ambiente y aspectos legales. Factor Brillo: La imagen pública, 
aspectos estéticos de bienes, la moral de los trabajadores, etc. Conclusiones 
Resaltantes: “Se demuestra que hay muchas oportunidades de mejora en el 
mantenimiento en la industria eléctrica, cuando este está dirigido por 
administraciones tradicionales, es decir dirigido a salvaguardar las condiciones 
CHAVEZ F. SOLIS K. (2017) Este trabajo de Tesis, correspondió al estudio 
cuasi–experimental mediante la generación de energía solar fotovoltaica; donde 
el objetivo general fue el diseño de la Minicentral Fotovoltaica para suministro 
eléctrico, en el caserío La Juliana, distrito de Olmos, provincia de Lambayeque, 
departamento Lambayeque; estos pobladores no cuentan con energía eléctrica. 
Inicialmente para su desarrollo y diseño, se consideró los objetivos específicos; 
donde se evaluó la necesidad energética de la población mediante el cálculo de 
15 
la máxima demanda actual y futura, para lo cual se determinó los datos del nivel 
de radiación solar existente a través de la Heliofania Anual del Senamhi; se 
obtuvo una radiación promedio de 3.6 KWh/m², así como también se dimensionó 
la Minicentral Fotovoltaica con un área de 10x50 m². Después se procedió al 
cálculo y selección de los 65 paneles, las estructuras de soporte (13 ramas de 5 
paneles en paralelo); donde cada panel tendrá una potencia de 275 Wp; se 
seleccionó también un inversor de 18 KWp, un regulador de carga de 24 V-250 
Amp y 10 bancos de batería de 24V-195 Amp. Posteriormente se elaboró los 
planos de esquema unifilar de la minicentral y la red de Baja Tensión; donde se 
obtuvo 11 postes para la distribución eléctrica. Y en donde la minicentral 
fotovoltaica para suministro eléctrico se diseñó de forma autónoma; no estará 
conectada a la red eléctrica. Se elaboró un manual de mantenimiento y operación 
para la minicentral. Por último se elaboró la evaluación económica, y la 
rentabilidad en el tiempo. Finalmente con la presente Tesis se abasteció de un 
suministro eléctrico confiable y estable de 18KW a las 40 viviendas del caserío 
La Juliana, y se mejoró la calidad de vida de sus habitantes. 
GOMEZ A. (2017) Analizó el Sistema Fotovoltaico Instalado en el Puesto de 
Vigilancia de Frontera de la Comunidad Nativa de Puerto Pardo en el 
departamento de Madre de Dios. El análisis técnico se realizó mediante la 
utilización de una herramienta informática llamada PVSyst, la cual permite 
realizar simulaciones de sistemas fotovoltaicos. Fueron considerados dos 
escenarios: el primero, considera que el puesto de vigilancia esta implementado 
al 100% de lo planificado. El segundo, considera el estado actual del puesto de 
vigilancia. Con estos dos escenarios se realizó un análisis económico mediante 
la metodología del Costo de Ciclo de Vida para determinar cuál es el escenario 
más rentable. Palabras claves (Keywords). Energía Solar Fotovoltaica. Sistema 
Fotovoltaico Aislado. PVSyst. Costo de Ciclo de Vida. 
1.1.2. Antecedentes internacionales 
PANSERA, M. (2012). Analiza el estado actual de la energía en Bolivia, teniendo 
en cuenta la integración de las comunidades indígenas al sistema económico, 
haciendo referencia a la electrificación rural y la gestión de todas las partes 
interesadas en el proceso. Según las conclusiones se dice que en la actualidad 
existe vacíos en la legislación y regulación de energías no convencionales y una 
falta de relación entre los interesados y la industria lo que ocasiona que a pesar 
del buen potencial para el aprovechamiento de energías renovables, no se esté 
aprovechando de la manera adecuada. 
16 
 
LEON, S. (2015) En su investigación busca analizar mediante el análisis de 
métodos estadísticos el potencial disponible de los recursos energéticos. 
Algunas de las conclusiones resaltantes es que se logró realizar un modelo que 
le permite realizar análisis de factibilidad técnica y económica en alternativas de 
generación renovable, que permitan a futuro diseñar proyectos de mayor 
envergadura. Cabe mencionar que dicho estudio solo se enfoca el potencial de 
los recursos y no realiza un análisis más exhaustivo del comportamiento real de 
los sistemas de generación frente a otros parámetros meteorológicos. 
 
MIKATI, M. Et. All. (2012) En esta investigación “se presenta un estudio de la 
transferencia de energía entre sistemas híbridos de energía renovable y la red 
eléctrica, para cubrir ciertas demandas de potencia. Se analiza con detalle el 
sistema de suministro para dos modelos de demanda, una vivienda y una 
pequeña industria o comercio, utilizando sistemas renovables de pequeña escala 
situados cerca del usuario, con conexión a la red eléctrica. Se han modelizado y 
simulado cada uno de los sistemas: tanto los recursos naturales solar y eólico, 
como el sistema fotovoltaico y el aerogenerador de pequeña escala, así como 
las demandas, incluyendo en todos ellos efectos no considerados en la literatura. 
Es decir, se ha desarrollado una plataforma de simulación con todos los 
elementos, que permite analizar el mejor aprovechamiento de los recursos y la 
dependencia de la red eléctrica para distintas configuraciones, en función de la 
relación entre las demandas y los recursos renovables, finalmente ha logrado 
implementar con SIMULINK un sistema de generación d energía con sistemas 
eólicos y fotovoltaicos que permite evaluar la dinámica de los sistemas híbridos. 
 
GONZALES, F. (2012) Menciona en su artículo que la generación distribuida es 
el nuevo paradigma de los sistemas eléctricos de potencia, en el cual la 
generación de energía se realiza ya no solamente por las grandes centrales de 
energía sino que está distribuida en diferentes puntos de la carga, lo que hace 
que se reduzca la sobrecarga de las líneas de transmisión, se mejore la 
confiabilidad del sistema. En el artículo también se evalúan diferentes sistemas 
de generación alternativa como la energía eólica, la cual jugará un papel muy 
importante en el desempeño de esta nueva matriz energética. El autor concluye 
en que la generación distribuida cada día se está convirtiendo en una realidad, 
17 
siendo el factor preponderante para su desarrollo la disminución de los costos 
de las nuevas tecnologías alternativas como la energía eólica. 
 
 
1.2. Bases teóricas y conceptuales 
1.2.1. Energía Solar 
Según Schmerler D. et All (2019). “Es un tipo de energía renovable que se 
obtiene luego de la captación de radiaciones electromagnéticas provenientes del sol. 
Esta puede provocar reacciones químicas o generar electricidad.” Otro concepto más 
básico, según Wikipedia, “la energía solar es una energía renovable, obtenida a partir 
del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol”. 
1.2.2. Materiales semiconductores 
Desde el punto de vista de su capacidad para conducir la electricidad los 
materiales se clasifican en conductores y en aislantes. En los materiales denominados 
conductores sus átomos disponen de electrones en su capa más externa (electrones de 
valencia), que no están muy ligados al núcleo y, por tanto, se pueden desplazar 
fácilmente de un átomo a otro; basta que exista una pequeña diferencia de potencial. En 
los materiales aislantes los electrones de valencia están fuertemente atados al núcleo, 
por tanto, para poder desplazarse requieren de grandes diferencias de potencial. Entre 
estas dos clases de materiales se encuentran los denominados semiconductores. Los 
electrones de valencia de los materiales semiconductores de una célula solar fotovoltaica 
presentan una cierta ligazón con el núcleo, pero son arrancados por la energía de los 
fotones de la radiación solar que incide sobre ellos. Este fenómeno se denomina efecto 
fotovoltaico. 
1.2.3. Efecto fotovoltaico 
En estas condiciones, si incide luz y los fotones comunican energía a los 
electronesdel semiconductor, algunos de estos electrones pueden atravesar la barrera 
de potencial, siendo expulsados fuera del semiconductor a través de un circuito exterior: 
se produce una corriente eléctrica. Los electrones, tras recorrer el circuito externo 
vuelven a entrar en el semiconductor por la cara opuesta. 
18 
 
 
Figura 1 El efecto fotovoltaico 
 
1.2.4. Sistemas fotovoltaicos autónomos y conectados a la red 
En zonas rurales en las que se tiene un difícil acceso de la energía eléctrica es 
posible utilizar generadores de energía de tipo fotovoltaico, los cuales pueden ser 
autónomos debido a que producen toda la energía necesaria que requiere la carga lo 
que puede incluir un sistema de almacenamiento de energía con el uso de baterías o 
acumuladores. Los sistemas conectados a red sin embargo pueden o no usar bancos 
de baterías y se caracterizan por adecuar los valores de su tensión y frecuencia a los de 
la red eléctrica de la compañía suministradora. 
 
Figura 2 Representación esquemática de una instalación FV autónoma 
 
Según D’Angles B. (2020) El generador fotovoltaico capta la radiación solar y la 
transforma en energía eléctrica, que en lugar de ser almacenada en baterías, como en 
los sistemas aislados e híbridos, se puede utilizar directamente en el consumo o 
entregarla a la red eléctrica de distribución. Estas dos funciones las realiza un inversor 
de corriente directa a corriente alterna especialmente diseñado para esta aplicación. 
19 
 
son: 
Según el libro de Pepiñan, las partes más importantes del sistema fotovoltaico 
 
 
Módulos fotovoltaicos, Inversor DC/AC para la conexión a la red. Dispositivo de 
intercambio con la red eléctrica. Contador de energía bidireccional, baterías de Litio de 
alto voltaje (Opcional). 
Según el portal Blaubert Energía, el esquema muestra la posibilidad de generar 
energía eléctrica procedente de los módulos fotovoltaicos que están conectados a un 
inversor, el cual puede tener opcionalmente la posibilidad de conectar un banco de 
baterías de alto voltaje de Litio. Mediante un dispositivo de control de potencia o 
antivertido es posible limitar la salida de la energía generada a la red, pudiendo 
alimentarse la carga en forma compartida tanto con energía procedente de la red 
eléctrica como de energía generada por el sistema autónomo. Los excedentes de 
energía se pueden inyectar a red en el caso de sistemas con autoconsumo. 
 
 
Figura 3 Esquema básico de una Instalación FV conectada a red 
 
 
 
 
 
1.2.5. Componentes de un sistema fotovoltaico conectado a red 
El sistema fotovoltaico conectado a red se define como un conjunto de 
componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos que tienen por finalidad captar y 
transformar la energía solar aprovechable, transformándola en energía eléctrica. Todos 
los componentes y equipos utilizados cumplirán con los estándares internacionales 
vigentes según las normas de fabricación como la UNE o la IEEE las que dependerán 
del país de fabricación de los equipos. Se requerirán dispositivos de protección contra 
cortocircuitos, sobrecargas y sobretensiones, las mismas que deben afectar, tanto a la 
línea del generador, como a la línea de cargas. Los equipos o elementos situados en 
intemperie se protegerán contra los agentes ambientales, que eviten su degradación por 
la radiación solar y la humedad. Los grados mínimos de protección a cumplir por los 
equipos serán el IP65 para exterior y los de interior, IP32. 
20 
Entre los principales componentes del sistema se tienen los siguientes: 
 
 
1.2.5.1. Módulos fotovoltaicos 
También llamados paneles solares, son unidades compactas formadas por un 
conjunto de pequeñas células de silicio cristalino las cuales vienen en arreglos en serie 
y paralelo con el fin de brindar valores adecuados de tensión y potencia según el diseño 
del fabricante las cuales están encapsuladas en un marco de aluminio con un a cubierta 
protectora de vidrio trasparente. Los tipos de módulos más utilizados actualmente son 
los de tipo monocristalino y policristalino. El módulo FV cuenta con una placa de 
características técnicas que lleva el modelo, nombre o logotipo del fabricante, el número 
de serie y la fecha de fabricación, que permita su identificación individual. 
Para su fijación se utilizaran grapas de aluminio anodizado con tornillería de 
métrica 8 con perno, arandela grower, dos arandelas planas y tuerca. Su enseriado se 
realizará mediante el uso de conectores MC4, los cuales se conectan a presión y se 
ajustan con una llave suministrada por el fabricante. 
 
 
Figura 4 Módulos fotovoltaicos en Planta de Majes- Arequipa 
 
 
1.2.5.2. Inversores 
Los inversores son dispositivos electrónicos encargados de la conversión de la 
corriente continua generada por los módulos a corriente alterna a la frecuencia industrial 
de 50 ó 60 Hz. Existen actualmente inversores para sistemas autónomos de 
21 
baja potencia que pueden llegar a tener potencias de hasta 5000 Watts, así también 
existen aquellos con conexión a red, los cuales permiten inyectar en forma total o parcial 
la energía producida por el campo fotovoltaico a la red eléctrica. Las potencias de los 
inversores conectados a red pueden ir desde potencias que van en el orden de 1kW 
hasta valores superiores a los 500 kW. 
 
 
Figura 5 Esquema eléctrico del inversor Huawei SUN2000-17/20KTL 
 
. Los inversores monitorizan la tensión de la red, siempre que ésta esté dentro 
de los valores especificados para su funcionamiento (de tensión y frecuencia) y que 
exista la radiación solar suficiente (potencia en continua), el inversor realizará la 
conexión a red sincronizándose con su frecuencia y evacuando toda la energía 
disponible a la misma. 
 
 
Figura 6 Inversor Huawei SUN2000-17-20KTL 
 
Asimismo, el inversor cuenta con dispositivos para el monitoreo continuo de la 
tensión y frecuencia de la red, y en el caso de existir fallos en la red, el dispositivo se 
desconectará automaticamente. En el caso de desaparecer completamente la tensión 
22 
de red, los inversores disponen de una protección antiisla, que desconecta el sistema 
hasta que detecta de nuevo tensión, la reconexión se produce a los tres minutos de la 
desaparición del fallo de tensión o frecuencia. 
 
 
1.2.5.3. Líneas Eléctricas 
Los sistemas fotovoltaicos cuentan son líneas eléctricas en corriente continua, 
líneas eléctricas en baja tensión AC y líneas eléctricas AC en media tensión. 
Actualmente en el Perú no existe una normativa específica que defina las características 
de los sistemas conectados a red, por lo cual actualmente se vienen tomando las normas 
internacionales, específicamente las normas Españolas debido a que la mayoría de 
compañías ejecutantes de proyectos de este tipo en el Perú son españolas. 
En el caso de los cables de corriente continua, los positivos y negativos de cada 
grupo de módulos se conducirán separados y protegidos. Podrán ir a la intemperie 
siempre y cuando los conductores disponga de protección IV. Los conductores serán de 
cobre y tendrán la sección adecuada para evitar las caídas de tensión y calentamientos, 
según se establece en el Código Nacional de Electricidad, deberán tener la sección 
suficiente para que la caída de tensión sea inferior a 5%. El mismo valor se utilizará para 
el dimensionamiento de conductores de la parte AC, teniendo en cuenta en ambos casos 
que la suma acumulada porcentual de caídas de tensión no podrá exceder el 7%. Todo 
el cableado de continua será de doble aislamiento y adecuados para su uso en 
intemperie, al aire o enterrado de acuerdo con la norma UNE 21123. El montaje del 
cableado se realizará sin torsiones ni esfuerzos, disponiéndose mediante trazados 
horizontales y verticales, y conduciéndose con la debida protección en los lugares que 
discurran por el exterior y con la debida atención para no invertir las polaridades de los 
circuitos. El conexionadode los cables se realiza de la barra de origen hacia la de destino 
sin corte de conductores ni empalmes. El cableado DC subterráneo debe ir bajo tubo de 
PVC y tendrá que ser marcado y etiquetado para su identificación. El cableado AC podrá 
ir enterrado o bajo tubo, tampoco podrá tener empalmes ni uniones enterradas no 
accesibles. 
1.2.5.4. Dispositivos de Protección 
El inversor cuenta con dispositivos de protección contra sobre corrientes y sobre 
tensiones, adicionalmente se deben instalar cajas de protección para los circuitos de 
corriente continua provenientes de los strings que vienen de cada conjunto de módulos 
fotovoltaicos enseriados. Normalmente se utilizaran cuadros StringBox los cuales 
23 
podrán ir provistos de un conjunto de fusibles y un interruptor de corte en carga como 
el que se muestra en la siguiente imagen. 
 
 
Figura 7 Cuadro StringBox con protecciones 
 
 
 
Las protecciones en el cuadro mostrado muestran en la parte inferior las cajas 
portafusibles, a la izquierda las de los cables de corriente continua positivos y a la 
derecha los de corriente continua negativos provenientes de cada string que están 
asignados a esta caja. Adicionalmente se cuenta con un interruptor de corte en carga 
en la parte superior y un dispositivo de protección contra sobretensiones en la parte 
superior derecha. 
 
1.2.5.5. Medidores de Energía y Sistema de Control 
Los sistemas conectados a red requieren medidores de energía que controlen la 
entrada y salida de energía a la red. Por lo general son de común aplicación los 
medidores de tipo bidireccional, los cuales permiten conocer tanto la energía 
suministrada a la red como las energía consumida de la red. 
24 
Para un mejor control de los equipos, los inversores cuentan con sistemas de 
monitorización bastante versátiles que permiten conocer la producción de energía en 
tiempo real, para el caso de las plantas fotovoltaicas se cuenta con sistemas SCADA las 
que controlan a su vez los parámetros de irradiación, humedad y velocidad de viento. 
 
 
Figura 8 SmartLogger de Huawei para control de parámetros 
 
 
1.2.5.6. Sistema de Puesta a Tierra 
En cuanto a las protecciones contra corrientes derivadas, todas las instalaciones 
cumplirán con lo dispuesto en el Código Nacional de Electricidad. Los sistemas 
conectados a red deben de tener un sistema de puesta a tierra constituidos ya sea por 
un conjunto de varillas de cobre enterradas o un enmallado con conductores de cobre 
que formen una red equipotencial con resistencias de puesta a tierra inferiores a los 2 
ohms. Si bien es cierto el Perú no cuenta aun con un marco normativo adecuado para 
la generación de energía renovable con sistemas conectados a red, por ello los 
proyectos existentes se acogen a normas internacionales teniendo como referencia las 
normas Americanas o Europeas. 
1.2.6. Mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM) 
 
Definido como: “RCM o Reliability Centred Maintenance, (Mantenimiento 
Centrado en Fiabilidad/Confiabilidad) es una técnica más para elaborar planes de 
mantenimiento en plantas industriales y que presenta ventajas significativas sobre otros 
métodos. 
El RCM considera 7 preguntas básicas que son: 
25 
1. ¿Cuáles son las funciones deseadas para el equipo que se está 
analizando? 
2. ¿Cuáles son los estados de falla (fallas fusiónales) asociados 
con estas funciones? 
3. ¿Cuáles son las posibles causas de cada uno de estos estados 
de falla? 
4. ¿Cuáles son los efectos de cada una de estas fallas? 
5. ¿Cuál es la consecuencia de cada falla? 
6. ¿Qué puede hacerse para predecir o prevenir la falla? 
7. ¿Qué hacer si no puede encontrarse una tarea predictiva o 
preventiva adecuada? 
 
1.2.6.1. El Mantenimiento 
Según el Manual de Mantenimiento se define como “El conjunto de acciones 
destinadas a mantener o reacondicionar un componente, equipo o sistema, en un estado 
en el cual sus funciones pueden ser cumplidas. Entendiendo como función cualquier 
actividad que un componente, equipo o sistema desempeña, bajo el punto de vista 
operacional”. 
1.2.6.2. La Confiabilidad. 
La confiabilidad puede ser definida como “La confianza que se tiene de que un 
componente, equipo o sistema desempeñe su función básica, durante un período de 
tiempo preestablecido, bajo condiciones estándares de operación. También puede ser 
definida como la probabilidad de que un ítem pueda desempeñar su función requerida 
durante un intervalo de tiempo establecido y bajo condiciones de uso definidas”. 
1.2.6.3. Disponibilidad. 
Se puede definir como “La confianza de que un componente o sistema que sufrió 
mantenimiento, ejerza su función satisfactoriamente para un tiempo dado. En la práctica, 
la disponibilidad se expresa como el porcentaje de tiempo en que el sistema está listo 
para operar o producir, esto en sistemas que operan continuamente”. 
1.2.6.4. Funcion de los equipos. 
El análisis de RCM inicia con la redacción de las funciones deseadas, debiendo 
todas ellas de ser listadas. 
1.2.6.5. Fallas funcionales o estados de falla. 
26 
Las fallas funcionales o estados de falla identifican todos los estados indeseables 
del sistema. 
1.2.6.6. Modos de falla. 
Un modo de falla es una posible causa por la cual un equipo puede llegar a un 
estado de falla. Todos los modos de falla asociados a cada falla funcional deben ser 
identificados durante el análisis de RCM haciendo unas exhaustivas investigaciones de 
causa raíz de la falla. 
1.2.6.7. Los efectos de falla. 
Se hace una descripción resumida de lo que sucede tras presentarse la falla. Se 
debe tomar en cuenta los efectos de falla para conocer sus efectos y poder prevenir la 
ocurrencia del suceso. 
1.2.6.8. Categoría de las consecuencias de falla. 
Las fallas de los equipos pueden afectar a los usuarios de algunas formas como: 
 
• Incremento de riesgos para el personal (consecuencias de seguridad). 
• Afecciones medioambientales (consecuencias de medio ambiente). 
• Incremento de costos por reparaciones y mantenimiento correctivo de los 
equipos (consecuencias operacionales). 
• Otras consecuencias diferente a las anteriores (consecuencias no 
operacionales). 
Además, existe una categoría adicional para aquellas fallas que no tienen ningún 
impacto cuando ocurren salvo que posteriormente ocurra alguna otra falla. 
1.2.6.9. Diferencia entre efectos y consecuencias de falla. 
El efecto de falla es una descripción de qué pasa cuando la falla ocurre, mientras 
la consecuencia de falla clasifica este efecto en 5 categorías, según el impacto que fallas 
tienen. 
1.2.6.10. Diferencia entre falla funcional y modos de falla. 
La falla funcional identifica un estado de falla: incapaz de generar, incapaz de 
producir rotación, incapaz de sujetar, etc. 
1.2.6.11. Fallas ocultas. 
Los equipos suelen tener dispositivos de protección, es decir, dispositivos cuya 
función principal es la de reducir las consecuencias de otras fallas (fusibles, detectores 
de humo, dispositivos de detención por sobre velocidad / temperatura / presión, etc.). 
27 
Muchos de estos dispositivos tienen la particularidad de que pueden estar en estado de 
falla durante mucho tiempo sin que nadie ni nada ponga en evidencia que la falla ha 
ocurrido. 
1.2.7. Tipos de mantenimiento. 
Convencionalmente siempre la bibliografía describe tres tipos de mantenimiento: 
predictivo, preventivo, y correctivo. Sin embargo para algunos autores existen cuatro 
tipos de mantenimiento diferentes, los cuales se han clasificado como: 
• Mantenimiento predictivo 
El mantenimiento predictivo o mantenimiento a condición busca indicios o 
síntomas para poder identificar una falla antes de que ésta suceda. Para ellos es ideal 
la inspección visual del desgaste de engranajes en una máquina, lo cual prevendrá 
futuros fallos. 
• Mantenimiento preventivo 
El mantenimiento preventivo se refiere a tareas de sustitución de piezas hechas 
a intervalosfijos independientemente del estado del elemento o componente. Estas 
tareas son válidas siempre y cuando existan patrones de desgaste de las piezas o 
recomendaciones de cambio periódico del fabricante. Debe tenerse mucho cuidado, al 
momento seleccionar una tarea preventiva (o cualquier otra tarea de mantenimiento, de 
hecho), en no confundir una tarea que se puede hacer, con una tarea que conviene 
hacer. 
Mantenimiento correctivo 
También llamado mantenimiento bajo falla o rotura. Se aplica cuando el costo de 
la falla (directos o indirectos) es menor que el costo de la prevención, o cuando no puede 
hacerse ninguna tarea proactiva y no se justifica realizar un rediseño del equipo. 
Mantenimiento detectivo o “búsqueda de fallas”. 
El mantenimiento detectivo o de búsqueda de fallas consiste en la prueba de 
dispositivos de protección bajo condiciones controladas, para asegurarse que estos 
dispositivos serán capaces de brindar la protección requerida cuando sean necesarios. 
A este mantenimiento también se lo llama búsqueda de fallas o prueba funcional, y al 
intervalo cada el cual se realiza esta tarea se lo llama intervalo de búsqueda de fallas, o 
FFI, por sus siglas en inglés (Failure-Finding Interval). 
1.2.7.1. Selección del tipo de mantenimiento adecuado 
28 
En el mantenimiento basado en la confiabilidad (RCM) , la selección de políticas 
de mantenimiento es determinada por la categoría de consecuencias a la que pertenece 
la falla. 
Para fallas con consecuencias ocultas, la tarea óptima es aquella que consigue 
la disponibilidad requerida del dispositivo de protección. 
Para fallas con consecuencias de seguridad o medio ambiente, la tarea óptima 
es aquella que consigue reducir la probabilidad de la falla hasta un nivel tolerable. 
Para fallas con consecuencias económicas (operacionales y no operacionales), 
la tarea óptima es aquella que minimiza los costos totales para la organización. 
Muchos autores afirman que el mantenimiento preventivo es una estrategia que 
solo se adecua a menos del 5% de las fallas. El 95 % restante, requiere realizar un 
análisis RCM, para lo cual hay que adecuar las políticas de mantenimiento, las cuales 
se distribuyen de la siguiente manera: 5% mantenimiento preventivo, 30% de 
mantenimiento predictivo, 30% por mantenimiento defectivo, un 5% mediante rediseños, 
y aproximadamente 30% mantenimiento correctivo. 
1.2.7.2. Frecuencia de tareas a condición (mantenimiento predictivo). 
Para que una tarea a condición sea posible, debe existir alguna condición física 
identificable que anticipe la ocurrencia de la falla. Por ejemplo, una inspección visual de 
un elemento solo tiene sentido si existe algún síntoma de falla que pueda detectarse 
visualmente. Además de existir un claro síntoma de falla, el tiempo desde el síntoma 
hasta la falla funcional debe ser suficientemente largo para ser de utilidad. La frecuencia 
de una tarea a condición se determina entonces en función del tiempo que pasa entre el 
síntoma y la falla. Por ejemplo, si se está evaluando la conveniencia de chequear ruido 
en los rodamientos de un motor, entonces la frecuencia va a estar determinada por el 
tiempo entre que el ruido es detectable, y que se produce la falla del rodamiento. Si este 
tiempo es de, por ejemplo, dos semanas, entonces la tarea debe hacerse a una 
frecuencia menor, para asegurarse de esta forma que la falla no ocurra en el tiempo 
entre chequeos sucesivos. El mismo razonamiento debe seguirse para cualquier tarea 
predictiva. 
1.2.7.3. Frecuencia de las tareas de mantenimiento 
Las tareas de sustitución cíclica solo son válidas si existe un patrón de desgaste. 
Es decir, si existe una edad en la que aumenta rápidamente la probabilidad condicional 
de la falla. La frecuencia de la tarea de sustitución depende de esta edad, llamada vida 
útil. Es común por ello que en los vehículos se hagan mantenimientos programados ya 
sea por el tiempo de uso o por el kilometraje. 
29 
1.2.7.4. Beneficios del RCM 
La mejora de la confiabilidad se traduce en una reducción de costos, mejora en 
la calidad del producto, y una mejora en el cumplimiento de las normas de seguridad y 
medio ambiente. 
 
 
1.3. Hipótesis de Investigación 
 
1.3.1. Hipótesis General 
El uso de paneles fotovoltaicos de silicio cristalino influirá positivamente en la 
optimización de la Planta Fotovoltaica de 22 MW en Majes - Arequipa 
1.3.2. Hipótesis Específicas 
A. Existe una influencia del tipo de panel fotovoltaico en la producción de 
energía en la Planta Fotovoltaica de 22 MW en Majes - Arequipa Existe una 
influencia. 
B. Existe una influencia del costo según el tipo de panel fotovoltaico en la 
viabilidad económica de la repotenciación de la Planta Fotovoltaica de 22 
MW en Majes - Arequipa. 
C. Existe influencia del coeficiente de temperatura de los nuevos paneles de 
silicio policristalino en la producción de energía en la Planta Fotovoltaica de 
22 MW en Majes - Arequipa. 
1.4. Operacionalización de variables 
 
Las variables de esta investigación se clasifican en variable dependiente y 
variable independiente y son designadas como sigue a continuación: 
 
 
Variable Dependiente: Planta Fotovoltaica de 22 MW en Majes - Arequipa 
Variable Independiente: Paneles fotovoltaicos de silicio cristalino 
 
 
A continuación se expone el detalle de la operacionalización de variables: 
30 
MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES 
 
“USO DE PANELES FOTOVOLTAICOS DE SILICIO CRISTALINO PARA LA OPTIMIZACION DE LA PLANTA FOTOVOLTAICA 
DE 22MW EN MAJES - AREQUIPA” 
 
VARIABLE DEFINICIÓN DIMENSIÓN SUB DIMENSIÓN INDICADORES 
P
A
N
EL
ES
 F
O
T
O
V
O
LT
A
IC
O
S 
D
E 
SI
LI
C
IO
 C
R
IS
TA
LI
N
O
 
Definición Conceptual: 
Son placas conformadas 
por un conjunto de células 
fotovoltaicas de silicio 
monocristalino o 
policristalino las cuales 
están conectadas entre si 
en arreglos en serie y 
paralelo con el fin de 
obtener una potencia 
nominal de salida a una 
tensión específica. 
 
Definición operacional: 
Establecer el tipo de panel 
de silicio cristalino más 
adecuado para la 
ejecución del proyecto. 
 
 
 
 
 
 
TIPO DE PANEL 
 
Eficiencia 
Definida por la relación máxima de potencia 
útil aprovechable entre la potencia de la 
radiación incidente por metro cuadrado de 
superficie. 
Coeficiente de temperatura Coeficiente que influye en el cálculo de 
pérdidas por temperatura de la producción 
de energía de los paneles según su 
tecnología. 
Potencia del string Indica la potencia máxima producida por 
cada string debido al tipo de panel utilizado. 
Corriente 
Indica el valor de corriente de salida 
registrado por el medidor de curvas IV. 
 Costo de los paneles Precio del mercado por cada watt de potencia 
producida de los paneles según la tecnología 
con la que trabajan. 
 COSTO SEGÚN TIPO DE 
PANEL 
 
 Costo de ejecución de proyecto Precio de mercado de la ejecución de los 
trabajos de repotenciación de la planta. 
31 
MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES 
 
“USO DE PANELES FOTOVOLTAICOS DE SILICIO CRISTALINO PARA LA OPTIMIZACION DE LA PLANTA FOTOVOLTAICA 
DE 22MW EN MAJES - AREQUIPA” 
 
VARIABLE DEFINICIÓN DIMENSIÓN SUB DIMENSIÓN INDICADORES 
P
L
A
N
T
A
 F
O
T
O
V
O
L
T
A
IC
A
 D
E
 2
2
M
W
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N
 M
A
J
E
S
 -
A
R
E
Q
U
IP
A
 
 
VAN (Valor actual neto) 
Si el VAN < 0, no hay viabilidad. 
Si el VAN = 0, es indiferente. 
Si el VAN > 0, hay viabilidad. 
 
Definición Conceptual: 
Es un sistema de generación 
de energía eléctrica que 
utiliza la energía solar 
fotovoltaica y el principio del 
efecto fotovoltaico para la 
producción de energía 
eléctrica. 
 
Viabilidad 
 
TIR (Tasa interna de retorno) 
Si la TIR < Tasa de retorno, no hay viabilidad. 
Si la TIR > Tasa de retorno, hay viabilidad. 
 
PAY BACK (Tiempo de 
retorno dela inversión. 
Menores tiempos de retorno son mejores indicadores 
para la viabilidad de un proyecto.En proyectos 
fotovoltaicos, tiempos de retorno de 7 u 8 años son un 
buen indicador de viabilidad. 
 
ROE (Rentabilidad financiera) 
SI la ROE < 1 , el proyecto no tiene viabilidad 
SI la ROE > 1 , el proyecto tiene viabilidad 
Definición operacional: 
Está definida por su 
producción de energía 
mensual y anual 
 
 
 
Potencia instalada(MW) 
Valor referencial de potencia producida por la suma de 
todos los paneles fotovoltaicos instalados en la planta. 
Se expresa en MW y es la que se obtiene a irradiaciones 
de 1000 W/m2 en condiciones óptimas por el sistema de 
generación antes de las pérdidas. 
 
Energía 
 
 
Energía generada (MWh) 
Indica la energía generada por nuestra planta 
(descontando ya todas las pérdidas), expresada en 
MWh mensuales o anuales. 
32 
CAPITULO II 
DISEÑO METODOLOGICO 
 
2.1. Tipo y nivel de investigación 
2.1.1. Tipo de investigación 
Por su finalidad: Aplicada, ya que esta investigación haciendo uso del 
conocimiento científico y las bases teóricas servirá para mejorar un proceso productivo 
de una planta de generación de energía. 
Por su alcance: Longitudinal, porque este estudio utiliza datos de radiación 
solar y operación de la planta a lo largo de los12 meses del año 2019. 
Por su profundidad: Descriptivo, ya que describe las características de un 
fenómeno, sujeto o población a estudiar, así también es correlacional porque busca 
analizar las relaciones existentes entre las variables dependiente e independiente. 
Por sus fuentes: Cuantitativa, ya que se trabajará con datos numéricos 
cuantificables y medibles los cuales pueden ser analizados utilizando software y 
métodos estadísticos. 
2.1.2. Nivel de investigación 
Mediante un nivel descriptivo - correlacional, el presente estudio pretende 
Detallar situaciones y eventos, es decir como es y cómo se manifiesta determinado 
fenómeno y busca especificar propiedades importantes de personas, grupos, 
comunidades o cualquier fenómeno que sea sometido a análisis. Sampieri (2012) 
2.2. Métodos de investigación 
 
2.2.1. Método general. 
Se usa el método científico como base para esta investigación, el cual parte de 
un conjunto de procedimientos que va a permitir explicar, resolver y producir 
conocimiento de las preguntas formuladas en este trabajo. 
2.2.2. Método específico 
Se ha utilizado un método descriptivo ya que nuestra pregunta de investigación 
según lo dicho por Sampieri R. (2012) responde a la pregunta del ¿Qué? o del ¿Cómo? 
se produce cierto fenómeno y teniendo en cuenta que utilizaremos los datos de la 
variable independiente para analizar el comportamiento de la variable dependiente se 
utilizará también el método experimental. 
33 
2.3. Diseño de la Investigación 
El estudio hará uso de la recopilación de datos y el análisis documentario, 
apoyado en un estudio correlacional en el que se analizará el comportamiento de la 
planta fotovoltaica con tres tipos de tecnología de paneles, la de silicio amorfo (que es 
la actual) y dos alternativas de silicio monocristalino y policristalino. Se hará un estudio 
comparativo y correlacional utilizando métodos estadísticos para buscar relaciones de 
influencia entre el tipo de panel y la producción de energía de la planta fotovoltaica de 
Majes. 
La estrategia a utilizarse involucra el uso de simulaciones en EXCEL así como 
una simulación de la planta fotovoltaica con DigSilent Para las pruebas de hipótesis se 
hara uso de ANOVA y PEARSON así como de los indicadores financieros del VAN y el 
TIR para las alternativas estudiadas. 
2.4. Población y muestra 
2.4.1. Población 
Nuestra población está constituida por una planta fotovoltaica de 22 MW ubicada 
en Majes –Arequipa, la cual está subdividida en 16 zonas cada una con una producción 
aproximada de 1.2 MW de potencia. 
2.4.2. Muestra 
La muestra es de tipo no probabilístico y se ha seleccionado con un criterio 
discrecional, para ello se ha tomado la zona del CFI-01 para el estudio experimental en 
el que se cambiaran todos los paneles fotovoltaicos y se analizará el comportamiento 
de la producción de energía antes y después del cambio de paneles y las operaciones 
de mantenimiento adicionales que se realizaran en la planta. 
2.4.3. Técnicas de Muestreo 
 
2.5. Técnicas e instrumentos de recopilación de datos 
• Análisis documental, mediante la recopilación de datos históricos proporcionados 
por T-SOLAR, datos que reflejan el comportamiento d la producción de energía 
actual de la planta con el uso de paneles de silicio amorfo. 
• Guías de observación de campo, para la recopilación de datos de campo se 
usaran formatos estandarizados. 
• Uso de trazador de curvas IV, Instrumento utilizado para evaluar el 
comportamiento de los paneles solares. 
34 
2.6. Técnicas de procesamiento de datos 
El tipo de análisis será estadístico, el cual utilizará una prueba de hipótesis con 
el uso de ANOVA y el Índice de Correlación de Pearson para probar la hipótesis se hará 
uso de SPSS y EXCEL. 
Uso de Digsilent para el modelamiento de la planta fotovoltaica de 22MW, así 
como simulaciones en EXEL usando modelos de cálculo basados en los datos de 
producción de energía del 2019. 
Uso de datos de campo registrados por e Trazador de Curva I-V que es el 
encargado de registrar los parámetros de operación de cada string que compone el 
campo CFI-05 de la Planta de Majes. 
35 
 
 
MATRIZ DE CONSISTENCIA 
“USO DE PANELES FOTOVOLTAICOS DE SILICIO CRISTALINO PARA LA OPTIMIZACION DE LA PLANTA FOTOVOLTAICA DE 22MW EN MAJES - AREQUIPA” 
 
PROBLEMA OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES E INDICADORES METODOLOGÍA 
Problema General: 
¿De qué modo el uso de paneles 
de silicio cristalino influirá en la 
optimización de la planta 
fotovoltaica de Majes en 
Arequipa? 
Objetivo General: 
Determinar cómo influirá el 
uso de paneles de silicio 
cristalino en la optimización de 
la planta fotovoltaica de 22MW 
en Majes - Arequipa 
Hipótesis General 
El uso de paneles fotovoltaicos 
de silicio cristalino influirá 
positivamente en la 
optimización de la Planta 
Fotovoltaica de 22 MW en 
Majes - Arequipa 
Variables 
Variable Independiente (x) : 
Paneles fotovoltaicos de 
silicio cristalino 
Dimensiones: 
Tipo de panel 
Costo según el tipo de panel 
Variable Dependiente (y): 
Planta Fotovoltaica de 22 MW 
en Majes - Arequipa 
Dimensiones 
Viabilidad 
Energía 
Método de Inv.: Científico, 
descriptivo – experimental 
 
 
Nivel de Inv.: Correlacional - 
Descriptivo 
Tipo de Inv.: Aplicada, 
Longitudinal, descriptiva, 
cuantitativa. 
Diseño de Inv.: 
Experimental 
 
 
Población 
Planta Fotovoltaica de 22 MW 
ubicada en Majes – Arequipa, 
compuesta por 16 zonas. 
Muestra 
Una zona de la planta 
denominada Campo CFI 05 
 
 
Técnicas de recolección de 
datos: 
• Análisis Documental 
• Guías de Observación de 
Campo 
• Trazador de curvas I-V 
Problemas Específicos 
 
A. ¿De qué manera influirá el tipo 
de panel fotovoltaico en la 
producción de energía de la 
planta fotovoltaica de Majes en 
Arequipa? 
B. ¿Cómo influirán los costos de 
los tipos de panel fotovoltaico en 
la viabilidad económica de la 
optimización de la planta 
fotovoltaica de Majes en 
Arequipa? 
C. ¿De qué modo afecta el 
coeficiente de temperatura de los 
nuevos paneles a la optimización 
de la planta fotovoltaica de Majes 
en Arequipa? 
Objetivos Específicos 
A. Determinar de qué modo 
influirá el tipo de panel 
fotovoltaico en la producción 
de energía de la planta 
fotovoltaica de 22MW Majes 
en Arequipa 
B. Determinar la influencia 
de los costos de los tipos de 
panel fotovoltaico en la 
viabilidad económica de la 
repotenciación de la planta 
fotovoltaica de Majes en 
Arequipa. 
C. Determinar cómo afecta 
el coeficiente de temperatura 
de los nuevos paneles de 
silicio 
policristalino a la 
optimización de la planta 
fotovoltaica de Majes en 
Arequipa. 
Hipótesis específicas 
A. Existe una influencia del 
tipo depanel fotovoltaico en la 
producción de energía en la 
Planta Fotovoltaica de 22 MW 
en Majes - Arequipa Existe una 
influencia. 
B. Existe una influencia del 
costo según el tipo de panel 
fotovoltaico en la viabilidad 
económica de la 
repotenciación de la Planta 
Fotovoltaica de 22 MW en 
Majes - Arequipa. 
C. Existe influencia del 
coeficiente de temperatura de 
los nuevos paneles de silicio 
policristalino en la producción 
de energía en la Planta 
Fotovoltaica de 22 MW en 
Majes - Arequipa. 
36 
 
CAPÍTULO III 
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 
 
 
3.1. Diseño inicial de la Planta Fotovoltaica de Majes 
 
3.1.1. Antecedentes 
La Planta ocupa una superficie de aproximadamente 105,61ha, la cual cuenta 
con una concesión de usufructo de 30 años, contados a partir del 2011, otorgada por 
AUTODEMA. El tiempo de vida útil de la Planta Solar Majes fue concebido para un 
periodo de 25 años. 
La Planta Solar Fotovoltaica Majes 20T fue una de las primeras centrales 
fotovoltaicas en el Perú conectada a la red eléctrica del SEIN. 
La construcción se inició en el año 2012 y su puesta en operación comercial tuvo 
lugar en octubre del 2012. Actualmente, la Planta tiene una potencia nominal 
comprometida con el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) de 20 MW. 
3.1.2. Ubicación 
La planta fotovoltaica de Majes está ubicada en la provincia de Caylloma, distrito 
de Majes en Arequipa, Perú, en las siguientes coordenadas: 
 
 
 
Nombre del proyecto PFS Majes 
 
Coordenadas de Majes 
Lat 16º26'7.84 ”S; 
Largo 72º13'20.16 ”W 
 
 
Figura 9 Ubicación de la Planta Fotovoltaica de Majes 
37 
 
 
 
 
Figura 10 Figura 10 Ubicación de la Planta en el Municipio de Majes 
 
3.1.3. Factores Climatológicos en Majes 
A. Radiación solar 
De acuerdo a los datos registrados de radiación en la estación de meteorológica 
CT 6 entre los años 2016 y 2019, el valor promedio diario de radiación fue de 
6.3 KWh/m2, siendo los meses de setiembre a diciembre donde se registran un 
mayor número de horas de radiación. 
Tabla 1 Registros de Radiación Solar (kWh/m2) 2016-2019 para Majes 
 
38 
 
 
B. Latitud y ángulo de inclinación 
La latitud de la zona es de 16.26°, y al encontrarse en el hemisferio sur, la 
inclinación de los módulos fotovoltaicos esta orientada hacia el norte con una 
inclinación de 15°. 
 
C. Precipitación 
El área del Proyecto es una de las zonas áridas de la costa peruana, donde los 
meses de posible ocurrencia de precipitaciones son los meses de invierno, con 
lloviznas ligeras. De acuerdo con los datos registrados entre los años 2017 y 
2019, en la estación meteorológica La Joya, la precipitación mensual máxima 
fue de 22.1 mm, en enero del 2017, mientras que en la mayoría de los meses 
la precipitación mensual fue de 0 mm. 
Tabla 2 Registros de precipitación mensual (mm) Estación La Joya 2017 a 2019 
 
 
D. Temperatura 
De acuerdo con los datos registrados entre los años 2016 y 2019, en la estación 
meteorológica CT 6 ubicada en la planta solar Majes, la temperatura máxima 
fue de 20.3°C, en febrero del 2017, mientras que la temperatura mínima fue de 
15.9°C, en los meses de junio y agosto del 2017. La temperatura media para 
este periodo fue de 17.8°C. 
Tabla 3 Registros de temperatura mensual (°C) Estación La Joya 2017 a 2019 
 
 
 
3.1.2. Características técnicas actuales 
39 
 
La potencia nominal de la Planta Solar Majes es de 22 MW. La energía que 
corresponde a esta potencia y que es entregada actualmente al SEIN es 37,630 MWh. 
Anuales. 
 
3.1.2.1. Paneles Fotovoltaicos 
La planta se encuentra constituida por un total de 56,299 paneles, de los cuales 
52,176 paneles son de silicio amorfo y 4,123 paneles de silicio cristalino. Cabe 
mencionar, que para ambos tipos de paneles no se requiere el uso de baterías. 
Tabla 4 Tipos de paneles instalados originalmente el 2012 en la planta de Majes 
 
40 
 
Tabla 5 Características técnicas de los paneles existentes 
 
 
 
3.1.2.2. Estructura de soporte de los paneles 
Los paneles fotovoltaicos se encuentran dispuestos sobre una estructura fija 
formando mesas, orientados hacia el Norte y con una inclinación de 15°. La disposición 
de los paneles es vertical en una fila sobre la estructura. La distancia mínima N-S entre 
mesas de 6 m, quedando pasillos de 3m para la circulación del personal. 
El conjunto de la estructura metálica está formado de acero galvanizado en 
caliente según las más estrictas normativas UNE-EN ISO 1461:1999 y UNE-EN 
10326:2004. 
La altura exterior del conjunto, distancia de módulos colocados en posición 
horizontal al suelo, es de 1,66 m. Estas dimensiones permiten realizar las operaciones 
de mantenimiento y revisión por una persona de estatura media sin necesidad de 
maquinaria (grúas elevadoras, etc.) o herramientas adicionales. 
41 
 
 
 
Figura 11 Estructura de soporte tipo Urbina 
 
 
 
3.1.2.3. Inversor 
Los inversores son equipos compactos que permiten la conexión de un 
generador fotovoltaico a una red trifásica, realizando la conversión de corriente continua 
a corriente alterna. Esta conversión se realiza a través de un puente inversor trifásico 
con sistema de modulación SPWM generado con paneles de control digitales basadas 
en tecnología DSP’s (Digital Signal Processor), lo cual permite la implementación de 
algoritmos que proporcionan máxima eficiencia y versatilidad en la conversión de 
energía. 
La potencia del inversor limita la potencia de salida de la Planta Solar y es la que 
limita la energía que se suministra al SEIN. La suma de la potencia nominal de los 
inversores determina la potencia de la central solar fotovoltaica. Se instalaron 32 
inversores trifásicos modelo GPtech PV625 KW de potencia nominal cada uno, lo cual 
genera una potencia de 20 MW. 
El inversor emplea la técnica de seguimiento del punto de máxima potencia del 
panel (MPPT), que permite obtener la máxima eficiencia posible del generador 
fotovoltaico en cualquier circunstancia de funcionamiento. El seguimiento MPPT se 
realiza de forma automática. 
El equipo dispone además de una tarjeta interface para comunicarse con el 
exterior y señalizar el estado y las posibles alarmas que se hayan producido, así como 
un panel de usuario y visualización de las señales características del sistema. 
42 
 
Tabla 6 Características técnicas del inversor 
 
 
 
 
3.1.2.4. Tableros de corriente continua 
Los tableros utilizados tienen una protección intemperie IP 65, completamente 
estancos para evitar la entrada de humedad, polvo y agentes externos. La tensión de 
aislamiento es de 1000 V DC. 
Las protecciones que incluyen dichos tableros son las siguientes: fusibles, 
descargadores de sobretensión de origen atmosférico, y seccionadores. 
3.1.2.5. Centros de Transformación 
Los centros de transformación están ubicados en casetas independientes 
destinadas únicamente a esta finalidad, y cada uno cuenta con un (1) transformador 
elevador de tensión de 1400 kVA. 
Los centros de transformación se alimentan de las diferentes líneas colectoras 
procedentes de los paneles fotovoltaicos, y el suministro de energía se efectúa a una 
tensión de servicio de 300 V y una frecuencia de 60 Hz, evacuando la energía la 
subestación elevadora a una tensión de 23000 V. 
43 
 
Cada centro de transformación cuenta con: 
 
• Una (1) celda de protección de transformador, dotada de interruptor- 
seccionador combinado con fusibles de A.P.R. y seccionador de puesta a tierra. 
• Celdas de línea, dotada de interruptor-seccionador y seccionador de puesta a 
tierra, para Entrada/Salida de la correspondiente línea. 
 
 
Figura 12 Detalle interior del contenedor que alberga los cuadros de baja tensión y los inversores 
del centro de transformación de la Planta de Majes. 
 
3.1.2.6. Líneas de subtransmisión colectoras 
Estas líneas son las encargadas de realizar la evacuación de la energía 
producida en los generadores fotovoltaicosdesde los centros de transformación hasta 
el centro de seccionamiento de la planta. Se cuenta con dos líneas subterráneas de 
media tensión que enlazan los centros de transformación evacuando cada una de ellas 
una potencia de 10000 KW cuyo destino final es la subestación de la Planta, la que 
realiza la evacuación. 
Subestación Eléctrica 
Se cuenta con una subestación elevadora de 30x60 metros, dentro del predio de 
la Planta Solar Majes, la cual tiene por finalidad elevar la tensión de 23 a 138 KV a una 
frecuencia de 60 Hz. 
Esta subestación dispone de: 
44 
 
- Dos (2) celdas de 23/138 KV 
- Un transformador de potencia de 20 MW 
- Sala de control 
- Sala de baterías 
- Oficina 
- Un grupo electrógeno insonorizado de 75KW, en caso de contingencias, el 
cual se encuentra instalado dentro de una caseta, con suelo impermeabilizado y con 
barreras de contención. 
Línea de 138 Kv 
Se cuenta con una línea de 138 Kv desde la subestación mencionada en el punto 
anterior hasta la línea existente de 138 KV Majes-Camaná, la longitud de la línea es de 
aprox. 3.17 km desde la subestación de la planta hasta la subestación de Repartición 
que pertenece al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional. La servidumbre es de 20 
metros. 
 
 
3.1.2. Configuración actual de operación del sistema 
Actualmente la planta se encuentra constituida por 16 zonas de generación las 
cuales cuentan cada una con un centro de transformación constituido por una caseta 
prefabricada que alberga tanto el transformador como los cuadros de baja y media 
tensión, así como dos inversores con una potencia máxima de 650 kW cada uno. 
Cada zona denominada CFI, tiene un potencia de generación de 1.25 MW, lo 
que finalmente hace una potencia de 20 MW de generación. 
 
 
3.1.3. Configuración actual del CFI (Campo Fotovoltaico Independiente) 
Strings o cadenas: Son agrupaciones de paneles solares, las cuales mediante 
conexiones en serie y paralelo van sumando las tensiones de cada panel (170V DC) 
para obtener una tensión de 540 V DC. 
Cajas de agrupación (StringBox): Son cajas que cuentan con un sistema de 
agrupación de conductores en un embarrado, las que cuentan con un sistema de 
fusibles para 14 circuitos, los que se contectan a un embarrado con interruptor de corte 
en carga, el cual tiene un par de cables de salida de cobre en 240mm2 de sección,, los 
cuales se conectan al inversor. 
45 
 
Inversor: El inversor de 625W cuenta con unas borneras que permiten conectarse con 
hasta 50 circuitos individuales provenientes de las cajas de agrupación (StringBox). 
 
 
 
3.2. Análisis de operación con Paneles ThinFilm 
 
Para el análisis se tendrán en cuenta los datos de operación de la planta 
tendiendo en cuenta la energía producida mensualmente con el uso de los 
Paneles Thin Film. Para ello consideraremos el dato histórico de operación del 
año 2019 y la simulación realizada con valores de radiación solar descargados 
de PVGIS de la European Comission: 
Tabla 7 Datos de operación de la planta de 2019 
 
Mes Energía 
Enero 2756.21 MW-h 
Febrero 2553.94 MW-h 
Marzo 3015.85 MW-h 
Abril 2643.43 MW-h 
Mayo 2694.16 MW-h 
Junio 2529.34 MW-h 
Julio 2832.14 MW-h 
Agosto 2353.35 MW-h 
Septiembre 3140.41 MW-h 
Octubre 3154.66 MW-h 
Noviembre 3185.04 MW-h 
Diciembre 3178.63 MW-h 
 34037.16 MW-h 
46 
 
 
 
Figura 13 Valores de Tensión del Cuadro del Inversor 01 del CFI-10 – Planta de Majes 
 
 
Simulación con datos de PVGIS 
Para esta simulación se han tenido en cuenta los 56.556 paneles con que cuenta 
la planta en sus 16 campos fotovoltaicos independientes, teniendo en cuenta el área de 
5.72 m2 de cada panel y su eficiencia de 6.36%. Adicionalmente se ha considerado 
factores de corrección por pérdidas por inclinación, pérdidas por temperatura y la 
radiación incidente de la zona según lo indicado en el método propuesto por D’Angles 
B. (2020). 
47 
 
Tabla 8 Cálculo de producción de energía mediante matriz de cálculo 
 
Mes Nro 
Dias 
Gdm(0) Fc Fp Np Ap Nro 
Pan 
energía 
Enero 31 6.9 0.91 0.77 0.0667 5.72 55440 3155.80 MW-h 
Febrero 28 6.8 0.96 0.73 0.0667 5.72 55440 2819.77 MW-h 
Marzo 31 6.7 1.00 0.76 0.0667 5.72 55440 3321.96 MW-h 
Abril 30 5.8 1.06 0.77 0.0667 5.72 55440 3024.21 MW-h 
Mayo 31 5.4 1.13 0.77 0.0667 5.72 55440 3089.30 MW-h 
Junio 30 5.1 1.17 0.78 0.0667 5.72 55440 2929.62 MW-h 
Julio 31 5.5 1.15 0.78 0.0667 5.72 55440 3222.24 MW-h 
Agosto 31 4.9 1.09 0.77 0.0667 5.72 55440 2720.51 MW-h 
Septiembre 30 7.1 1.02 0.77 0.0667 5.72 55440 3525.50 MW-h 
Octubre 31 7.3 0.96 0.74 0.0667 5.72 55440 3431.47 MW-h 
Noviembre 30 8 0.92 0.71 0.0667 5.72 55440 3311.83 MW-h 
Diciembre 31 7.8 0.91 0.71 0.0667 5.72 55440 3290.45 MW-h 
 TOTAL 37842.66 MW-h 
 
 
También se realizó la simulación con PVGIS de la European Comission 
 
Figura 14 Captura de pantalla: Simulación con PVGIS de la European Comission 
 
La simulación indica una producción de energía bastante uniforme en los 
meses de verano con un acumulado anual de 37339 MWh mediante el uso de 
una tecnología de silicio cristalino, 
48 
 
 
 
Figura 15 Ficha técnica de panel T-Solar 340 WThin Film 
 
 
Se puede apreciar que hay una diferencia entre la producción real y la teórica, la 
cual se debe a deficiencias de mantenimiento y fallas reportadas por OyM de la 
planta quienes han manifestado que existen paneles rotos y problemas en el 
cableado que a pesar del mantenimiento continuo, disminuyen e rendimiento real 
de la planta. 
 
Para este tipo de panel la máxima potencia de la planta se obtiene a medio día, 
en la que los paneles llegan a producir su capacidad de potencia máxima (390W) 
lo que multiplicado por los 56.556 paneles nos da una potencia máxima de 
22.056 kW (22 MW). 
49 
 
3.2. Análisis de operación con Paneles de Silicio Cristalino 
En este apartado se analizará mediante una simulación la operación de la planta 
con el cambio de la tecnología existente por una mucho más reciente, por ello 
se tomaran en cuenta los dos tipos de paneles cuyo uso convencional en 
proyectos de tipo fotovoltaico a gran escala a nivel mundial han hecho que se 
consoliden en el mercado como una alternativa técnica y e económicamente 
favorable. Por lo mencionado se tendrán en cuenta dos tipos de tecnología: 
Paneles monocristalinos y paneles policristalinos. 
3.2.1. Análisis de Operación con Paneles de Silicio Monocristalino 
Se ha considerado el panel Jinko Solar de 340 W, cuya eficiencia es de 20.2% 
 
Tabla 9 Cálculo de producción de energía con paneles monocristalinos 
 
Mes Nro 
Dias 
Gdm(0) Fc Fp Np Ap Nro 
Pan 
Energia 
Enero 31 6.9 0.91 0.85 0.2015 1.69 64800 3649.64 MW-h 
Febrero 28 6.8 0.96 0.82 0.2015 1.69 64800 3283.11 MW-h 
Marzo 31 6.7 1.00 0.84 0.2015 1.69 64800 3843.96 MW-h 
Abril 30 5.8 1.06 0.83 0.2015 1.69 64800 3386.45 MW-h 
Mayo 31 5.4 1.13 0.83 0.2015 1.69 64800 3447.51 MW-h 
Junio 30 5.1 1.17 0.83 0.2015 1.69 64800 3247.00 MW-h 
Julio 31 5.5 1.15 0.83 0.2015 1.69 64800 3589.74 MW-h 
Agosto 31 4.9 1.09 0.83 0.2015 1.69 64800 3027.26 MW-h 
Septiembre 30 7.1 1.02 0.85 0.2015 1.69 64800 4068.02 MW-h 
Octubre 31 7.3 0.96 0.82 0.2015 1.69 64800 3955.07 MW-h 
Noviembre 30 8 0.92 0.80 0.2015 1.69 64800 3897.28 MW-h 
Diciembre 31 7.8 0.91 0.80 0.2015 1.69 64800 3863.47 MW-h 
 TOTAL 43,258.51 MW-h 
 
A continuación se calculan las pérdidas porcentuales por temperatura utilizando 
los valores de la ficha técnica y las tablas de radiación y temperatura anuales para la 
zona de Majes. 
Tabla 10 Calculo de perdidas porcentuales por temperatura para panel monocristalino 
 
Mes Irradiación Ta TONC T Coef. T Pérdidas % 
Enero 903.21 18.60 45 -3.82 -0.35% 1.34% 
Febrero 890.12 20.10 45 -2.65 -0.35% 0.93% 
Marzo 877.03 19.30 45 -3.77 -0.35% 1.32% 
Abril 759.22 16.20 45 -9.82 -0.35% 3.44% 
Mayo 706.86 16.80 45 -10.53 -0.35% 3.68% 
Junio 667.59 16.50 45 -11.81 -0.35% 4.13% 
Julio 719.95 16.20 45 -10.80 -0.35%