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INFORME FINAL MODALIDAD DE GRADO PASANTÍA
DISEÑO DE SOLUCIONES FOTOVOLTAICAS EN VIVIENDAS DE
INTERÉS PRIORITARIO PARA LAS COMUNIDADES
INDÍGENAS EN ZONAS NO INTERCONECTADAS ZNI DEL
DEPARTAMENTO DEL META
JUAN SEBASTIÁN BRICEÑO CASTAÑEDA
LUDWIG LEONARDO MOGOLLÓN MERCHÁN
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELÉCTRICA BOGOTÁ D.C.
2019
2
DISEÑO DE SOLUCIONES FOTOVOLTAICAS EN VIVIENDAS
DE INTERÉS PRIORITARIO PARA LAS COMUNIDADES
INDÍGENAS EN ZONAS NO INTERCONECTADAS ZNI DEL
DEPARTAMENTO DEL META
Juan Sebastián Briceño Castañeda
Código: 20131007043
Ludwig Leonardo Mogollón Merchán
Código: 20122007028
Pasantía presentada como requisito para optar al título de:
Ingeniero Eléctrico
Director Interno:
I.E., M. Sc, Oscar David Flórez Cediel
Director Externo: I.E., Oscar Hildebrando Albarracín Martínez
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELÉCTRICA
BOGOTÁ D.C. 2019
3
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 8
JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 9
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 10
OBJETIVOS ................................................................................................................................ 11
OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 11
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................... 11
1. GENERALIDADES .............................................................................................................. 12
1.1 ANTECEDENTES ....................................................................................................... 12
1.2 MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 13
LINEAMIENTOS NORMATIVOS ............................................................................ 14
PROYECCIÓN CONTEMPLADA PARA LA EXPANSIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES .................................................................................................................... 15
1.3 CONSUMO PROMEDIO DE ENERGÍA ELÉCTRICA MENSUAL EN LOS MUNICIPIOS ........................................................................................................................... 16
1.4 POBLACIÓN OBJETIVO............................................................................................. 17
1.5 GEORREFERENCIACIÓN DE LAS VIVIENDAS DE INTERÉS PRIORITARIO ....... 18
COMUNIDAD INDÍGENA AWALIBA ....................................................................... 18
RESGUARDO INDÍGENA DOMO PLANAS ........................................................... 21
RESGUARDO INDÍGENA EL TIGRE ..................................................................... 24
COMUNIDAD INDÍGENA LA JULIA........................................................................ 25
COMUNIDAD INDÍGENA LOS PLANES ................................................................ 27
COMUNIDAD INDÍGENA ONDAS DEL CAFRE .................................................... 28
1.6 CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS Y AMBIENTALES ......................................... 30
AWALIBA ................................................................................................................. 30
DOMO PLANAS ...................................................................................................... 31
EL TIGRE ................................................................................................................ 32
LA JULIA .................................................................................................................. 33
LOS PLANES .......................................................................................................... 34
ONDAS DEL CAFRE ............................................................................................... 35
1.7 DESARROLLO DE LA PASANTÍA ............................................................................. 36
PLAN DE TRABAJO ................................................................................................ 36
METODOLOGÍA ...................................................................................................... 39
VIVIENDA DE INTERÉS PRIORITARIO DISEÑO ELÉCTRICO ............................ 39
2. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS REALIZADOS Y RESULTADOS ALCANZADOS . 41
4
2.1 DISEÑO DE SOLUCIONES FOTOVOLTAICAS PARA LAS COMUNIDADES INDÍGENAS ............................................................................................................................. 41
DISEÑO SISTEMA FOTOVOLTAICO UNITARIO PARA LA COMUNIDAD INDÍGENA ONDAS DEL CAFRE- MESETAS. ................................................................... 41
DISEÑO SISTEMA FOTOVOLTAICO UNITARIO PARA LA COMUNIDAD INDÍGENA AWALIBA- P. GAITÁN ...................................................................................... 49
DISEÑO CELDAS ................................................................................................... 57
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS .................................................................... 59
2.2 MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS Y USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA ............ 62
2.3 SOCIALIZACIÓN DEL PROGRAMA DE ENERGIZACIÓN SOLUCIÓN FOTOVOLTAICA..................................................................................................................... 63
DIÁLOGO CON LOS INDÍGENAS .......................................................................... 63
RESULTADO MODELO ENCUESTA DE SOCIALIZACIÓN - ONDAS DEL CAFRE 65
ACTA DE SOCIALIZACIÓN .................................................................................... 68
3. ANÁLISIS DE RESULTADOS PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DE LA PASANTÍA .................................................................................................................................. 69
3.1 ALCANCES E IMPACTOS DE LA PASANTÍA ........................................................... 71
4. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA PASANTIA ................... 72
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................... 72
6. REFERENCIAS ................................................................................................................... 73
5
LISTA DE FIGURAS Figura 1 Imagen satelital ubicación viviendas – Awaliba ........................................................... 20 Figura 2 Imagen satelital ubicación viviendas – Domo Planas .................................................. 23 Figura 3 Imagen satelital ubicación viviendas – El Tigre ........................................................... 25 Figura 4 Imagen satelital ubicación viviendas – La Julia ........................................................... 26 Figura 5 Imagen satelital ubicación viviendas – Los Planes ..................................................... 28 Figura 6 Imagen satelital ubicación viviendas – Ondas del Cafre ............................................. 29 Figura 7 Plano eléctrico general viviendas de interés prioritario ............................................... 40 Figura 8 Convenciones plano eléctrico ...................................................................................... 40 Figura 9 Ilustración sistema fotovoltaico asilado (VIP) .............................................................. 41 Figura 10 Energía solar disponible en cada mes. ...................................................................... 42 Figura 11 Sistema Aislado con un sólo barraje .......................................................................... 43 Figura 12 Diagrama unifilar del sistema fotovoltaico para la comunidad Ondas del Cafre ...... 48 Figura 13 Sistema fotovoltaico aislado VIP ................................................................................ 49 Figura 14 Energía solar disponible en cada mes. ...................................................................... 50 Figura 15 Sistema Aislado con un sólo barraje .......................................................................... 51 Figura 16. Unifilar completo del Sistema fotovoltaico ............................................................... 56 Figura 17 vista exterior y medida de la celda ............................................................................. 57 Figura 18. Implantación de equipos en la celda ......................................................................... 58 Figura 19 Encuesta de socialización programa piloto de energización VIP .............................. 64 Figura 20 Acta de socialización .................................................................................................. 68
6
LISTA DE TABLAS Tabla 1 . Distribución competencias en sector energético ........................................................ 14 Tabla 2 Proyección energías renovables de acuerdo con los proyectos de expansión registrados a mayo de 2017 ....................................................................................................... 15 Tabla 3 Promedio mensual de energía eléctrica por suscriptor – Rural (kWh/Suscriptor) ....... 16 Tabla 4 Número de suscriptores - Ubicación Rural 2018 .......................................................... 16 Tabla 5 Asentamientos Indígenas – Resguardos y grupos Indígenas por municipio ............... 17 Tabla 6 Asentamientos Indígenas – Población objetivo por municipio ..................................... 17 Tabla 7 Georreferenciación viviendas - Awaliba ........................................................................ 18 Tabla 8 Georreferenciación viviendas – Domo Planas .............................................................. 21 Tabla 9 Georreferenciación viviendas - El Tigre ........................................................................ 24 Tabla 10 Georreferenciación viviendas – La Julia ..................................................................... 25 Tabla 11 Georreferenciación viviendas – Los Planes ................................................................ 27 Tabla 12 Georreferenciación viviendas – Ondas del Cafre ....................................................... 28 Tabla 13 Información mensual de temperatura – Awaliba......................................................... 30 Tabla 14 Promedio diario mensual de radiación solar – Awaliba .............................................. 31 Tabla 15 Información mensual de temperatura – Domo Planas ............................................... 31 Tabla 16 Promedio diario mensual de radiación solar – Domo Planas ..................................... 32 Tabla 17 Información mensual de temperatura – El Tigre ......................................................... 32 Tabla 18 Promedio diario mensual de radiación solar – El Tigre .............................................. 33 Tabla 19 Información mensual de temperatura – La Julia ......................................................... 33 Tabla 20 Promedio diario mensual de radiación solar – La Julia .............................................. 34 Tabla 21 Información mensual de temperatura – Los Planes ................................................... 34 Tabla 22 Promedio diario mensual de radiación solar – Los Planes ......................................... 35 Tabla 23 Información mensual de temperatura – Ondas del Cafre ........................................... 35 Tabla 24 - Promedio diario mensual de radiación solar – Ondas del Cafre .............................. 36 Tabla 25 Características de radiación, altitud y temperatura ................................................... 37 Tabla 26 Cuadro de cargas para la comunidad indígena .......................................................... 41 Tabla 27 Potencia y energía corregidas por eficiencia .............................................................. 44 Tabla 28 Factor de seguridad de la celda por temperatura ...................................................... 45 Tabla 29 Conexión de paneles para el sistema. ........................................................................ 45 Tabla 30. Valores nominales de tensión y corriente del regulador ............................................ 46 Tabla 31. Capacidad del banco de baterías .............................................................................. 47 Tabla 32 Cuadro de cargas para la comunidad indígena .......................................................... 49 Tabla 33 Potencia y energía corregidas por eficiencia .............................................................. 52 Tabla 34 Factor de seguridad de la celda por temperatura ...................................................... 53 Tabla 35 Conexión de paneles para el sistema. ........................................................................ 53 Tabla 36 valores nominales de tensión y corriente del regulador ............................................. 55 Tabla 37 Capacidad del banco de baterías ............................................................................... 55 Tabla 38 Análisis de precios unitario – APU .............................................................................. 59 Tabla 39 Energía calculada SFV - Promedio mensual de energía consumida ........................ 70
7
AGRADECIMIENTOS A Dios le damos las gracias por habernos provisto de las facultades para realizar este trabajo, a nuestras familias por su paciencia, colaboración y comprensión a lo largo de nuestra carrera, gracias a nuestros compañeros con los que compartimos y adquirimos los conocimientos y habilidades para culminar con satisfacción este proceso formativo. Agradecemos especialmente al profesor Oscar David Flórez Cediel por su colaboración, disposición y guía para con la realización de este trabajo, al Ingeniero de la secretaria de vivienda Oscar Hildebrando Albarracín Martínez por su acompañamiento en las labores de campo, recopilación de información y guía junto con el gran compromiso que tuvo con el proyecto, extendemos nuestra gratitud por su apoyo incondicional, sus enseñanzas y aportes con nuestra vida profesional. A la gobernadora Indígena Alba Nelly Huila y al resguardo indígena Ondas del Cafre por cooperar en el intercambio de conocimiento, por lo que esperamos este proyecto se haga realidad.
8
INTRODUCCIÓN
Las fuentes de energía renovables como la solar fotovoltaica, son una excelente
solución para la electrificación de zonas rurales remotas donde la extensión de la red
eléctrica puede resultar difícil o muy costosa. El objetivo de este proyecto es proponer
una alternativa, para el acceso al servicio de energía eléctrica a las comunidades
indígenas donde la secretaria de vivienda del Meta desarrolla proyectos de Vivienda de
Interés Prioritario (VIP). Con base en el documento de la cartografía social indígena del
departamento del Meta se encuentra que en la zona de estudio las comunidades a las
cuales inicialmente se presenta el proyecto pertenecen a grupos étnicos: Awaliba- Etnia
Sikuani y Ondas del Cafre- comunidad Nasa.
El objetivo principal que se tiene contemplado es suplir las necesidades energéticas
de estos grupos indígenas, para lo cual se diseña una instalación solar fotovoltaica aislada
autónoma que trabaje con baterías y que provea energía eléctrica durante todo el año. Se
tiene prevista una solución de sistemas fotovoltaicos individuales para ser implementados
en cada una de las viviendas de interés prioritario; esto con el fin de satisfacer las
necesidades energéticas primarias de las familias que conforman los poblados de las
comunidades indígenas ya mencionadas.
Así mismo dentro del proyecto se contempló la realización de un manual de buenas
prácticas, uso racional y eficiente de la energía de carácter pedagógico y de fácil
entendimiento que permita el cuidado y buen funcionamiento de la instalación, esto con el
fin de garantizar la continuidad y el futuro funcionamiento de esta solución energética de
la mano con campañas de socialización impartidas por la gobernación del Meta
asegurándose con esto la vida útil del proyecto.
9
JUSTIFICACIÓN
La Secretaria de Vivienda del Departamento del Meta a través del proceso de licitación
pública N° FVM- LP- 001-2015 otorgo a través del contrato 1470 de 2015 la construcción de
viviendas de interés prioritario para las comunidades indígenas del departamento. Que tiene
como fin la construcción de unidades unifamiliares que beneficiaran a los municipios de
Mesetas, Uribe, Puerto Gaitán y Puerto López.
La necesidad y conveniencia de este proyecto fue justificada en el acta de estudios previos
por el déficit habitacional en las comunidades indígenas sumado a las condiciones de
habitabilidad que estos grupos presenta y para que ellos pudieran hacer uso y goce de su
derecho constitucional a una vivienda digna.
Si bien dentro del planteamiento del proyecto se contempló el diseño de instalaciones
eléctricas siguiendo las generalidades de una instalación eléctrica convencional para viviendas
de este tipo (VIP). No se consideró que la mayor parte de las viviendas de este proyecto se
encuentra en zonas no interconectadas ZNI, donde no existe cobertura del servicio público de
energía eléctrica.
Por esto es de vital importancia el diseño de una solución energética que permita dotar a
estas viviendas de un suministro de electricidad y de esta manera ser congruente con el fin y
propósito de otorgar una vivienda digna a estos grupos indígenas.
10
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La energía eléctrica hoy en día es un servicio básico indispensable para los seres humanos,
por lo que se ha convertido en una necesidad del día a día que permite desarrollar un gran
número de actividades, desde la conservación de alimentos, la iluminación, el uso de
electrodomésticos, las telecomunicaciones y hasta la producción industrial, entre muchas otras
actividades.
De acuerdo con lo anterior, el proyecto “Diseño de soluciones fotovoltaicas en viviendas de
interés prioritario para las comunidades indígenas en zonas no interconectadas ZNI del
departamento del Meta” busca garantizar el acceso al servicio de energía eléctrica en la zona
rural de los municipios donde se encuentran las comunidades indígenas.
Buscando responder a esta necesidad el problema principal que fue identificado es “el
limitado acceso al servicio de energía eléctrica en las zonas donde se ubican los resguardos
indígenas”. Así mismo producto de una detallada investigación se encontraron otra serie de
causas que participan de manera directa en el problema identificado ente las que están:
- La falta de gestión pública por parte de los municipios para la proporcionar energía a la
población rural.
- Las pocas iniciativas para el desarrollo, fomento y uso de fuentes de energía renovable.
Todo esto sumado a la limitada cobertura por parte de la red de distribución de energía existente
en estas zonas junto a la debilidad institucional que presentan los municipios para atender las
necesidades de la población indígena lo que repercute en una menor calidad de vida.
11
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Diseñar un sistema fotovoltaico aislado para el suministro de energía eléctrica en zonas no
interconectadas a las comunidades Indígenas Sikuani y Nasa del departamento del Meta donde
la secretaria de vivienda del Meta desarrolla proyectos de vivienda de interés prioritario.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
I. Diseñar soluciones solares fotovoltaicas adecuadas que garanticen el suministro de
energía eléctrica de acuerdo con las necesidades de la población indígena.
II. Realizar un manual de buenas prácticas y uso eficiente de la energía para el cuidado de
la instalación.
III. Socializar la propuesta del programa de energización en ZNI con las autoridades
gubernamentales e indígenas como plan piloto para la promoción y futura
implementación de dicha solución energética.
12
1. GENERALIDADES
Se toma como referencia para el diseño de la solución fotovoltaica presentada en este trabajo
los datos técnicos recopilados por las autoridades nacionales competentes para el suministro
de energía eléctrica en comunidades de zonas no interconectadas, el plan de gobierno Nacional
junto con el plan de gobierno departamental del Meta 2016-2019, se consultaron los
compromisos adquiridos por la nación al entrar en la agencia internacional de energía renovable
IRENA, el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE, la NTC 2050 como norma base
para instalaciones eléctricas domiciliarias y la NTC 2772 terminología y definiciones, NTC 2959
Guía para caracterizar las baterías de almacenamiento para sistemas fotovoltaicos, NTC 5433-
Informaciones de las hojas de datos y de las placas de características para los módulos
fotovoltaicos y NTC 5710-Protección contra las sobretensiones de los sistemas fotovoltaicos.
1.1 ANTECEDENTES
Las zonas no interconectadas ZNI son los municipios, corregimientos, localidades y caseríos
no conectados al Sistema Interconectado Nacional [1]. En otras palabras, las ZNI se definen
como aquellas zonas del país usualmente aisladas geográficamente que no tienen acceso al
servicio de energía eléctrica por medio de la red de transmisión o sistema Interconectado
Nacional.
Según datos tomados del sistema de información eléctrico colombiano SIEL de la UPME para
2016, la cobertura de energía eléctrica en Colombia es del 97,02%, porcentaje aportado en su
mayoría por la cobertura urbana, que es donde está la mayor concentración de población del
país y hacen parte del (SIN) sistema interconectado nacional. El país tiene alrededor de 427.697
viviendas sin servicio lo que equivale a 13.930.505 usuarios. Por este motivo se hace necesario
tener un programa que aumente los niveles de cobertura de energía eléctrica en el país.
Según cifras del documento CONPES 3453 las ZNI correspondían al 66% del territorio
nacional, la cobertura de energía eléctrica era del 34% y en la realidad solo se estaba
proporcionado el servicio al 4% de la población presente en estas zonas. Así mismo el servicio
depende en un 96% de combustibles fósiles y el porcentaje restante de recursos renovables.
[2]
En cumplimiento con los fines del estado consagrados en el artículo 2 y el artículo 365
dictaminando los servicios públicos como finalidad social del estado, y el que todos los
habitantes del territorio nacional tienen derecho a la prestación de servicios que de preferencia
sea generados con recursos propios y aprovechando el potencial energético de las regiones [3].
Es por esto, que se han creado fondos para inversión en infraestructura eléctrica encaminados
a garantizar el suministro de energía eléctrica en todo el territorio nacional.
Actualmente el desarrollo del sector energético se ha enfocado en tres objetivos principales:
abastecimiento, competitividad y cobertura. Es por esto por lo que el estado colombiano en los
últimos años ha venido implementando programas que buscan mejorar las condiciones
energéticas de las ZNI que mejoren la calidad de vida de los habitantes de estos lugares. Para
13
lo cual se ha creado el Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para
las Zonas no Interconectadas -- IPSE y programas como los PERS Planes de energización rural
sostenible el cual en su último informe incluye al departamento del Meta como una zona con
alta concentración de radiación solar.
Con todo esto desde el Ministerio de Minas y Energía se ha visto la importancia de fortalecer
los Fondos FAER, FAZNI y PRONE para desarrollar el compromiso de ampliación de cobertura
que permita llegar a más familias y mejorar su calidad de vida. Actualmente se está culminando
el primer Plan Nacional de Electrificación Rural (PNER) que tiene como reto su implementación,
lo que requerirá sumar recursos económicos del Gobierno nacional, los operadores de red, la
banca multilateral y otras fuentes.
Actualmente la gobernación del Meta de acuerdo con el artículo 51 de la constitución, cuenta
con un programa de viviendas para las comunidades indígenas del departamento construidas
en sus territorios que hacen parte de las ZNI que por su difícil acceso hacen que opciones como
el tendido de red eléctrica y el uso de plantas diésel no sean opciones propicias y por otro lado
el uso de energía solar fotovoltaica sea la mejor opción además que estar alternativa permite
influir positivamente en el desarrollo y calidad de vida de los habitantes.
1.2 MARCO TEÓRICO
El avance tecnológico que ha tenido la energía solar fotovoltaica y sus demás elementos
como baterías y convertidores de energía, han permitido una disminución considerable en los
costos de los sistemas fotovoltaicos. Con esto se ha logrado cambiar sustancialmente varios
aspectos en la generación de energía eléctrica en Colombia, que abrieron la posibilidad a que
cada vez más personas tengan acceso al suministro de electricidad; por estas razones y por el
potencial en radiación solar con el que se cuenta en algunas regiones del país y la palpable
dificultad de interconectar zonas debido al difícil acceso geográfico, el uso de sistemas
fotovoltaicos con bancos de baterías para algunas ZNI son la mejor opción que permiten cumplir
los fines del estado.
El instituto para la planificación y promoción de soluciones energéticas para las zonas no
interconectadas (IPSE) junto con el Departamento para la prosperidad social (DPS) han
realizado programas para llevar energía a las comunidades más alejadas del país. Por otra
parte, como entidad adscrita al Ministerio de Minas y Energía cuenta con un fondo para la
financiación de proyectos en zonas no interconectadas (FAZNI). [4]
El proyecto de energización de comunidades indígenas en el departamento del Meta se lleva
a cabo para dos escenarios de estudio, una comunidad ubicada en el municipio de Puerto
Gaitán y la otra en el municipio de Mesetas, revisando el mapa de radiación solar del IDEAM,
son zonas propicias para el uso de energía solar fotovoltaica ya que las radiaciones incidentes
son del orden de los 4.5 - 5.5 kWh. [5]
De igual manera las viviendas en las que se pretende realizar el proyecto cuentan con una
infraestructura propicia para la colocación de los paneles ya que las características geográficas
y de los asentamientos rurales que están ubicados en zonas con poca presencia de vegetación
14
hacen que no existan sombras que puedan entorpecer el aprovechamiento de la radiación solar
sobre los sistemas fotovoltaicos.
Para la realización del proyecto con requerimientos técnicos se utilizarán las normas técnicas
colombianas referentes a energía solar: NTC 1736 sobre energía solar definiciones y
nomenclatura, NTC 2775 Sobre terminología y definiciones, NTC 2883 sobre módulos
fotovoltaicos. [6] [7] [8] Estas normas adoptadas para el diseño, la construcción y la certificación
de materiales junto con los equipos en la instalación de sistemas solares fotovoltaicos.
Debido al apogeo que han tenido las renovables a nivel mundial y la demanda cada vez más
creciente en Colombia se implementó la ley 1715 del 13 de mayo del 2013 la cual define en su
objetivo: ‘Promover el desarrollo y la utilización de las fuentes no convencionales de energía,
principalmente aquellas de carácter renovable y asegurar 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” [9]
De forma complementaria a la determinación legal de tal objeto, con todas las implicaciones que
ello conlleva, la Ley 1715 establece en su artículo 4º “La promoción, estímulo e incentivo al
desarrollo de las actividades de producción y utilización de fuentes no convencionales de
energía, principalmente aquellas de carácter renovable, se declara como un asunto de utilidad
pública e interés social, público y de conveniencia nacional, fundamental para asegurar la
diversificación del abastecimiento energético pleno y oportuno, la competitividad de la economía
colombiana, la protección del ambiente, el uso eficiente de la energía y la preservación y
conservación de los recursos naturales renovables”.[9]
LINEAMIENTOS NORMATIVOS
En la Tabla 1 se mencionan algunos referentes normativos del sector energético en Colombia
que sirven como hoja de ruta para identificar qué normativa se debe seguir para atender la
necesidad identificada según competencia en cuanto al sector energético.
Tabla 1 . Distribución competencias en sector energético
NORMATIVA NACIÓN DEPARTAMENTO MUNICIPIO
ü Ley 142 de 1994 Art 8. Competencia de la Nación para la prestación de los servicios públicos. Es competencia de la Nación:
8.4 Apoyar financiera, técnica y administrativamente a las empresas de servicios públicos o a los municipios que hayan asumido la prestación directa.
Art 7. Competencia de los departamentos para la prestación de los servicios público
7.2 Apoyar financiera, técnica y administrativamente a las empresas de servicios públicos que operen en el Departamento o a los municipios que hayan asumido la prestación directa.
Art 5. Competencia de los municipios en cuanto a la prestación de los servicios públicos
5.1 Asegurar que se presten a sus habitantes, de manera eficiente, los servicios domiciliarios
15
ü Ley 1715 de 2014
Art 19. Desarrollo de la energía solar.
2. El Gobierno Nacional a través del Ministerio de Minas y Energía, Ministerio de Vivienda y Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible en el marco de sus funciones, fomentará el aprovechamiento del recurso solar.
3.El Gobierno Nacional a través del Ministerio de Minas y Energía reglamentará las condiciones de participación da energía solar corno fuente de generación
6.El Gobierno Nacional incentiva el uso de la generación fotovoltaica como forma de autogeneración y en esquemas de GD con FNCER
Fuente: Ley 1715 [9] Ley 142 de 1994 [10]
PROYECCIÓN CONTEMPLADA PARA LA EXPANSIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
Con los cambios regulatorios que inició la Ley 1715 de 2014, el interés en el desarrollo de
proyectos de generación con las Fuentes de Energía Renovables No Convencionales (FNCE),
ha tenido un notable crecimiento, para 2017 alcanzó un nivel importante que se evidencio en el
incremento de solicitudes de inscripción de proyecto de esta naturaleza en la UPME. Ante un
panorama energético cambiante por la incorporación de proyectos renovables en especial
eólicos y solares, XM ha realizado estudios técnicos que visionan el comportamiento de estos
recursos en la operación del SIN. [11]
En lo que respecta a los análisis energéticos de largo plazo, se realizaron estudios
considerando un escenario posible dentro de una amplia gama de alternativas de expansión de
estas tecnologías, teniendo en cuenta la alta incertidumbre que conlleva los plazos de su
construcción y conexión a la red, dados los retos que enfrenta el desarrollo de proyectos en
Colombia. Los proyectos considerados corresponden a los contenidos en el plan de expansión
de la UPME 2016-2030, con concepto de conexión UPME y registrados en la página web SIEL
hasta el 12 de mayo de 2017 (Tabla 2). Estos proyectos incluyen tecnologías solar, eólica,
térmica e hidráulica. [11]
Tabla 2 Proyección energías renovables de acuerdo con los proyectos de expansión registrados a mayo de 2017
Año Eólica (GW)
Hidráulica (GW)
Solar (GW)
Térmica (GW)
Menores (GW)
Total (GW)
2018 0,02 11,34 0,33 5,11 1,26 18,06
2019 0,25 12,24 0,71 5,11 1,27 19,57
2020 0,25 12,85 0,71 5,2 1,34 20,34
2021 0,25 13,5 0,71 5,4 1,36 21,22
2022 0,25 14,26 0,71 6,45 1,36 23,02
2023 1,45 14,26 0,71 6,45 1,36 24,22
Fuente: Informe de operación sistema interconectado nacional XM [11]
16
Mediante los CONPES 3055 (Estrategias y Acciones para la Energización de las Zonas no
Interconectadas) y el CONPES 3108 (Programa de Energización para Zonas no
Interconectadas), se recomendó la realización de un estudio para el establecimiento de un plan
estructural, institucional, y financiero que permitirán el abastecimiento energético en las ZNI, y
posterior proceso para la consecución de inversionistas de riesgo que se encargará de la
prestación del servicio en estas zonas. [12] [13]
En las ZNI los proyectos de generación eléctrica se basan en su mayoría en generación térmica
a base de combustibles fósiles los cuales afectan el medio ambiente con la emisión de gases
contaminando a una región sensible.
1.3 CONSUMO PROMEDIO DE ENERGÍA ELÉCTRICA MENSUAL EN LOS
MUNICIPIOS
La Tabla 3 muestra el consolidado del consumo promedio mensual rural de energía eléctrica,
por cada suscriptor durante el año 2018, diferenciado por estratos socios económicos en los
municipios del Departamento del Meta a los que va dirigido el proyecto de las viviendas de
interés prioritario.
Tabla 3 Promedio mensual de energía eléctrica por suscriptor – Rural (kWh/Suscriptor)
Municipio Empresa Estrato
1 Estrato
2 Estrato
3 Estrato
4 Estrato
5 Estrato
6 Total,
Residencial
Mesetas Electrificadora
del Meta 51,6 70,2 120,5 242,3
Puerto Gaitán
Electrificadora del Meta
82,5 143,4 249,7 300,5 168,3 214,1 1.158,5
Puerto López
Electrificadora del Meta
161,0 144,0 257,2 262,6 331,4 319,3 1.475,5
Uribe Electrificadora
del Meta 72,0 74,7 286,8 62,9 496,4
Fuente: Sistema Único de Información SUI [14]
La Tabla 4 indica el número de suscriptores rurales matriculados ante la empresa prestadora
del servicio de distribución de energía eléctrica, diferenciado por estratos socio económico en
los municipios del Departamento del Meta a los que va dirigido el proyecto de las viviendas de
interés prioritario.
Tabla 4 Número de suscriptores - Ubicación Rural 2018
Municipio Empresa Estrato
1 Estrato
2 Estrato
3 Estrato
4 Estrato
5 Estrato
6 Total,
Residencial
Mesetas Electrificadora
del Meta. 663 362 3 1028
Puerto Gaitán
Electrificadora del Meta.
1093 401 39 40 7 20 1600
Puerto López
Electrificadora del Meta.
923 635 213 129 43 72 2015
Uribe Electrificadora
del Meta. 786 326 1 3 1116
Fuente: Sistema Único de Información SUI [14]
17
1.4 POBLACIÓN OBJETIVO
El Departamento del Meta como territorio multiétnico, alberga un aproximado de 20.315
indígenas, solo en el municipio de Puerto Gaitán hay cerca de 13.000 indígenas de los grupos
étnicos: Sikuani, Piapoco, Saliva; Puerto concordia alrededor de 500 indígenas de las etnias Jiw
y Sikuani; Mapiripan 1.500 indígenas Jiw. Adicional a esta población, se suma los municipios
de Mesetas con un aproximado de 500 indígenas Misak y Puerto López con 700 indígenas de
las etnias Achagua y Piapoco. [15]
Tabla 5 Asentamientos Indígenas – Resguardos y grupos Indígenas por municipio
Departamento Municipio Resguardo Específica
Meta Puerto Gaitán 9 resguardos
indígenas
Iwiwi, Corozal Tapaojo, Tigre, Wacoyo, Waliane, Vencedor Piriri,
Awaliba, y Domo Planas
Meta Mesetas 2 resguardos Villa lucia y Ondas del Cafre
Meta Puerto López 2 resguardos Humapo y La Victoria
Meta Uribe 1 parcialidad 4 resguardos
La Julia, Los Planes, Candilejas, Nuevo Milenio y El Paraíso.
Fuente: Gobernación del Meta, secretaria social [16]
La Tabla 5 presenta el número de asentamientos indígenas, específicamente la cantidad de
resguardos indígenas por municipio registrados oficialmente en el departamento del Meta.
También se indica el nombre de los resguardos existentes en los municipios a los cuales va
dirigido el proyecto.
Tabla 6 Asentamientos Indígenas – Población objetivo por municipio
MUNICIPIO PUEBLO NOMBRE POBLACIÓN ETNIA
Mesetas Resguardo Villa Lucia 314 Paez
Resguardo Ondas Del Cafre 394 Paez
Puerto Gaitán
Resguardo Wacoyo 1164 Sikuani
Resguardo Iwiwi 200 Sikuani
Resguardo Wallianai 225 Sikuani
Resguardo Domo Planas 1158 Sikuani
Resguardo Awaliba 849 Sikuani
Resguardo El Tigre 1664 Sikuani
Resguardo Corozal Tapaojo 704 Piapoco
Resguardo Unuma Meta 1629 Sikuani
Resguardo Vencedor Piripi 774 Sikuani
Asentamiento Sisaplatu 450 Sikuani
Puerto López Resguardo Umapo La Victoria 532 Piapoco
Resguardo Puerto Porfía 80 Piapoco
Uribe
Resguardo La Julia 90 Emberá Katio
Resguardo Los Planes 75 Paez
Asentamiento Candilejas 30 Paez
Asentamiento Guambiano 45 Guambianos
Asentamiento El Paraíso 116 Emberá Katio
Fuente: Gobernación del Meta, secretaria social (2009) [16]
18
El proyecto desarrollado no se efectuó en función del total de la representación numérica de la
población indígena de los Municipios del Departamento que se muestran en la Tabla 6. La
construcción de las 517 Viviendas de interés prioritario se proyectó desde la formulación inicial
del proyecto como una respuesta imperativa al déficit de vivienda y simplemente busco mitigar
la demanda del sector de la vivienda para los pueblos indígenas del departamento.
1.5 GEORREFERENCIACIÓN DE LAS VIVIENDAS DE INTERÉS PRIORITARIO
Luego de hacer la identificación de la población indígena presente en el departamento del Meta.
Es relevante identificar por medio de la georreferenciación espacial la ubicación exacta de las
viviendas de interés prioritario, de esta manera se conoce en primera medida por medio de
fotografía satelital algunos de los elementos cartográficos a considerar al momento de realizar
el diseño fotovoltaico como lo son inicialmente los datos de las sombras que pueden tener las
viviendas, el lugar de ubicación y la orientación de los paneles.
COMUNIDAD INDÍGENA AWALIBA
La Tabla 7 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud
y longitud de cada una de las 84 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Sikuani del
Municipio de Puerto Gaitán.
Tabla 7 Georreferenciación viviendas - Awaliba VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 N4° 08' 21.1" W71° 41' 15.8"
2 N4° 08' 21.0" W71° 41' 14.8"
3 N4° 08' 21.0" W71° 41' 13.5"
4 N4° 08' 20.9" W71° 41' 11.7"
5 N4° 08' 19.9" W71° 41' 10.1"
6 N4° 08' 19.2" W71° 41' 10.7"
7 N4° 08' 17.6" W71° 41' 10.9"
8 N4° 08' 17.7" W71° 41' 11.9"
9 N4° 08' 18.0" W71° 41' 14.5"
10 N4° 08' 18.7" W71° 41' 13.8"
11 N4° 08' 19.5" W71° 41' 13.8"
12 N4° 08' 20.2" W71° 41' 15.3"
13 N4° 08' 13.9" W71° 41' 11.3"
14 N4° 08' 14.0" W71° 41' 12.6"
15 N4° 08' 14.2" W71° 41' 14.1"
16 N4° 08' 13.3" W71° 41' 14.1"
17 N4° 08' 12.4" W71° 41' 14.1"
18 N4° 08' 19.0" W71° 41' 19.1"
19 N4° 08' 21.2" W71° 41' 22.0"
20 N4° 08' 21.3" W71° 41' 23.9"
21 N4° 08' 21.2" W71° 41' 25.6"
22 N4° 08' 17.8" W71° 41' 22.9"
23 N4° 08' 18.3" W71° 41' 27.0"
24 N4° 08' 14.7" W71° 41' 23.6"
25 N4° 08' 12.7" W71° 41' 24.6"
19
26 N4° 08' 13.3" W71° 41' 26.2"
27 N4° 08' 03.2" W71° 43' 04.2"
28 N4° 08' 02.1" W71° 43' 06.0"
29 N4° 08' 01.2" W71° 43' 07.4"
30 N4° 07' 59.0" W71° 43' 10.7"
31 N4° 07' 59.1" W71° 43' 12.4"
32 N4° 07' 58.1" W71° 43' 12.1"
33 N4° 07' 57.3" W71° 43' 15.1"
34 N4° 07' 56.5" W71° 43' 16.5"
35 N4° 07' 38.6" W71° 42' 42.4"
36 N4° 07' 39.1" W71° 42' 41.3"
37 N4° 07' 37.9" W71° 42' 40.0"
38 N4° 07' 37.4" W71° 42' 41.2"
39 N4° 07' 37.1" W71° 40' 48.1"
40 N4° 07' 37.4" W71° 40' 47.3"
41 N4° 07' 37.7" W71° 40' 46.4"
42 N4° 07' 38.0" W71° 40' 45.4"
43 N4° 07' 17.6" W71° 33' 44.5"
44 N4° 07' 17.7" W71° 33' 46.0"
45 N4° 07' 13.9" W71° 33' 49.0"
46 N4° 07' 15.1" W71° 33' 49.5"
47 N4° 07' 15.0" W71° 33' 50.3"
48 N4° 07' 14.9" W71° 33' 51.4"
49 N4° 07' 14.5" W71° 33' 52.3"
50 N4° 07' 12.6" W71° 33' 51.4"
51 N4° 07' 16.7" W71° 33' 54.4"
52 N4° 06' 01.9" W71° 32' 18.3"
53 N4° 07' 39.8" W71° 35' 10.8"
54 N4° 07' 21.1" W71° 35' 40.4"
55 N4° 07' 21.9" W71° 35' 37.2"
56 N4° 07' 22.1" W71° 35' 36.3"
57 N4° 07' 24.3" W71° 35' 36.8"
58 N4° 07' 24.2" W71° 35' 37.7"
59 N4° 07' 24.0" W71° 35' 38.7"
60 N4° 07' 26.5" W71° 36' 05.8"
61 N4° 05' 12.3" W71° 35' 28.0"
62 N4° 05' 18.0" W71° 35' 27.2"
63 N4° 05' 44.2" W71° 35' 50.1"
64 N4° 05' 43.7" W71° 35' 51.2"
65 N4° 05' 42.5" W71° 35' 51.9"
66 N4° 05' 42.3" W71° 35' 52.3"
67 N4° 05' 42.2" W71° 35' 53.3"
68 N4° 05' 37.8" W71° 35' 52.4"
69 N4° 04' 28.4" W71° 39' 31.5"
70 N4° 04' 27.2" W71° 39' 32.3"
71 N4° 04' 13.5" W71° 39' 14.8"
72 N4° 04' 28.5" W71° 39' 33.8"
73 N4° 04' 27.3" W71° 39' 33.5"
74 N4° 04' 28.9" W71° 39' 34.6"
75 N4° 04' 29.0" W71° 39' 36.2"
76 N4° 04' 30.0" W71° 39' 36.6"
20
77 N4° 03' 30.5" W71° 41' 00.2"
78 N4° 04' 22.9" W71° 40' 58.8"
79 N4° 04' 28.9" W71° 40' 55.0"
80 N4° 04' 25.1" W71° 40' 55.0"
81 N4° 03' 55.3" W71° 42' 31.6"
82 N4° 03' 39.2" W71° 42' 41.1"
83 N4° 03' 37.8" W71° 42' 39.6"
84 N4° 03' 42.3" W71° 42' 39.5"
Fuente: Contratista Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta [17]
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 7 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 1 una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Awaliba del Municipio de Puerto Gaitán.
Figura 1 Imagen satelital ubicación viviendas – Awaliba [18]
21
RESGUARDO INDÍGENA DOMO PLANAS
Tabla 8 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud y
longitud de cada una de las 100 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Sikuani
perteneciente al resguardo Domo Planas del Municipio de Puerto Gaitán.
Tabla 8 Georreferenciación viviendas – Domo Planas
VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 N4° 10' 51.7" W71° 20' 16.7"
2 N4° 10' 51.3" W71° 20' 16.4"
3 N4° 10' 50.7" W71° 20' 16.2"
4 N4° 10' 50.2" W71° 20' 16.0"
5 N4° 10' 49.7" W71° 20' 15.7"
6 N4° 10' 49.2" W71° 20' 15.5"
7 N4° 10' 48.6" W71° 20' 15.3"
8 N4° 10' 48.1" W71° 20' 15.1"
9 N4° 10' 47.6" W71° 20' 16.1"
10 N4° 10' 48.0" W71° 20' 16.3"
11 N4° 10' 49.6" W71° 20' 17.0"
12 N4° 10' 48.6" W71° 20' 16.5"
13 N4° 10' 49.1" W71° 20' 16.8"
14 N4° 10' 50.2" W71° 20' 17.3"
15 N4° 10' 50.8" W71° 20' 17.5"
16 N4° 10' 51.3" W71° 20' 17.8"
17 N4° 10' 51.2" W71° 20' 18.5"
18 N4° 10' 50.7" W71° 20' 18.3"
19 N4° 10' 50.2" W71° 20' 18.1"
20 N4° 10' 49.6" W71° 20' 17.9"
21 N4° 10' 49.3" W71° 20' 17.6"
22 N4° 10' 48.7" W71° 20' 17.4"
23 N4° 10' 48.1" W71° 20' 17.2"
24 N4° 10' 47.5" W71° 20' 16.9"
25 N4° 10' 47.0" W71° 20' 17.8"
26 N4° 10' 47.5" W71° 20' 18.0"
27 N4° 10' 48.1" W71° 20' 18.2"
28 N4° 10' 48.6" W71° 20' 18.5"
29 N4° 10' 49.1" W71° 20' 18.8"
30 N4° 10' 49.6" W71° 20' 19.0"
31 N4° 10' 50.1" W71° 20' 19.2"
32 N4° 10' 50.6" W71° 20' 19.4"
33 N4° 10' 50.5" W71° 20' 20.2"
34 N4° 10' 49.9" W71° 20' 19.8"
35 N4° 10' 49.4" W71° 20' 19.7"
36 N4° 10' 48.8" W71° 20' 19.4"
37 N4° 10' 48.3" W71° 20' 19.2"
38 N4° 10' 47.8" W71° 20' 19.0"
39 N4° 10' 47.3" W71° 20' 18.7"
40 N4° 10' 47.7" W71° 20' 20.3"
41 N4° 10' 47.1" W71° 20' 20.0"
42 N4° 10' 46.8" W71° 20' 19.7"
22
43 N4° 10' 48.2" W71° 20' 20.5"
44 N4° 10' 48.8" W71° 20' 20.7"
45 N4° 10' 49.3" W71° 20' 21.0"
46 N4° 10' 49.8" W71° 20' 21.2"
47 N4° 10' 49.2" W71° 20' 21.6"
48 N4° 10' 48.7" W71° 20' 21.5"
49 N4° 10' 48.1" W71° 20' 21.2"
50 N4° 10' 47.6" W71° 20' 20.9"
51 N4° 10' 47.0" W71° 20' 20.7"
52 N4° 10' 46.5" W71° 20' 20.4"
53 N4° 10' 45.9" W71° 20' 21.5"
54 N4° 10' 46.5" W71° 20' 21.8"
55 N4° 10' 47.5" W71° 20' 22.3"
56 N4° 10' 47.0" W71° 20' 22.0"
57 N4° 10' 48.1" W71° 20' 22.5"
58 N4° 10' 48.8" W71° 20' 23.7"
59 N4° 10' 48.7" W71° 20' 22.7"
60 N4° 10' 48.3" W71° 20' 23.5"
61 N4° 10' 47.9" W71° 20' 23.3"
62 N4° 10' 47.3" W71° 20' 23.0"
63 N4° 10' 46.8" W71° 20' 22.8"
64 N4° 10' 46.2" W71° 20' 22.5"
65 N4° 10' 45.7" W71° 20' 23.6"
66 N4° 10' 46.2" W71° 20' 23.8"
67 N4° 10' 47.2" W71° 20' 24.3"
68 N4° 10' 46.7" W71° 20' 24.0"
69 N4° 10' 47.6" W71° 20' 24.5"
70 N4° 10' 47.8" W71° 20' 25.3"
71 N4° 10' 48.2" W71° 20' 24.7"
72 N4° 10' 47.5" W71° 20' 25.1"
73 N4° 10' 46.9" W71° 20' 24.8"
74 N4° 10' 46.3" W71° 20' 24.6"
75 N4° 10' 45.8" W71° 20' 24.4"
76 N4° 10' 45.2" W71° 20' 24.2"
77 N4° 10' 44.6" W71° 20' 25.2"
78 N4° 10' 44.7" W71° 20' 25.9"
79 N4° 10' 45.2" W71° 20' 25.5"
80 N4° 10' 45.3" W71° 20' 26.3"
81 N4° 10' 45.8" W71° 20' 25.8"
82 N4° 10' 45.8" W71° 20' 26.5"
83 N4° 10' 46.3" W71° 20' 26.0"
84 N4° 10' 46.3" W71° 20' 26.6"
85 N4° 10' 46.8" W71° 20' 26.2"
86 N4° 10' 46.9" W71° 20' 27.0"
87 N4° 10' 47.3" W71° 20' 26.4"
88 N4° 10' 47.3" W71° 20' 27.1"
89 N4° 10' 46.7" W71° 20' 28.2"
90 N4° 10' 46.6" W71° 20' 28.9"
91 N4° 10' 46.2" W71° 20' 28.7"
92 N4° 10' 46.2" W71° 20' 28.0"
93 N4° 10' 45.7" W71° 20' 27.8"
23
94 N4° 10' 45.5" W71° 20' 28.5"
95 N4° 10' 45.0" W71° 20' 28.2"
96 N4° 10' 44.5" W71° 20' 28.0"
97 N4° 10' 45.3" W71° 20' 27.7"
98 N4° 10' 44.8" W71° 20' 27.4"
99 N4° 10' 44.2" W71° 20' 27.1"
100 N4° 10' 43.9" W71° 20' 27.7"
Fuente: Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta [17]
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 8 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 2 una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Domo Planas del Municipio de Puerto Gaitán.
Figura 2 Imagen satelital ubicación viviendas – Domo Planas [18]
24
RESGUARDO INDÍGENA EL TIGRE
La Tabla 9 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud
y longitud cada una de las 40 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Sikuani del
resguardo El Tigre del Municipio de Puerto Gaitán.
Tabla 9 Georreferenciación viviendas - El Tigre
VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 N3° 33' 13.0" W71° 31' 44.6"
2 N3° 33' 13.4" W71° 31' 45.2"
3 N3° 33' 16.4" W71° 31' 49.5"
4 N3° 33' 14.3" W71° 31' 55.7"
5 N3° 33' 14.6" W71° 31' 56.5"
6 N3° 33' 15.9" W71° 32' 50.0"
7 N3° 33' 15.9" W71° 32' 51.1"
8 N3° 33' 16.3" W71° 32' 50.8"
9 N3° 33' 17.8" W71° 32' 47.8"
10 N3° 33' 18.6" W71° 32' 48.8"
11 N3° 33' 18.0" W71° 32' 49.3"
12 N3° 33' 16.9" W71° 32' 48.8"
13 N3° 33' 17.3" W71° 32' 50.0"
14 N3° 33' 20.4" W71° 32' 47.1"
15 N3° 33' 21.0" W71° 32' 46.3"
16 N3° 33' 21.7" W71° 32' 45.6"
17 N3° 33' 22.4" W71° 32' 45.0"
18 N3° 33' 23.5" W71° 32' 43.5"
19 N3° 32' 45.6" W71° 36' 05.0"
20 N3° 32' 46.7" W71° 36' 05.9"
21 N3° 32' 52.8" W71° 36' 11.0"
22 N3° 32' 53.6" W71° 36' 11.7"
23 N3° 32' 47.6" W71° 36' 06.6"
24 N3° 33' 00.7" W71° 37' 17.2"
25 N3° 33' 00.0" W71° 37' 16.6"
26 N3° 32' 57.4" W71° 37' 12.5"
27 N3° 32' 54.7" W71° 37' 11.0"
28 N3° 32' 52.0" W71° 37' 10.5"
29 N3° 32' 29.7" W71° 39' 37.8"
30 N3° 32' 29.3" W71° 39' 41.3"
31 N3° 32' 29.5" W71° 39' 40.7"
32 N3° 32' 30.2" W71° 39' 38.7"
33 N3° 32' 30.0" W71° 39' 39.3"
34 N3° 32' 29.8" W71° 39' 40.1"
35 N3° 32' 30.3" W71° 39' 38.0"
36 N3° 30' 23.4" W71° 37' 36.5"
37 N3° 30' 17.2" W71° 37' 33.3"
38 N3° 30' 17.7" W71° 37' 31.8"
39 N3° 30' 18.0" W71° 37' 30.9"
40 N3° 30' 19.1" W71° 37' 28.7"
Fuente: Contratista - Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta. [17]
25
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 9 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 3, una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Sikuani del resguardo El Tigre del Municipio de Puerto Gaitán
Figura 3 Imagen satelital ubicación viviendas – El Tigre [18]
COMUNIDAD INDÍGENA LA JULIA
La Tabla 10 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud
y longitud de cada una de las 30 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Emberá Katio
de La Julia en el Municipio de La Uribe.
Tabla 10 Georreferenciación viviendas – La Julia VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 N 2° 55' 41.2" W 74° 12' 30.3
2 N 2° 55' 41.6" W 74° 12' 24.0"
3 N 2° 55' 43.2" W 74° 12' 24.2"
4 N 2° 55' 44.0" W 74° 12' 24.2"
5 N 2° 55' 44.7" W 74° 12' 24.3"
6 N 2° 55' 45.7" W 74° 12' 24.2"
7 N 2° 55' 46.5" W 74° 12' 24.3"
8 N 2° 55' 47.2" W 74° 12' 24.1"
9 N 2° 55' 47.6" W 74° 12' 24.4"
10 N 2° 55' 42.8" W 74° 12' 25.6"
11 N 2° 55' 44.2" W 74° 12' 25.5"
26
12 N 2° 55' 45.0" W 74° 12' 25.7"
13 N 2° 55' 46.0" W 74° 12' 25.9"
14 N 2° 55' 47.3" W 74° 12' 26.1"
15 N 2° 55' 50.6" W 74° 12' 26.2"
16 N 2° 55' 50.5" W 74° 12' 24.5"
17 N 2° 55' 54.7" W 74° 12' 26.7"
18 N 2° 55' 53.9" W 74° 12' 26.3"
19 N 2° 55' 59.6" W 74° 12' 24.3"
20 N 2° 56' 00.9" W 74° 12' 24.0"
21 N 2° 56' 01.5" W 74° 12' 23.7"
22 N 2° 56' 05.6" W 74° 12' 23.4"
23 N 2° 56' 06.3" W 74° 12' 23.2"
24 N 2° 56' 08.0" W 74° 12' 22.9"
25 N 2° 56' 08.8" W 74° 12' 22.3"
26 N 2° 56' 09.9" W 74° 12' 22.2"
27 N 2° 56' 10.0" W 74° 12' 20.8"
28 N 2° 55' 57.9" W 74° 12' 25.4"
29 N 2° 56' 09.4" W 74° 12' 27.3"
30 N 2° 55' 55.6" W 74° 12' 26.8"
Fuente: Contratista - Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta [17]
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 10 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 4, una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Embera Katio del municipio de la Uribe.
Figura 4 Imagen satelital ubicación viviendas – La Julia [18]
27
COMUNIDAD INDÍGENA LOS PLANES
La Tabla 11 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud
y longitud de cada una de las 20 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Páez del
Municipio de La Uribe.
Tabla 11 Georreferenciación viviendas – Los Planes VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 N 03° 16' 03,3'' W 74° 23' 15,3''
2 N 03° 16' 09,0'' W 74° 23' 16,9''
3 N 03° 16' 22,7'' W 74° 23' 24,7''
4 N 03° 16' 23,3'' W 74° 23' 27,8''
5 N 03° 16' 55,4'' W 74° 23' 19,8''
6 N 03° 16' 56,5'' W 74° 23' 19,9''
7 N 03° 16' 56,6'' W 74° 23' 21,4''
8 N 03° 17' 36,1'' W 74° 23' 23,2''
9 N 03° 17' 37,9'' W 74° 23' 22,1''
10 N 03° 17' 37,0'' W 74° 23' 21,9''
11 N 03° 17' 37,7'' W 74° 23' 21,4''
12 N 03° 17' 38,5'' W 74° 23' 20,8''
13 N 03° 18' 08,4'' W 74° 23' 18,2''
14 N 03° 18' 08,8'' W 74° 23' 17,0''
15 N 03° 18' 26,8'' W 74° 23' 41,3''
16 N 03° 18' 18,6'' W 74° 24' 01,0''
17 N 03° 19' 44,2'' W 74° 23' 08,3''
18 N 03° 19' 50,1'' W 74° 23' 17,0''
19 N 03° 19' 28,8'' W 74° 24' 30,0''
20 N 03° 19' 18,7'' W 74° 24' 35,8''
Fuente: Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta [17]
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 11 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 5, una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Páez del Municipio de La uribe.
28
Figura 5 Imagen satelital ubicación viviendas – Los Planes [18]
COMUNIDAD INDÍGENA ONDAS DEL CAFRE
La Tabla 11 muestra por medio de coordenadas geográficas GMS la ubicación exacta en latitud
y longitud de cada una de las 38 viviendas destinadas a la comunidad Indígena Nasa del
Municipio de Mesetas.
Tabla 12 Georreferenciación viviendas – Ondas del Cafre VIVIENDAS COORDENADAS GEOGRÁFICAS
1 3°22'41'' W71° 41' 15.8"
2 3°22'41'' W71° 41' 14.8"
3 3°22'40'' W71° 41' 13.5"
4 3°22'42'' W71° 41' 11.7"
5 3°22'42'' W71° 41' 10.1"
6 3°22'43'' W71° 41' 10.7"
7 3°22'43'' W71° 41' 10.9"
8 3°22'43'' W71° 41' 11.9"
9 3°22'43'' W71° 41' 14.5"
10 3°22'44'' W71° 41' 13.8"
11 3°22'44'' W71° 41' 13.8"
12 3°22'45'' W71° 41' 15.3"
13 3°22'45'' W71° 41' 11.3"
14 3°22'45'' W71° 41' 12.6"
15 3°22'45'' W71° 41' 14.1"
16 3°22'46'' W71° 41' 14.1"
17 3°22'46'' W71° 41' 14.1"
29
18 3°22'47'' W71° 41' 19.1"
19 3°22'48'' W71° 41' 22.0"
20 3°22'49'' W71° 41' 23.9"
21 3°22'50'' W71° 41' 25.6"
22 3°22'49'' W71° 41' 22.9"
23 3°22'50'' W71° 41' 27.0"
24 3°22'50'' W71° 41' 23.6"
25 3°22'51'' W71° 41' 24.6"
26 3°22'50'' W71° 41' 26.2"
27 3°22'51'' W71° 43' 04.2"
28 3°22'52'' W71° 43' 06.0"
29 3°22'53'' W71° 43' 07.4"
30 3°22'52'' W71° 43' 10.7"
31 3°22'52'' W71° 43' 12.4"
32 3°22'53'' W71° 43' 12.1"
33 3°22'54'' W71° 43' 15.1"
34 3°22'53'' W71° 43' 16.5"
35 3°22'54'' W71° 42' 42.4"
36 3°22'55'' W71° 42' 41.3"
37 3°22'54'' W71° 42' 40.0"
38 3°22'55'' W71° 42' 41.2"
Fuente: Contratista - Unión temporal vivienda interés prioritario indígena del Meta [17]
Con base en las coordenadas de las viviendas mostradas en la Tabla 12 y haciendo uso de las
herramientas de un sistema de información geográfica en este caso Google Earth se muestra
en la Figura 6, una imagen satelital de la ubicación espacial de las viviendas de la comunidad
Indígena Nasa del municipio de Mesetas.
Figura 6 Imagen satelital ubicación viviendas – Ondas del Cafre [18]
30
1.6 CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS Y AMBIENTALES
Las características geográficas y ambientales son punto de partida para cualquier estudio de
generación de energía eléctrica con recursos renovables de energía, para tener clara la
capacidad aprovechable del recurso solar se revisó las bases de datos del IDEAM y la NASA y
de la misma forma se caracterizó la zona a través del software Meteorum (Anexo 1). Todo con
el fin de ver la veracidad y la confiabilidad de la información adquirida. No obstante, los datos
con los cuales se realizó el diseño se tomaron como referencia los datos de radiación y
temperatura suministrados por la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio NASA
con su herramienta “Predition Of Worlwide Energy Resources”
AWALIBA
En la Tabla 13 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas en
la zona de Awaliba - Puerto Gaitán, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y
temperatura mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 13 Información mensual de temperatura – Awaliba
AWALIBA
Mes del año
Temperatura Máxima
Temperatura media
Temperatura mínima
Enero 31,74 26,24 21,74
Febrero 32,88 27,27 22,72
Marzo 32,59 27,49 23,23
Abril 31,09 26,83 23,22
Mayo 29,73 25,99 22,78
Junio 28,76 25,25 22,14
Julio 28,47 24,93 21,71
Agosto 29,23 25,44 21,95
Septiembre 29,95 25,94 22,23
Octubre 29,86 25,94 22,45
Noviembre 29,48 25,73 22,53
Diciembre 29,86 25,5 21,9
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
En la Tabla 14 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas en la zona de Awaliba - Puerto Gaitán; En esta Tabla se hace una comparación de los
datos del atlas de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la NASA
en su plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
31
Tabla 14 Promedio diario mensual de radiación solar – Awaliba
Meses del año Radiación Solar IDEAM
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Radiación Solar NASA
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Enero 5.5 - 6 5.67
Febrero 5.5 - 6 5.46
Marzo 4.5 - 5 5.2
Abril 4 - 4.5 4.56
Mayo 4 - 4.5 4.34
Junio 4 - 4.5 4.16
Julio 4 -4.5 4.28
Agosto 4 - 4.5 4.58
Septiembre 4.5 - 5 5.02
Octubre 4.5 - 5 4.94
Noviembre 4.5 - 5 4.91
Diciembre 5 - 5.5 5.18
Fuente: Atlas de radiación solar IDEAM [5] -
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
DOMO PLANAS
En la Tabla 15 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas en
Domo Planas - Puerto Gaitán, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y
temperatura mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 15 Información mensual de temperatura – Domo Planas
DOMO PLANAS
Mes del año Temperatura Máxima Temperatura media Temperatura mínima
Enero 31,52 26,14 21,78
Febrero 32,65 27,13 22,67
Marzo 32,59 27,49 23,28
Abril 31,21 26,9 23,29
Mayo 29,77 26,01 22,82
Junio 28,71 25,25 22,19
Julio 28,36 24,89 21,75
Agosto 29,08 25,4 22,01
Septiembre 29,8 25,87 22,27
Octubre 29,73 25,91 22,49
Noviembre 29,44 25,74 22,56
Diciembre 29,77 25,5 22
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
32
En la Tabla 16 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas de Domo Planas - Puerto Gaitán; En esta Tabla se hace una comparación de los datos
del atlas de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la NASA en
su plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
Tabla 16 Promedio diario mensual de radiación solar – Domo Planas
Meses del año Radiación Solar IDEAM
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Radiación Solar NASA
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Enero 5.5 - 6 5.67
Febrero 5 - 5.5 5.46
Marzo 4.5 - 5 5.2
Abril 4 - 4.5 4.56
Mayo 4 - 4.5 4.34
Junio 4 - 4.5 4.16
Julio 4 - 4.5 4.28
Agosto 4 - 4.5 4.58
Septiembre 4.5 - 5 5.02
Octubre 4.5 - 5 4.94
Noviembre 5 - 5.5 4.91
Diciembre 5 - 5.5 5.18
Fuente: Atlas de radiación solar IDEAM [5] -
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
EL TIGRE
En la Tabla 17 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas en
el resguardo El Tigre - Puerto Gaitán, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y
temperatura mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 17 Información mensual de temperatura – El Tigre
EL TIGRE
Meses del año
Temperatura Máxima
Temperatura media
Temperatura mínima
Enero 30,54 25,64 21,55
Febrero 31,41 26,42 22,31
Marzo 31,4 26,77 22,86
Abril 30,31 26,32 22,95
Mayo 29,15 25,61 22,57
Junio 28,33 24,97 21,98
Julio 28,1 24,68 21,57
Agosto 28,82 25,18 21,82
Septiembre 29,47 25,63 22,08
Octubre 29,37 25,64 22,3
Noviembre 29,04 25,48 22,41
Diciembre 29,23 25,21 21,84
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
33
En la Tabla 18 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas en el resguardo El Tigre - Puerto Gaitán; En esta Tabla se hace una comparación de
los datos del atlas de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la
NASA en su plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
Tabla 18 Promedio diario mensual de radiación solar – El Tigre
Meses del año Radiación Solar IDEAM
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Radiación Solar NASA
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Enero 5.5 - 6 5.51
Febrero 5.5 – 6 5.29
Marzo 4.5 – 5 5.05
Abril 4 - 4.5 4.44
Mayo 4 - 4.5 4.23
Junio 4 - 4.5 4.01
Julio 4- 4.5 4.15
Agosto 4 - 4.5 4.48
Septiembre 4.5 – 5 4.87
Octubre 4.5 – 5 4.68
Noviembre 4.5 – 5 4.62
Diciembre 5 - 5.5 4.95
Fuente: Atlas de radiación solar IDEAM [5] -
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
LA JULIA
En la Tabla 19 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas en
La Julia – La Uribe, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y temperatura
mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 19 Información mensual de temperatura – La Julia
LA JULIA
Mes del año Temperatura Máxima Temperatura media Temperatura mínima
Enero 27,91 23,13 19,5
Febrero 28,43 23,51 19,82
Marzo 28,01 23,48 20,14
Abril 26,93 22,98 20
Mayo 25,89 22,33 19,51
Junio 25,33 21,75 18,86
Julio 25,58 21,67 18,5
Agosto 27,14 22,6 18,96
Septiembre 28,4 23,39 19,48
Octubre 27,74 23,15 19,68
Noviembre 26,64 22,71 19,77
Diciembre 26,79 22,69 19,59
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
34
En la Tabla 20 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas en La Julia – La Uribe; En esta Tabla se hace una comparación de los datos del atlas
de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la NASA en su
plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
Tabla 20 Promedio diario mensual de radiación solar – La Julia
Meses del año Radiación Solar
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Radiación Solar NASA
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Enero 4.5 - 5 4,99
Febrero 4.5 - 5 4,88
Marzo 4 - 4.5 4,9
Abril 4 - 4.5 4,64
Mayo 4 - 4.5 4,72
Junio 3.5 - 4 4,82
Julio 4 - 4.5 4,78
Agosto 4 - 4.5 4,87
Septiembre 4.5 - 5 4,97
Octubre 4.5 - 5 4,72
Noviembre 4.5 - 5 4,64
Diciembre 4.5 - 5 4,78
Fuente: Atlas de radiación solar IDEAM [5] -
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
LOS PLANES
En la Tabla 21 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas Los
Planes – Mesetas, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y temperatura
mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 21 Información mensual de temperatura – Los Planes
LOS PLANES
Meses del año Temperatura Máxima Temperatura media Temperatura mínima
Enero 25,25 20,34 16,69
Febrero 25,77 20,7 16,96
Marzo 25,44 20,79 17,43
Abril 24,47 20,38 17,36
Mayo 23,41 19,71 16,87
Junio 22,64 19,01 16,15
Julio 22,64 18,79 15,75
Agosto 23,76 19,42 16,01
Septiembre 24,91 20,1 16,43
Octubre 24,67 20,18 16,87
Noviembre 24,14 20,09 17,13
Diciembre 24,41 20,1 16,91
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
35
En la Tabla 22 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas en Los Planes – Mesetas; En esta Tabla se hace una comparación de los datos del
atlas de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la NASA en su
plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
Tabla 22 Promedio diario mensual de radiación solar – Los Planes
Meses del año Radiación Solar
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Radiación Solar NASA
[𝑲𝒘𝒉/𝒎𝟐]
Enero 4 - 4.5 4,99
Febrero 4.5 - 5 4,88
Marzo 4 - 4.5 4,9
Abril 4 - 4.5 4,64
Mayo 4 - 4.5 4,72
Junio 3.5 - 4 4,82
Julio 4 - 4.5 4,78
Agosto 4 - 4.5 4,87
Septiembre 4.5 - 5 4,97
Octubre 4.5 - 5 4,72
Noviembre 4 - 4.5 4,64
Diciembre 4 - 4.5 4,78
Fuente:Atlas de radiación IDEAM [5] NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
ONDAS DEL CAFRE
Tabla 23 se muestran los datos de temperatura promedio para las viviendas ubicadas en Ondas
del Cafre – Mesetas, en cuanto a la temperatura máxima, temperatura media y temperatura
mínima promedio para cada uno de los meses del año.
Tabla 23 Información mensual de temperatura – Ondas del Cafre
ONDAS DEL CAFRE
Mese del año Temperatura Máxima Temperatura media Temperatura mínima
Enero 25,25 20,34 16,69
Febrero 25,77 20,7 16,96
Marzo 25,44 20,79 17,43
Abril 24,47 20,38 17,36
Mayo 23,41 19,71 16,87
Junio 22,64 19,01 16,15
Julio 22,64 18,79 15,75
Agosto 23,76 19,42 16,01
Septiembre 24,91 20,1 16,43
Octubre 24,67 20,18 16,87
Noviembre 24,14 20,09 17,13
Diciembre 24,41 20,1 16,91
Fuente: NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
36
En la Tabla 24 se indica el promedio diario mensual de radiación solar para las viviendas
ubicadas en Ondas de Cafre – Mesetas; En esta Tabla se hace una comparación de los datos
del atlas de radiación solar del IDEAM contra la información de radiación solar de la NASA en
su plataforma de consulta “Power Data Access Viewer”.
Tabla 24 - Promedio diario mensual de radiación solar – Ondas del Cafre
Meses del año
Radiación Solar IDEAM
[𝐾𝑤ℎ/𝑚2]
Radiación Solar NASA
[𝐾𝑤ℎ/𝑚2]
Enero 4.5 - 5.0 4,99
Febrero 4.5 - 5.0 4,88
Marzo 4.0 - 4.5 4,9
Abril 4.0 - 4.5 4,64
Mayo 3.5 - 4.0 4,72
Junio 3.5 - 4.0 4,82
Julio 4.0 - 4.5 4,78
Agosto 4.0 - 4.5 4,87
Septiembre 4.5 - 5.0 4,97
Octubre 4.5 - 5.0 4,72
Noviembre 4.5 - 5.0 4,64
Diciembre 4.5 - 5.0 4,78
Fuente: Atlas de radiación solar IDEAM [5] -
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources [19]
1.7 DESARROLLO DE LA PASANTÍA
PLAN DE TRABAJO
El presente proyecto contempla el diseño de un sistema fotovoltaico aislado para el
suministro de energía eléctrica en ZNI. Para el desarrollo de este proyecto, se establece el
siguiente plan de trabajo que presenta la metodología a seguir definiendo una serie de
actividades para dar cumplimiento a cada uno de los objetivos que se han planteado.
Para la primera etapa se procede a hacer una identificación de las zonas donde se pretende
implementar la solución energética, en este caso el proyecto se divide en 2 zonas. La primera
zona la denominamos nororiental, que comprende los proyectos desarrollados en los
resguardos Domo Planas, Awaliba y El Tigre y la otra zona se denominó zona cordillera la cual
se encuentra al sur y centro occidente del departamento y donde están las comunidades de Los
Planes, La Julia y Ondas del Cafre las zonas representan dos escenarios geográficos distintos
que responden a las características propias de la región.
El primer escenario está ubicado en lo que corresponde a la llanura del departamento en el
municipio de Puerto Gaitán y cuenta con una radiación anual promedio de entre 4,5 y 5,0
kWh/m2 y el segundo escenario se encuentra cerca de la zona de cordillera o pie de monte en
el municipio de Mesetas que cuenta con una radiación de entre 4,0 y 4,5 kWh/m2 siendo este
37
el principal parámetro de diseño por ser el recurso energético. En la Tabla 25 se presentan las
principales características de las zonas identificadas en cuanto a radiación, altitud y temperatura
de los puntos geográficos donde se va a realizar el diseño eléctrico.
Tabla 25 Características de radiación, altitud y temperatura
Zona Cordillera o piedemonte llanero
La Julia
Radiación
4,0 - 4,5 𝐾𝑊ℎ/𝑚2
Ondas del Cafre
Temperatura
24 º𝐶
Los Planes
Altura
989 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚
Zona Nororiental
Awaliba
Radiación
4,5 - 5,0 𝐾𝑊ℎ/𝑚2
El Tigre
Temperatura
26 º𝐶
Domo Planas
Altura
149 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚.
Fuente: Elaboración propia
Los valores de radiación anual mostrados en la Tabla 25 se tomaron del atlas de radiación
solar del IDEAM y se obtienen al realizar el promedio de radiación de todos los meses cuyas
unidades unidades son 𝑘𝑊ℎ/𝑚2; la temperatura es un promedio también se tomó del mapa del
IDEAM y está en grados Celsius esta también es un promedio anual multianual finalmente la
altura sobre el nivel del mar fue tomada de los datos de Google Earth y está en metros sobre el
nivel del mar (m.s.n.m).
Una vez caracterizadas las zonas se hace un diseño preliminar con base en las condiciones
meteorológicas características de cada escenario geográfico y el modelo de proyecto tipo 21
del DNP, que ofrece una propuesta para la instalación de celdas solares fotovoltaicas en zonas
no interconectadas, “facilitando la formulación del proyecto ajustado a las necesidades y
características de la entidad territorial y además incluye un estimado del presupuesto para la
ejecución e indica cuales son los mecanismos para su ejecución y mantenimiento”[20]
para continuar con el proceso de diseño se hace una estimación teórica de la carga tanto en
potencia como en energía, esta estimación se realiza con base en el diseño eléctrico entregado
por la secretaria de vivienda y se realizan modificaciones en cuanto a la carga estimada teniendo
en cuenta las luminarias y los electrodomésticos que ofrecen condiciones aceptables de
eficiencia y son económicos y se encuentren fácilmente en el mercado, esto se hizo basados
38
en el Plan de acción indicativo de eficiencia energética 2017 – 2022 [21], otro dato de entrada
para dimensionar la carga son las encuestas realizadas a la comunidad.
Igualmente, en la etapa de diseño se hace necesario realizar una serie de correcciones de los
parámetros para ajustar el dimensionamiento eléctrico a condiciones reales para esto se
investigaron las eficiencias de equipos eléctricos en el mercado, se calcula el número de
paneles solares según la potencia que puede entregar cada panel y se calcula un factor de
seguridad con base en las correcciones de potencia por temperatura, el factor de seguridad que
garantiza el suministro de energía bajo las condiciones, seguido de esto se seleccionan las
baterías con relación a los días de autonomía y la profundidad de descarga, finalmente en esta
etapa se hace el dimensionamiento de los reguladores de carga y los inversores para la
alimentación. Se realiza una revisión de las temperaturas máximas y mínimas, las condiciones
de radiación más críticas que se puedan presentar y la energía de reserva que deben almacenar
las baterías, cuáles son los ciclos de descarga y las profundidades a las cuales se pueden
realizar, todo esto con el fin de lograr un diseño técnico- económico, todo esto con base en la
guía de proyectos tipo 21 del DNP.
La siguiente etapa comprende las visitas de campo realizadas a las comunidades indígenas
de estudio, el objetivo de estas visitas es recopilar la mayor cantidad de información útil para el
proyecto, evidenciar la realidad presente en la zona, atender las consideraciones de las
comunidades para de esta manera aterrizar y consolidar con datos reales tanto el diseño previo
como la consideración teórica de la carga establecidas previamente. De igual manera las visitas
de campo tienen como fin socializar la propuesta del programa de energización con las
autoridades gubernamentales e indígenas para que estas lo presenten como plan piloto de
aplicación para la promoción y futura implementación de dicha solución energética.
Luego de esto se optimiza el diseño de los módulos solares fotovoltaicos para que sean
adecuados para garantizar una continuidad energética, así mismo se definen los diseños
estructurales necesarios que se ajusten a los requerimientos particulares de las viviendas de
interés prioritario y a las necesidades que presentan las comunidades indígenas. Finalmente,
en conjunto con las comunidades indígenas, realizando un enfoque diferencial se elaborará un
manual de buenas prácticas y uso eficiente de la energía para el correcto funcionamiento de la
instalación a lo largo de su vida útil que sea de fácil entendimiento.
39
METODOLOGÍA
En la metodología del proyecto se plantea una serie sucesiva de tareas que se realizaron para
lograr los objetivos planteados, lo primero que se realizó fue una investigación acerca de los
proyectos de energización a comunidades de zonas no interconectadas, principalmente
comunidades indígenas y de qué forma se afectó a la comunidad, con base en las experiencias
anteriores se planteó un procedimiento a seguir desarrollado de la siguiente forma:
1. Análisis de la disponibilidad del recurso energético (radiación solar) en la zona.
2. Análisis de los fenómenos meteorológicos de la zona con el fin de realizar el
dimensionamiento de la instalación según la cantidad de recurso que se puede
aprovechar.
3. dimensionamiento de las cargas con base en el plano eléctrico de la instalación y los
requerimientos que tienen las viviendas de interés prioritario junto con las
recomendaciones que se deben hacer para el uso racional y eficiente de la energía.
4. diseño del sistema fotovoltaico y la capacidad de almacenamiento de las baterías.
5. socialización del proyecto con las autoridades indígenas y los integrantes de las
comunidades indígenas, así mismo se plantea una encuesta para conocer las
perspectivas que tienen las comunidades frente al uso de energías renovables.
6. diseño de un manual de buenas prácticas, mantenimiento y uso racional y eficiente del
sistema fotovoltaico para el uso adecuado del sistema fotovoltaico.
7. diseño presupuestal del proyecto
Algunas de las tareas realizadas requirieron simultaneidad para su realización, igualmente al
realizar los numerales descritos anteriormente se dio la necesidad de revisar el numeral anterior
para realizar el diseño acorde con las necesidades que se fueran presentando.
VIVIENDA DE INTERÉS PRIORITARIO DISEÑO ELÉCTRICO
Con base en los planos eléctricos del modelo de diseño de las viviendas de interés prioritario
(VIP), se plantea inicialmente un inventario de los potenciales elementos eléctricos que podría
contener la instalación. En la Figura 7 se muestra el plano eléctrico general de las viviendas con
su respectivo diagrama unifilar, adicionalmente en la Figura 8 se indican las convenciones de
dicho plano.
40
Figura 7 Plano eléctrico general viviendas de interés prioritario
Figura 8 Convenciones plano eléctrico Fuente: Archivo Gobernación del Meta
41
2. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS REALIZADOS Y RESULTADOS
ALCANZADOS
2.1 DISEÑO DE SOLUCIONES FOTOVOLTAICAS PARA LAS COMUNIDADES
INDÍGENAS
DISEÑO SISTEMA FOTOVOLTAICO UNITARIO PARA LA COMUNIDAD INDÍGENA ONDAS DEL CAFRE- MESETAS.
Figura 9 Ilustración sistema fotovoltaico asilado (VIP)
Fuente: Elaboración Propia En la Tabla 26. se muestra el cuadro de cargas, donde se especifica la potencia, nivel de tensión
y energía consumida de cada uno de los equipos disponibles del usuario, este cuadro de cargas
se realizó con base en la carga dimensionada para la instalación eléctrica de las viviendas, las
encuestas realizadas a la comunidad indígena, en las cuales los habitantes de la comunidad
especifican cuales son los aparatos electrodomésticos más relevantes para ellos, cuáles son
sus actividades diarias y como utilizarían la energía además, se usó también el documento de
proyectos tipo 21 del DNP departamento nacional de planeación en el cual se propone una
alternativa para dimensionar el sistema [20].
Tabla 26 Cuadro de cargas para la comunidad indígena
VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN: 120 V-AC
Carga Cantidad Potencia Unitaria
[W]
Potencia Total [W]
# horas de uso [h]
Energía diaria [Wh-
d]
Iluminación interior 5 10 50 4 200
Iluminación exterior
2 14 28 3 84
Radio 1 40 40 3 120
Toma general 4 50 200 3 600
Nevera 1 180 180 4 900
Licuadora 1 350 350 0,02 7
Televisor 1 100 100 4 400
computador portátil
1 45 45 2 90
Potencia Total 993 Energía
Total 2221
42
Extrapolando las coordenadas que proporcionó la secretaría de vivienda del programa de
construcción de viviendas de interés prioritario para comunidades indígenas, se creó un mapa
en Google Earth para luego revisar el promedios diario mensual de radiación en el mapa del
IDEAM y en la base de datos de la Nasa, realizando este proceso se obtuvo la información de
las variables meteorológicas, el recurso disponible y la ubicación exacta del resguardo, estos
datos permiten pasar a la siguiente fase del proceso de diseño .
En la Tabla 24 - Promedio diario mensual de radiación solar – Ondas del Cafre Pagina 36. se
muestra el promedio diario mensual de radiación solar, que es la energía solar aprovechable
que sé tiene mes a mes durante todo el año, para realizar el diseño de un sistema aislado se
tomara el mes más crítico como el que tiene la condición más baja el recurso solar disponible y
corresponde a los meses de abril y noviembre con una radiación solar de 4,64 𝐾𝑤ℎ/𝑚2, los
datos fueron tomados del mapa de radiación solar del IDEAM [5] y los datos de la plataforma
de meteorología para las energía de la NASA [19].
El diagrama de barras Figura 10 muestra cómo se distribuye la energía solar disponible durante
el año, es importante conocer la distribución de radiación solar para saber en qué meses es
más aprovechable la energía.
Unaspecto indispensable para tener en cuenta para el dimensionamiento de la instalación es la temperatura, ya que una alta temperatura disminuye la eficiencia de los equipos electrónicos especialmente los paneles, en la base de datos de la Nasa en la Tabla 23 Información mensual de temperatura – Ondas del Cafre página 35. Se evidencia una temperatura promedio de 19,96°C, una temperatura máxima de 25,77°C en el mes de febrero y una temperatura mínima de 15,75°C en el mes de julio. A partir de la Tabla 26 Cuadro de cargas para la comunidad indígena se obtienen los siguientes valores de potencia y energía totales según el nivel de tensión de alimentación de las cargas.
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5
5,1
Rad
iaci
ón
so
lar
NA
SA [
KW
h/m
^2
]
Radiación solar en Ondas del cafre
Figura 10 Energía solar disponible en cada mes.
43
2.1.1.1 Carga 120 V AC
→ 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 993 𝑊 → 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2221 𝑊ℎ − 𝑑 El unifilar del sistema diseñado se presenta a continuación Figura 11, este esquema eléctrico
permite identificar cuáles son los elementos que componen el sistema y de qué manera se
conectan ya que cada uno cumple una función específica y es indispensable para que el sistema
funcione de manera confiable.
Figura 11 Sistema Aislado con un sólo barraje
Fuente: Elaboración Propia
Se realizó el diseño de un único sistema aislado estableciendo un barraje DC de 48V como se muestra en la Figura 11, este sistema cuenta con un regulador de carga de 48VDC, un módulo de paneles solares fotovoltaicos, un banco de baterías DE 48VDC y un inversor de 48VDC a 120VAC que alimenta las cargas en AC. Estableciendo una eficiencia del inversor del 89 % con la que se tiene una nueva potencia y energía que tiene que producirse a la entrada del inversor para alimentar las cargas de corriente alterna a 120 V AC (Ver Anexo 2).
44
𝑃120 𝑉𝐴𝐶 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑖= 1141,37 W
𝐸120 𝑉𝐴𝐶 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑖= 2552,87 Wh − d
Estableciendo una eficiencia del regulador del 98 % se tiene una nueva potencia y energía que tiene que generarse a la salida del panel y la entrada del regulador MPPT para ser entregada al inversor y poder alimentar el sistema (Ver Anexo 1). [1]
𝑃48𝑉𝐷𝐶 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑐= 1201,45 W
𝐸48 𝑉𝐷𝐶 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑐= 2687,23 Wh − d
La energía total que ve el panel una vez corregidos los valores con la eficiencia de los equipos de conversión y regulación se ve en la Tabla 27:
Tabla 27 Potencia y energía corregidas por eficiencia
Potencia y Energía 120 Vac corregidas por eficiencia
Potencia [W] 1201,451
Energía [Wh-d] 2687,235
Corriente [A] 10,0120
Tensión [V] 120
Posteriormente se calcula la energía a suministrar teniendo en cuenta la siguiente ecuación
𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟 = 𝐸𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ∗ (1 + 𝐹𝑆) FS: Factor de seguridad El factor de seguridad se establece según el tipo de panel y la temperatura de la celda, en este caso se escogió el panel mostrado en el Anexo 3 [3] y se tiene una temperatura promedio de 19,96°C.
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20°C
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 19,96°C +45°C − 20°C
800𝑊/𝑚2∗ 1000𝑊/𝑚2 = 51,217°𝐶
∆𝑇 = 51,2176°𝐶 − 25°𝐶 = 26,217°𝐶 ∆𝑃 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑚𝑎𝑥
∆𝑃 = 26,217°𝐶 ∗ (−0,4%
°𝐶) = −10.487%
45
Tabla 28 Factor de seguridad de la celda por temperatura
calculo factor de seguridad con especificaciones de temperatura media
Tc 51,2175 [°C] Temperatura operación celda
∆T 26,2175 [°C] Diferencia de temperatura celda
∆P -10,487 [%] Diferencia de potencia celda
FS 11 [%] Factor de seguridad
Entonces se tiene un FS=0,11
𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟 = 2905,02 ∗ (1 + 0,11) = 2982,83 Wh − d Luego se establece la potencia pico del generador teniendo en cuenta la energía a suministrar a la carga y la radiación solar.
𝑃𝑃𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 =𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟
𝐻𝑆𝑆
𝑃𝑃𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 =2982,83
4,64= 694,85 𝑊
Se requieren 2 paneles de 335W. A continuación, en la Tabla 29 Conexión de paneles para el sistema. Se describen las posibles conexiones que puedan tener los paneles y que características eléctricas de tensión pico y en circuito abierto y corriente pico y de corto circuito tendrían las conexiones de los paneles, esto con la finalidad de escoger las características de los equipos convertidores.
Tabla 29 Conexión de paneles para el sistema.
conexión eléctrica módulos
Características panel unidad 2 Serie 2 Paralelo
Vmpp [V] [V] 75,66 37,83
Voc [V] [V] 93,4 46,7
Impp [A] [A] 8,87 17,74
Isc [A] [A] 9,35 18,7
Teniendo en cuenta la temperatura mínima y máxima del sitio se procede a calcular los rangos de los voltajes para poder seleccionar el regulador de carga adecuado.
2.1.1.2 VOLTAJE MÁXIMO
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 15,75 +48 − 20
800∗ 1000 = 47
∆𝑇 = 47 − 25 = 22
∆𝑉 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑉𝑜𝑐
46
∆𝑉 = 22 ∗ (−0,33%) = -7,26 %
Para un solo panel se tiene el voltaje máximo con temperatura mínima:
VOC = (46,7 V) (1-0,0726) = 43,309 V
2.1.1.3 VOLTAJE MÍNIMO
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 25,77 +48 − 20
800∗ 1000 = 57,02
∆𝑇 = 47,9 − 25 = 32,02
∆𝑉 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑉𝑜𝑐
∆𝑉 = 32,02 ∗ (−0,33%) = -10,56 %
Para un solo panel se tiene el voltaje mínimo con temperatura máxima:
VOC = (46,7 V) (1-0,1056) = 41,76 V Los reguladores comerciales convencionales tienen tensiones de 48V que es una tensión cercana a la tensión que tendrían los paneles conectados en paralelo, para dimensionar la corriente el regulador se determina la corriente de salida que tiene que tener la capacidad para suministrar la cual es:
𝐼𝑠𝑎𝑙 =1201,45 𝑊
48𝑉= 25,0302 𝐴
Se elige el regulador de carga MPPT 150/35 de la serie SmartSolar de Vitron energía (Ver Anexo ) este regulador se tomará como referencia en cuanto a los costos y las especificaciones técnicas.
Tabla 30. Valores nominales de tensión y corriente del regulador
Especificaciones del regulador
V 48 [V]
I 25,03024803 [A]
47
2.1.1.4 BATERÍA
Para el diseño de la batería se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:
Días de autonomía 2
Profundidad de descarga 0.55
Voltaje nominal 48 V
Energía 2687,23 Wh-día
El consumo es la energía tiene que tener en cuenta la eficiencia de los equipos de conversión
entre la carga y las baterías, la profundidad de descarga se hace con base en recomendaciones
para el suministro de energía en sistemas fotovoltaicos para darle una vida útil extensa a las
baterías de descarga profunda, el DNP, recomienda baterías de alto ciclaje > 1000 y
profundidades de descarga del 50% , usualmente la profundidad de descarga para sistemas
fotovoltaicos es de 65% y considerando la vida útil que se le quiera dar a la batería se puede
disminuir la profundidad de descarga.
Se procede hallar la caga diaria en corriente:
𝐶𝐼 [𝐴ℎ] =𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟
𝑉𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎=
2687,23Wh − d
48= 55,984 𝐴ℎ − 𝑑𝑖𝑎
La capacidad nominal del sistema:
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 𝐶𝐼 ∗ (# 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎)
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 55,984 ∗ (2) = 111,96 𝐴ℎ − 𝑑𝑖𝑎 Capacidad corregida
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 =𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
𝑃𝑑=
111,96
0,55= 203,57 Ah
Se elige la batería ultracell UCG200-12, con la cual pueden desarrollar 1000 ciclos de descarga con una profundidad del 55% (ver Anexo 5) [5].
Tabla 31. Capacidad del banco de baterías
BATERIA
CI* Ah/día 55,98406937
Días Autonomía # 2
CI Ah 111,9681387
PD % 55
C Ah 203,5784341
48
2.1.1.5 PROTECCIONES
La protección principal que se calcula para el sistema es un interruptor termo magnético en DC
que se coloca entre el módulo fotovoltaico y el regulador donde la corriente máxima que entrega
el generador es de 25 A y por encima de los 30A, el interruptor escogido es el A9N61514A de
SCHNEIDER ELECTRIC anexo 5.
Después del inversor se colocará un interruptor termo magnético de 25 A, el cual cumple la
función de disparar el circuito en caso de sobrecarga y proteger en caso de cortocircuito.
2.1.1.6 CONDUCTORES
Los conductores eléctricos tienen que tener la capacidad 1.2Icc del generador y la regulación de tensión tiene que ser menor a 2.5% entre el generador y el regulador que es la parte critica.
2.1.1.7 DIAGRAMA UNIFILAR DEL SISTEMA
Figura 12 Diagrama unifilar del sistema fotovoltaico para la comunidad Ondas del Cafre
Fuente: Elaboración Propia
49
DISEÑO SISTEMA FOTOVOLTAICO UNITARIO PARA LA COMUNIDAD INDÍGENA AWALIBA- P. GAITÁN
Figura 13 Sistema fotovoltaico aislado VIP
Fuente: Elaboración Propia
En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. se muestra el cuadro de cargas,
donde se especifica la potencia, nivel de tensión y energía consumida de cada uno de los
equipos disponibles del usuario, este cuadro de cargas se realizó con base en la carga
dimensionada para la instalación eléctrica de las viviendas, las encuestas realizadas a la
comunidad indígena, en las cuales los habitantes de la comunidad especifican cuales son los
aparatos electrodomésticos más relevantes para ellos, cuáles son sus actividades diarias y
como utilizarían la energía además, se usó también el documento de proyectos tipo 21 del
departamento nacional de planeación en el cual se propone una alternativa para dimensionar
el sistema [20].
Tabla 32 Cuadro de cargas para la comunidad indígena
Partiendo de las coordenadas que proporcionó la secretaría de vivienda del programa de
construcción de viviendas de interés prioritario para comunidades indígenas, se creó un mapa
CARGA DISPUESTA POR USUARIO
VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN: 120 V-AC
Carga Cantidad
Potencia Unitaria
[W] Potencia Total [W]
# horas de uso [h]
Energía diaria [Wh-
d]
Iluminación interior 5 10 50 4 200
Iluminación exterior 2 14 28 3 84
Radio 1 40 40 3 120
Toma general 4 50 200 3 600
Nevera 1 180 180 4 900
Licuadora 1 350 350 0,02 7
Televisor 1 100 100 4 400
computador portátil 1 45 45 2 90
Potencia Total 993 Energía
Total 2221
50
en Google Earth para luego revisar el promedios diario mensual de radiación en el mapa del
IDEAM y en la base de datos de la Nasa, realizando este proceso se obtuvo la información de
las variables meteorológicas, el recurso disponible y la ubicación exacta del resguardo, estos
datos permiten pasar a la siguiente fase del proceso de diseño .
En la Tabla 14 Promedio diario mensual de radiación solar – Awaliba página 31. se muestra el
promedio diario mensual de radiación solar, que es la energía solar aprovechable que sé tiene
mes a mes durante todo el año, para realizar el diseño de un sistema aislado se tomara el mes
más crítico como el que tiene la condición más baja el recurso solar disponible y corresponde a
los meses de abril y noviembre con una radiación solar de 4,64 Kwh/m^2, los datos fueron
tomados del mapa de radiación solar del IDEAM [5] y los datos de la plataforma de meteorología
para las energía de la NASA [19].
El diagrama de barras muestra cómo se distribuye la energía solar disponible durante el año,
es importante conocer la distribución de radiación solar para saber en qué meses es más
aprovechable la energía.
Figura 14 Energía solar disponible en cada mes.
Un aspecto indispensable para tener en cuenta para el dimensionamiento de la instalación es
la temperatura, ya que una alta temperatura disminuye la eficiencia de los equipos electrónicos
especialmente los paneles, en la base de datos de la Nasa en la Tabla 13 Información mensual
de temperatura – Awaliba. Se evidencia una temperatura promedio de 26,04°C, una
temperatura máxima de 32,88°C en el mes de marzo y una temperatura mínima de 21,71°C en
el mes de julio.
0
1
2
3
4
5
6
Rad
iaci
ón
so
lar
NA
SA [
KW
h/m
^2
]
Meses del año
Radiación solar Awaliba
51
2.1.1.8 CARGA 120 V AC
Potencia total= 993 W Energía total = 2221 Wh-d El unifilar del sistema diseñado se presenta a continuación figura 3, este esquema eléctrico
permite identificar cuáles son los elementos que componen el sistema y de qué manera se
conectan ya que cada uno cumple una función específica y es indispensable para que el sistema
funcione de manera confiable.
Figura 15 Sistema Aislado con un sólo barraje
Fuente: Elaboración Propia
Se realizó el diseño de un único sistema aislado estableciendo un barraje DC de 48V este
sistema cuenta con un regulador de carga de 48VDC, un módulo de paneles solares
fotovoltaicos, un banco de baterías DE 48VDC y un inversor de 48VDC a 120VAC que alimenta
las cargas en AC.
Estableciendo una eficiencia del inversor del 89 % con la que se tiene una nueva potencia y
energía que tiene que producirse a la entrada del inversor para alimentar las cargas de corriente
alterna a 120 V AC (Ver Anexo 2).
52
𝑃120 𝑉𝐴𝐶 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑖=1115,73 W
𝐸120 𝑉𝐴𝐶 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑖=2495,50 Wh-d
Estableciendo una eficiencia del regulador del 98 % se tiene una nueva potencia y energía que tiene que generarse a la salida del panel y la entrada del regulador MPPT para ser entregada al inversor y poder alimentar el sistema (Ver Anexo 1). [1]
𝑃48𝑉𝐷𝐶 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑐=1174,45 W
𝐸48 𝑉𝐷𝐶 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛𝑐=2626,23 Wh-d
La energía total que ve el panel una vez corregidos los valores con la eficiencia de los equipos de conversión y regulación se ve en la siguiente tabla:
Tabla 33 Potencia y energía corregidas por eficiencia
Potencia y Energía 120 Vac corregidas por eficiencia
Potencia [W] 1174,452986
Energía [Wh-d] 2626,848019
Corriente [A] 9,78710822
Tensión [V] 120
Posteriormente se calcula la energía a suministrar teniendo en cuenta la siguiente ecuación
𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟 = 𝐸𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ∗ (1 + 𝐹𝑆) FS: Factor de seguridad El factor de seguridad se establece según el tipo de panel y la temperatura de la celda, en este caso se escogió el panel mostrado en el Anexo 3 [3] y se tiene una temperatura promedio de 19,96°C.
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20°C
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 26,04°C +45°C − 20°C
800𝑊/𝑚2∗ 1000𝑊/𝑚2 = 57,29°𝐶
∆𝑇 = 51,2176°𝐶 − 25°𝐶 = 32,29°𝐶
∆𝑃 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑚𝑎𝑥
∆𝑃 = 26,217°𝐶 ∗ (−0,4%
°𝐶) = -12.91%
53
Tabla 34 Factor de seguridad de la celda por temperatura
calculo factor de seguridad con especificaciones de temperatura media
Tc 57,29583333 [°C] Temperatura operación celda
∆T 32,29583333 [°C] Diferencia de temperatura celda
∆P 12,91833333 [%] Diferencia de potencia celda
FS 13 [%] Factor de seguridad
Entonces se tiene un FS=0,13
𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟 = 2905,02 ∗ (1 + 0,13) = 2982,83 Wh − d Luego se establece la potencia pico del generador teniendo en cuenta la energía a suministrar a la carga y la radiación solar mínima.
𝑃𝑃𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 =𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟
𝐻𝑆𝑆
𝑃𝑃𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 =2968,38
4,16= 713,52 𝑊
Se requieren 2 paneles de 350W. A continuación, en la Tabla 35 se describen las posibles
conexiones que puedan tener los paneles y que características eléctricas de tensión pico y en
circuito abierto y corriente pico y de corto circuito tendrían las conexiones de los paneles, esto
con la finalidad de escoger las características de los equipos convertidores.
Tabla 35 Conexión de paneles para el sistema.
Conexión eléctrica módulos
Características panel unidad 2 Serie 2 Paralelo
Vmpp [V] [V] 71,04 35,52
Voc [V] [V] 85 42,5
Impp [A] [A] 9,88 19,76
Isc [A] [A] 10,35 20,7
Teniendo en cuenta la temperatura mínima y máxima del sitio se procede a calcular los rangos de los voltajes para poder seleccionar el regulador de carga adecuado.
54
2.1.1.9 VOLTAJE MÁXIMO
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 15,75 +48 − 20
800∗ 1000 = 47
∆𝑇 = 47 − 25 = 22
∆𝑉 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑉𝑜𝑐
∆𝑉 = 22 ∗ (−0,33%) = -7,26 %
Para un solo panel se tiene el voltaje máximo con temperatura mínima:
VOC = (46,7 V) (1-0,0726) = 43,309 V
2.1.1.10 VOLTAJE MÍNIMO
𝑇𝐶 = 𝑇𝐴𝑥 +𝑁𝑂𝐶𝑇 − 20
800∗ 𝐺𝑥
𝑇𝐶 = 25,77 +48 − 20
800∗ 1000 = 57,02
∆𝑇 = 47,9 − 25 = 32,02
∆𝑉 = ∆𝑇 ∗ 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑉𝑜𝑐
∆𝑉 = 32,02 ∗ (−0,33%) = -10,56 %
Para un solo panel se tiene el voltaje mínimo con temperatura máxima:
VOC = (46,7 V) (1-0,1056) = 41,76 V Los reguladores comerciales convencionales tienen tensiones de 48V que es una tensión
cercana a la tensión que tendrían los paneles conectados en paralelo, para dimensionar la
corriente el regulador se determina la corriente de salida que tiene que tener la capacidad para
suministrar la cual es:
𝐼𝑠𝑎𝑙 =1201,45 𝑊
48𝑉= 25,0302 𝐴
Se elige el regulador de carga MPPT 150/35 de la serie SmartSolar de Vitron energía (Ver
Anexo 4) este regulador se tomará como referencia en cuanto a los costos y las especificaciones
técnicas.
55
Tabla 36 valores nominales de tensión y corriente del regulador
Especificaciones del regulador
V 48 [V]
I 24,46777055 [A]
2.1.1.11 BATERÍA
Para el diseño de la batería se tuvieron en
cuenta las siguientes consideraciones:
Días de autonomía 1,5
Profundidad de descarga 0.55
Voltaje nominal 48 V
Energía 2626,32 Wh-día
El consumo es la energía tiene que tener en cuenta la eficiencia de los equipos de conversión
entre la carga y las baterías, la profundidad de descarga se hace con base en recomendaciones
para el suministro de energía en sistemas fotovoltaicos para darle una vida útil extensa a las
baterías de descarga profunda, el DNP, recomienda baterías de alto ciclaje > 1000 y
profundidades de descarga del 50% , usualmente la profundidad de descarga para sistemas
fotovoltaicos es de 65% y considerando la vida útil que se le quiera dar a la batería se puede
disminuir la profundidad de descarga.
Se procede hallar la caga diaria en corriente:
𝐶𝐼 [𝐴ℎ] =𝐸𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑟
𝑉𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎=
2626,32Wh − d
48= 55,72 𝐴ℎ − 𝑑𝑖𝑎
La capacidad nominal del sistema:
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 𝐶𝐼 ∗ (# 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑎)
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 55,72 ∗ (1,5) = 82,08 𝐴ℎ − 𝑑𝑖𝑎 Capacidad corregida
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 =𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
𝑃𝑑=
82,08
0,55= 149,25 Ah
Se elige la batería ultracell UCG200-12, con la cual pueden desarrollar 1000 ciclos de descarga con una profundidad del 55% (ver Anexo 5) [5].
Tabla 37 Capacidad del banco de baterías BATERIA
CI* Ah/día 54,72600039
Días Autonomía # 1,5
CI Ah 82,08900059
PD % 55
C Ah 149,2527283
56
2.1.1.12 PROTECCIONES
La protección principal que se calcula para el sistema es un interruptor termo magnético en DC
que se coloca entre el módulo fotovoltaico y el regulador donde la corriente máxima que entrega
el generador es de 25 A y por encima de los 30A, el interruptor escogido es el A9N61514A de
SCHNEIDER ELECTRIC anexo 5.
Después del inversor se colocará un interruptor termo magnético de 25 A, el cual cumple la
función de disparar el circuito en caso de sobrecarga y proteger en caso de cortocircuito.
2.1.1.13 CONDUCTORES
Los conductores eléctricos tienen que tener la capacidad 1.2Icc del generador y la regulación de tensión tiene que ser menor a 2.5% entre el generador y el regulador que es la parte critica.
2.1.1.14 DIAGRAMA UNIFILAR
Figura 16. Unifilar completo del Sistema fotovoltaico
Fuente: Elaboración Propia
57
DISEÑO CELDAS
La celda que contendrá los elementos eléctricos tiene que tener la capacidad mecánica para
soportar el peso de los componentes de conversión, las protecciones eléctricas y el banco de
baterías de un peso aproximado de 250kg, en la figura 16 se presenta la vista frontal de la celda
y las dimensiones que esta debe tener 640 ancho, 1372 alto y 600 fondo, cuenta con unas
rejillas para la ventilación de los componentes electrónicos y las baterías y un apoyo para que
la celda sea auto soportada, en la Figura 17se observa la implantación de los equipos, la
distribución que estos tendrán dentro de la celda respetando las distancias de seguridad y las
distancias para que los componentes disipen calor sin afectar otros equipos
Figura 17 vista exterior y medida de la celda
Fuente: Elaboración Propia
58
Figura 18. Implantación de equipos en la celda
Fuente: Elaboración Propia
59
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
Tabla 38 Análisis de precios unitario – APU
VIVIENDAS DE INTERES PRIORITARIO COMUNIDADES INDIGENAS AREA DE 35.25 M2
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO
ACTIVIDAD: SOLUCIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA UNIDAD: PTO
MATERIALES
ITEM DESCRIPCION UND CANT DESPER V/UNITARIO V/ITEM V/TOTAL
1 PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO 335W
UN 2,000 0,00% $ 730.000,00 $ 730.000,00 $ 1.460.000,00
2 SOPORTE PARA PANELES SOLARES, INCLUYE TORNILLERIA GALBANIZADA
UN 2,000 0,00% $ 740.000,00 $ 740.000,00 $ 1.480.000,00
3 ALAMBRE CU AISLADO No.8 THHN-THWN 90 600V
ML 6,300 0,00% $ 2.700,00 $ 2.700,00 $ 17.010,00
4 CONCRETO 2500 PSI M3 0,00% $ - $ -
5 regulador MPPT UN 1,000 0,00% $ 1.222.000,00 $ 1.222.000,00 $ 1.222.000,00
6 BATERIAS 2000 AH UN 4,000 0,00% $ 1.835.000,00 $ 1.835.000,00 $ 7.340.000,00
7 SOPORTE BATERÍA 0,00% $ - $ -
8 INVERSOR 1200W UN 1,000 0,00% $ 1.793.000,00 $ 1.793.000,00 $ 1.793.000,00
9 GABINETE ESPECIAL, PREENSAMBLADO
UN 1,000 0,00% $ 1.457.436,00 $ 1.457.436,00 $ 1.457.436,00
10 CAJA DE CONEXIÓN DE PANELES UN 1,000 0,00% $ 23.533,00 $ 23.533,00 $ 23.533,00
11 TUBERIA IMC DE 1'' ML 3,500 0,00% $ 42.109,00 $ 42.109,00 $ 147.381,50
12 Interruptor DC 30A Módulos a Regulador UN 1,000 0,00% $ 75.000,00 $ 75.000,00 $ 75.000,00
13 Interruptor DC 100A Entrada inversor UN 1,000 0,00% $ 125.000,00 $ 125.000,00 $ 125.000,00
14 Interruptor DC 20A Regulador a Barraje UN 1,000 0,00% $ 75.000,00 $ 75.000,00 $ 75.000,00
15 Cable solar XL 4 mm SK4TC-5 solar Kabel ML 3,000 0,00% $ 4.718,00 $ 4.718,00 $ 14.154,00
60
16 Conector MC4 M UND 2,000 0,00% $ 4.677,00 $ 4.677,00 $ 9.354,00
17 Conector MC4 H UND 2,000 0,00% $ 5.497,00 $ 5.497,00 $ 10.994,00
18 Cable de Cu No.2 AWG 7 Hilos UND 5,000 0,00% $ 10.669,00 $ 10.669,00 $ 53.345,00
19 Conector 1 positivo 2 negativos UND 1,000 0,00% $ 1.000,00 $ 1.000,00 $ 1.000,00
20 Conector 2 positivo 1 negativos UN 1,000 0,00% $ 1.000,00 $ 1.000,00 $ 1.000,00
21 Cable Flexible No.6 AWG ML 1,000 0,00% $ 4.505,00 $ 4.505,00 $ 4.505,00
22 Cable de Cu No.8 AWG 7 Hilos ML 1,000 0,00% $ 2.910,00 $ 2.910,00 $ 2.910,00
23 Cable de Cu desnudo No. 8 AWG ML 3,000 0,00% $ 2.701,00 $ 2.701,00 $ 8.103,00
24 Varilla sólida de cobre de 5/8" X 2,40 m UN 1,000 0,00% $ 141.795,00 $ 141.795,00 $ 141.795,00
25 DPS 40 KA UN 1,000 0,00% $ 110.769,00 $ 110.769,00 $ 110.769,00
26 $ -
30 $ -
SUBTOTAL MATERIALES $ 15.573.289,50
EQUIPO Y HERRAMIENTAS
ITEM DESCRIPCION UND CANT REND/HR V/UNITARIO V/ITEM V/TOTAL
1 HERRAMIENTA MENOR % 0,03 $ 2.000.000,00 $ 60.000,00
2
SUBTOTAL EQUIPO Y HERRAMIENTAS $ 60.000,00
MANO DE OBRA
ITEM DESCRIPCCION PREST CANT REND V/UNITARIO V/ITEM V/TOTAL
1 HORA/Cuad. ELECTR/1 Tecn elect+1 Ayu (M) 1,00 $ 1.600.000,00 $ 1.600.000,00 $ 1.600.000,00
2 LOGISTICA PERSONAL TECNICO 1,00 $ 400.000,00 $ 400.000,00 $ 400.000,00
3
4
SUBTOTAL MANO DE OBRA $ 2.000.000,00
61
FACTOR TRANSPORTE
ITEM DESCRIPCCION PREST CANT REND V/UNITARIO V/ITEM V/TOTAL
0,17
SUBTOTAL TRANSPORTE $ -
SUBTOTAL COSTO DIRECTO $ 17.633.290,00
FACTOR TRANSPORTE 17% $ 2.657.659,22
ADMINISTRACION $ -
IMPREVISTOS $ -
UTILIDAD $ -
SUBTOTAL COSTOS INDIRECTOS $ -
PRECIO UNITARIO TOTAL $ 17.633.290,00
62
2.2 MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS Y USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA
En el marco del proyecto se contempló la realización de un manual de buenas prácticas, uso
racional y eficiente de la energía que permita el cuidado y buen funcionamiento de la instalación,
esto con el objetivo de garantizar la continuidad y el futuro funcionamiento de esta solución
energética asegurándose con esto la vida útil del proyecto.
Por otra parte, el manual tiene por objeto hacer posible que las comunidades adquieran una visión
general de lo que es su sistema solar fotovoltaico, asimilen los principios básicos del
funcionamiento y que sean conscientes del cuidado y mantenimiento de los equipos. El cual está
destinado a las comunidades indígenas Sikuani y Nasa del departamento del Meta que cuentan
con una instalación solar fotovoltaica producto de los proyectos de vivienda de interés prioritario
desarrollados por la secretaria de vivienda de este departamento.
63
2.3 SOCIALIZACIÓN DEL PROGRAMA DE ENERGIZACIÓN SOLUCIÓN
FOTOVOLTAICA
DIÁLOGO CON LOS INDÍGENAS
Luego de realizar el diseño del sistema solar fotovoltaico, el paso a seguir es que se trabaje de
manera conjunta por parte de la gobernación y las autoridades indígenas para coordinar una serie
de visitas a realizarse a las comunidades beneficiadas con las viviendas de interés prioritario. Esto
con el objetivo de socializar la propuesta del programa de energización a implementarse como plan
piloto en este tipo de viviendas.
Por esta razón se hace necesario buscar un medio que facilite un acercamiento a las comunidades
indígenas y de esta manera entender su punto de vista, opinión y apreciación sobre la solución
fotovoltaica planteada; todo lo anterior bajo la premisa de un desarrollo y diseño con un enfoque
diferencial.
Para tal fin en este trabajo se plantearon un grupo de diez preguntas para realizar a los habitantes
de las comunidades indígenas; esto como parte de la socialización de este proyecto y en el marco
de las reuniones, adicionalmente por medio del diálogo de saberes que se entablo con las
comunidades se buscó entender los diferentes puntos de vista y su concepción acerca de la
energía eléctrica, la tecnología y la interacción estos sistemas con medio ambiente.
El cuestionario presentado en la Figura 19 busca tener una visión amplia y compartida de cómo la
tecnología puede hacer que se aprovechen los recursos que ofrece el entorno sin tener
repercusiones ambientales que puedan dañar la armonía en la que viven las comunidades con la
naturaleza.
64
Figura 19 Encuesta de socialización programa piloto de energización VIP
Fuente: Elaboración Propia
65
RESULTADO MODELO ENCUESTA DE SOCIALIZACIÓN - ONDAS DEL CAFRE
1) De las siguientes opciones cual considera usted que es la mayor necesidad que tiene actualmente la comunidad.
2) ¿Conoce usted los sistemas solares fotovoltaicos o paneles solares?
3) ¿Considera que la instalación de un sistema de energía solar le brindaría bienestar a su comunidad?
4) ¿Estaría de acuerdo con la instalación de estos sistemas en su comunidad?
0
1
2
3
4
5
Educación Salud electricidad agua potable
0
5
10
si no
Conoce usted los sistemas solares fotovoltaicos
0
5
10
15
si no
La instalación de un sistema de energía solar le brindaría bienestar a su
comunidad?
66
5) ¿Cuál de los siguientes usos potenciales de la energía solar, considera el más adecuado para implementar en su comunidad?
6) ¿Cuál cree que sería el mayor uso o aprovechamiento que le daría la comunidad en sus actividades diarias a los sistemas solares?
7) ¿Considera usted que la energía eléctrica puede afectar su identidad cultural?
0
5
10
15
si no
Estaría de acuerdo con la instalación de estos sistemas en su comunidad
0
1
2
3
4
5
Iluminaciónnocturna
Dispositivoselectrónicos
Conservacionde alimentos
Educación Preparación dealimentos
cercaselectricas
Que usos potenciales de la energía solar, considera el más adecuado para implementar en su comunidad
0
1
2
3
Iluminación Educación Noticias einformación
Ayuda en lafinca
Conservaralmientos
TV Radio
0
2
4
6
8
si no No sabe / no contesta
La energía eléctrica puede afectar su identidad cultural
67
8) ¿Cree que tener iluminación en las noches podría cambiar sus hábitos de manera positiva?
9) ¿Le interesa aprender cómo funciona la energía solar fotovoltaica?
10) ¿Le gustaría saber cómo cuidar y mantener un sistema de energía solar en caso de que se instale en su comunidad?
0
5
10
15
SI no
La iluminación en las noches podría cambiar sus hábitos de manera positiva
Le interesa saber como funciona la energia solar fotovoltaica
si no
Le gustaría saber cómo cuidar y mantener un sistema de energía solar
si no
68
ACTA DE SOCIALIZACIÓN
Figura 20 Acta de socialización
69
3. ANÁLISIS DE RESULTADOS PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DE LA
PASANTÍA
En este documento se hace referencia a la información del censo poblacional indígena Tabla 6
Asentamientos Indígenas – Población objetivo por municipio página 17. No obstante, este no fue
un criterio concluyente al momento de realizar el diseño fotovoltaico para las viviendas de interés
prioritario; esto debido a que en la concepción de los grupos indígenas a los cuales va dirigido este
proyecto a las viviendas no se les concibe como una unidad de una sola familia.
El significado que estos grupos le dan al concepto de familia es distinto al que tenemos usualmente
preconcebido y va mucho más allá de un padre una madre e hijos, que es como habitualmente
pensaríamos que está organizado un grupo de vivienda unifamiliar. Su concepción es mucho más
amplia en cuanto a lazos familiares y de parentesco ya que ellos se identifican como clanes. En
otras palabras, el número de habitantes que puede llegar a existir en cada vivienda varía en gran
medida por lo cual al momento de realizar el diseño del sistema fotovoltaico estos datos
poblacionales no fueron relevantes.
Uno de los criterios que se tuvo al momento de iniciar el dimensionamiento del sistema fotovoltaico
fueron los diseños eléctricos del modelo de las viviendas de interés prioritario con el que se obtuvo
un inventario de los elementos eléctricos que podría contener dicha instalación al considerarse el
número de tomacorrientes, lámparas, bombillas y demás elementos presentes de la instalación.
Cada uno de los criterios que fueron planteados para el desarrollo de este proyecto son descritos
paso a paso en el punto desarrollo de la pasantía, donde se especifica entre otras cosas el plan
de trabajo y la metodología, de esta manera con base en la información recopilada y en la hoja de
ruta planteada se presenta como resultado el diseño del sistema fotovoltaico unitario para los dos
escenarios base del departamento.
En cuanto al diseño final en la Tabla 26 y Tabla 32 páginas 41 y 49 respectivamente. Donde el
cuadro de carga específica de manera diferenciada para cada elemento del sistema la potencia
unitaria, la potencia total, el número de horas de uso por elemento y la energía diaria. Y con base
en estos datos llevando la información de energía diaria total necesaria del sistema a la energía
mensual requerida para suplir la demanda proyectada se encuentra que el valor de energía
mensual demandada es de 66,63 KWh/mes.
Al comparar los resultados anteriores de la energía total del sistema, con la información de los
indicadores del servicio de energía eléctrica consultados en la página del sistema único de
información SUI Tabla 3 página 16. Que muestra el consolidado del consumo promedio mensual
rural de energía eléctrica para el año 2018 en los municipios de Mesetas y Puerto Gaitán
respectivamente, los resultados son los siguientes:
70
Tabla 39 Energía calculada SFV - Promedio mensual de energía consumida
Ubicación Energía calculada
sistema fotovoltaico (kWh/mes)
Promedio mensual de energía eléctrica consumida por suscriptor rural y estrato
(kWh/suscriptor)
1 2 3 4 5 6
Mesetas 66,63 51,6 70,2 120,5
Puerto Gaitán 66,63 82,5 143,4 249,7 300,5 168,3 214,1
Como se puede observar en la Tabla 39, para el caso del municipio de Mesetas la comunidad
indígena de Ondas del Cafre, puede ser caracterizada de manera acertada según su consumo
proyectado de energía entre un estrato socioeconómico 1 y 2. Esta comparación entre el promedio
de energía que se consume por los habitantes rurales del municipio y el consumo mensual de
energía al cual se dimensiono el sistema, permite corroborar uno de los objetivos de este proyecto
el cual es diseñar soluciones solares fotovoltaicas que garanticen el suministro de energía de
acuerdo con las necesidades de la población indígena.
Por otra parte, las comunidades de Puerto Gaitán no se pueden caracterizar con base en la
información reportada en el SUI referente a este indicador del servicio de energía eléctrica;
recordemos que estos indicadores son suministrados por la empresa comercializadora de energía
de cada zona. Por lo que la diferencia obtenida en los resultados para la energía proyectada
mensual en el diseño y la energía promedio mensual consumida era de esperarse al ser una zona
no interconectada, esto debido entre otras cosas a las particularidades del municipio de Puerto
Gaitán el cual es uno de los municipios de mayor área en el departamento del Meta, sumado a
esto la población indígena se encuentra totalmente dispersa. Para el caso de estudio, la comunidad
de Awaliba se ubica a más de 4 horas en automóvil de la cabecera urbana y carece de cualquier
tipo de acceso a un sistema de distribución de energía por lo que es muy poco probable que pueda
estar reseñada en las bases de datos de la empresa comercializadora de energía.
Luego de realizado el diseño del sistema solar fotovoltaico, se planteó un modelo de encuesta para
la socialización del proyecto entre la gobernación y las autoridades indígenas. El objetivo de estas
preguntas es buscar un medio que facilite un acercamiento entre las partes, para de esta manera
concertar y entender los diferentes puntos de vista, opiniones y apreciaciones de la solución
energética planteada. Teniendo siempre presente el enfoque diferencial que se buscó tener como
objetivo base a lo largo de este proyecto.
Sin embargo, nuestra experiencia en campo en cuanto a la socialización del modelo de encuesta
planteado para el programa piloto de energización en viviendas de interés prioritario no logro una
muestra significativa de la cual se pudiera hacer un análisis estadístico concluyente. Es relevante
nombrar que los resultados presentados de la encuesta en este documento son resultado de las
preguntas realizadas a 10 individuos durante las reuniones de concertación con la Gobernadora
indígena de Ondas del cafre, por lo que hacer algún comentario de esta muestra seria apresurado.
71
3.1 ALCANCES E IMPACTOS DE LA PASANTÍA
El presente proyecto incluye el diseño de una solución energética aislado en dos escenarios
geográficos que caracterizan el recurso solar del departamento del meta para sistemas de
generación fotovoltaica, el diseño está orientado para ser usado en las viviendas de interés
prioritario (VIP) de las comunidades indígenas en zonas rurales del departamento del meta, el
diseño eléctrico puede implementarse en viviendas rulares campesinas del departamento si
previamente se hace un estudio de carga y se encuentra que el sistema es adecuado.
La dificultad en el desplazamiento a las comunidades indígenas con el fin de contactar a las
comunidades hace que la socialización se vea limitada a comunidades específicas, el diseño
entregado comprende el dimensionamiento y la caracterización de los equipos para lo cual se
utilizaron equipos certificados de referencia para conocer eficiencias, vida útil y costos para la
puesta en marcha de la instalación, de manera que los costos pueden variar si se utilizan otros
equipos.
El manual de buenas prácticas y uso eficiente de la energía ofrece los lineamientos para que el
sistema tenga una vida útil elevada, el mal uso que pueda dársele y el no seguir las
recomendaciones indicadas conlleva a que la instalación se degrade y se reduzca su vida útil, por
esta razón es responsabilidad de los habitantes el no forzar el sistema por encima de las
especificaciones establecidas en la misma.
72
4. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA PASANTIA
● Presentar un diseño que cumpla con los requerimientos técnicos basados en aspectos
geográficos, meteorológicos y sociales, propios de la ubicación del proyecto y las
comunidades a las cuales va dirigida.
● Establecer los beneficios que pueda entregar el proyecto a las comunidades indígenas del
departamento del Meta. Fijando este proyecto como un programa piloto de energización en
zonas no interconectadas.
● Realizar un estudio de carga de una vivienda de interés prioritario de las comunidades
indígenas del departamento del Meta entregadas por la gobernación
● Diseño de una solución fotovoltaica para el suministro de energía a comunidades indígenas
del departamento del Meta.
● Realización de un manual de buenas prácticas para el cuidado, uso eficiente y mantenimiento
del sistema fotovoltaico.
● Proponer un presupuesto para la ejecución del proyecto piloto y el análisis de precios
unitarios del proyecto.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
● Existe viabilidad técnica para implantar soluciones fotovoltaicas en el departamento del Meta,
debido a las excelentes condiciones de radiación y a la homogeneidad de las condiciones
meteorológicas, el diseño presentado es una solución que aprovecha los recursos
disponibles y causa un mínimo impacto ambiental.
● Se encuentra que la zona denominada nororiental presenta picos de radiación solar mucho
más altos que la zona denominada cordillera. sin embargo, debido a que su perfil es
homogéneo también cuenta con los promedios más bajos de radiación, debido a esto es
necesario instalar más capacidad en los sistemas de captación de energía (capacidad en
paneles), conservando el resto del sistema igual.
● El cuadro de cargas de las comunidades indígenas fue discutido con la comunidad de Ondas
del cafre para llegar a un consenso de la potencia que se iba a instalar y los hábitos de
consumo que debían adaptarse para el cuidado del sistema, de la misma manera la
comunidad dio el visto bueno para que se implementara una solución de este tipo.
● Se cumple la labor de socializar el diseño de la solución fotovoltaica, lo cual es indispensable
para realizar soluciones de vivienda con las comunidades indígenas debido a la condición
especial en que ellos se encuentran con el fin de conservar sus tradiciones, impactar de
manera positiva y hacer que el conocimiento de las nuevas tecnológicas sostenibles y limpias
sea universal.
● Se recomienda socializar el proyecto con el resto de las comunidades, Por dificultades en el
contacto con las comunidades, la muestra no se considera representativa. sin embargo, la
gobernadora indígena dio visto bueno a la propuesta, se recomienda dar continuidad a las
encuestas y socialización del proyecto con las demás comunidades, de igual manera
hacerles saber que el cumplimiento de las recomendaciones del manual es obligatorio si se
quiere mantener el tiempo de vida útil del sistema.
73
6. REFERENCIAS
[1] COLOMBIA, CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 855, Artículo 1 (18, diciembre, 2003). Por la cual se definen las Zonas No Interconectadas. [En línea]. Diario oficial. 2003. No. 45405. 18, PAG. 43. Disponible en: http://www.secretariasenado.gov.co/senado/basedoc/ley_0855_2003.html
[2] CONPES, Consejo Nacional de Política Económica y Social República de Colombia Departamento Nacional de Planeación. Documento CONPES 3453: Esquemas de Gestión para la Prestación del Servicio de Energía Eléctrica en las Zonas No Interconectada. [En línea] Bogotá, diciembre de 2006. Disponible en:www.nuevalegislacion.com/files/susc/cdj/conc/conpes_3453.pdf [3] COLOMBIA, CONSTITUCIÓN POLITICA DE COLOMBIA, Capitulo 5 De la finalidad social del estado y de los servicios públicos [en línea] Diario oficial 1991 No. 116 de 20 de julio de 1991. Disponible en: http://www.secretariasenado.gov.co/senado/basedoc/constitucion_politica_1991.html [4] COLOMBIA, PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA. Decreto 1128 (11, abril, 2008). Por el cual se reglamenta el Fondo de Apoyo Financiero para la Energización de las Zonas No Interconectadas – FAZNI. [En línea]. Diario oficial. 2008. No. 46957, PAG. 16. Disponible en: http://www.suin-juriscol.gov.co/viewDocument.asp?id=1228564
[5] IDEAM. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia. Atlas Interactivo - Radiación IDEAM. (2014), Disponible en: http://atlas.ideam.gov.co/visorAtlasRadiacion.html
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