Análise de Pre-Factibilidade em Energia Solar

Vista previa del material en texto

DISEÑO DE UN INSTRUMENTO PARA EL ANALISIS DE PRE-FACTIBILIDAD 
DE PROYECTOS DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIEGO FERNANDO RAMIREZ ORTEGA 
2106109 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA 
PROGRAMA INGENIERÍA ELÉCTRICA 
 SANTIAGO DE CALI 
2018
DISEÑO DE UN INSTRUMENTO PARA EL ANALISIS DE PRE-FACTIBILIDAD 
DE PROYECTOS DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA 
 
 
 
 
 
 
 
DIEGO FERNANDO RAMIREZ ORTEGA 
 
 
 
 
 
 
PASANTÍA INSTITUCIONAL para optar al título de 
Ingeniero Electricista 
 
 
 
 
 
Director 
YURI ULIANOV LOPEZ CASTRILLON 
Ingeniero Electricista 
Doctor en Energías Renovables y Eficiencia Energética 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA Y MECÁNICA 
PROGRAMA INGENIERÍA ELÉCTRICA 
 SANTIAGO DE CALI 
2018 
3 
Nota de aceptación: 
 
Aprobado por el Comité de Grado en 
cumplimiento de los requisitos exigidos 
por la Universidad Autónoma de 
Occidente para optar al título de 
Ingeniero Electricista 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Jaime Quintero 
Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santiago de Cali, 20 de Septiembre de 2018 
 
4 
AMAT VICTORIA CURAM 
5 
AGRADECIMIENTOS 
A Dios quien me ha permitido tener salud y vida para concluir este proceso. 
 
 
A mi familia por su apoyo, especialmente a mi madre quien ha dado todo de sí para 
que pudiese recorrer este camino y lograr mis objetivos. 
 
 
A la empresa Greendipity S.A.S por permitir la integración y brindar la confianza 
para el desarrollo de proyectos de energía solar fotovoltaica. 
 
También agradezco al Dr. Yuri Ulianov López por compartir sus conocimientos, 
sabiduría y brindar el apoyo para el desarrollo satisfactorio de este documento. 
 
Finalmente a todos los vinculados a lo largo de este proceso, profesores, amigos y 
personas que de cierta forma estuvieron cuando los necesité. 
6 
CONTENIDO 
pág. 
GLOSARIO 13 
RESUMEN 15 
ABSTRAC 16 
INTRODUCCIÓN 17 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 19 
2. ANTECEDENTES 21 
3. JUSTIFICACION 26 
4. OBJETIVOS 27 
4.1 OBJETIVO GENERAL 27 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 27 
5. MARCO TEORICO 28 
6. METODOLOGÍA 35 
6.1 ETAPAS DEL PROYECTO DE PASANTIA 36 
6.2 DESARROLLO DE ACTIVIDAD LABORAL EN GREENDIPITY 37 
6.3 RECOLECCION DE INFORMACION 38 
6.4 COMPILACION Y ESCRITURA DE GUIA. 38 
6.5 ASESORIAS PERMANENTES. EMPRESA – UAO. 38 
6.6 ELABORACION DE GUIA. 38 
7 
6.7 PRESENTACION GUIA. 39 
6.8 INFORME FINAL DE PANSANTIA. 39 
7. ETAPAS DEL PROYECTO DE PASANTIA 40 
7.1 ANALISIS DE DEMANDA ELECTRICA 40 
7.2 ANALISIS ESTRUCTURAL Y SOLAR 59 
7.3 ANALISIS TÉCNICO 66 
7.3.1 Calculo de inversores 66 
7.3.2 Estudio para nivel de tensión en punto de conexión 68 
7.3.3 Cálculo de protecciones 70 
7.3.4 Estudio de eficiencia del sistema 73 
7.4 ANALISIS ECONOMICO 81 
7.5 LEY 1715, UPME Y ANLA 87 
8. GUIA DE PRESENTACION 93 
9. RESULTADOS 94 
10. CONCLUSIONES 96 
11. RECOMENDACIONES 98 
BIBLIOGRAFÍA 99 
ANEXOS 101 
 
 
8 
LISTA DE CUADROS 
pág. 
 Cuadro 1. Requisitos legales para desarrollo de un proyecto de 
energía solar FV en Colombia. 34 
Cuadro 2. Datos de Demanda Energética en Planta 42 
Cuadro 3. Estimación de Producción Solar para ahorro de 50 – 60% 45 
Cuadro 4. Producción Solar Promedio 45 
Cuadro 5. Energía en Semana Medida 40 – 50% 49 
Cuadro 6. Estimación de Producción Solar para Ahorro de 40 – 50% 50 
Cuadro 7. Producción Solar Promedio Ahorro 40 – 50% 50 
Cuadro 8. Energía en Semana Medida 30 – 40% 53 
Cuadro 9. Estimación de Producción Solar para Ahorro de 30 – 40% 54 
Cuadro 10. Producción Solar Promedio 55 
Cuadro 11. Energía en Semana Medida 20 – 30% 58 
Cuadro 12. Tiempo Universal Coordinado de Solsticios y 
Equinoccios 62 
Cuadro 13. Propuesta Económica 82 
Cuadro 14. Flujo de Caja con Fondos del Cliente 85 
Cuadro 15. Depreciación Acelerada y Renta Líquida. 85 
Cuadro 16. Flujo de Caja con Leasing. 86 
 
 
9 
LISTA DE FIGURAS 
pág. 
Figura 1. Requisitos Capacidad de Generación Eléctrica Instala a Dic 
2014. 22 
Figura 2. Recurso Solar en Colombia Frente al Resto del Mundo. 24 
Figura 3. Factura de Energía. Consumos Anteriores, componentes del 
costo y costo 41 
Figura 4. Analizador de Redes Instalado en Barraje de Empresa. 41 
Figura 5. Perfil de Carga 45 
Figura 6. Producción Solar Promedio. 47 
Figura 7. Perfil de Carga vs Producción Solar. 48 
Figura 8. Perfil de Carga con FV. 48 
Figura 9. Energía Consumida vs Energía Generada. 49 
Figura 10. Producción Solar Promedio. 52 
Figura 11. Perfil de Carga vs Producción Solar. 52 
Figura 12. Perfil de Carga con FV 53 
Figura 13. Energía Consumida vs Energía Generada. 54 
Figura 14. Producción Solar Promedio 56 
Figura 15. Perfil de Carga vs Producción Solar 57 
Figura 16. Perfil de Carga con FV 57 
Figura 17. Energía Consumida vs Energía Generada 58 
Figura 18. Arquitectura de Cubiertas. 60 
Figura 19. Análisis Estructura de Cliente A 61 
Figura 20. Geolocalización. 63 
Figura 21. Montaje 3D áreas a ocupar y proyección de sombras. 63 
10 
Figura 22. NASA Surface Meteorology and Solar Energy. 65 
Figura 23. Datos de ubicación String Sizer. 66 
Figura 24. Datos de Temperatura String Sizer. 67 
Figura 25. Selección de Paneles String Sizer. 67 
Figura 26. Selección de Inversor String Sizer. 67 
Figura 27. Resultados 1 MPPT String Sizer 68 
Figura 28. Resultados 2 MPPT String Sizer 68 
Figura 29. Datos Transformador de Proveedor Disponible. 69 
Figura 30. Diagrama Unifilar Estándar. 72 
Figura 31. Ubicación Geográfica PVSol. 73 
Figura 32. Selección Tipo de Instalación PVSol. 74 
Figura 33. Montaje de Módulos PVSol. 75 
Figura 34. Conexión Cadenas PVSol. 76 
Figura 35. Cantidad de Módulos y Potencia Instalada PVSol. 76 
Figura 36. Vista Panorámica Instalación. 77 
Figura 37. Resultados Instalación PVSol. 77 
Figura 38. Pronostico Rendimiento SSFV PVSol. 78 
Figura 39. Pronostico Rendimiento por Inversor PVSol. 78 
Figura 40. Resultado de Perdidas SSFV PVSol. 79 
Figura 11. Medición de Área Disponible Google Maps. 80 
Figura 42. Garantía de rendimiento lineal panel Jinko Solar 81 
Figura 43. Instructivo UPME 88 
Figura 44. Carta de aprobación UPME. Página 1 de 3 94 
Figura 45. Carta de aprobación UPME. Página 2 de 3 95 
11 
Figura 46. Carta de aprobación UPME. Página 3 de 3 95 
 
12 
LISTA DE ANEXOS 
pág. 
Anexo A. Factura de Energía 101 
Anexo B. Datos Analizador de Redes 102 
Anexo C. Ficha Técnica de Panel Solar Jinko Solar 275 W 104 
Anexo D. Ficha Técnica Inversor ABBTRIO 27.6 106 
Anexo E. Ficha Técnica Cable Fotovoltaico 109 
Anexo F. Ficha Técnica Cable AC 110 
Anexo G. Ficha Técnica Contactor Schneider LC1F150P7 111 
Anexo H. Ficha Técnica Totalizador EZC250N3150 114 
Anexo I. Ficha Técnica Protecciones DC - Interruptor 116 
Anexo J. Ficha Técnica Protecciones DC - DPS 117 
Anexo K. Ficha Técnica Gabinete Eléctrico 118 
Anexo L. Ficha Técnica Analizador de Redes 120 
Anexo M. Ficha Técnica Sellantes de Estructuras 125 
Anexo N. Unifilar 127 
 
 
13 
GLOSARIO 
ANLA: autoridad nacional de licencias ambientales. 
AUTOCAD: es un software de diseño asistido por computadora utilizado para dibujo 
2D y modelado 3D. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresa 
Autodesk. 
CREG: comisión de regulación de energía y gas. 
DPS: protección sobretensiones transitorias. 
EMCALI: Establecimiento público empresas municipales de Cali, creado por el 
consejo municipal de Cali para reglamentar, operar, mantener y fomentar las obras 
de los servicios de energía eléctrica, acueducto, alcantarillado y teléfonos en los 
municipios de Cali, Yumbo y Puerto Tejada y en su área de influencia. 
FACTOR DE POTENCIA: relación entre potencia activa (kW) y la potencia aparente 
(kVA) del mismo sistema eléctrico o parte de él. 
FUSIBLE: dispositivo de protección Dispositivo de protección contra sobre corriente 
con una partede material fundente que abre el circuito cuando es calentada y 
cortada con el paso de la sobre corriente a través de la misma. 
FV: fotovoltaico. 
INTERRUPTOR AUTOMATICO :Dispositivo de maniobra capaz de establecer, 
conducir e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito y también 
conducir, por un tiempo definido, e interrumpir corrientes producidas bajo 
condiciones anormales definidas, tales como las de cortocircuito. 
KILOVAR (kVAR): unidad de potencia reactiva equivalente a 1.000 VARS (VAR). 
KILOVAR-HORA (kVAR-H): unidad de energía desarrollada por un Kilovar (KVAR) 
durante una hora de operación. 
14 
KILOVATIO (kW): unidad de potencia activa equivalente a 1.000 vatios (W). 
KILOVATIO HORA (kW-H): unidad de energía desarrollada por un Kilovatio (kW) 
durante una hora de operación. 
KILOVOLTIAMPERIO (KVA): unidad de potencia aparente equivalente a 1.000 
voltamperios (VA). 
NTC: norma técnica colombiana. 
OR: operador de red. 
PV SOL: software profesional que sirve como herramienta de cálculo para sistemas 
fotovoltaicos. 
RENDERIZACION: término usado en jerga informática para referirse al proceso de 
generar una imagen, foto realista o no, partiendo de un modelo en 2D o 3D. 
RETIE: reglamento técnico de instalaciones eléctricas. 
SSFV: sistema solar fotovoltaico. 
UPME: unidad de planeación minero energética. 
 
 
 
15 
RESUMEN 
GREENDIPITY S.A.S es una empresa de ingeniería que ofrece servicios para el 
sector eléctrico, con énfasis en generación de energía eléctrica renovable usando 
tecnología solar fotovoltaica. Donde actualmente cuenta con la necesidad de 
estandarizar sus procedimientos y protocolos de instalación, aplicando normas 
RETIE y NTC2050 en sus planos eléctricos, diagramas unifilares e instalaciones 
eléctricas de un sistema solar fotovoltaico. Adicionalmente, se debe integrar con 
base a la ley 1715 y a la metodología para el registro de proyectos de generación 
eléctrica e inscripción, según requisitos de la Unidad de Planeación Minero-
Energética y Autoridad Nacional de Licencias Ambientales. 
Para dar solución a la necesidad planteada, se realiza una plantilla de pre-
factibilidad para el diseño, planeación y ejecución de proyectos bajo la ley 1715, 
considerando también la normatividad vigente según RETIE y NTC 2050. Donde se 
analizarán estudios y casos previos de pre-factibilidad para estos proyectos. Se 
identificarán las características y aspectos más importantes a considerar en la 
evaluación de un proyecto FV, desde el ámbito técnico, económico y regulatorio. Se 
mostrará una memoria de diseño que recopila datos mediante el uso de tecnologías 
como equipos de medición eléctrica, software de diseño y planeación como PV Sol 
y AutoCAD. 
Como resultado, se entrega una guía – memoria para GREENDIPITY S.A.S con 
ingeniería de detalle, tabulación de información, análisis y resultados para la pre-
factibilidad de un proyecto de energía solar FV en Colombia. 
 
Palabras clave: Energía Solar Fotovoltaica, Normatividad Colombiana, Ingeniería 
de Software, pre-factibilidad, Ley 1715, UPME. 
 
16 
ABSTRAC 
GREENDIPITY S.A.S is an engineering company that offers services for the electric 
sector, with emphasis on the generation of renewable electric power with solar 
photovoltaic technology. Where currently has the need to standardize their 
procedures and installation protocols, applying RETIE and NTC2050 standards for 
their electrical drawings, single-line diagrams and electrical installations of a 
photovoltaic solar system. In addition, it must be integrated with 1715 Law and the 
Methodology for the inscription of electricity generation and registration projects, 
according to the requirements of the Mining Energy Planning Unit and the National 
Environmental Licenses Authority. 
To provide a solution to the need, a pre-feasibility template for the design, planning 
and execution of projects under 1715 Law can be made, also considering the current 
regulations according to RETIE and NTC 2050. Where studies and previous cases 
of pre-feasibility will be analyzed. The most important characteristics and aspects to 
be taken into account in the evaluation of a PV project were identified, from the 
technical, economic and regulatory scope. Will be show a design memory that 
collects data by the use of technologies such as electrical measurement equipment, 
design and planning software such as PV Sol and AutoCAD. 
 
 
As a result, a guide - memory for GREENDIPITY S.A.S is delivered with detailed 
engineering, tabulation of information, analysis and results for the pre - feasibility of 
a PV solar project in Colombia. 
 
 
17 
INTRODUCCIÓN 
Para la región latinoamericana, las tecnologías de energía renovable a pequeña 
escala presentan una alternativa económica y ambiental factible para la provisión 
de energía a comunidades rurales remotas y para la expansión de la capacidad 
eléctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos 
conectados a la red eléctrica. La región cuenta con suficiente distribución espacial 
del potencial energético solar, para desarrollar sistemas de generación fotovoltaica. 
En el caso de la región vallecaucana cuenta con un promedio de 4.5 – 5.0 kWh/m2 
según mapa de radiación solar global. Adicionalmente, estas tecnologías pueden 
disminuir la contaminación del medio ambiente, causada por las emisiones de gases 
de los sistemas convencionales, que utilizan combustibles fósiles, como el carbón y 
productos derivados del petróleo. Estos gases contribuyen al efecto invernadero y 
al calentamiento global. 
Según datos reportados por la Unidad de Planeación Minero-Energética UPME 
sobre la integración de las energías renovables no convencionales en Colombia, 
data que aproximadamente un 78% de la energía eléctrica consumida actualmente 
en el país proviene de fuentes fósiles, mientras que el 22% restante proviene de 
fuentes renovables. La integración de las fuentes no convencionales a la canasta 
energética nacional está tomando una gran relevancia por sus potenciales 
beneficios, debido a su disponibilidad local que aún no ha sido aprovechado, la 
integración de reducción de costos y el desarrollo tecnológico que ha venido 
surgiendo durante los últimos años1. Dentro de los proyectos registrados vigentes 
por departamento a octubre de 2017, el valle del cauca cuenta con una capacidad 
instalada de 81.37MW solo en energía solar2. 
Este proyecto tiene como objetivo desarrollar y documentar la importancia de los 
sistemas fotovoltaicos, mediante el estudio de pre-factibilidad del proyecto de 
energía solar fotovoltaica, en GREENDIPITY. Se mostrarán las consideraciones a 
tener en cuenta en el estudio de un proyecto de este tipo. Se harán análisis de 
 
1 UPME. Integración energías renovables [En Línea]. upme [Consultado: 16 de febrero de 2018]. 
Disponible en internet: 
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEGRACION_ENERG
IAS_RENOVANLES_WEB.pdf 
2 UPME. Registro de Proyectos de Generación / Inscripción Según requisitos de las Resoluciones 
UPME No. 0520, No. 0638 de 2007 y No. 0143 de 2016 [En Línea]. siel.gov [Consultado: 16 de 
febrero de 2018] Disponible en internet: 
http://www.siel.gov.co/Generacion_sz/Inscripcion/2017/Registro_Proyectos_Octubre.pdf 
18 
beneficios con base al cumplimiento de normas técnicas y leyes establecidas a nivel 
nacional. 
 
19 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
Según la empresa, se indica que tienen falta de personal para diseños eléctricos y 
diagramas unifilares. Además, desean capacitar un ingeniero para diseñar y pre 
configurar un sistema solar fotovoltaico para presentarlo ante la UPME y ANLA, con 
el fin de obtener la certificación técnica y ambiental. 
 
 
GREENDIPITY S.A.S es una empresa de ingeniería enfocada en ofrecer servicios 
modernos para el sector eléctrico, instalando proyectos de energía solar 
fotovoltaica. Actualmente, la empresatiene la necesidad de estandarizar sus 
procedimientos y protocolos de instalación, aplicando las normas relacionadas 
directamente en el campo de la ingeniería eléctrica como: RETIE, y NTC2050 en 
sus diseños eléctricos y planos o diagramas unifilares, así como en las instalaciones 
eléctricas de un sistema solar FV. GREEDIPITY S.A.S no cuenta con los equipos, 
ni el personal de ingeniería eléctrica para este tipo de labores. Esta situación es 
identificada como problema dentro de la pasantía. 
 
 
Por otra parte, la no estandarización de estos procedimientos en GREENDIPITY 
S.A.S, hace más complejo la ejecución de un proyecto, ya que el desarrollador 
(instalador), no cuenta con un documento guía avalado por las normas. A su vez, la 
magnitud de los proyectos aumenta con el transcurso del tiempo, por lo tanto, se 
requiere llevar un seguimiento de las actividades, como la ejecución, planeación y 
demás. Adicionalmente se deben integrar con base a la ley 1715 y a la metodología 
para el registro de proyectos de generación e inscripción según requisitos de la 
UPME, y la ANLA. 
 
 
Es por todo lo anterior que, en GREENDIPITY, una vez ejecutado un procedimiento 
se documenta sus resultados en los denominados protocolos tanto para el 
levantamiento de información como para la instalación del proyecto como tal. Luego 
de cumplir con la información requerida en un proyecto, los documentos pasan a la 
Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) y posteriormente a la Unidad 
de Planeación Minero-Energética UPME. Todo ello, debe cumplir las normativas 
previamente mencionadas, labor para la cual no tiene personal capacitado, con los 
temas que se han indicado aquí y por ello solicita un estudiante en pasantía. Para 
ello, es bien sabido que la formación del estudiante de ingeniería eléctrica de la 
UAO puede cumplir a cabalidad con estos requerimientos técnicos y normativos. 
 
 
Con este proyecto se pretende dar respuesta a la siguiente pregunta: 
 
20 
¿Puede el desarrollo de una guía técnica, mejorar los procedimientos y 
protocolos de planeación y ejecución de proyectos de energía solar 
fotovoltaica en GREENDIPITY S.A.S, considerando normativa técnica RETIE y 
NTC y aprovechando los incentivos bajo la ley 1715? 
 
 
 
21 
2. ANTECEDENTES 
A nivel nacional e internacional se han realizado diferentes estudios de pre-
factibilidad para proyectos de energía solar FV. En Colombia, se ha visto la 
necesidad de ampliar los métodos de generación de energía eléctrica, 
especialmente utilizado este tipo de tecnología. Los análisis de pre-factibilidad lo 
realizan con información obtenida en periodos de un año, donde ejecutan 
diagnósticos del lugar, tomando datos de consumo energético que permiten dar 
respuesta a la reducción de diversos factores contaminantes, ahorros e 
interconexión de nuevas zonas. 
 
 
Por lo general, se utilizan herramientas computacionales que permiten mayor 
facilidad para recopilar datos y perfeccionar cálculos en las instalaciones FV. Se 
evalúan costos de inversión y beneficios que obtendrían al integrar estos sistemas. 
Los estudios realizados se diferencian en dos factores importantes, que son: 
Ubicación geográfica y condiciones climáticas de la zona. El aumento de 
implementaciones de esta tecnología se ha llevado a cabo en un tiempo menor a 
una década, por ende, la información a nivel nacional es poca. La literatura sobre 
pre-factibilidad de proyectos solares FV, es muy limitada. En ella, se ha encontrado 
que los parámetros importantes para tener en cuenta son: 
 
• Análisis de demanda eléctrica 
• Análisis estructural y solar 
• Análisis técnico 
• Análisis económico 
• Muestra de resultados 
 
Para esto, se recopila información como: facturas de energía de los últimos meses, 
se diseña un sistema acorde a la demanda actual, se especifican características 
técnicas, económicas y demás. Donde finalmente se pone en ejecución el proyecto 
con base a la información suministrada y diseñada. Por otro lado, según datos 
estadísticos gubernamentales, la diversificación de la matriz energética es una de 
las prioridades en Colombia. Según datos registrados por la UPME (Unidad de 
Planeación Minero – Energética), la energía eléctrica es mayoritariamente limpia, 
dando a conocer los siguientes índices: 
 
• 70% Hidráulica 
22 
• 30% Térmica 
• 0,6% Fuentes de energía renovable no convencionales 
 
Dentro del contexto nacional, se puede decir que Colombia actualmente depende 
de aproximadamente un 78% de combustibles fósiles en demanda energética, que 
son capaces de abastecer los niveles de producción, sin embargo, cifras 
demuestran que estas reservas tienen un tiempo de duración definido, por ejemplo: 
 
• 170 años para el carbón 
• 7 años para el petróleo 
• 15 años para el gas natural 
 
Con base a estos datos, se puede concluir que conforme a la demanda aumenta, la 
producción va decreciendo. Una vez dicho esto, se debe tomar en consideración 
que el uso de estos combustibles es utilizado a nivel industrial y transporte, 
mientras, el 17% de la energía consumida en el país, cuenta con el recurso 
hidroeléctrico que representa un 70 – 80 % de la generación de electricidad, tal 
como se muestra en la figura 1.2 
 
Figura 1. Requisitos Capacidad de Generación Eléctrica Instala a Dic 2014. 
 
Fuente: UPME. Integración energías renovables [Figura].upme.gov.co [Consultado: 
16 de febrero de 2018]. Disponible en internet: 
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEG
RACION_ENERGIAS_RENOVANLES_WEB.pdf 
 
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEGRACION_ENERGIAS_RENOVANLES_WEB.pdf
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEGRACION_ENERGIAS_RENOVANLES_WEB.pdf
23 
Todos estos datos permiten tomar decisiones en la diversificación de la canasta 
energética y permitir el libre paso de nuevas tecnologías como la energía eólica y 
solar. Esto se relaciona directamente con el desarrollo económico y la 
independencia energética junto con las motivaciones ambientales. Con el desarrollo 
de las tecnologías asociadas con la transformación de energía, las renovables han 
revolucionado de manera sostenible, debido a su costo que ha venido reduciéndose. 
Los analistas y expertos en el estudio del tema presentan cifras donde se tiene la 
proyección y el crecimiento real de las energías renovables. 
 
La energía solar hoy en día representa la segunda fuente avanzada de energía 
renovable de mayor penetración en el mundo, después de la eólica, con una 
producción que equivale a entre 0,85% y 1% de la demanda mundial de electricidad 
(International Energy Agency – IEA, 2014c), lograda a través de una capacidad 
instalada de 139 GW a 2013. En el año 2013 está tecnología superó por primera 
vez en términos de crecimiento a la energía eólica con un incremento en la 
capacidad instalada de 39 GW (frente a 35 GW de eólica), presentando a la vez un 
crecimiento promedio del 55% anual para los últimos 5 años. Países como 
Alemania, China e Italia lideran los mercados de la energía solar contando con 
capacidades instaladas del orden de 36, 19 y 18 GW, respectivamente (REN21, 
2014). 
 
De acuerdo con el Atlas de radiación solar de la UPME, regiones particulares del 
país como son La Guajira, una buena parte de la Costa Atlántica y otras regiones 
específicas en los departamentos de Arauca, Casanare, Vichada y Meta, entre 
otros, presentan niveles de radiación por encima del promedio nacional que pueden 
llegar al orden de los 6,0 kWh/m2/d, recurso comparable con algunas de las regiones 
con mejor recurso en el mundo como es el caso del desierto de Atacama en Chile 
o los estados de Arizona y Nuevo México en Estados Unidos (NREL, 2008). Por otro 
lado, regiones como la Costa Pacífica reciben niveles por debajo del promedio, los 
cuales sin embargo siguen estando, por encima de los niveles anuales promedio 
recibidos en Alemania3.3 UPME. Integración energías renovables [En Línea]. upme.gov. [Consultado: 7 de febrero de 2018]. 
Disponible en internet: 
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEGRACION_ENERGIAS_REN
OVANLES_WEB.pdf 
24 
Figura 2. Recurso Solar en Colombia Frente al Resto del Mundo. 
 
UPME. Integración energías renovables [Figura].upme.gov.co [Consultado: 16 de 
febrero de 2018]. Disponible en internet: 
http://www.upme.gov.co/Estudios/2015/Integracion_Energias_Renovables/INTEG
RACION_ENERGIAS_RENOVANLES_WEB.pdf 
 
Además de estos estudios realizados por entes nacionales e internacionales, se 
presentan, investigaciones específicas que desarrollan estudios de pre-factibilidad 
en sistemas solares fotovoltaicos (SFV´s). Entre ellos, María José Fernández Llobel 
de la Universidad Politécnica de Valencia, que, en su trabajo de grado de 
administración de empresas, presenta un estudio de factibilidad de una instalación 
solar fotovoltaica en la zona y define como principales aspectos los siguientes4: 
 
• Situación Actual del mercado, tanto nacional como mundial. 
• Normativa actual que rige las instalaciones en la zona y trámites administrativos. 
• Estudio económico. 
• Plan de financiación 
• Declaración de impuestos 
• Flujo de caja. 
• Cuentas anuales. 
 
 
4 FERNÁNDEZ LLOBEL, María José. Energías renovables: Estudio de viabilidad de una instalación solar 
fotovoltaica (huerto solar). Trabajo de investigación de administración de empresas. Valencia: Universidad 
Politécnica de Valencia. Facultad de Administración y Dirección de Empresas. 2012. 181 p. 
25 
Complementario a ese estudio, Susana Bitar y Fernando Chamas en su tesis de 
maestría del Colegio de Estudios Superiores de Administración en Bogotá. Aplica 
un estudio de factibilidad para la implementación de SFV´s, sin considerar aspectos 
sociales y ambientales, solo se basan en el análisis económico y en la percepción 
del cliente final5. 
 
Así mismo, otros dos proyectos6 de energía solar dan cuenta de estudios de pre-
factibilidad donde mencionan la importancia del transporte y distribución, junto con 
el mantenimiento programado de estos sistemas7. Adicionalmente evalúan los 
impactos a la comunidad, tanto a los grupos involucrados directos e indirectos8. 
 
 
5 BITAR, Susana y CHAMAS, Fernando. Estudio de Factibilidad para la Implementación de Sistemas Solares 
Fotovoltaicos como Fuente de Energía en el Sector Industrial de Colombia. Trabajo de investigación de 
administración de empresas. Bogotá: Colegio de Estudios Superiores de Administración – CESA. Maestría en 
Administración de Empresas. 2017. 117 p. 
6 VÁSQUEZ CHIGNE, Laura Carolina de Fátima y ZUÑIGA ANTICONA, Bibi Malú. Proyecto de Pre-factibilidad 
para la Implementación de Energía Solar Fotovoltaica y Térmica en el Campamento Minero Comihuasa. Trabajo 
de Investigación Ingeniería Industrial. Lima, Perú: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. Facultad de 
Ingeniería. Ingeniería Industrial. 
7 GARZÓN SUAREZ, Diana Alejandra y MARTINEZ SALAMANCA, Juan Sebastián. Estudio De Factibilidad 
Para La Implementación De Energía Solar Fotovoltaica En La Zona Preescolar Del Colegio Agustiniano Suba. 
Trabajo de Grado Para Optar por El Título De Tecnólogos en Gestión Ambiental Y Servicios Públicos. Bogotá: 
Universidad Distrital Francisco José De Caldas. Facultad De Medio Ambiente Y Recursos Naturales. Tecnología 
En Gestión Ambiental Y Servicios Públicos 
8 CHILE. GOBIERNO DE CHILE. Pre-factibilidad técnica y Económica para la Instalación de una Planta FV en 
Industrial Química. Por encargo de Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza, Obras 
Publicas y Seguridad Nuclear. Santiago de Chile 30 de Enero de 2015. 
 
26 
3. JUSTIFICACION 
GREENDIPITY S.A.S brinda actualmente servicios de ingeniería para la generación 
de energía a partir de módulos fotovoltaicos, por lo que en su portafolio de servicios 
ofrece solución a diferentes necesidades en la región. Sin embargo, no aplica al 
100% las metodologías de pre-factibilidad y factibilidad en los proyectos solo hacen 
estudios generales del área como: perfiles de carga, demanda energética, 
producción solar por metro cuadrado y dimensionamiento de potencia a instalar 
según requerimientos. De ahí, que se tiene la necesidad de realizar un 
acompañamiento al departamento de ingeniería, desde la ingeniería eléctrica, 
para profundizar en la planeación y ejecución de proyectos, incluyendo normas 
técnicas colombianas como RETIE y NTC 2050, herramientas de cálculos y 
simulación. Lo anterior, de la mano de los incentivos que ofrece la ley 1715 que 
tiene como finalidad establecer el marco legal y los instrumentos para la promoción 
del aprovechamiento de las fuentes no convencionales de energía, fomentando así, 
la investigación, inversión y desarrollo de tecnologías limpias para la producción de 
energía, respuesta a la demanda y eficiencia energética. Para GREENDIPITY 
S.A.S, realizar los estudios de pre-factibilidad permitiría obtener un plan de 
desarrollo con ingeniería de detalle para los proyectos, junto con un factor 
importante para los clientes, como lo es el retorno de la inversión y planes de 
financiamiento. En este aspecto, GREENDIPITY S.A.S está limitada con el recurso 
de ingeniería ELÉCTRICA, para realizar el desarrollo planteado en esta pasantía. 
Por lo cual, se generará un gran impacto en todos los niveles, ya que permitirá un 
crecimiento de la compañía, profesional y capacidad instalada en la región 
(clientes). 
 
 
 
 
 
 
27 
4. OBJETIVOS 
 OBJETIVO GENERAL 
Realizar la plantilla de pre-factibilidad para el diseño, planeación y ejecución de 
proyectos en GREENDIPITY S.A.S bajo la ley 1715 que promueve los incentivos a 
nivel nacional, considerando normatividad vigente según RETIE y NTC 2050. 
 
 
 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Analizar estudios y casos previos y la formulación relacionada, con miras a 
producir un documento guía de pre-factibilidad de proyectos de ingeniería que usan 
tecnología solar fotovoltaica. 
• Definir, caracterizar y tabular, los aspectos más relevantes a considerar para la 
evaluación de pre-factibilidad de un proyecto solar fotovoltaico en Colombia en la 
empresa GREENDIPITY S.A.S. Identificando lo regulatorio (político), económico 
(incluye incentivos de ley), Técnico (diseño, dimensionado, conexiones) – UPME y 
ambiental (ANLA). 
• Realizar la memoria de diseño con análisis, aplicando, además, el uso de 
tecnologías como equipos de medición, analizador de redes y herramientas 
computacionales como PV Sol y AutoCAD, en el diseño de los proyectos. Además, 
considerar conceptos de ingeniería eléctrica aplicándolos en planos y 
documentación técnica de proyectos (Ingeniería de detalle). Resultando la guía – 
memoria para GREENDIPITY. 
 
 
 
 
 
 
 
28 
5. MARCO TEORICO 
 
La generación de energía solar fotovoltaica se basa en la integración de células 
solares, fabricadas con materiales semiconductores cristalinos que, por efecto 
fotovoltaico, generan corriente eléctrica cuando sobre los mismos incide la radiación 
solar. La estructura de una celda fotovoltaica típica es la misma que uno de los 
elementos electrónicos más empleados: el diodo semiconductor. Los 
semiconductores están en su mayoría fabricados en silicio, que es la base de la 
mayoría de los materiales más ampliamente utilizados en el mundo para la 
construcción de células solares. 
 
Cuando la celda es iluminada, se producen huecos pares de electrones (esto 
corresponde a un espacio de energía entre la banda de conducción y la banda de 
valencia para los semiconductores) por la interacción e incidencia de fotones con 
los átomos de la celda. Se crea un campo eléctrico en la unión de la celda, esto 
causa una interacción entre los electrones y hace que pasen desde la región n de 
la celda a la región p. La magnitud del campo eléctrico es definidapor el nivel de 
incidencia de luz9. 
 
Generalmente, los sistemas de producción de energía eléctrica a partir de sistemas 
solares se componen de los siguientes subsistemas: 
 
• Subsistema de captación. 
• Subsistema de almacenamiento. 
• Subsistema de regulación. 
• Subsistema convertidor de corriente. 
 
El subsistema de captación está constituido por el panel fotovoltaico, donde su 
función es convertir la radiación solar en electricidad. El panel, está integrado por 
un conjunto de células fotovoltaicas que se conectan en serie y paralelo con el 
objetivo de lograr unos determinados niveles de tensión e intensidad eléctrica. Cabe 
resaltar que todo esto depende de las condiciones climáticas y niveles de irradiación 
en el lugar. Existen unos parámetros de funcionamiento que se destacan en la célula 
solar que son: 
 
 
9 MESSENGER, Roger A. et al. Photovoltaic Systems Engineering. 2 ed. United States: CRC Press. 
2005. p 49. 
29 
• Intensidad de corto circuito: Esta intensidad se obtiene cuando, una vez la célula 
ha cortocircuitado sus terminales, la tensión en bornes es nula. En este caso se 
obtiene la máxima corriente, la cual oscila entre 10 y 40 mA por cm2 de celda. 
• Tensión de circuito abierto: Esta tensión se obtiene cuando no hay conectada 
ninguna carga, en este caso la intensidad es cero. 
• Potencia Máxima: Por leyes básicas de electricidad, la potencia se obtiene entre 
el producto de la tensión y la intensidad. La potencia es cero en circuito abierto y en 
cortocircuito. Existe un valor de potencia pico el cual corresponde a unas 
condiciones de incidencia estándar de radiación10. 
• Factor de forma: Es el cociente entre la máxima potencia obtenible sobre el 
producto de los valores extremos de la celda que son corriente de cortocircuito y 
tensión de circuito abierto. Este factor de forma FF (Fill Factor) permite determinar 
la desviación de fabricación, siendo un indicador de calidad de la celda. Celdas con 
una gran resistencia interna tendrán un nivel bajo de FF10. 
𝐹𝐹𝐹𝐹 =
𝑉𝑉𝑝𝑝𝐼𝐼𝑃𝑃
𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑉𝑉𝑜𝑜𝑠𝑠
 
 
𝑉𝑉𝑝𝑝: Tensión máxima o pico 
𝐼𝐼𝑃𝑃: Corriente máxima o pico 
𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠: Corriente de corto circuito 
𝑉𝑉𝑜𝑜𝑠𝑠: Tensión de circuito abierto 
 
• Eficiencia: La eficiencia de la celda se expresa como el cociente entre la 
potencia máxima que puede ser absorbida por la carga y la potencia de la 
radiación incidente11. 
ƞ = 𝐹𝐹𝐹𝐹
𝑉𝑉𝑜𝑜𝑠𝑠𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠
𝐼𝐼𝑠𝑠𝑆𝑆𝑠𝑠𝑐𝑐𝑐𝑐
 
 
𝐼𝐼𝑠𝑠𝑆𝑆𝑠𝑠𝑐𝑐𝑐𝑐: Potencia de radiación solar incidente 
 
El subsistema de almacenamiento compuesto básicamente por baterías tiene 
como objetivo almacenar la energía eléctrica producida por los paneles, para 
garantizar alimentación a cargas críticas en caso de ausencia o falta de suministro 
 
10 MESSENGER, Roger A. et al. Photovoltaic Systems Engineering. 2 ed. United States: CRC Press. 
2005. p 51. 
11 MANRIQUE, Paul A. Sistemas Fotovoltaicos. Celdas y Módulos FV. Notas de Clase. Universidad 
Autónoma de Occidente. Cali, Colombia. 2017.p.12 
30 
de energía. Estas baterías son dimensionadas acorde a la necesidad requerida y 
se pueden instalar en serie y paralelo. 
El subsistema de regulación tiene como función regular el nivel de tensión provisto 
por los paneles y evitar que las baterías reciban más energía de la máxima que son 
capaces de almacenar y prevenir las sobrecargas12. Este subsistema se puede 
clasificar también como controlador de carga, que consiste en desconectar la carga 
cuando la batería alcanza un estado preestablecido de descarga y, además, debe 
desconectar el módulo fotovoltaico cuando la batería está completamente cargada. 
Este dispositivo debe ser ajustable para asegurar el óptimo desempeño del sistema 
de baterías bajo condiciones de carga, descarga y temperatura del banco de 
baterías. 
El subsistema inversor de corriente es el encargado de convertir la energía 
producida por el panel fotovoltaico o la almacenada en las baterías, que es de tipo 
continuo (CC), al tipo de energía alterna requerida por la mayoría de las cargas, a 
nivel residencial, comercial o industrial (AC). Los inversores se pueden clasificar de 
diferentes formas, entre inversores monofásicos y trifásicos. Con respecto a la 
configuración del sistema, se suelen distinguir entre: inversores centrales, 
inversores en cadena (String) e inversores modulares (AC módulos)13. 
Una vez identificados y definidos los conceptos básicos de un SSFV, se deben 
conocer las normas o leyes aplicadas al uso de estos proyectos. Una es la ley 1715 
con la cual se regula la integración de las energías renovables no convencionales 
al sistema energético nacional; y dos, es la metodología para el registro de 
proyectos de generación e inscripción según requisitos de la UPME. 
 
LEY 1715 DE 201414. la ley decretada por el gobierno de Colombia en el 2014, 
donde busca regular la integración de las energía renovables no convencionales al 
sistema energético nacional, tiene como objetivo promover el desarrollo y la 
utilización de las fuentes no convencionales de energía, principalmente aquellas de 
 
12 CARTA GONZÁLEZ, José A. et al. Centrales de Energías Renovables: Generación Eléctrica con 
Energías Renovables. Madrid: PEARSON. 2009. p 238. 
13 MANRIQUE, Paul A. Sistemas Fotovoltaicos. Componentes Electrónicos. Notas de Clase. 
Universidad Autónoma de Occidente. Cali, Colombia. Abril 2017. 
14 COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPUBLICA. Ley 1715 (13, mayo, 2014). Por medio de la cual 
se regula la integración de las energías renovables no convencionales al Sistema Energético 
Nacional. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 2014. no. 49.150. p. 1-26. 
31 
carácter renovable, en el sistema energético nacional, mediante su integración al 
mercado eléctrico, su participación en las zonas no interconectadas y en otros usos 
energéticos como medio necesario para el desarrollo económico sostenible, la 
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la seguridad del 
abastecimiento energético. Con los mismos propósitos se busca promover la 
gestión eficiente de la energía, que comprende tanto la eficiencia energética como 
la respuesta a la demanda. Básicamente, tiene como finalidad establecer los 
instrumentos y la implementación dentro del marco legal para las energías 
renovables, adicionalmente incluye la fomentación de la inversión, investigación y 
desarrollo de estas tecnologías para la generación de energía. Esta ley específica 
aspectos como: 
 
• Incentivos a la inversión de proyectos de fuentes no convencionales de energía 
• Desarrollo y promoción de las FNCER 
• Desarrollo y promoción de la gestión eficiente de la energía 
• Desarrollo y promoción de las FNCE y la gestión eficiente de la energía en las 
ZNI 
• Ciencia y tecnología 
• Consideraciones varias relacionadas con aspectos medioambientales 
• Seguimiento y cumplimiento 
 
El otro aspecto relacionado con la pre-factibilidad de proyectos corresponde a la 
metodología para el registro de proyectos de generación e inscripción según 
requisitos de la UPME15. La entidad plantea tres fases para el proceso de registro, 
en forma general se puede decir que la primera fase corresponde a la etapa de pre-
factibilidad del proyecto e incluye dentro de sus requisitos, la solicitud a la autoridad 
ambiental sobre el impacto que se va a generar. La fase dos comprende la etapa 
de factibilidad del proyecto, donde se analiza si el proyecto es viable considerando 
los aspectos: 
 
 
• Técnicos 
 
15 COLOMBIA. UNIDAD DE PLANEACION MINERO ENERGETICA. Resolución 143 (10, marzo, 
2016). Por la cual se modifica el artículo quinto y se adicionan artículos anexos a la Resolución 
UPME 0520 de octubre 9 de 2007 por medio de la cual se establece el Registro de Proyectos de 
Generación y se toman otras disposiciones Diario Oficial.Bogotá, D.C., 2016. no. 49.815. p. 1-11. 
32 
• Económicos 
• Financieros 
• Ambientales 
 
Tal como describe GAMMA INGENIEROS S.A16, la metodología para un análisis de 
factibilidad debe incluir los siguientes temas: 
 
• Análisis de demanda eléctrica (Perfil de consumo y tarifa energía eléctrica) 
• Análisis estructural y solar básicos 
• Análisis técnico 
• Análisis Económico (Producción de energía eléctrica, costos de inversión y 
mantenimiento, ahorros proyectados y evaluación financiera) 
 
Con el análisis de estos tópicos se establecerán las principales conclusiones acerca 
de la factibilidad técnica y económica de la instalación de una planta solar 
fotovoltaica, para un escenario de autoconsumo y/o de entrega de energía al 
sistema interconectado central (SIC – Interconexión eléctrica de Chile). Según 
menciona FERNANDEZ17 en su tesis, se debe conocer la normativa administrativa, 
contable y fiscal. Todo esto antes de realizar el estudio de viabilidad de la 
instalación. 
 
Luego de analizar esta información, se establece bajo la normatividad colombiana 
que, los proyectos deben ser factibles y convenientes bajo la metodología 
presentada. Adicionalmente, la vigencia de registro de proyectos tendrá un término 
de vencimiento, dependiendo de la fase del proyecto. Si, pasado ese término, el 
promotor no ha solicitado cambio de fase, no ha informado sobre cambios o no ha 
 
16 CHILE. GOBIERNO DE CHILE. Pre-factibilidad técnica y Económica para la Instalación de una 
Planta FV en Industrial Química. Por encargo de Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección 
de la Naturaleza, Obras Publicas y Seguridad Nuclear Santiago de Chile 30 de enero de 2015. 
17 FERNANDEZ LLOBELL, María José. Energías Renovables: Estudio de Viabilidad de una 
Instalación Solar Fotovoltaica (Huerto Solar). Trabajo de investigación Administración de Empresas. 
Valencia: Universidad Politécnica de Valencia. Facultad de Administración y Dirección de Empresas, 
2016. 181 p. 
33 
confirmado que las condiciones de registro inicial se mantienen, el proyecto saldrá 
automáticamente del registro y cualquier certificación UPME carecerá de validez18. 
 
Finalmente, la etapa tres corresponde al desarrollo y operación del proyecto, donde 
ya se deben tener diseños definitivos y el cronograma de ejecución. De la misma 
manera, debe contar con la licencia ambiental expedida o con un documento que 
respalde que el proyecto no necesita dicha licencia, adicionalmente deben 
presentarse esquemas de conexión. 
 
A continuación, se presenta el cuadro 1, que relaciona la información o normativa 
necesaria para el registro de proyectos de energía solar FV, todo dentro del marco 
legal y normatividad Colombiana. 
 
 
 
 
 
18 COLOMBIA. UNIDAD DE PLANEACION MINERO ENERGETICA. Resolución 143 (10, Marzo, 
2016). Por la cual se modifica el artículo quinto y se adicionan artículos anexos a la Resolución 
UPME 0520 de Octubre 9 de 2007 por medio de la cual se establece el Registro de Proyectos de 
Generación y se toman otras disposiciones Diario Oficial. Bogotá, D.C., 2016. no. 49.815. 2 p. 
34 
 Cuadro 1. Requisitos legales para desarrollo de un proyecto de energía solar FV en Colombia.
Solicitud Ante La CREG Y La SSPD Registro 
Comercialización De Energía
Registro ante CREG y Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, 
como empresa ESP 
Solicitud Registro Agente En XM, Sujeto A La Aprobación 
De Conexión Al SDL ó STR
Solicitud a XM (Experto Mercado de Energía)
Comercialización De Energía Contrato de venta de energía con un agente 
o cliente
Despacho en el mercado 
mayorista
CREG 156/11
Solicitud De Tarifa De FNCE Definición de tarifa de FNCE CREG 004/16 - BORRADOR
Beneficios Tributarios (Renta) Descripción técnica y certificado ANLA
ARTICULO 11 LEY 1715/14 - DEC 2143/15 
MINMINAS - RES 045/16 MINAMBIENTE 
UPME RES 030/18 MINANMBIENTE
Beneficios Tributarios (Arancelarios) Certificación UPME - Registro previo de proyecto de generación de energía
ARTICULO 13 LEY 1715/14 - DEC 2143/15 
MINMINAS - RES 045/16 UPME
DECRETO 1076/15
Registro De Proyecto Fase 1, 2 Y 3 UPME Registro de proyectos ante la UPME UPME 143/16
Beneficios Tributarios (IVA)
Certificación ANLA y UPME - Registro previo de proyecto de generación de 
energía
ARTICULO 12 LEY 1715/14 - DEC 2143/15 
MINMINAS - RES 045/16 MINAMBIENTE 
UPME RES 030/18 MINANMBIENTE
Solicitud de aprobación y aval ante la UPME
Contrato De Conexión Contrato de conexión con operador de red
Solicitud Ambiental Ante La Comisión De Regulación De 
Agua Potable
Permiso ambiental Licencia Ambiental
Consecución Del Terreno Contrato de arrendamiento
Solicitud De Punto De Conexión Al Operador De Red Solicitud forma al operador de red especificando potencia y lugar de 
instalación 
CREG 025/95 Y CREG 070/98
Estudio De Conexión Por Parte Del Operador De Red Estudio de conexión a 13,2 kV o 34,5 kV Estudio de Conexión a 34,5 kV
Aprobación Del Punto De Conexión Por El Operador De 
Red
REQUISITOS LEGALES PARA DESARROLLO DE UN PROYECTO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA EN COLOMBIA
PASOS / REQUISITOS PLANTA < 10MW 10 MW < PLANTA < 20 MW NORMATIVAS
Generación De Energía Por FNCE LEY 1715 / 2014
6. METODOLOGÍA 
Como resultado de la investigación realizada hasta el momento, presentada aquí 
bajo marco teórico y antecedentes, el desarrollo de la metodología para pre-
factibilidad de un proyecto, se resume básicamente en 5 aspectos importantes. 
 
• Análisis de demanda eléctrica 
• Análisis estructural y solar 
• Análisis técnico 
• Análisis económico 
• Muestra de resultados 
 
Dentro del análisis de demanda eléctrica, se deben evaluar dos factores, el perfil de 
consumo y la tarifa actual de la energía. La importancia de estimar el perfil de 
consumo o demanda de energía eléctrica horario, diario y su proyección anual, es 
información que establecerá la base del proyecto. Al determinar el costo de energía 
eléctrica según el plan tarifario, se podría estimar la proyección a mediano y largo 
plazo según los tiempos requeridos por la evaluación económica. 
 
En el segundo ítem mencionado, el análisis estructural corresponde a la evaluación 
de las superficies factibles para la instalación de un sistema solar FV. Esto se 
obtiene con base a la información arquitectónica que se tenga del lugar, planos o 
mediante una inspección visual en sitio. Se debe establecer un nivel de 
adaptabilidad que permita, la instalación mecánica, dirección e inclinación de los 
paneles solares junto con el punto de conexión al barraje principal del lugar. 
Estimación de la factibilidad espacial para la instalación de los equipos eléctricos, 
como elementos de protección (Fusibles, disyuntores, DPS, etc.), inversores, 
transformador (de ser necesario) y demás. Se debe establecer las horas solares 
pico de radiación de acuerdo a la ubicación geográfica, para determinar el potencial 
de generación de energía solar FV anual según los equipos seleccionados. 
 
Luego, en el análisis técnico, se debe realizar una revisión de factibilidad técnica de 
generación solar FV, que permita cubrir la demanda energética del sitio y de ser el 
caso, permita inyección a la red cumpliendo leyes nacionales establecidas (Ley 
1715). En este punto, se deben generar opciones factibles que se ajusten a la 
potencia, producción y diseño solar de acuerdo al sitio. Con base a los resultados 
del análisis técnico, se procedería a evaluar el aspecto económico (ítem 4.); el cual, 
debe considerar factores como: Producción de energía eléctrica, costo de inversión 
y mantenimiento, ahorros proyectados y evaluación financiera. Se debe establecer 
36 
 
una estimación de energía anual generada por el sistema FV con base a los datos 
de radiación solar, eficiencia y perdidas por producción de energía. Adicionalmente, 
se deben establecer costos de inversión y mantenimiento según condiciones 
climáticas. Se debe describir una proyecciónde ahorro anual con base a la tarifa 
eléctrica asignada por el operador de red presente en sitio. Punto clave, realizar el 
cálculo económico teniendo en cuenta las variables mencionadas anteriormente. Se 
utilizará además el procedimiento desarrollado y validado para proyectos de energía 
solar según Sonal 19. 
 
Finalmente se debe plasmar en un documento los resultados obtenidos, 
mencionando las principales conclusiones de los análisis realizados en cuanto a la 
parte técnica y económica. De la mano, se deben conocer los parámetros que 
establece la Ley 1715 que promueve la integración tecnológica de las energías 
renovables, adicionalmente tener en cuenta los parámetros y la metodología para 
el registro de proyectos de generación e inscripción según requisitos de la UPME. 
Con base en lo mencionado anteriormente, se deben conocer los protocolos de 
ejecución de los proyectos de la compañía Greendipity S.A.S, esto con el objetivo 
de integrar las normativas con los estándares de ejecución de proyectos de energía 
solar. 
 
 ETAPAS DEL PROYECTO DE PASANTIA 
 
Se adoptará una metodología lineal, donde básicamente establece una serie de 
fases que permiten darles solución a los diferentes proyectos e integrarlos con la 
normatividad y requisitos establecidos por la UPME. 
 
Además, considerando la metodología propuesta para pre-factibilidad, que incluye: 
 
• 1. Análisis de demanda eléctrica 
• 2. Análisis estructural y solar 
• 3. Análisis técnico 
• 4. Análisis económico 
• 5. Muestra de resultados 
 
19 SONAL, Sindhu; VIJAY, Nehra; SUNIL, Luthra. Investigation of feasibility study of solar farms 
deployment using hybrid AHP-TO<PSIS analysis: Case study of India [En Linea]. Renewable and 
Sustainable Energy Reviews, Vol 73, 2017, P 496-511p. [Consultado 7 de marzo de 2018]. 
Disponible en internet: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.135. 
37 
 
 DESARROLLO DE ACTIVIDAD LABORAL EN GREENDIPITY 
 
Como parte de las actividades regulares de la pasantía institucional, primero se 
realiza una presentación de la empresa y las funciones como estudiante en 
pasantía. 
Luego, y como parte del aprendizaje, el pasante hace parte del área de ingeniería 
para conocer el esquema regular de trabajo para estos proyectos. La empresa 
desarrolla los proyectos de energía solar FV, siguiendo estos pasos, que harán 
parte de la guía de pre-factibilidad: 
Recolección de información: En esta fase se realiza un levantamiento de 
información tanto de los proyectos, como parte técnica y documentación 
reglamentaria, ambiental, etc. En esta etapa se incluye la adaptación al marco 
laboral de una empresa, como parte de una pasantía. 
Dimensionamiento de Proyectos: En este paso se identificarán los requerimientos 
del cliente, se harán análisis de perfiles de carga para la correcta selección de 
equipos y documentación necesaria. La primera fase se divide en dos puntos, uno 
en el cual los proyectos ya están en operación y el otro es cuando se realizan desde 
cero. Se deben realizar los estudios de factibilidad en cuanto a lo técnico y 
económico, es decir: la normativa administrativa, contable y fiscal, como se 
mencionó previamente. 
Generación de Documentos: Se generan documentos que sirven de soporte tanto 
para el proyecto, como para el registro del mismo. Independientemente en la etapa 
que se encuentre, ya sea pre-factibilidad, factibilidad u operación, se debe cumplir 
con la documentación necesaria para la aprobación del proyecto (Planos eléctricos, 
simulaciones, análisis técnicos y económicos, reportes, etc.). 
Montaje e Instalación: Etapa en la cual luego de realizarse el estudio y el diseño 
del proyecto, se tienen unas componentes base para iniciar de manera práctica, 
donde se realizará el montaje y puesta en servicio. Se ha planteado toda la 
viabilidad para cumplir con las funciones principales y objetivos del proyecto. 
Puesta en Marcha y Monitoreo: Se realizan diferentes pruebas de operación que 
permitan brindar la seguridad en la operación del sistema, adicionalmente se instala 
38 
 
un sistema de recolección de datos remoto que permitan hacer un seguimiento 
adecuado al proyecto. 
Registro de proyectos de generación e inscripción según requisitos de la 
UPME. Se reúnen los documentos necesarios para entregar a las entidades 
gubernamentales: ANLA (DAGMA-CVC), UPME (Según Ley 1715 y UPME), DIAN. 
Lo anterior para utilizar o aprovechar los incentivos tributarios. 
Lanzamiento y Aprobación: Para este punto, el proyecto de energía se encuentra 
aprobado y en funcionamiento, con todos sus protocolos y guías. 
 
 RECOLECCION DE INFORMACION 
Es este ítem, se fortalecen los conocimientos procedimentales, recolección de 
notas, aprender sobre estos procesos con visitas de campo, validando lo que ellos 
afirman en el proceso de proyectos. 
 
 
 COMPILACION Y ESCRITURA DE GUIA. 
 
Se complementarán los conocimientos teórico-prácticos con los pasos que definen 
la pre-factibilidad de un proyecto, empezando la elaboración de la GUIA. 
 
 ASESORIAS PERMANENTES. EMPRESA – UAO. 
Durante la pasantía se planean reuniones periódicas con el DIRECTOR 
ACADEMICO DEL PROYECTO (UAO), y con el asesor empresarial. 
 
 
 ELABORACION DE GUIA. 
 
El documento se va desarrollando conforme a los pasos para una guía de pre-
factibilidad incluyendo los protocolos que regularmente sigue la empresa y 
agregando las normativas. 
 
39 
 
 PRESENTACION GUIA. 
 
Una vez finalizada, se realiza una presentación a todo el equipo encargado del 
desarrollo de proyectos en energía solar y que pueda y deba beneficiarse de la guía 
de pre-factibilidad. Aquí se recogerán observaciones para mejorarla. 
 
 INFORME FINAL DE PANSANTIA. 
 
 
 
 
7. ETAPAS DEL PROYECTO DE PASANTIA 
La metodología lineal para el desarrollo de pre-factibilidad se desarrollara en esta 
sección y describirá los componentes principales a tener en cuenta. Se mostrarán 
los principales factores para los análisis de demanda eléctrica, estructural, solar, 
técnica y económica. Donde finalmente, en cada caso se tomará un proyecto en 
particular, se le aplicarán los respectivos estudios y se mostrarán los resultados, 
obteniendo así como resultado, una guía memoria para el desarrollo de los 
proyectos. 
En cada proyecto existe una etapa comercial de pre venta, donde la empresa se 
aproxima al cliente con el ánimo de mostrarle el sistema de ahorro de energía 
mediante los sistemas fotovoltaicos. Adicionalmente se muestra de manera 
provisional el montaje de los paneles a través de una renderización o una simulación 
básica. Adicionalmente se presenta la forma de ahorrar energía obteniendo 
beneficios tributarios y el costo de inversión de proyecto con su retorno previsto. 
 
 ANALISIS DE DEMANDA ELECTRICA 
 
El análisis de demanda eléctrica se determina inicialmente por la factura de energía, 
donde se toman datos de consumos energéticos mensuales, y que posteriormente 
permite establecer un punto de conexión para el instrumento de medida. El 
instrumento de medida es un analizador de redes HT Solar 300N, que registra datos 
históricos por 8 días calendario. El análisis permite estimar el perfil de consumo 
horario, diario y determinar una proyección anual con base a los datos recopilados. 
En la factura de energía los elementos a tener en cuenta son: consumos anteriores 
y el costo de energía eléctrica según el plan tarifario (Figura 3). Este permite estimar 
la proyección a mediano y largo plazo, según tiempos requeridos por la evaluación 
económica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
Figura 3. Factura de Energía. Consumos Anteriores, componentes del costo y 
costo 
 
 
 
 
 
Figura 4. Analizador de Redes Instalado en Barraje de Empresa. 
 
 
 
Los datos registrados de tensión, corriente, potencia y energía durante 8 días son 
consignados en una tabla de Excel (Anexo B), donde se filtran y se tabulan para 
obtener como resultado un perfil de carga, el cual permite determinar demanera 
exacta la demanda horaria de energía en planta. 
42 
 
Dentro de un estudio en particular se toma una muestra aleatoria y se obtiene como 
resultado el cuadro 2. En el perfil de carga se determina un promedio de potencia 
máxima, para este caso es de 50kW. Por lo general se realizan tres propuestas 
comerciales con diferentes niveles de ahorro de energía consumida del OR. Ahorros 
se estiman entre un 50-60%, 40-50% y 30-40%. De acuerdo a las opciones de 
ahorro planteadas y a las diversas referencias de paneles, varía la cantidad de 
módulos a instalar. Las referencias utilizadas de un proveedor a través de una 
alianza comercial, varían en rangos de 270 a 325 Wp, para realizar las tres 
propuestas de ahorro se utilizan paneles de 270-275Wp, lo cual permite establecer 
una cantidad de 202 módulos para la primera propuesta de ahorro, 175 módulos 
para la segunda y 114 para la tercera opción. Esto significa que se podría instalar 
una potencia de 54.5kWp que entregaría una energía promedio de 216kW/h por día, 
para el primer caso de ahorro. El segundo caso plantea instalar una potencia de 
47.5kWp que entregaría una energía promedio de 190kW/h por día, y finalmente se 
realiza una propuesta para instalar una potencia de 30.8kWp la cual entregaría una 
energía promedio de 123.2kW/h. La energía diaria se determina con 4 horas solares 
pico calculadas en la ciudad de Cali. 
Se toma un día cualquiera de demanda energética de la planta, el cual permitirá 
realizar el análisis de carga junto con una producción solar promedio, que cumpla 
con cada uno para los tres casos de ahorro. Los datos recopilados se consignan en 
la siguiente tabla donde posteriormente se estimará la producción solar y será 
comparada con el perfil de carga, lo que permitirá comparar la producción de 
energía con la demanda energética. 
 
Cuadro 2. Datos de Demanda Energética en Planta 
Fecha Hora Perfil de 
Carga (W) 
Producción 
Solar (W) 
Perfil de 
Carga 
con FV 
11/09/2017 
12:10:00 a. m. 1288 0 1288,0 
12:25:00 a. m. 1296 0 1296,0 
12:40:00 a. m. 1299 0 1299,0 
12:55:00 a. m. 1294 0 1294,0 
1:10:00 a. m. 1314 0 1314,0 
1:25:00 a. m. 1283 0 1283,0 
1:40:00 a. m. 1304 0 1304,0 
1:55:00 a. m. 1314 0 1314,0 
2:10:00 a. m. 1297 0 1297,0 
2:25:00 a. m. 1300 0 1300,0 
2:40:00 a. m. 1283 0 1283,0 
 
2:55:00 a. m. 1312 0 1312,0 
3:10:00 a. m. 1310 0 1310,0 
43 
 
Cuadro 3. (Continuación) 
 
 
3:25:00 a. m. 1279 0 1279,0 
3:40:00 a. m. 1299 0 1299,0 
3:55:00 a. m. 1292 0 1292,0 
4:10:00 a. m. 1308 0 1308,0 
4:25:00 a. m. 1295 0 1295,0 
4:40:00 a. m. 1278 0 1278,0 
4:55:00 a. m. 1307 0 1307,0 
5:10:00 a. m. 1291 0 1291,0 
5:25:00 a. m. 1287 0 1287,0 
5:40:00 a. m. 1294 0 1294,0 
5:55:00 a. m. 1288 0 1288,0 
6:10:00 a. m. 1303 0 1303,0 
6:25:00 a. m. 1938 442,6224 1495,4 
6:40:00 a. m. 1707 885,2448 821,8 
6:55:00 a. m. 6701 1327,8672 5373,1 
7:10:00 a. m. 14910 1770,4896 13139,5 
7:25:00 a. m. 25270 2213,112 23056,9 
7:40:00 a. m. 27560 3098,3568 24461,6 
7:55:00 a. m. 28920 3983,6016 24936,4 
8:10:00 a. m. 32510 5311,4688 27198,5 
8:25:00 a. m. 25390 6639,336 18750,7 
8:40:00 a. m. 24760 7967,2032 16792,8 
8:55:00 a. m. 28590 9737,6928 18852,3 
9:10:00 a. m. 26410 11065,56 15344,4 
9:25:00 a. m. 31310 12393,4272 18916,6 
9:40:00 a. m. 37290 14163,9168 23126,1 
9:55:00 a. m. 29190 16819,6512 12370,3 
10:10:00 a. m. 28340 19918,008 8422,0 
10:25:00 a. m. 30330 22131,12 8198,9 
10:40:00 a. m. 35540 26557,344 8982,7 
10:55:00 a. m. 35780 30098,3232 5681,7 
11:10:00 a. m. 35260 36295,0368 -1035,0 
11:25:00 a. m. 39280 38950,7712 329,2 
11:40:00 a. m. 38150 39393,3936 -1243,4 
11:55:00 a. m. 51150 39836,016 11314,0 
12:10:00 p. m. 47780 40721,2608 7058,7 
12:25:00 p. m. 35850 40721,2608 -4871,3 
12:40:00 p. m. 35470 40721,2608 -5251,3 
12:55:00 p. m. 30560 40721,2608 -10161,3 
1:10:00 p. m. 29940 39836,016 -9896,0 
1:25:00 p. m. 36470 39393,3936 -2923,4 
1:40:00 p. m. 39390 38950,7712 439,2 
44 
 
1:55:00 p. m. 31670 36295,0368 -4625,0 
2:10:00 p. m. 34720 30098,3232 4621,7 
2:25:00 p. m. 33930 26557,344 7372,7 
2:40:00 p. m. 41930 22131,12 19798,9 
2:55:00 p. m. 41360 19918,008 21442,0 
3:10:00 p. m. 43750 16819,6512 26930,3 
3:25:00 p. m. 38900 14163,9168 24736,1 
3:40:00 p. m. 41200 12393,4272 28806,6 
3:55:00 p. m. 46130 11065,56 35064,4 
4:10:00 p. m. 43420 9737,6928 33682,3 
4:25:00 p. m. 48570 7967,2032 40602,8 
4:40:00 p. m. 45960 6639,336 39320,7 
4:55:00 p. m. 13620 5311,4688 8308,5 
5:10:00 p. m. 1394 3983,6016 -2589,6 
5:25:00 p. m. 1846 3098,3568 -1252,4 
5:40:00 p. m. 1838 2213,112 -375,1 
5:55:00 p. m. 1841 1770,4896 70,5 
6:10:00 p. m. 1795 1327,8672 467,1 
6:25:00 p. m. 1823 885,2448 937,8 
6:40:00 p. m. 1739 442,6224 1296,4 
6:55:00 p. m. 1736 0 1736,0 
7:10:00 p. m. 1721 0 1721,0 
7:25:00 p. m. 1715 0 1715,0 
7:40:00 p. m. 1712 0 1712,0 
7:55:00 p. m. 1706 0 1706,0 
8:10:00 p. m. 1704 0 1704,0 
8:25:00 p. m. 1702 0 1702,0 
8:40:00 p. m. 1700 0 1700,0 
8:55:00 p. m. 1694 0 1694,0 
9:10:00 p. m. 1689 0 1689,0 
9:25:00 p. m. 1684 0 1684,0 
9:40:00 p. m. 1684 0 1684,0 
9:55:00 p. m. 1680 0 1680,0 
10:10:00 p. m. 1675 0 1675,0 
10:25:00 p. m. 1674 0 1674,0 
10:40:00 p. m. 1673 0 1673,0 
10:55:00 p. m. 1137 0 1137,0 
11:10:00 p. m. 1085 0 1085,0 
11:25:00 p. m. 1080 0 1080,0 
11:40:00 p. m. 1093 0 1093,0 
11:55:00 p. m. 1336 0 1336,0 
 
 
 
 
 
Cuadro 4. (Continuación) 
 
45 
 
 
Figura 5. Perfil de Carga 
 
 
 
Cuadro 5. Estimación de Producción Solar para ahorro de 50 – 60% 
Cantidad de Paneles Área del Panel % de eficiencia del sistema Potencia Instalada HPS 
202 1,65 80% 54,5 4,0 
Área Campo Solar Eficiencia del Panel Energía (KW/h Día) Energía (KW/h Mes) 
333,3 16,6% 216 6483 
 
 
Cuadro 6. Producción Solar Promedio 
Producción Solar Promedio 
Hora Radiación Solar (W/m2) Potencia (W) 
6:00 0 0,0 
6:15 10 442,6 
6:30 20 885,2 
6:45 30 1327,9 
7:00 40 1770,5 
7:15 50 2213,1 
7:30 70 3098,4 
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga
Perfil de Carga (W)
46 
 
 
 
8:00 120 5311,5 
8:15 150 6639,3 
8:30 180 7967,2 
8:45 220 9737,7 
9:00 250 11065,6 
9:15 280 12393,4 
9:30 320 14163,9 
9:45 380 16819,7 
10:00 450 19918,0 
10:15 500 22131,1 
10:30 600 26557,3 
10:45 680 30098,3 
11:00 820 36295,0 
11:15 880 38950,8 
11:30 890 39393,4 
11:45 900 39836,0 
12:00 920 40721,3 
12:15 920 40721,3 
12:30 920 40721,3 
12:45 920 40721,3 
13:00 900 39836,0 
13:15 890 39393,4 
13:30 880 38950,8 
13:45 820 36295,0 
14:00 680 30098,3 
14:15 600 26557,3 
14:30 500 22131,1 
14:45 450 19918,0 
15:00 380 16819,7 
15:15 320 14163,9 
15:30 280 12393,4 
15:45 250 11065,6 
16:00 220 9737,7 
16:15 180 7967,2 
16:30 150 6639,3 
16:45 120 5311,5 
17:00 90 3983,6 
17:15 70 3098,4 
17:30 50 2213,1 
Cuadro 4. (Continuación) 
 
47 
 
17:45 40 1770,5 
18:00 30 1327,9 
18:15 20 885,2 
18:30 10 442,6 
18:45 0,0 
 
 
Figura 6. Producción Solar Promedio. 
 
 
 
Bajo el sistema de inyección de 54.5kWp y la producción de energía diaria de 
216kW/h, se estimaría un ahorro aproximado entre el 50% y el 60% en los consumos 
actuales. Se compara el perfil de carga real vs la producción solar estimada, figura 
7. Después de comparar los gráficos, se genera un perfil de carga con la generación 
fotovoltaica. Figura 8.0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
45000,0
0:
00
0:
45
1:
30
2:
15
3:
00
3:
45
4:
30
5:
15
6:
00
6:
45
7:
30
8:
15
9:
00
9:
45
10
:3
0
11
:1
5
12
:0
0
12
:4
5
13
:3
0
14
:1
5
15
:0
0
15
:4
5
16
:3
0
17
:1
5
18
:0
0
18
:4
5
19
:3
0
20
:1
5
21
:0
0
21
:4
5
22
:3
0
23
:1
5
Potencia (W)
Cuadro 4. (Continuación) 
 
48 
 
Figura 7. Perfil de Carga vs Producción Solar. 
 
 
 
Figura 8. Perfil de Carga con FV. 
 
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga vs Produccion Solar
Perfil de Carga (W) Producion Solar (W)
-20000,0
-10000,0
0,0
10000,0
20000,0
30000,0
40000,0
50000,0
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga con FV
Perfil de Carga con FV
49 
 
Con base a la información registrada en el Anexo B y la producción de energía 
eléctrica para un ahorro del 50-60%, se estima una producción de energía para la 
semana completa y se registra de la siguiente manera: 
 
Cuadro 7. Energía en Semana Medida 40 – 50% 
Fecha Energía Consumida 
(KWh) Energía Generada (KWh) % de Ahorro 
viernes, 8 de septiembre de 2017 355,3 216,2 61% 
sábado, 9 de septiembre de 2017 31,6 216,2 685% 
domingo, 10 de septiembre de 2017 37,1 216,2 583% 
lunes, 11 de septiembre de 2017 368,6 216,2 59% 
martes, 12 de septiembre de 2017 453,5 216,2 48% 
 
 
Figura 9. Energía Consumida vs Energía Generada. 
 
 
 
Analizando la segunda opción que corresponde al ahorro del 40-50% se obtienen 
los datos para estimación de producción, con potencia instalada de 47,5kWp y 
producción de energía de 190kW/h. 
 
 
 
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
500,0
VIERNES, 8 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
SÁBADO, 9 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
DOMINGO, 10 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
LUNES, 11 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
MARTES, 12 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
Energia Consumida vs Energia Generada
Energia Consumida (KWh) Energia Generada (KWh)
50 
 
 
Cuadro 8. Estimación de Producción Solar para Ahorro de 40 – 50% 
Cantidad de Paneles Área del Panel % de eficiencia Potencia Instalada HPS 
176 1,65 80% 47,5 4,0 
Área Campo Solar Eficiencia del Panel Energía (KW/h Día) Energía (KW/h Mes) 
290,4 16,6% 188 5649 
 
 
Cuadro 9. Producción Solar Promedio Ahorro 40 – 50% 
Producción Solar Promedio 
Hora Radiación Solar (W/m2) Potencia (W) 
6:00 0 0,0 
6:15 10 385,7 
6:30 20 771,3 
6:45 30 1157,0 
7:00 40 1542,6 
7:15 50 1928,3 
7:30 70 2699,6 
7:45 90 3470,9 
8:00 120 4627,8 
8:15 150 5784,8 
8:30 180 6941,7 
8:45 220 8484,3 
9:00 250 9641,3 
9:15 280 10798,2 
9:30 320 12340,8 
9:45 380 14654,7 
10:00 450 17354,3 
10:15 500 19282,6 
10:30 600 23139,1 
10:45 680 26224,3 
11:00 820 31623,4 
11:15 880 33937,3 
11:30 890 34323,0 
11:45 900 34708,6 
12:00 920 35479,9 
12:15 920 35479,9 
12:30 920 35479,9 
12:45 920 35479,9 
51 
 
13:00 900 34708,6 
 
13:30 880 33937,3 
13:45 820 31623,4 
14:00 680 26224,3 
14:15 600 23139,1 
14:30 500 19282,6 
14:45 450 17354,3 
15:00 380 14654,7 
15:15 320 12340,8 
15:30 280 10798,2 
15:45 250 9641,3 
16:00 220 8484,3 
16:15 180 6941,7 
16:30 150 5784,8 
16:45 120 4627,8 
17:00 90 3470,9 
17:15 70 2699,6 
17:30 50 1928,3 
17:45 40 1542,6 
18:00 30 1157,0 
18:15 20 771,3 
18:30 10 385,7 
18:45 0,0 
 
 
Cuadro 7. (Continuación) 
 
52 
 
Figura 10. Producción Solar Promedio. 
 
 
Figura 11. Perfil de Carga vs Producción Solar. 
 
 
 
 
0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
0:
00
0:
45
1:
30
2:
15
3:
00
3:
45
4:
30
5:
15
6:
00
6:
45
7:
30
8:
15
9:
00
9:
45
10
:3
0
11
:1
5
12
:0
0
12
:4
5
13
:3
0
14
:1
5
15
:0
0
15
:4
5
16
:3
0
17
:1
5
18
:0
0
18
:4
5
19
:3
0
20
:1
5
21
:0
0
21
:4
5
22
:3
0
23
:1
5
Potencia (W)
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga vs Produccion Solar
Perfil de Carga (W) Producion Solar (W)
53 
 
Figura 12. Perfil de Carga con FV 
 
 
 
Cuadro 10. Energía en Semana Medida 30 – 40% 
Fecha Energía Consumida (kWh) Energía Generada (kWh) % de Ahorro 
viernes, 8 de septiembre de 2017 355,3 188,4 53% 
sábado, 9 de septiembre de 2017 31,6 188,4 597% 
domingo, 10 de septiembre de 2017 37,1 188,4 508% 
lunes, 11 de septiembre de 2017 368,6 188,4 51% 
martes, 12 de septiembre de 2017 453,5 188,4 42% 
 
 
 
-10000,0
0,0
10000,0
20000,0
30000,0
40000,0
50000,0
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga con FV
Perfil de Carga con FV
54 
 
Figura 13. Energía Consumida vs Energía Generada. 
 
 
 
Analizando la tercera opción que corresponde al ahorro del 30-40% se obtienen los 
datos para estimación de producción, con potencia instalada de 30,8kWp y 
producción de energía de 123kW/h. 
 
Cuadro 11. Estimación de Producción Solar para Ahorro de 30 – 40% 
Cantidad de Paneles Área del Panel % de eficiencia Potencia Instalada HPS 
114 1,65 80% 30,8 4,0 
Área Campo Solar Eficiencia del Panel Energía (KW/h Día) Energía (KW/h Mes) 
188,1 16,6% 122 3659 
 
 
 
0,050,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
500,0
VIERNES, 8 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
SÁBADO, 9 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
DOMINGO, 10 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
LUNES, 11 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
MARTES, 12 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
Energia Consumida vs Energia Generada
Energia Consumida (KWh) Energia Generada (KWh)
55 
 
Cuadro 12. Producción Solar Promedio 
Producción Solar Promedio 
Hora Radiación Solar (W/m2) Potencia (W) 
6:00 0 0,0 
6:15 10 385,7 
6:30 20 771,3 
6:45 30 1157,0 
7:00 40 1542,6 
7:15 50 1928,3 
7:30 70 2699,6 
7:45 90 3470,9 
8:00 120 4627,8 
8:15 150 5784,8 
8:30 180 6941,7 
8:45 220 8484,3 
9:00 250 9641,3 
9:15 280 10798,2 
9:30 320 12340,8 
9:45 380 14654,7 
10:00 450 17354,3 
10:15 500 19282,6 
10:30 600 23139,1 
10:45 680 26224,3 
11:00 820 31623,4 
11:15 880 33937,3 
11:30 890 34323,0 
11:45 900 34708,6 
12:00 920 35479,9 
12:15 920 35479,9 
12:30 920 35479,9 
12:45 920 35479,9 
13:00 900 34708,6 
13:15 890 34323,0 
13:30 880 33937,3 
13:45 820 31623,4 
14:00 680 26224,3 
14:15 600 23139,1 
14:30 500 19282,6 
14:45 450 17354,3 
56 
 
15:00 380 14654,7 
15:15 320 12340,8 
15:30 280 10798,2 
15:45 250 9641,3 
16:00 220 8484,3 
16:15 180 6941,7 
16:30 150 5784,8 
16:45 120 4627,8 
17:00 90 3470,9 
17:15 70 2699,6 
17:30 50 1928,3 
17:45 40 1542,6 
18:00 30 1157,0 
18:15 20 771,3 
18:30 10 385,7 
18:45 0,0 
 
 
Figura 14. Producción Solar Promedio 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
0:
00
0:
45
1:
30
2:
15
3:
00
3:
45
4:
30
5:
15
6:
00
6:
45
7:
30
8:
15
9:
00
9:
45
10
:3
0
11
:1
5
12
:0
0
12
:4
5
13
:3
0
14
:1
5
15
:0
0
15
:4
5
16
:3
0
17
:1
5
18
:0
0
18
:4
5
19
:3
0
20
:1
5
21
:0
0
21
:4
5
22
:3
0
23
:1
5
Potencia (W)
Cuadro 10. (Continuación) 
 
57 
 
 
Figura 15. Perfil de Carga vs Producción Solar 
 
 
Figura 16. Perfil de Carga con FV 
 
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga vs Produccion Solar
Perfil de Carga (W) Producion Solar (W)
-5000,0
0,0
5000,0
10000,0
15000,0
20000,0
25000,0
30000,0
35000,0
40000,0
45000,0
50000,0
12
:1
0:
00
 A
. M
.
12
:5
5:
00
 A
. M
.
1:
40
:0
0 
A.
 M
.
2:
25
:0
0 
A.
 M
.
3:
10
:0
0 
A.
 M
.
3:
55
:0
0 
A.
 M
.
4:
40
:0
0 
A.
 M
.
5:
25
:0
0 
A.
 M
.
6:
10
:0
0 
A.
 M
.
6:
55
:0
0 
A.
 M
.
7:
40
:0
0 
A.
 M
.
8:
25
:0
0 
A.
 M
.
9:
10
:0
0 
A.
 M
.
9:
55
:0
0 
A.
 M
.
10
:4
0:
00
 A
. M
.
11
:2
5:
00
 A
. M
.
12
:1
0:
00
 P
. M
.
12
:5
5:
00
 P
. M
.
1:
40
:0
0 
P.
 M
.
2:
25
:0
0 
P.
 M
.
3:
10
:0
0 
P.
 M
.
3:
55
:0
0 
P.
 M
.
4:
40
:0
0 
P.
 M
.
5:
25
:0
0 
P.
 M
.
6:
10
:0
0 
P.
 M
.
6:
55
:0
0 
P.
 M
.
7:
40
:0
0 
P.
 M
.
8:
25
:0
0 
P.
 M
.
9:
10
:0
0 
P.
 M
.
9:
55
:0
0 
P.
 M
.
10
:4
0:
00
 P
. M
.
11
:2
5:
00
 P
. M
.
11/09/2017
Perfil de Carga con FV
Perfil de Carga con FV
58 
 
 
Cuadro 13. Energía en Semana Medida 20 – 30% 
Fecha Energía Consumida (KWh) Energía Generada (KWh) % de Ahorro 
viernes, 8 de septiembre de 2017 355,3 122,0 34% 
sábado, 9 de septiembre de 2017 31,6 122,0 387% 
domingo, 10 de septiembre de 2017 37,1 122,0 329% 
lunes, 11 de septiembre de 2017 368,6 122,0 33%
martes, 12 de septiembre de 2017 453,5 122,0 27% 
 
 
Figura 17. Energía Consumida vs Energía Generada 
 
 
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
500,0
VIERNES, 8 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
SÁBADO, 9 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
DOMINGO, 10 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
LUNES, 11 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
MARTES, 12 DE 
SEPTIEMBRE DE 
2017
Energia Consumida vs Energia Generada
Energia Consumida (KWh) Energia Generada (KWh)
59 
 
 ANALISIS ESTRUCTURAL Y SOLAR 
 
La evaluación de las superficies factibles para la instalación de un sistema solar FV, 
se obtiene con base a la información arquitectónica, planos o inspección visual del 
sitio. A nivel nacional y debido a la diversidad industrial del sector Vallecaucano, 
existen diferentes tipos de techos (Figura 18) ya sean edificios comerciales, 
edificaciones agrícolas y ganaderas, industria farmacéutica, etc. Por tal motivo, cada 
uno tiene un tipo de cubierta diferente, los más comunes pueden ser: 
• Fibrocemento (Eternit) 
• Galvatecho (Espuma Poliuretano) 
• Zinc 
• Grafada 
• Trapezoidal 
Dependiendo el tipo y el material de la cubierta, se debe establecer un nivel de 
adaptabilidad que permita, la instalación mecánica, dirección e inclinación de los 
paneles solares, como el anclaje mecánico de las bandejas porta cables y demás. 
Al definir el tipo de cubierta y el material, se procede a realizar una simulación para 
determinar disponibilidad espacial 
 
 
60 
 
Figura 18. Arquitectura de Cubiertas. 
 
FUENTE: PAREDES, Carlos. Comparativa de los distintos tipos de cubiertas 
[Figura]. Buenos Aires. 17 de marzo 2015, Párrafo 7. [Consultado: 19 Abril de 2018]. 
Disponible en internet: http://www.paredestudio.com.ar/comparativa-de-los-
distintos-tipos-de-cubiertas/#.WwMmVSBOntQ 
Luego de verificar el tipo de cubierta, se hace el análisis de cálculos estructurales 
para las cubiertas a intervenir, este documento se le puede solicitar al cliente, en 
caso de no tenerlo se debe realizar un estudio de capacidad de cargas aportantes, 
tal como se muestra en la siguiente figura. 
 
http://www.paredestudio.com.ar/comparativa-de-los-distintos-tipos-de-cubiertas/#.WwMmVSBOntQ
http://www.paredestudio.com.ar/comparativa-de-los-distintos-tipos-de-cubiertas/#.WwMmVSBOntQ
61 
 
Figura 19. Análisis Estructura de Cliente A 
 
Una vez evaluado la disponibilidad estructural, se debe definir la ubicación del 
cuarto eléctrico o cuarto de equipos, donde se instalará el tablero principal con 
elementos de protección, maniobra, inversor, transformador y demás. En este caso 
de la simulación de los paneles solares, se utiliza el software Google SketchUp, 
para analizar el montaje y sombras en todo el año. Para este análisis se toma 
BODEGA CLIENTE A 
62 
 
principalmente cuatro puntos del año, equinoccios y solsticios. Las fechas de los 
equinoccios son el 20 de marzo y el 22 de septiembre, los solsticios ocurren el 21 
de junio y el 22 de diciembre. A continuación, un cuadro que registra desde el 2004 
las fechas y horas de estos eventos. Adicionalmente, se evalúan los datos climáticos 
de la zona mediante “NASA Surface meteorology and Solar Energy” para calcular 
la producción energética estimada. Figura 22. 
 
Cuadro 14. Tiempo Universal Coordinado de Solsticios y Equinoccios 
 
FUENTE: WIKIPEDIA. Solsticio [Figura]. (22 de Septiembre de 2017). [Consultado: 
19 de Abril de 2018]. Disponible en internet: https://es.wikipedia.org/wiki/Solsticio 
 
Una vez se conocen las fechas donde la irradiancia solar cambia de posicion, se 
establece un punto de geolocalización según figura 20, que permitirá establecer las 
coordenadas del sitio de instalacion y analizar las sombras en ese punto en 
especifico. En el punto se realiza un extrusión de las areas a ocupar y sombras 
aledañas que puedan afectar la produccioón de energía. Se realiza el montaje de 
los modulos solares correspondientes a la potencia estimada u ofertada.