ANÁLISIS DE COSTOS Y BENEFICIOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA MEDIANTE SISTEMAS FOTOVOLTAICAS CONECTADAS A RED

1 INTRODUCCION 1 1.1 Antecedentes 1 1.2 Justificación 3 1.3 Hipótesis 4 1.4 Objetivos 4 2 MARCO TEORICO CONTEXTUAL 5 2.1 Antecedentes del estudio 5 2.2 Energía solar fotovoltaica 7 2.3 Paneles solares 14 2.4 Orientación e inclinación optima 17 2.5 Inversores 20 2.6 Generación Distribuida 21 2.7 Mantenimiento y operación de instalaciones fotovoltaicas 24 2.8 Modelos tarifarios 26 2.9 Simulación y modelado de sistemas fotovoltaicos 28 2.10 Aspectos regulatorios en Generación Distribuida 29 2.11 Tarifas eléctricas en el Departamento de Santa Cruz 39 2.12 Retribución por la energía inyectada a la red de Distribución 45 3 MARCO METODOLÓGICO 50 3.1 Enfoque de la investigación 50 3.2 Tipo y diseño de la investigación 50 3.3 Población y muestra 51 3.4 Fuentes y técnicas de recolección de datos 52 3.5 Procedimiento metodológico 53 3.6 Instrumentos de análisis 54 3.7 Variables de estudio 55 3.8 Limitaciones del estudio 55 4 EVALUACIÓN Y ANÁLISIS 57 4.1 Selección de consumidores según consumo de energía y demanda 57 4.2 Consideraciones para la aplicación de las estructuras tarifarias 61 4.3 Evaluación de la facturación sin Generación Distribuida 63 4.4 Estimación de la inversión en sistemas fotovoltaicos conectados a red 68 4.5 Simulación del rendimiento energético de los sistemas fotovoltaicos 71 4.6 Evaluación de la facturación con la incorporación de Generación Distribuida 79 4.7 Resultados obtenidos 93 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 99 6 ANEXOS 101 7 Bibliografía 115 INDICE DE TABLAS Tabla 1 Empresas Instaladoras en Santa Cruz 23 Tabla 2 Características Técnicas del Sistema de Generación Distribuida 31 Tabla 3 Clasificación de la Potencia Instalada según el Nivel de Demanda y Tensión para los Consumidores Regulados Solicitantes 39 Tabla 4 Domiciliario-PD BT 40 Tabla 5 General 1 PD BT 40 Tabla 6 General 2 PD BT 40 Tabla 7 Industrial 1 PD BT 41 Tabla 8 Granjeros PD BT 41 Tabla 9 Domiciliaria MD MT 41 Tabla 10 General 1 MD MT 42 Tabla 11 General 2 MD MT 42 Tabla 12 Industrial 1 MD MT 42 Tabla 13 Granjeros MD MT 43 Tabla 14 Domiciliaria GD TM 43 Tabla 15 General 1 GD MT 44 Tabla 16 General 2 GD MT 44 Tabla 17 Industrial 2 GD MT 45 Tabla 18 Granjeros GD MT 45 Tabla 19 Histórico de Consumos de Energía Mensual en Pequeña Demanda 59 Tabla 20 Histórico de Consumos de Energía Mensual en Mediana Demanda 60 Tabla 21 Histórico de Consumos de Energía Mensual en Gran Demanda 61 Tabla 22 DOMICILIARIA - PD -BT-11 65 Tabla 23 Resumen de Facturación Anual Sin Generación Distribuida en Pequeña Demanda 66 Tabla 24 Resumen de Facturación Anual Sin Generación Distribuida en Mediana Demanda 67 Tabla 25 Resumen de Facturación Anual Sin Generación Distribuida en Gran Demanda 67 Tabla 26 Balances y Resultados Principales de la Simulación en PVsyst V8.0.5 para P.D. 73 Tabla 27 Balances y Resultados Principales de la Simulación en PVsyst V8.0.5 para M.D. 74 Tabla 28 Balances y Resultados Principales de la Simulación en PVsyst V8.0.5 para G.D. 75 Tabla 29 Histórico de Consumos y Energía Generada con Generación Distribuida en P.D. 78 Tabla 30 Histórico de Consumos y Energía Generada con Generación Distribuida en M.D. 78 Tabla 31 Histórico de Consumos y Energía Generada con Generación Distribuida en G.D. 78 Tabla 32 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en DOMICILIARIA - PD -BT-11 79 Tabla 33 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GENERAL 1 PD BT 19 80 Tabla 34 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GENERAL 2 PD BT 28 81 Tabla 35 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en INDUSTRIAL 1 PD BT 37 81 Tabla 36 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GRANGEROS PD BT 53 82 Tabla 37 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en DOMICILIARIA - MD -MT-14 83 Tabla 38 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GENERAL 1 MD MT 23 84 Tabla 39 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GENERAL 2 MD MT 32 85 Tabla 40 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GENERAL 2 MD MT 32 86 Tabla 41 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en GRANGEROS MD MT 66 87 Tabla 42 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en TARIFA DOMICILIARIO-GD-MT 88 Tabla 43 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en TARIFA DOMICILIARIO-GD-MT 89 Tabla 44 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en TARIFA GENERAL II-GD-MT 90 Tabla 45 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en TARIFA INDUSTRIAL II-GD-MT 91 Tabla 46 Calculo del Importe de la Facturación con Generación Distribuida en TARIFA GRANJEROS-GD-MT 92 Tabla 48 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Nanogeneración 94 Tabla 49 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Microgeneración 95 Tabla 50 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Minigeneración 97 Tabla 51 GENERAL 1 PD BT 19 101 Tabla 52 GENERAL 2 PD BT 28 102 Tabla 53 INDUSTRIAL 1 PD BT 37 102 Tabla 54 GRANGEROS PD BT 53 103 Tabla 55 DOMICILIARIA - MD -MT-14 103 Tabla 56 GENERAL 1 MD MT 23 104 Tabla 57 GENERAL 2 MD MT 32 104 Tabla 58 INDUSTRIAL 1 MD MT 41 105 Tabla 59 GRANGEROS MD MT 66 105 Tabla 60 TARIFA DOMICILIARIO-GD-MT 106 Tabla 61 TARIFA GENERAL I-GD-MT 107 Tabla 62 TARIFA GENERAL II-GD-MT 108 Tabla 63 TARIFA INDUSTRIAL II-GD-MT 109 Tabla 64 TARIFA GRANJEROS-GD-MT 110 INDICE DE FIGURAS Figura 1 Potencia Instalada por Tipo de Tecnología (%) Gestión 2024 SIN 6 Figura 2 Variación de la Radiación Atmosférica Solar Mensual 7 Figura 3 Trayectoria Sol-Tierra a lo Largo del Año 8 Figura 4 Distancia entre Sol y la Tierra a lo Largo del Año 8 Figura 5 Tipos de Radiación Solar 10 Figura 6 Radiación Solar en el Dia 11 Figura 7 Mapa del Recurso Solar de Bolivia 13 Figura 8 Módulo Fotovoltaico Monocristalino 15 Figura 9 Módulo Fotovoltaico Policristalino 15 Figura 10 Rendimiento de los Paneles Fotovoltaicos 17 Figura 11 Distancia entre Filas de Paneles Solares 18 Figura 12 Altura y Acimut 19 Figura 13 Para Consumidores Regulados en Baja Tensión con Sistema de Medición de Conexión Directa. 33 Figura 14 Para Consumidores Regulados en Media Tensión con Sistema de Medición de Conexión Semidirecta. 33 Figura 15 Para Consumidores Regulados en Media Tensión con Sistema de Medición de Conexión Directa 34 Figura 16 Para Consumidores Regulados en Media Tensión con Sistema de Medición con modalidad de Inyección y Retiro Remoto en Media Tensión 34 Figura 17 Consumidor de CRE R.L. en Gran Demanda 58 Figura 18 Monto Anual Facturado en Categorías de Pequeñas Demandas sin G.D. 66 Figura 19 Monto Anual Facturado en Categorías de Medianas Demandas sin G.D. 67 Figura 20 Monto Anual Facturado en Categorías de Grandes Demandas sin G.D. 68 Figura 21 Características Técnicas de los Equipos en Nanogeneración Distribuida 73 Figura 22 Características Técnicas de los Equipos en Microgeneración Distribuida 74 Figura 23 Características Técnicas de los Equipos en Minigeneración Distribuida 75 Figura 24 Trayectoria Solar en Santa Cruz de la Sierra 77 Figura 25 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Nanogeneración 95 Figura 26 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Microgeneración 96 Figura 27 Periodo de Recuperación Aproximado de la Inversión en Minigeneración 97

Esta investigación evalúa la viabilidad de implementar la Generación Distribuida mediante sistemas fotovoltaicos en la ciudad de Santa Cruz. El análisis se enfocó en las categorías: Domiciliaria, General I, General II, Industrial y Granjeros, que son las categorías con mayor cantidad de consumidores, asimismo el análisis se realizó en pequeñas, medianas y grandes demandas. La evaluación económica se realizó a partir de cotizaciones obtenidas de empresas proveedoras de equipos para sistemas fotovoltaicos en la ciudad de Santa Cruz, con las características de los equipos, se efectuaron simulaciones en el software PVsyst V8.0.5, mediante la cual se determinó la producción de energía promedio en los meses del año, posteriormente se consideró la Normativa Legal vigente en Generación Distribuida, asimismo la estructura tarifaria vigente de la Cooperativa Rural de Electrificación R.L. (CRE R.L.) mediante la cual se determinó los montos a pagar por la energía consumida con y sin Generación Distribuida en los distintos meses del año. Los resultados indican que la categoría General II en pequeña demanda es la alternativa más recomendable para realizar la instalación de Generación Distribuida mediante sistemas fotovoltaicos, toda vez que, el tiempo de recuperación de la inversión es aproximado en un periodo de 3,41 años. Asimismo, la categoría Industrial II en Gran Demanda muestra un tiempo de recuperación más prolongado, con un valor aproximado de 15,75 años.