Proyecto de rr.nn ii est

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I. TITULO

Aprovechamiento de la radiación solar para la generación de energía eléctrica y su

implementación en viviendas urbanas en la provincia de Coronel Portillo.

II. OBJETIVO

II.1 OBJETIVO GENERAL

El objetivo general es la elaboración de un plan de aprovechamiento de la radiación solar - recurso natural renovable potencialmente olvidado, incentivando una adecuada gestión en la población de la provincia de coronel portillo a partir de la implementación en las viviendas de la zona mencionada.

II.2 OBJETIVO ESPECIFICO

Implementar un panel solar fotovoltaico para la captación de energía solar y poder obtener la potencia eléctrica en vatios.

Analizar la información sobre el voltaje e intensidad de la corriente eléctrica presente en las placas de los aparatos eléctricos, para determinar así el potencial eléctrico en vatios

Realizar encuestas en la población de la provincia de coronel portillo – distrito de yarinacocha, con la finalidad de encontrar la demanda energética de las vivienda de la zona.

Realizar visitas técnicas a la Estación Meteorológica de la Universidad Nacional de Ucayali, para obtener información sobre las horas de radiación solar en la provincia de coronel portillo

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GESTION DE RECURSOS NATURALES II

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III. REVISION LITERARIA

3.1 La energía solar: alternativa energética

La energía solar, como bien dice su nombre, proviene del sol, astro que nos ha iluminado por más de cinco mil millones de años, y además es la principal fuente natural de energía que ha utilizado el hombre desde tiempos más remotos.

La tierra recibe 174 petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmosfera. Aproximadamente el 53% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos y las masas terrestres.

Las fuentes de energía de origen renovables son descentralizadas, limpias e inagotables, las cuales en la actualidad están adquiriendo cada vez mayor presencia e importancia en nuestra sociedad. A ciencia cierta la energía es imprescindible y garantiza nuestro progreso y bienestar social, pero su uso indiscriminado tiene repercusiones ambientales indeseables.

A partir de estos fenómenos clasificar a la radiación solar en:

Radiación directa.- Es la proveniente del disco solar sin sufrir variaciones en su dirección original, se caracteriza porque produce sombra y puede concentrarse mediante lentes o redirigirse por medio de espejos.

Radiación difusa.- Es la proveniente de cualquier dirección de la atmosfera exceptuando el disco solar, no produce sombras ni puede enfocarse con instrumentos ópticos.

A la suma de ambas se le conoce como radiación global. La distribución de la radiación entre directa y difusa depende de las condiciones de la atmosfera. En días muy claros, la radiación directa puede llegar a ser del 85%, mientras que en días cubiertos la radiación difusa supone el 100% de la radiación global.

3.2 Efectos de la radiación al incidir sobre los materiales

Cuando la radiación llega a un material, se producen tres efectos:

Absorción.- el material absorbe la radiación, específicamente se da por presencia de los gases atmosféricos.


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Reflexión.- el material rechaza y devuelve la radiación, se da principalmente por las nubes presentes. Esto hace que una parte de la radiación solar incidente sea devuelta al espacio exterior.

Refracción.- la radiación traspasa el material, pudiendo variar su dirección según el ángulo de incidencia. Si la radiación incide perpendicularmente al material, esta no variara su dirección. Desde otra perspectiva al ingresar la radiación solar a la atmosfera esta choca con las moléculas de aire y del aerosol y de esta manera son dispersadas en diferentes direcciones, de tal manera que una parte puede ser desviada y dirigida nuevamente al espacio exterior.

3.3 Influencia del ángulo de incidencia

El ángulo de incidencia es el formado por la normal a la superficie y la dirección de propagación de la radiación solar. Este ángulo influye en dos aspectos:

La radiación solar es menos intensa cuando el ángulo de incidencia es mayor. Al mediodía, cuando los rayos solares caen perpendicularmente a la superficie terrestre (su ángulo de incidencia es nulo) son más intensos que al atardecer (anulo de incidencia máximo).

3.4 La constante solar

Desde el punto de vista energético, la masa solar que por segundo irradia al espacio en forma de partículas de alta energía y de la radiación electromagnética es aproximadamente de 5,6*1035 GeV y de ella, la tierra recibe en el exterior de su atmosfera un total de 1,353 KW/m2, que se conoce como constante solar y cuyo valor fluctúa en un +- 3% debido a la variación periódica de la distancia a la tierra y el sol.

La atmósfera y la superficie terrestre se encuentran a temperaturas medias distintas y, por lo tanto, también radían energía; así, la longitud de onda de la radiación solar está comprendida entre, 0,05 μm y 4 μm, mientras que la radiación terrestre lo está entre 3 μm y 80 μm, es decir, se trata de emisiones de onda larga.

Los 1,73+1014 KW de radiación solar que inciden sobre la tierra, se reparten en la siguiente forma:

o Radiación solar reflejada por la atmosfera hacia el espacio exterior, 30% o 0.52*1014 KW.


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o Radiación solar que se utiliza en calentar la atmosfera, 47% o 0.80*1014

KW.

o Radiación solar que se utiliza en la evaporación de los océanos, 23% o 0.40*1014 KW.

o Radiación solar que se utiliza en generar perturbaciones atmosféricas, como el viento (energía mecánica), 0,0037*1014 KW.

o Radiación solar utilizada en la fotosíntesis, 0,000410*1014 KW

De todo lo anterior, sólo el 47% de la energía solar incidente alcanza la superficie terrestre, de forma que el 31% lo hace directamente y el otro 16% después de ser difundida por el polvo, vapor de agua y moléculas de aire. El 53% de la energía restante no alcanza la superficie de la Tierra, ya que un 2% es absorbida por la estratosfera, principalmente por el ozono, el 15% por la troposfera, (agua, ozono y nubes), en total 2 + 15 = 17% y por otra parte, un 23% es reflejada por las nubes, un 7% es reflejada por el suelo y el 6% restante corresponde a aquella energía difundida por la atmósfera que se dirige hacia el cielo.

3.5 Distribución espectral de la radiación solar

El Sol se puede considerar como un gigantesco reactor de fusión nuclear, constituido por diferentes gases que se encuentran retenidos en el mismo por fuerzas gravitatorias. La energía en forma de radiación electromagnética, resultado de las reacciones de fusión que tienen lugar en él,


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fundamentalmente en el núcleo, debe ser transferida a la superficie exterior para, desde allí, ser radiada al espacio; en este proceso de transferencia aparecen fenómenos convectivos y radiactivos así como sucesivas capas de gases, dando lugar a un espectro de emisión continuo.

Además emite radiación en toda gama del espectro electromagnético, desde los rayos gamma, hasta las ondas de radio. Sin embargo, para los fines del aprovechamiento de su energía, solo es importante la llamada radiación térmica que incluye solo el ultravioleta (UV), la radiación visible (VIS) y la infrarroja (IR).

Todos los cuerpos emiten cierta cantidad de radiación en virtud de su temperatura. A mayor temperatura ocurren dos cambios en la radiación emitida:

La intensidad de la emisión es mayor, refiriéndose a, un mayor número de watts por metro cuadrado abandonan el cuerpo. El color o tipo de radiación cambia hacia una menor longitud de onda, esto es, del IR al VIS y al UV, a medida que aumenta la temperatura.

3.6 La radiación solar en el Perú

El Perú se ha considerado entre los 6 países con mayor incidencia de energía solar en el planeta. Al encontrarse entre el paralelo 0° 08’ latitud norte y 18° 13’ latitud sur, dentro de los trópico, dispone de energía solar con poca variación anual, en comparación con latitudes medias y altas.

Los valores extremos de radiación solar, son en promedio de 340 y 150 W/m2 durante los meses de verano e invierno, respectivamente. Esta variación se atribuye al hecho en que estas latitudes los rayos solares son casi perpendiculares a la superficie terrestre durante todo el año, dando lugar a una máxima incidencia de la radiación solar por unidad de área y tiempo.La energía solar es el recurso energético con mayor disponibilidad en casi todo el Perú. En la gran mayoría de localidades del Perú, la disponibilidad de la energía solar es bastante grande y bastante uniforme durante todo el año, comparando con otros países, lo que hace atractivo su uso en todo el país. En términos generales, se dispone, en promedio anual, de 4 – 5 kWh/m2 día en la costa y en la selva de 5 – 6 kWh/ m2 día, aumentando de norte a sur. Esto implica que la energía solar incidente en pocos metros cuadrados es, en principios, suficiente para satisfacer las necesidades energéticas de una familia.

La presencia de la atmosfera reduce considerablemente la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra, puesto que la atmosfera, en función a


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sus constituyentes gaseosos y aerosoles presentes en ella, tiene la capacidad de absorber, dispersar y reflejar la radiación solar.

La intensidad y cantidad de radiación solar incidente sobre la superficie es también controlada por la clase y cantidad de nubes presentes durante el día, y aquellas predominantes durante el año. En la costa peruana, específicamente en pisco – Ica y costa norte, el cielo está despejado casi todo el año permitiendo una mayor incidencia de radiación sola. En el resto de la costa baja, la radiación solar incidente aumenta marcadamente de invierno a verano por efectos estacionales y la disminución de la nubosidad. En la sierra ceja de selva, la nubosidad es mínima o nula en el invierno y la cantidad de vapor de agua es muy pequeña. Las nubes predominantes en la sierra y selva son de corta vida durante el verano, lo cual no disminuye mucho la radiación incidente sobre la superficie.

3.7 Radiación solar en la región de Ucayali

Los datos sobre radiación solar en la ciudad de Pucallpa, se obtendrán de la estación meteorológica agrícola principal de la universidad nacional de Ucayali.


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Fuente: Elaboración propia – Brillo Solar 2012

Fuente: Elaboración propia – Brillo solar 20123.8 Cantidad de radiación solar

Antes de aprovechar la energía solar en una localidad (ciudad de Pucallpa) es muy importante conocer la cantidad de radiación solar en aquel lugar. Para cual realizaremos una visita a la estación meteorológica. La cantidad de radiación solar lo encontraremos mediante la evaluación del instrumento encargado de la medición de la radiación solar, el cual pasaremos a describir a continuación:

Instrumento de medición de radiación solar.- Los heliógrafos sirven para medir la duración de la luz solar, que se puede definir como el intervalo de tiempo durante el cual se ve el disco solar y determinan los períodos del día durante los cuales la intensidad de la radiación directa es superior a un cierto umbral, que está reconocido a nivel mundial y vale 120 W/m2.


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Calculo de las horas de insolación

Al retirar la banda, puede efectuarse en seguida el cálculo de las horas de insolación. Principalmente, hay que considerar no solamente como insolación las quemadas fuertes que cortaron por completo la banda, sino también aquellas quemadas débiles de color marrón cuya quemada no ha traspasado la banda. Las quemadas fuertes y quemadas débiles de color marrón pueden presentarse en una trayectoria más o menos larga y la apreciación para cada hora es bastante fácil, ya que la banda esta graduada para cada 0.5 horas y la estimación en decimas de horas puede efectuarse adecuadamente.

Además pueden presentarse quemadas fuertes o débiles en forma de puntitos las cuales hay que calcular cada uno como 0.1 horas de insolación. Si en una hora presentan hasta 4 puntitos, entonces, se considera la insolación como 4*0.1= 0.4 horas. Pero si hay más de 4 puntitos, entonces se considera siempre como máximo 0.4 horas.

Como tabla auxiliar del cálculo se usa la forma SMC-MET-0.32-A-53, en la cual se anota para cada día para cada hora la insolación horaria calculada por medio de la banda. Es decir, la insolación registrada entre las 5 - 6 horas, 6 – 7 horas, se anota en las casillas respectivas en decimos de horas. Se entiende que el valor máximo correspondiente no puede exceder a 1.0 horas. Finalizada el cálculo horario, se le suma horizontalmente, para obtener la insolación del día. El valor de esta última, se anota también en la casilla correspondiente de la libreta de observación

Estimación de la radiación en un día despejado

La atmosfera ejerce un efecto de redistribución de la radiación que recibe del sol. Por ejemplo, en un día muy despejado, una parte relativamente pequeña se convierte en radiación difusa, mientras que la mayor parte permanece como directa. La radiación difusa, en un día despejado, es la que proviene del cielo azul. En cambio, en un día nublado, la redistribución de la radiación es mucho más notable. Las nubes densas tienen un albedo (fracción de energía reflejada) muy alto, lo cual hace que, en un día densamente nublado, una gran parte de la radiación solar se refleja al espacio exterior. Además, la energía que logra pasar a través de las nubes, es únicamente radiación difusa.

Para la estimación de radiación utilizaremos el que se conoce como modelo de hotel (1976). Este modelo expresa la transmitancia atmosférica, en función del ángulo cenital (mayor transmitania en dirección vertical, menor hacia el horizontal), de la altura sobre el nivel del mar (mayor transmitancia a mayor altura) y el tipo de clima. El modelo de hotel es de la forma:


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En donde a0, a1 y k son parámetros ajustados empíricamente. Para el cálculo de estas cantidades, que viene siendo la corrección por altura y tipo de clima, se usan las ecuaciones:

Donde A es la altura sobre el nivel del mar, en kilómetros. Los valores de las diversas r están dados en la tabla que a continuación se presentara, para diversos tipos de clima.

Factores de corrección para algunos tipos de climasTipo de clima ro r1 r2

Tropical 0.95 0.98 1.02Verano, lat. media

0.97 0.99 1.02

Verano, sub ártico

0.99 0.99 1.01

Invierno, lat. media

1.03 1.01 1.00

3.9 Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica consiste en la obtención de electricidad directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada célula solar de película fina.

Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribución.

Los rendimientos típicos de una célula fotovoltaica de silicio policristalino oscilan entre el 14% - 20%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15% - 21%. Los más altos se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que puede alcanzar un 70% de rendimiento en la transferencia de energía solar a térmica).


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El autoconsumo fotovoltaico consiste en la producción individual a pequeña escala de electricidad para el propio consumo, a través de los paneles solares.

3.10 Energía solar térmica

Los sistemas foto térmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías:

Colectores de baja temperatura. Proveen calor útil a temperaturas menores de 65 °C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de agua para baño y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor de 60 °C, por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc.

Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300 °C. En esta categoría se tiene a los concentradores estacionarios y a los canales parabólicos, todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación.

Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canal parabólico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturas superiores a los 500 °C y se usan para generar electricidad (electricidad termo solar) y transmitirla a la red eléctrica; en algunos países estos sistemas son operados por productores independientes y se instalan en regiones donde las posibilidades de días nublados son remotas o escasas.

IV. METODOLOGIA

El plan de aprovechamiento de la radiación solar para la generación de energía eléctrica y su implementación en viviendas en la ciudad de Pucallpa constara de diversas actividades.


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Primero se realizara una visita técnica a la estación agrícola principal meteorológico de la universidad nacional de Ucayali, para recopilar información secundaria sobre el brillo solar en la provincia de coronel portillo (horas sol diario), el cual nos será de vital importancia para la elaboración de nuestro plan de aprovechamiento. Para esta actividad nos centraremos en el instrumento encargado de realizar mediciones de horas sol al día, el heliógrafo. Además se elaborara un modelo de encuesta, el cual estará basado sobre los aparatos eléctricos presentes en las viviendas y las horas de utilización de los mismos, las encuestas serán realizados en las zonas urbanas de la provincia de coronel Portillo in situ llevado a cabo por los estudiantes encargados del plan de aprovechamiento.

Recopilado toda la información relacionado al tema, realizaremos la evaluación respectiva de la información obtenida, entre ellos, las respectivas anotaciones en los registros de brillo solar en la provincia de coronel Portillo y el análisis de los resultados derivados de las encuestas realizadas.

Continuando con las actividades a realizar, se iniciara el proceso de la captación de la radiación solar específicamente la radiación directa, (la cual en la ciudad de Pucallpa es el de mayor porcentaje, debido a la escaza presencia de nubosidad), mediante un equipo de panel solar, para lo cual lo instalaremos en una zona en donde se pueda realizar las mediciones de insolación sin interrupción alguna, dentro de las posibles opciones está la vivienda de un compañero de universidad.

Finalmente como una de las últimas actividades del proyecto de investigación, se realizara la evaluación económica con finalidad de comparar costos, para así determinar si la implementación de esta tecnología en las viviendas, es viable económicamente. Para lo cual realizaremos cálculos sobre el potencial energético de cada aparato eléctrico y así conocer la demanda energética de las viviendas, el mismo que será multiplicado por el precio por consumo de energía, obteniendo la facturación mensual del mismo.


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V. DIAGNOSTICO

V.1 Las energías renovables en el mundo

Las energías renovables a nivel mundial representan el 18% de la generación eléctrica (la mayoría de esta participación considera las energías hidráulica y eólica) mientras que, la contribución al suministro térmico de las renovables es de un 24%. La participación de las energías fotovoltaicas, solar, eólica y la bioenergía ha crecido rápidamente en los últimos años.

Mundialmente, la capacidad de generación a través de las celdas fotovoltaicas es de alrededor de 6000 MW, instalada principalmente en Alemania, Japón y Estados Unidos de América.

Dentro de las energías renovables, la biomasa es la fuente que contribuye en mayor medida a la producción de energía primaria aunque solamente el 7% es usado para generar electricidad, alrededor de 239,000.000 MWh.

5.2 La energía solar en el Perú

Considerando la capacidad energética del sol, la cual perdurara durante millones de años, así como la privilegiada ubicación de Perú en el globo terráqueo, la cual permite que el territorio nacional destaque en el mapa


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mundial de territorios con mayor promedio de radiación solar anual, con índices que van de los 4.5 a 5 KWh/m2 por día, resulta fundamental la adopción de políticas que fomenten el aprovechamiento sustentables de la energía solar en nuestro país.

Mapa mundial de radiación solar anual promedio (KWh/m2)

La bajada de costes en los sistemas fotovoltaicos y ampliación de la demanda ha significado un rápido crecimiento del mercado mundial fotovoltaico, pasando de 1 MW en el año 1978 a 57 MW, aproximadamente, en la década de los noventa. En España, la potencia instalada en el año 2000 era de 12.1 MW, que significa una producción eléctrica de 21.7 GMW. Los principales campos


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de aplicación se encuentran en la electrificación de edificios aislados, domésticos o agrícolas y en los sistemas de bombeo.

Su difusión está limitada por razones económicas 500.000 m2 de paneles equivalen a una potencia instalada de 30 MW. No es una energía competitiva a gran escala en los países instalados a gran escala en los países desarrollados, pero sus resultados son muy interesantes en los países en desarrollo.

VI. ANALISIS DEL TEMA

A partir de los años 70 el mundo se empezó a preocupar por el ambiente en el que subsistía, dentro de ellos los diversos problemas ambientales y los posteriores efectos que cada vez se hacían más repetitivos ocasionados por las emisiones de contaminantes hacia la atmosfera producto de las diversas actividades industriales, por lo cual se empezaron a tomar medidas preventivas como: las cumbres internacionales en los cuales se realizan acuerdos para mejorar la calidad de vida de la población mediante la creación de políticas ambientales. Ya en los años 90 se empezaron a escuchar conceptos de ambiente limpio, tecnología limpias y en la actualidad la utilización de las energías renovables para subsanar la crisis de los combustibles fósiles se están aplicando con mayor énfasis en el mundo.

El aprovechamiento de la energía solar en el mundo en el último siglo se ha ido incrementando en el continente europeo, precisamente en los países de España y Alemania que en el 2012 produjeron más de 20 % de energías renovables en su matriz energética para la producción de energía eléctrica. En el Perú se viene impartiendo el concepto de tecnologías limpias y en el año 2013 se crearon torres solares en la ciudad de Arequipa y Tacna generando 22 TW, así como la compra de paneles solares para ciudades como Puno y Cerro de Pasco, debido a que estas ciudades se encuentran a una altitud aproximadamente entre los 3500 y 4300 msnm y por ende la incidencia de la radiación solar es mucho mayor.

Basándonos en los antecedentes ambientales que vienen ocurriendo en la actualidad en el plan ¨Aprovechamiento de la radiación solar para la


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generación de energía eléctrica y su implementación en viviendas en la provincia de coronel Portillo”, busca satisfacer las necesidades humanas y ambientales de nuestro entorno llevando electricidad a los ambientes urbanos en la ciudad de Pucallpa con tecnología limpia proveniente del sol, para que así la población pucallpina pueda satisfacer sus necesidades básicas y así pueda desarrollarse, con pensamientos permaculturales, creando un ciclo continuo económicamente viable y ambientalmente amigable.

VII. PROPUESTA DEL PLAN DE APROVECHAMIENTO

El plan “Aprovechamiento de la radiación solar para la generación de la energía eléctrica y su implementación en las vivienda en la ciudad de Pucallpa” por tal motivo como equipo encargado de realizar del plan buscamos realizar un adecuado manejo de una recurso natural renovable como es la radiación solar, el cual en la región Ucayali - provincia de coronel portillo no se está dando un adecuado aprovechamiento, disipando un importante recurso natural, el cual en los años próximos satisfacer la demanda energética de las viviendas urbanas, no solo en la ciudad de Pucallpa si no en todo el Perú.

A continuación se detallara la propuesta del plan de aprovechamiento:

Para iniciar con el proyecto de investigación, implementaremos un panel solar en la vivienda de un compañero de estudios ubicado en el distrito de yarina con la finalidad de captar la radiación solar durante 7 días y un periodo de tiempo de 12 horas y así obtener información acerca de la eficiencia y de la producción energética de los paneles solares, el cual nos servirá como dato importante al momento de hacer extensivo el proyecto. Además realizaremos visitas consecutivas a la estación meteorológica de la universidad, para obtener data acerca de las horas sol al día por medio del heliógrafo. Los datos obtenidos serán anotados en una libreta de campo para así acelerar el procesamiento de información por parte del equipo.


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Obtenido la información necesaria mencionada líneas arriba, realizaremos los cálculos necesarios, para así de acuerdo a la demanda energética de una vivienda normal, y así cumplir con nuestro objetivo general del plan en mención generar energía eléctrica a partir de fuentes renovables de energía y así satisfacer las necesidades de electrificación en viviendas de la provincia de coronel portillo y lo más importante aprovechando y valorando un recurso natural renovable el cual lo tenemos a nuestro alcance y no lo estamos dando la debida importancia, además debemos considerar que la generación de impactos negativos al ambiente por parte de este tipo de tecnología limpia es mínima.

7.1 Análisis de la demanda de energía en las viviendas

Para poder abastecer la demanda de energía en una vivienda es imprescindible identificar en que forma es consumida la energía, por tanto Empezar a utilizar energía solar es una gran responsabilidad, sin embargo, como punto de partida realizaremos cálculos sobre la demanda energética de una vivienda normal mencionada con anterioridad.

Para iniciar anotaremos detalladamente la cantidad de aparatos electrónicos incluyendo los de iluminación, los cuales utilizamos diariamente, además de la cantidad de horas al día que se utilizan. Los cálculos se deben de realizar detalladamente.

7.2 Procedimiento del cálculo.-

Identificar el consumo total por mes de una vivienda en unidades de kilovatio – horas. Lo obtendremos mediante operaciones matemáticas. El mismo que explicaremos detalladamente más adelantes.

Para esta alternativa realizaremos una inspección de los aparatos electrónicos básicos en una vivienda normal, considerada así por el equipo conformado. Los datos más importantes a obtener son la tensión de corriente (V) y la intensidad de corriente (A), el cual encontraremos en las placas de cada equipo electrónico, esto con la finalidad de hallar la potencia (W).

Continuando el dato obtenido lo multiplicaremos por la cantidad de horas utilizadas al día, dando como resultado la energía diaria demandada (watts/hora), para obtener la energía demandada al mes solo tendremos que multiplicar la resultado obtenido por 30 (watts hora – mes).

GESTION DE RECURSOS NATURALES IIDONDE:

P: potencia (W)

V: tensión (V)

I: corriente (A)

P = I * V

IR

V

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7.3 EVALUACION ECONOMICA Y AMBIENTAL DEL PLAN DE APROVECHAMIENTO

EVALUACION ECOMOMICA

Respecto a la evaluación económica, este consistirá en realizar comparaciones de costos sobre el consumo de energía eléctrica en las viviendas de la provincia de coronel portillo. Dentro del cual se realizaran cálculos para saber la potencia eléctrica consumida por una vivienda, el mismo que será multiplicado por el precio de la energía consumida, el cual encontramos en los recibos de consumo eléctrico proporcionado por la estación Electro Ucayali.

Respecto a los paneles solares fotovoltaicos, se han realizaron consultas sobre los precios de venta en la empresa técnica de electrónica ubicada en el Jr. Tarapacá 940. Los paneles solares fotovoltaicos pueden ser adquiridos de dos maneras: una comprando los materiales por separado y la otra adquiriendo un equipo completo. Por tanto la forma más práctica, es el de adquirir un paquete completo, debido a que el costo de adquision es menor con respecto a comprar los materiales por separado.

El precio del equipo completo del panel solar fotovoltaico es de S/. 2570.00 nuevos soles con una garantía de 01 año (sin considerar la mano de obra por instalación), el cual a diferencia, de realizarse la adquision del panel por separado, solo por mencionar el precio de este equipo oscilaría entre S/. 2450.00 a S/. 2500.00 nuevos soles. Ahora considerando el servicio de instalación del panel solar y el de las líneas de conexión en las instalaciones de la vivienda el precio ascendería a S/. 3000.00 nuevos soles. El equipo completo de instalación cuenta con los siguientes materiales:

o 1 Inversoro 1 Batería o Juego de cableso 1Panel solar de 85 vatios


DONDE:

P: potencia (W)

V: tensión (V)

I: corriente (A)

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o 1 Controlador

COMPARACIÓN DE COSTOS (ELECTRO UCAYALI VS PANEL SOLAR 85 VATIOS)

Para realizar una adecuada comparación de costos, es necesario tener en cuenta la potencia eléctrica de los equipos electrónicos comunes presentes en las viviendas de la provincia de coronel portillo. Los mismos que serán detallados a continuación:

o TV 80 wattso Radio 59 wattso Refrigerador 270 wattso Luminarias 11 wattso Ventiladores 70 wattso transformador wattso Campana aireación 90 wattso Otros 300 watts

De acuerdo a las encuestas realizadas a 31 viviendas del distrito de yarinacocha, provincia de coronel portillo, se obtuvieron resultados los cuales nos serán de gran utilidad para encontrar la demanda energética de una vivienda y el precio por el consumo de la energía eléctrica. Los datos obtenidos serán visualizados mediante la elaboración de un cuadro en los anexos del plan de aprovechamiento.

CONSUMO ENERGÉTICO DE UNA VIVIENDA CON APARATOS ELECTRONICOS BASICOS - FACTURACION MENSUAL

De acuerdo a resultados obtenidos la demanda energética de una vivienda normal es de 11.25 Kwh. Luego para obtener el consumo mensual aproximado de energía multiplicamos la demanda energética diaria de una vivienda por treinta días, obteniendo un resultado de 337.5 Kwh (energía demandada por una vivienda al mes).

Ahora, respecto al precio por la energía consumida mensualmente por una vivienda, considerando una tarifa de S/. 0.35 por Kwh de energía demandada, el precio generado es de S/. 117.95 nuevos soles (resultado producto de la multiplicación de la demanda energética mensual por la tarifa). Por ultimo para


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determinar la facturación mensual multiplicaremos el resultado obtenido por el IGV (19%).

(S/. 117.95 x 0,19) + 117.95 = S/. 140.4 nuevos soles

Considerando que el costo por panel solar fotovoltaico es de S/. 3000.00 nuevos soles, con una duración de 05 – 10 años dato proporcionado por la empresa técnica de electrónica, la instalación de paneles solares fotovoltaicos para suministrar energía eléctrica a partir de la generación mediante los paneles solares es viable a largo plazo. Por tanto efectuando los datos a largo plazo (60 meses), considerando la facturación por mes de consumo de energía eléctrica es de S/. 140.4, el resultado es el siguiente:

S/. 140.4 x 60 meses = 8424.00 nuevos soles

Esto significa que en un promedio de 5 años de utilizar paneles solares fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica y su posterior suministro en las instalaciones de la vivienda, se obtendrá un beneficio de 5424.00 nuevos soles. Además se debe considerar que en aproximadamente 22 meses de implementado un panel solar en la vivienda, se recuperara la inversión en la adquision del equipo.

VIII. CONCLUSION

- Mediante las mediciones periódicas realizadas mediante un panel solar fotovoltaico, en las instalaciones de la vivienda de un integrante perteneciente al equipo encargado de la elaboración del plan, durante una semana en un periodo de 12 horas, en la ciudad de Pucallpa se pudo verificar que la captación de energía por la radiación solar es de 17 %


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los mismos que pueden ser utilizados mediante la generación de energía eléctrica para su implementación en las viviendas.

- Se realizó visitas a la estación meteorológica de la universidad nacional de Ucayali obteniendo información del instrumento de medición del brillo solar acerca de las horas sol en la ciudad de Pucallpa encontrándose mediciones máximas de brillo solar en el año 2012, en el mes de agosto de hasta 242.1 horas, los cuales son de gran utilidad para saber si esta tecnología de los paneles solares puede ser viables.

La potencia eléctrica obtenida por la captación de la radiación solar en la provincia de coronel portillo es de 18.5 vatios

IX. RECOMENDACIÓN

- Los paneles solares fotovoltaicos solo pueden convertir el 17 % de la radiación solar que se puede captar, utilizar paneles híbridos puede mejorar los 4.5 - 5 Kwh, los cuales podemos confirmar de acuerdo a diferentes referencias bibliográficas.

- Para mayor eficiencia en la captación de la radiación solar para su posterior transformación depende mucho del ángulo de inclinación en el que se encuentra el panel solar fotovoltaico, por tanto en la estación de invierno el ángulo de inclinación adecuado es de 60° y un ángulo de inclinación de 45° para la estación de invierno.

- Respecto a las instalaciones eléctricas realizadas en las viviendas por la empresa de servicios son las convencionales, por tanto dentro de las recomendaciones planteamos que las mismas sean instalaciones mixtas, ya que con este tipo instalaciones se aprovechan la energía generada por los paneles solares fotovoltaicos, reduciendo significativamente los gastos por consumo de energía eléctrica.

X. BIBLIOGRAFIA


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Documentos pdf: Radiación solar en el Perú Atlas solar del PerúCálculos en la captación de la radiación solarGuía de curso intensivo sobre energía solarEnergía solar para viviendas urbanasGuía de radiación solar y su aplicación en el campo de electrificación urbanaManual de energía solar fotovoltaicaPrograma de energías renovables Guía sobre paneles solares fotovoltaicos

Páginas de internetCalculo de la cantidad de paneles y baterías para la instalación en una viviendaCalculo de la demanda energética en una vivienda


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XI. ANEXOS

Universidad Nacional de Ucayali Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental

Encuesta

Proyecto: “Aprovechamiento de la radiación solar para la generación de energía eléctrica y su implementación en viviendas mediante instalaciones mixtas en la provincia de Coronel Portillo”

1.- Datos Personales:

1.1 Apellidos y Nombres:1.2 Número de DNI:1.3 Lugar:

2. Aparatos Electrónicos básicos en las viviendas:

2.1 cuenta su familia con los siguientes aparatos electrónicos:

Ítems Respuestas obtenidasElectrodoméstic

osSi No Horas de uso

al díaTelevisorRadio grabadoraDVDVentiladorLámparasRefrigeradora

Firma del encuestado


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Cuadro N° 02.- Demanda energética diaria de una vivienda


DEMANDA ENERGÉTICA DIARIA DE UNA VIVIENDAARTEFACTO POTENCIA CANTIDAD HORAS USO TOTAL DE Kwh

Licuadora 300 1 0.05 0.015Arrocera 900 1 0.75 0.675Microondas 750 1 0.50 0.375Waflera 640 1 0.20 0.128Refrigerador 250 1 12 3.000Ventilador 70 3 3 0.210Televisor 85 1 5 0.425Deco internet 300 1 6 1.800Impresora 150 1 0.05 0.075Monitor 60 1 6 0.360CPU 90 1 6 0.540Estabilizador 170 1 6 1.020Teléfono 25 1 24 0.600Luminaria 27 6 5 0.810Lavadora 270 1 3 0.810Extractor 170 1 0.30 0.051Transformador celular

10 4 1.5 0.060

Plancha 1000 1 0.30 0.30011,25

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Mediciones de la Corriente (V) – Panel Solar Fotovoltaico


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Brillo solar en Ucayali - Estación Meteorológica Bandas quemadas por

heliógrafo

Heliógrafo Centro Meteorológico - UNU


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