ESTUDIO TECNICO NORMATIVO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO EN LA ESTACIÓN DE SERVICIO SAN ANTONIO DE LA CIUDAD DE SUCRE

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 1 1.1. ANTECEDENTES 1 1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2 1.3. JUSTIFICACIÓN 3 1.3.1. Justificación técnica 3 1.3.2. Justificación económica 3 1.3.3. Justificación social 3 1.4. METODOLOGÍA 4 1.4.1. Métodos 4 1.4.2. Técnicas 5 1.4.3. Instrumentos 5 1.5. OBJETIVOS 6 1.5.1. OBJETIVO GENERAL 6 1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 6 CAPÍTULO II: DESARROLLO 7 2.1. MARCO TEÓRICO. 7 2.1.1. Estaciones de Servicio 7 2.1.2. Partes de una Estación de Servicio 7 2.1.2.1. Tanque de almacenamiento de gasolina 7 2.1.2.2. Medidor de Flujo. 8 2.1.2.3. Surtidor 8 2.1.2.4. Boquerel 8 2.1.2.5. Islas 8 2.1.3. Marco Normativo 10 2.1.3.1. Decreto Supremo 24721 10 2.1.3.2. Decreto Supremo 4477 de 24 de marzo de 2021 10 2.1.4. Marco Legal 11 2.1.4.1. Ley No 3058, de 17 de mayo de 2005, ley de hidrocarburos 11 2.1.4.2. Ley No 1604, ley de 21 de diciembre de 1994, ley de electricidad. 12 2.1.4.3. Ley No 1333 del del 27 de abril 1992, ley del medio ambiente 12 2.1.4.4. Ley del monopolio en Bolivia 12 2.1.5. Energía solar 13 2.1.6. Radiación Solar 13 2.1.7. Sistema Fotovoltaico 14 2.1.8. Componentes de un sistema fotovoltaico 15 2.1.9. Descripción del proceso de generación de energía en un sistema fotovoltaico 16 2.1.10. Tipos de Sistemas Fotovoltaicos. 17 2.1.11. Pasos para seleccionar el tamaño de un sistema fotovoltaico 19 2.2. MARCO CONTEXTUAL 22 2.2.1. Información general de la Estación de Servicio San Antonio. 22 2.2.2. Ubicación 22 2.2.3. Detalles de la Distribución de ambientes en la Estación de Servicio San Antonio 23 2.2.4. Descripción de operaciones de la Estación servicio san Antonio 23 2.2.5. Situación Actual del Suministro de Energía Eléctrica en la estación de servicio San Antonio 24 2.2.6. Superficie disponible para la instalación de los paneles solares 25 2.2.7. Diagnostico 26 2.3. INFORMACIÓN Y DATOS OBTENIDOS 26 2.3.1. Datos obtenidos para el trabajo de investigación 26 2.3.2. Selección del tipo del sistema fotovoltaico 27 2.3.3. Dimensionamiento del sistema fotovoltaico interconectado a la red 28 2.3.3.1. Cálculo de Consumo de energía eléctrica diario en estación San Antonio para el medidor General 2 28 2.3.3.2. Dimensionamiento de los paneles solares 29 2.3.3.3. Tiempo de potencia nominal (horas sol pico) 30 2.3.3.4. Potencia nominal de los paneles solares 30 2.3.3.5. Cálculo del número de paneles 31 2.3.3.6. Cálculo del número de inversores (On Grid), conectado a la red. 33 2.3.3.7. Medidor bidireccional para el Sistema Fotovoltaico marca MiAl. 34 2.3.4. Análisis Económico 35 2.3.4.1. Costo del proyecto 35 2.3.4.2. Propuesta de Sistema Fotovoltaico Autoconsumo de 11 [KW], y Cotización del proyecto por la empresa ENERGY IMBOLTECO. 36 2.3.4.2.1. Cálculo de la Autosuficiencia anual. 38 2.3.4.3. Costo de mantenimiento 38 2.3.5. Tabulación de resultados 39 2.4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN 40 2.4.1. Análisis 40 2.4.2. Discusión de resultados 41 2.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 43 2.5.1. Conclusiones 43 2.5.2. Recomendaciones 44 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 ANEXOS 1 ÍNDICE DE TABLAS Tabla No 1: Consumo de medidor General 2 de la estación de servicio san Antonio de Sucre 25 Tabla 2: Datos meteorológicos de la zona del proyecto 26 Tabla No 3: Irradiación con Angulo óptimo de 20.3 º al Norte 27 Tabla No 4: Radiación solar promedio San Antonio 29 Tabla No 5: Cotizaciones de materiales para el sistema fotovoltaico 35 Tabla No 6: Costos de mano de obra 35 Tabla No 7: Costos indirectos 36 Tabla No 8: Costo total de implementación Sistema Fotovoltaico 36 Tabla No 9: Simulación primer año de consumo 37 Tabla No 10: Resumen de cotizaciones para la instalación del sistema fotovoltaico 37 Tabla No 11: Autosuficiencia anual 38 Tabla No 12: Costo total de mantenimiento Sistema Fotovoltaico 38 Tabla No 13: Resultados de cálculo de selección de sistema fotovoltaico para la EE SS San Antonio 39 Tabla No 14: Resultados de análisis de costo de selección de sistema fotovoltaico para la EE SS San Antonio. 39 ÍNDICE DE FIGURAS Figura No 1: Gasolinera de campsa 7 Figura No 2: Surtidor de combustible de una estación de servicio 8 Figura No 3: Islas de una estación de servicio 9 Figura No 4: Central Solar 13 Figura No 5: Componentes de la radiación solar terrestre total 14 Figura No 6: Sistema solar fotovoltaico 15 Figura No 7: Partes de un sistema fotovoltaico 15 Figura No 8: Conversión a corriente alterna 17 Figura No 9: Sombra y obstrucciones 20 Figura No 10: Ubicación de la estación de servicio San Antonio 22 Figura No 11: Vista extendida de la EE SS San Antonio 23 Figura No 12: Diagrama de operaciones EESS San Antonio 24 Figura No 13: Vista superior de los techos de la EESS san Antonio 25 Figura No 14: Características del panel 31 Figura No 15: Vista previa con los 42 paneles de 335w instalados en los techos 1y2 32 Figura No 16: Características de un Inversor 33 Figura No 17: Medidor bidireccional 34 Figura No 18: Sistema Fotovoltaico conectado a la Red 34 Figura No 19: Vista previa de los 20 paneles de 550w 38 ÍNDICE DE ECUACIONES Ecuación 1: Potencia del sistema 27 Ecuación 2: Consumo diario 28 Ecuación 3: Tiempo de potencia nominal u horas pico 30 Ecuación 4: Potencia nominal de los paneles 30 Ecuación 5:Número de paneles 31 Ecuación 6: Numero de inversores 33 ANEXOS ANEXO “A”: Extracto del medidor Industrial 2 1 ANEXO “B”: Extracto del medidor General 2 1 ANEXO “C”: Resumen de costos fijos unitarios para Plantas Solares 2 ANEXO “D”: Propuesta Para el medidor Industrial 2 Sistema Fotovoltaico Autoconsumo de 22.00 [kW] 2 ANEXO “ E”: Propuesta 2 para el medidor Industrial 2 Sistema Fotovoltaico Autoconsumo de 36.30 [kW] 3 ANEXO “F”: Rendimiento de un sistema FV conectado a red (PVGIS-5) 4  

Este estudio se realizó en la Estación de Servicio San Antonio en la ciudad de Sucre, Bolivia. La estación actualmente enfrenta altos costos en las facturas de electricidad, lo que representa un problema significativo. En este contexto, el proyecto propone la implementación de un sistema fotovoltaico conectado a la red para autoconsumo como una solución potencial. El objetivo de la investigación es analizar el estudio técnico normativo para la implementación de un sistema fotovoltaico en la estación de servicio San Antonio de la ciudad de sucre. Y así demostrar los beneficios de implementar un sistema en las estaciones de servicio. El estudio busca no solo reducir los costos y la dependencia de la red eléctrica, sino también contribuye a la mitigación del cambio climático y promueve la sostenibilidad ambiental. Como metodología para alcanzar este objetivo, se seleccionó el tipo de Sistema fotovoltaico y el dimensionamiento de acuerdo a los Kw/h que requiere la estación de servicio San Antonio, basándose en la radiación solar, y los costos de consumo del año. Además, se realizó un estudio económico detallado para la instalación del sistema fotovoltaico. Los resultados del estudio demostraron que, a pesar de la inversión inicial, el sistema es rentable a largo plazo debido a los ahorros significativos en las facturas de electricidad con una auto eficiencia del 53-58 %. El sistema tiene un retorno de inversión de 4 años, lo que es significativamente menor que su vida útil de 25 años. Al generar energía a partir de la radiación solar, se reduce la dependencia de los combustibles fósiles, lo que a su vez disminuye la emisión de dióxido de carbono. Además de los beneficios económicos, la implementación de un sistema fotovoltaico tiene un impacto positivo significativo en el medio ambiente. En resumen, este estudio proporciona una perspectiva única y valiosa sobre la viabilidad y los beneficios de implementar un sistema fotovoltaico en las estaciones de servicio. No solo demuestra el potencial de los sistemas fotovoltaicos para reducir los costos y la dependencia de la red eléctrica, sino que también destaca su contribución a la sostenibilidad y la eficiencia energética.