Diseño de un sistema fotovoltaico conectado a red para reducir la facturación por consumo de energía eléctrica en la municipalidad de Monsefú-Lambayeque

Abstract

El objetivo de la presente tesis fue: Diseñar un sistema fotovoltaico conectado a red para reducir la facturación por consumo de energía eléctrica en la municipalidad de Monsefú-Lambayeque. En el desarrollo del contenido se obtuvo los siguientes resultados: Con los recibos por consumo de energía eléctrica del año 2021 se determinó que el consumo promedio diario en la Municipalidad de Monsefú es de: 27,09 kW.h. Con la instalación de un analizador de redes en el tablero general de dicha Municipalidad se obtuvo 30,11 kW.h.(27/06/2022), además se determinó que el consumo de energía para el periodo de tiempo desde las 7 a.m. hasta las 5 p.m. es de 20,24 kW.h (que representa el 67,2% de la energía promedio diaria consumida por la municipalidad de Monsefú). La máxima demanda para el periodo de medición fue de: 3,82 kW (24/06/2022 a las 12:30). Para determinar la irradiación solar se ha consultado las fuentes PVWAtts y PVGIS. De los datos de ambas fuentes según un ángulo 10o de inclinación de panel fotovoltaico se ha obtenido que la irradiación promedio anual para PVWAtts es de 6,15 kW.h/m2

.dia y con PVGIS el valor promedio anual de

irradiación solar es de 6,22 kW.h/m2

.dia con una variación de 1,14% con respecto del resultado PVWAtts. Se ha considerado trabajar con la base de datos de PVWAtts el cual indica una irradiación de 6,15 kW.h/m2

.dia para el ángulo de 10o debido a que tiene una irradiación solar ligeramente más conservador. Con respecto de la data de temperatura se ha consultado la estación meteorológica Reque del SENAMHI (Estación meteorológica más próxima al lugar de estudio). Con la energía promedio diaria de 20,24 kW.h y la irradiación promedio anual de 6,15 kW.h/m2

.dia se ha seleccionado 14 paneles fotovoltaicos Ecogreen de 350 Wp teniendo una potencia total en paneles fotovoltaicos de 4,9 kWp. 01 inversor de interconexión a red FRONIUS de 4.6-1 de 4,6 kWp, al cual se le puede conectar una máximo de 6,9 kWp. Conductores eléctricos, equipos de protección y medición con un costo total de: S/ 31 963,61. Para un horizonte de 25 años y con una tasa de descuento del 15% se realizó el cálculo del VAN el cual tiene un valor de S/ 27 874, 13 . El valor de la TIR=25 % (mayor que la tasa de

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descuento = 15%) lo que hace que la propuesta sea viable económicamente. El retorno del capital es en en 4 años y 7 meses. El costo de la producción del kW.h es de S/ 0,77.

The objective of this thesis was: Design a photovoltaic system connected to the network to reduce billing for electricity consumption in the municipality of Monsefú-Lambayeque. In the development of the content, the following results were obtained: With the receipts for electricity consumption for the year 2021, it was determined that the average daily consumption in the Municipality of Monsefú is: 27,09 kW.h. With the installation of a network analyzer in the general board of said Municipality, 30,11 kW.h. was obtained (06/27/2022). It was also determined that the energy consumption for the period of time from 7 a.m. until 5 pm. is 20.24 kW.h (representing 67,2% of the average daily energy consumed by the municipality of Monsefú). The maximum demand for the measurement period was: 3,82 kW (06/24/2022 at 12:30). To determine solar irradiation, the PVWAtts and PVGIS sources have been consulted. From the data of both sources according to a 10o angle of inclination of the photovoltaic panel, it has been obtained that the annual average irradiation for PVWAtts is 6.15 kW.h/m2 .day and with PVGIS the annual average value of solar irradiation is 6 .22 kW.h/m2.day with a variation of 1,14% with respect to the PVWAtts result. It has been considered to work with the PVWAtts database, which indicates an irradiation of 6,15 kW.h/m2

.dia for the 10o angle because it has a slightly more conservative solar irradiation. Regarding the temperature data, the Reque meteorological station of SENAMHI (meteorological station closest to the study site) has been consulted. With the daily average energy of 20,24 kW.h and the annual average irradiation of 6,15 kW.h/m2

.day, 14 Ecogreen photovoltaic panels of 350 Wp have been selected, having a total power in photovoltaic panels of 4,9 kWp. 01 FRONIUS 4.6-1 grid interconnection inverter of 4,6 kWp, to which a maximum of 6,9 kWp can be connected. Electrical conductors, protection and measurement equipment with a total cost of: S/ 31 963, 61. For a horizon of 25 years and with a discount rate of 15%, the NPV was calculated, which has a value of S/ 27

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874.13. The value of the IRR = 25% (greater than the discount rate = 15%) which makes the proposal economically viable. The return on capital is in 4 years and 7 months. The cost of production per kW.h is S/ 0,77.