Tesis Electrónicas UACh - Universidad Austral de Chile

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Construcción Civil
SOLUCIÓN DE ABASTECIMIENTO ELÉCTRICO A TRAVÉS DE
PANELES FOTOVOLTAICOS PARA UNA VIVIENDA EN LA
CIUDAD DE VALDIVIA
Tesis para optar al título de:
Ingeniero Constructor
Profesor Guía:
Sr. Alejandro Niño Solis.
Ingeniero Civil en Obras Civiles.
DANIELA ANDREA DIMTER LAGOS
VALDIVIA - CHILE
2010
INDICE
Resumen
Summary
Introducción
Objetivos
Capítulo I : Calentamiento Global, Problema Energético: Energías Renovables …..1
Capítulo II: Antecedentes
i)
Radiación solar …………………………………………………………………..15
ii)
Paneles fotovoltaicos ……………………………………………………………21
iii) Métodos de instalación y criterios .…………………………………………….23
iv) Eficiencias ………………………………………………………………………..27
v) Ventajas ………………………………………………….……………………….28
Capítulo III : Cálculos y diseños
i)
Descripción proyecto eléctrico …………………………………………………29
ii)
Descripción proyecto estructural por sobrecarga paneles ………………….32
iii) Descripción proyecto paneles fotovoltaicos ………………………………….34
iv) Ahorros energéticos …………………………………………………………….41
v) Memorias …………………………………………………………………………42
Capítulo IV: Proyecto y presupuesto
i)
Planos de la vivienda…………………………………………………………….43
ii)
Especificaciones Técnicas………………………………………………………47
iii) Especificaciones Técnicas especiales…………………………………………49
iv) Presupuesto ……………………………………………………………………...50
Capítulo V :
Conclusión…………………………………………………………………………………..54
Bibliografía…………………………………………………………………………………..55
Anexos
Anexo 1……………………………………………………………………………………..59
RESUMEN
El siguiente trabajo consiste en el desarrollo de una vivienda unifamiliar de 60 m²,
ubicada en la ciudad de Valdivia, desde el diseño hasta la construcción en forma
tradicional, pero con el abastecimiento de electricidad por medio de Energía Solar
Fotovoltaica.
Para esto se analizó la radiación incidente local y se determinó el consumo diario de
los habitantes de la vivienda, con estos dos datos se indicó la cantidad de paneles
fotovoltaicos a utilizar y todos los elementos de la instalación.
Posteriormente se realizó un análisis económico, tanto de la construcción como de la
instalación fotovoltaica, para obtener el costo por m² de esta energía renovable en el
sector.
SUMMARY
The following work is the development of a detached house of 60 m², located in the
city of Valdivia, from design to construction in the traditional manner, but with the
supply of electricity through Solar Photovoltaic.
Analyzed for this local incident radiation and found the daily consumption of the
inhabitants of the house, with these two data indicated the amount of solar panels to
use and all fixtures.
Subsequently conducted an economic analysis of both the construction and
installation of photovoltaic, to obtain the cost per m² under the sector conditions.
INTRODUCCION
El problema energético y el calentamiento global son dos líneas de
conflicto por las que atraviesa nuestro planeta aparentemente distintas en su
naturaleza pero con una solución en común: Las Energías renovables (ER), que son
aquellas que tienen una fuente inagotable y no producen contaminación en su
elaboración.
El sector residencial consume un 20% de la energía total utilizada en Chile,
por lo que un mayor uso de las Energías Renovables haría una gran contribución al
problema de escasez y dependencia que existe hoy en nuestro país.
Dentro de las ER se encuentra la Energía Solar Fotovoltaica, que transforma
la luz proveniente del Sol en electricidad en forma directa, por lo tanto no sería lo
más lógico aprovecharla al máximo, sabiendo que el Sol es una estrella que tiene al
menos 6000 millones de años de vida en el futuro.
El lugar de emplazamiento de la vivienda en la que se realizará el estudio
planteado será Valdivia, por lo que se trabajará con datos captados en la estación
agrometeorológica del laboratorio de Recursos Acuáticos Calfuco de la Universidad
Austral de Chile.
Esta es la variable más importante a la hora de proyectar una instalación
fotovoltaica, cual es la cantidad de radiación real que incide en el punto observado y
cuanta de ella es factible realmente transformar en corriente. Este valor se ve
afectado por cuatro elementos, la interacción con la atmósfera, la latitud del lugar, la
estación del año y la orientación que tendrán los paneles.
El principal enemigo de la tecnología fotovoltaica es su costo inmediato que
dependiendo de su variante principal puede ser recuperada en el corto plazo o por el
contrario nunca considerando que un panel fotovoltaico tiene una vida estimada en
30 años.
OBJETIVO GENERAL
Desarrollar el proyecto de una vivienda unifamiliar completo aplicando la energía
solar fotovoltaica para cubrir las necesidades de energía eléctrica de los habitantes,
incluyendo ahorros y eficiencia energética.
OBJETICOS ESPECIFICOS
1. Aplicar la energía solar fotovoltaica, dando un fundamento de porque el uso
de las energías renovables.
2. Diseñar un sistema fotovoltaico de acuerdo a las condiciones del lugar de
emplazamiento.
3. Determinar el valor de construcción de la vivienda.
4. Determinar el valor de instalación del sistema fotovoltaico.
5. Obtener un valor por metro cuadrado de una instalación fotovoltaica bajo las
condiciones locales.
HIPOTESIS
Se plantea como hipótesis que es posible suministrar el total de los gastos de
electricidad en una vivienda en la ciudad de Valdivia, bajo las condiciones que
entrega el sector.
1
CAPÍTULO I : CALENTAMIENTO GLOBAL, PROBLEMA ENERGÉTICO:
ENERGÍAS RENOVABLES
Calentamiento global y cambio climático
Hoy en nuestro planeta existe un cambio climático global, definido por el U.S.
Global Change Research Program como “los cambios en el ambiente mundial que
pueden alterar la capacidad del planeta tierra para mantener vida”.
Según muchos científicos existen también factores naturales que fuerzan este
cambio global y que vale la pena mencionar:

Aumento en la radiación Solar que llega a nuestro planeta

Cambios en la órbita terrestre, que se asocia a Eras Glaciales

Aumento de la actividad volcánica de la Tierra

Pero lo que más preocupa es la influencia que tiene el hombre en el
cambio que esta ocurriendo, provocado por el aumento de la población,
nuestra forma de vivir y de utilizar los recursos del planeta.
Estas actividades tales como el uso de combustibles fósiles para calefacción,
transporte o funcionamiento de industrias, la deforestación, las siempre crecientes
actividades mineras, el aumento de las tierras destinadas a la actividad agrícola,
arrojan como resultado un desequilibrio en los ciclos naturales del planeta, lo que ha
producido un aumento de la Temperatura, debido a la acumulación excesiva de
gases llamados invernaderos como el Dióxido de Carbono, Metano, Oxido Nitroso
entre otros que hacen posible el “Efecto Invernadero”. En la Figura N°1 se observan
las concentraciones de Dióxido de Carbono registradas en la Estación de Mauna
Loa, Hawai.
Fig Nº1 : Curva de Keeling, aumento de CO₂ presente en la atmósfera.
(Fuente: [29] NOAA 2009)
2
Este fenómeno, en principio natural que permite que la Temperatura de la
tierra sea apta para la vida, y que recibe su nombre por ocasionar el mismo efecto
que un invernadero, que atrapa parte de los rayos solares reflejados y aumenta la
temperatura del aire al interior del recinto.
Fig. Nº2 : Calentamiento Global.
(Fuente : [26] ESPINOZA JUAN, 2010 )
Así mismo el Efecto Invernadero (E.I.), como se ve en la fotografía, permite
capturar parte de la radiación proveniente del sol y así tener los confortables 15ºC
promedio que tiene o tenía como Tº nuestro planeta y por otro lado se puede apreciar
como el aumento de los gases invernaderos retienen más calor y por consiguiente el
aumento de la temperatura global en forma sostenida.
Este incremento ha desencadenado un sin número de reacciones de la
naturaleza, como:

Aumento de la cantidad e intensidad de los huracanes.

Aumento de las precipitaciones entre un 0,5 y 1 % por década en el siglo XX,
en latitudes medias y altas del hemisferio Norte.

Paradójicamente grandes sequias, que provocan enormes incendios.

La disminución de las reservas de hielo en los polos en alrededor de un 10%
desde 1960.

Así mismo en zonas montañosas o tundras el hielo se ha recogido
alarmantemente.

El nivel de los océanos ha aumentado ya entre 10 y 25 cm en el último siglo.
3
De esta manera se esta y continuará transformando el clima y las condiciones
que nos regala la tierra para que vivamos.
Descubrimiento del Calentamiento Global
Los conceptos y datos que hoy se manejan y que indican un cambio climático,
se descubrieron a lo largo de muchos años. Veremos a continuación un breve
recorrido por las personas que descubrieron en conjunto este Cambio Global.([11]
WEART 2003).
Fourier (1827) : Se preguntó si la tierra recibía radiación del sol, porque no se
seguía calentando, y postuló que la tierra emitía radiación infrarroja hacia el espacio.
Pero sus cálculos estimaban una temperatura muy por debajo de la existente, por lo
que reconoció que parte del calor del sol quedaba atrapado en la atmósfera. (E.I.)
John Tyndall (1859) : Él descubrió la existencia de otros gases, aparte del
oxígeno y nitrógeno que tienen la cualidad de ser transparentes, usó gases utilizados
en la industria de la época, mayormente metano, y comprobó que era un gas opaco,
es decir, no permite el paso de la luz solar, así también experimento con CO₂ y
postuló como afectan estos al balance global de la temperatura.
James Croll (1870’s) : Como muchos científicos de la época, también intento
explicar las posibles causas de las glaciaciones, señalando que estas obedecían a
ciclos que eran afectados por movimientos terrestres, las fuerzas gravitacionales del
sol y otros planetas, además de posibles cambios en el eje de la tierra.
Svante Arrhenius (1896) : En un intento por dar también explicación a las
glaciaciones, Arrhenius dijo que un pequeño aumento en la cantidad de CO₂ en la
atmósfera aumentaría la Tº, lo que ocasionaría más vapor en la atmósfera, y se
produciría una retroalimentación, de la misma manera una disminución de CO₂
terminaría por producir una nueva glaciación. Aunque sus cálculos fueron
desestimados por sus colegas de la época, fue el primero en calcular los niveles de
CO₂.
Charles Greeley Abbot (1920’s) : Abbot, perteneciente al Smithsonian
Astrophysical Observatoy, habló de las variaciones en la radiación proveniente del
sol y como esta afectaría el clima de la tierra.
4
Gilbert Plass (1956) : Plass declaró que el aumento observado de CO₂ en la
atmósfera afectaba directamente en la cantidad de radiación solar que era absorbida
y retenida por la tierra.
Roger Revelle (1957) : Este oceanógrafo en conjunto con el químico Francés
Hans Suess, descubrieron que todo el CO₂ producido por los humanos era absorbido
por los océanos, pero advirtieron en sus publicaciones que puede ser significante
durante las próximas décadas si las combustiones industriales continúan
aumentando exponencialmente. De esta manera se comenzó a tener una mayor
preocupación por el aumento de CO₂.
Guy Stewart Callendar (1958) : Él descubrió, gracias a sus cálculos y mediciones,
que durante el pasado siglo XIX los niveles de CO₂ , además que la temperatura
global había aumentado, pero aún no unían estos dos hechos, por el contrario, se
creía que esto sería positivo para la humanidad.
Charles David Keeling (1958) : Comenzó sus estudios de Dióxido de Carbono
con un interés meramente científico y personal, alrededor del mundo. Esto fue muy
importante porque gracias a sus estudios, hoy se puede establecer con certeza el
aumento de CO₂ que para ese entonces era de 315 ppm. Sus mediciones
comenzaron en el año 1958, en la Estación de Mauna Loa, Hawai.
Una vez que se tomó conciencia sobre las consecuencias que esto podría
tener, se formaron grupos especiales para enfrentarlo y se han realizado Cumbres al
respecto como:

Estocolmo, Suecia (1972) : Aquí se celebró la conferencia sobre el Medio
Humano de las Naciones Unidas (N.U.) y se creo un programa para el Medio
Ambiente (P.N.U.M.A.). Todo esto quedo plasmado en 106 recomendaciones
y 24 principios, además se decretó el día de su apertura como el día mundial
del medio ambiente, 5 de Junio.

Austria, Villach (1985) : Se reunieron las N.U. y el Consejo Nacional para el
medio ambiente y se concluyó que a fines del siglo XXI la temperatura global
podría subir entre 1,5 y 4,5 ºC, y un ascenso del nivel del mal entre 20 y 140
cm. Por primera vez se habló de lo grave que esto podría llegar a ser.
En 1988 el PNUMA y la Organización Meteorológica mundial crearon el Panel
Intergubernamental de expertos para el Cambio climático (I.P.C.C.) que tiene como
misión emitir informes sobre el progreso del Cambio Climático.
5
Río de Janeiro, Brasil (1992) : Esta es la primera cumbre de la Tierra. Aquí se

acordó un plan llamado Agenda 21, declaración para principios forestales, la
lucha contra el Cambio Climático, la protección de la biodiversidad y la
emisión de sustancias tóxicas al Medio Ambiente.
En el año 1994 comenzó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el
Cambio Climático (C.M.N.U.C.C.).
Kioto, Japón (1997) : En Kioto, la CMNUCC adoptó el llamado Protocolo de

Kioto, que tiene como misión principal reducir las emisiones de Gases
Invernaderos. Este protocolo comenzó a aplicarse hasta el año 2004 cuando
fue ratificado por Rusia.
Johannesburgo, Sudáfrica (2002) : Esta cumbre busca ratificar el Protocolo de

Kioto y otros tratados adoptados anteriormente en Rio de Janeiro y es llamada
Río+10, lamentablemente el resultado es bastante negativo.
Bali, Indonesia (2007) : El principal tema a tratar es el Cambio Climático, se

establecen los principios generales hasta que se adopte un nuevo tratado que
continúe después de Kioto. Además se logra que EEUU se comprometa a
reducir sus emisiones de CO₂ y se someta a la ONU.
Problema Energético
Hoy nos encontramos en un complejo escenario mundial con respecto al
abastecimiento de la energía, asociados principalmente a tres razones:
I.
Aumento de la población
II.
Consumo Per cápita de Energía
III.
Agotamiento de los combustibles Fósiles
I.
Aumento de la población : Se estima que al comienzo del siglo XX la
cantidad de habitantes era de 1600 millones, en 60 años se duplicó
alcanzando los 3000 millones y para fines del año 2009 la población se
duplica nuevamente y se estima en 6.800.435.588 millones de personas
(U.S. Census Bureau).
6
Fig. Nº3 : Crecimiento población mundial.
(Fuente: [35] US CENSUS BUREAU 2009)
II.
Consumo Per cápita de Energía : La manera en que se consume la
Energía por cada persona, las costumbres y formas de vida que se lleva,
ignorando por completo este problema, esta provocando que la demanda
per cápita sea a futuro imposible de sostener.
III.
Agotamiento de los combustibles Fósiles : Como sabemos la energía
utilizada en el mundo es principalmente derivada de combustibles fósiles
como el petróleo, aproximadamente un 81% (PNUD 2007) y se esta
agotando según la llamada “Teoría del pico de Hubbert” aceptada
ampliamente por la comunidad científica e industrial, que señala que se
alcanzará un zenit de producción de petróleo alrededor del año 2010 y
luego descenderá hasta agotarse.
Luego continuará el gas natural, con el mismo pronóstico, es decir, las
reservas de combustibles fósiles muy pronto no serán suficientes para abastecer las
demandas mundiales dadas las opuestas tendencias que se observan.
Sin duda que este tema también afecta a Chile, que se ha destacado por
pasar por alto las verdaderas necesidades del país, sino más bien basándose en los
intereses de los actores empresariales o en las prioridades del mercado (Programa
Cono Sur Sustentable 2003), como bien lo demuestra la crisis del gas natural sufrida
hace algunos años, los negocios realizados no solucionan los problemas
energéticos, ni dan seguridad y continuidad del recurso.
7
El mayor punto en contra que se encuentra a la hora de proponer soluciones
de Energías limpias es la tendencia a buscar la rentabilidad inmediata, ya sea por las
empresas nacionales e internacionales o por el fisco que busca aumentar sus
ingresos. Dentro de este marco, las políti
políticas
cas y regulaciones favorecen estas posturas
y permiten un consumo desmedido de los recursos naturales.
En América del Sur, nuestro país, en conjunto con Argentina es donde más se
ve marcada esta tendencia.
Las Energías utilizadas en nuestro país se distri
distribuyen
buyen de la siguiente manera:
Distribución Energías Primarias de Chile
14%
10%
21%
21%
Carbón
Gas Natural
Petróleo Crudo
34%
Hidroelectricidad
Leña y otros
Fig. Nº 5 : Distribución de Energías primarias.
(Fuente : [22]
2] COMISION NACIONAL DE ENERGIA 2006)
200
Como vemos, los Combustibles Fósiles satisfacen el 65% (CNE 2009) de
nuestra necesidad energética primaria del cual, Chile im
importa un 90% ([36]
Wittelsbürger 2007) por lo que en resumen las dependencias y la inseguridad del
abastecimiento nos posicionan en una situación muy vulnerable frente a estos
recursos.
ENERGIAS RENOVABLES
Como respuesta a los problemas planteados se encu
encuentran las Energías
Renovables (E.R.) que son aquellas cuya fuente es inagotable y no produce
contaminación.
Entre las ER encontramos:
-
Convencionales: En nuestro país se encuentra la Energía hidráulica a gran
escala.
8
-
No convencionales (ERNC)
(ERNC): Aquí se encuentran
entran la Energía Solar, Eólica,
Biomasa, Mareomotriz, Oleomotriz y la Geotermia.
En Chile
hile existen óptimas condiciones para el aprovechamiento de estas
tecnologías, partiendo desde el Sur, los vientos generados son excelentes para la
producción de Energí
Energía
a Eólica, los 300 días soleados en el Norte, crean un perfecto
escenario para la Energía Solar. En cuanto a la Geotermia nuestra Geología también
es adecuada y con los 6400 km de costa marina podríamos pensar también en
apostar por la Energía Mareomotriz u Oleomotriz.
El uso y futuro de la Energía Hidráulica, es cuestionable por el daño que esta
hace a la naturaleza y como en grandes dimensiones afecta el microclima y además
su continuidad esta sujeta a precipitaciones que como sabemos son cada vez más
inciertas.
ertas. En cuanto a la Biomasa se debe tener precaución con su producción para
que no se produzca un monocultivo, y una despreocupación por la producción de
alimentos, así como una tala indiscriminada, si existiera una mayor rentabilidad (([36]
Wittelsbürger 2007).
Para un ingreso definitivo de las ERNC al sistema energético de Chile es
imperativo crear el ambiente legal para que esto ocurra, en este momento los
grandes actores privados siguen utilizando los combustibles fósiles porque continúa
siendo más económico
nómico frente a las ERNC.
La demanda de Energía de Chile se distribuye así:
Actores energéticos en Chile
24.689
25.000
22.903
19.574
20.000
15.000
10.000
14.379
13.140
10.874
11.017
9.197
9.292
7.319
2010
7.095
5.000
1.621
2025
0
Cobre
Gran ind. y
minería
Ind. y
minas
varias
Residencial Comercial
otros
Fig. Nº6 :Proyección de la demanda de energía (Gwh) de Chile.
( Fuent
Fuente:
e: Elaboración propia con datos de [22] PRIEN 2008)
9
La Potencia instalable usando ERNC se proyecta así:
Proyección instalable de ERNC en Chile
10.000
8.689
8.000
6.588
2010
6.000
3.511
4.000
2.000
2025
2.623
1.519
1.402
0
258
0 368
0 131
0
Fig. Nº 7 : Potencia instalable (Gwh) de ERNC de Chile.
(Fuente:
Fuente: Elaboración propia con datos de [30] PRIEN 2008)
Para el próximo año 2010 las ERNC tendrán una participación de 3.179 Gwh
frente a 45.541 Gwh que demanda el Sistema Interconectado Central (SIC), es decir,
un 6,98%. Haciendo una estimación de la demanda del SIC para el año 2025, esta
aumenta a 105.559 Gwh a los que las ERNC aportarí
aportarían un 20,7%.
Se debe decir que este potencial sería mucho mayor, alrededor de un 53%, si
no existieran tantas barreras y se crearan las políticas adecuadas para un máximo
aprovechamiento. (([31] Chile sustentable 2008).
Fuentes de energía
Cuando hablamo
hablamos
s de energías renovables, encontramos tres grandes fuentes
de las que derivan todas las formas de aprovechamiento.
1. Radiación Solar.
2. Energía interna de la Tierra.
3. Fuerzas gravitacionales de la Luna y el Sol. (ORTEGA 2006)
10
Radiación
Fuerzas
gravitacionales
Energía interna
de la Tierra
Mareas
Aguas Termales
Evaporación
Viento
Fotosíntesis
------
-------
Vapor
Lluvia
Olas
Transformación
Anaerobia de
residuos
------
Energía
Mareomotriz
Solar
Energía
Geotérmica
Energía
Hidráulica
Energía
Oleomotriz
Biomasa y
Biocombustibles
Energía
Fotovoltaica
Energía Solar
Térmica
Fig. Nº 8 : Fuentes de Energías Renovables.
R
(Fuente:
Fuente: E
Elaboración
laboración propia con datos de [6] Ortega 2006)
La energía solar fotovoltaica que es la que nos interesa principalmente en este
estudio, es recogida directamente desde el Sol y transformada en electricidad por
medio de Paneles Fotovolt
Fotovoltaicos,
aicos, como veremos en el capítulo siguiente.
De acuerdo a los estudios de proyección del uso de ERNC en Chile, la
Energía Fotovoltaica tiene una pequeña participación frente a las demá
demás, 131 Gwh
en el año 2025 (Fig 7
7),
), pero su participación residencial puede
p
ser su mayor fuerte.
Normas y Legislación
egislación
En Chile, las Leyes no están diseñadas para enfrentar los cambios que se
producirán en términos de Energía en un mediano plazo, pero se esta comenzando
con algunas, como por ejemplo:

Nº 19.657
19.657: Sobre concesiones
ones acerca de Energía Geotérmica.

Nº 19.940 : (Ley Corta 1) y Ley 20.018 (Ley Corta 2), fueron aprobadas en los
años 2004 y 2005 respectivamente, estas permiten principalmente la conexión
de pequeños generadores de energías provenientes de las ERNC (en ge
general
menos de 20 MW) y también otorga el derecho a vender esta energía.

Nº 20.365
20.365:: Promulgada el año 2009, beneficia a las Empresas Constructoras
con una franquicia tributaria para ser usadas en Sistemas Solares Térmicos
(Energía Solar Térmica), en casas de hasta 4500 UF.
11

Nº 20.257: Crea un Centro de Energías Renovables y una Agencia de
Eficiencia Energética, así como también incentiva las inversiones, esta ley se
promulgó el año 2008.
Además de la legislación también se ha dado otro paso significativo, que es la
adaptación de Normas Internacionales para regularizar los aspectos Técnicos de
una Instalación con ERNC:
o Sobre Sistemas Hidráulicos:
o Sobre Sistemas Fotovoltaicos
o Sobre Sistemas Eólicos
Eficiencia Energética
Casi tan importante como la producción limpia de energía es el buen uso que
hacemos de ella.
El concepto de Eficiencia Energética apunta al uso óptimo de la energía, pero
sin disminuir el nivel de vida, ni su calidad. Como consumidores del sector
residencial, 20% de la demanda total (estimado año 2010, PRIEN), podemos
encontrar varias formas de disminuir el consumo de energías, ya sea en Electricidad,
Gas y Calefacción. Veremos algunas de ellas presentadas por el Programa de Chile
Sustentable:

Electricidad :
o Informarse sobre los consumos de sus electrodomésticos y cuanto
dinero eso significa.
o Acostumbrarse a apagar las ampolletas que no estén en uso.
o El refrigerador es el artefacto de mayor consumo puesto que siempre
esta encendido, alrededor de un 50% del total.
i.
En invierno se debe disminuir la potencia.
ii.
Abrir la puerta solo lo necesario y aprovechar cuando se hace.
iii.
No introducir alimentos calientes.
iv.
Cuidar que las gomas de la puerta estén en buenas condiciones.
v.
Cuidar la limpieza y buen estado de la rejilla trasera.
vi.
No usar más de 10 años un refrigerador, luego de esto puede salir
más económico adquirir otro.

Gas :
12
o Limpiar los quemadores.
o No abrir el horno cuando está en uso, reiteradamente.
o Usar termo.
o Apagar el piloto del calefont.

Calefacción : Independiente de la fuente de calefacción usted podría:
o No cubrir el calefactor, impide una buena circulación de aire.
o No instalarlos cerca de puertas y ventanas.
o Si existe un termostato disminuir uno o dos grados en vez de apagarla.
o Algo muy importante es el hermetismo que tiene una vivienda:
i.
Mejorar la aislación térmica, cuidar su continuidad para que no se
escape el calor en invierno y no entre en verano.
ii.
Evitar el ingreso de humedad con aislantes y forzar su salida con
una buena ventilación.
iii.
Si es posible usar doble vidrio en las ventanas, termopanel.
13
CAPÍTULO II: ANTECEDENTES
Radiación solar
El sol, estrella de nuestro sistema solar, es una enorme esfera compuesta de
gases a alta temperatura, con un diámetro de 1.39x10¹¹ que es aproximadamente
1.300.000 veces el volumen de la tierra.
La temperatura del sol varía, desde el núcleo a la capa exterior, la fotósfera,
entre los 4x10⁷ K y 6x10³ K. El gas de mayor presencia es el hidrógeno, el que
corresponde aproximadamente a un 80% de la materia que se encuentra en el sol.
El proceso por el que se genera la radiación que llega a nuestro planeta ocurre
por medio de la fusión de cuatro átomos de Hidrógeno en uno de Helio:
4 H ¹₁
Hidrógeno
→
1He⁴₂
Helio
+
2e⁰₁
Electrones
+
ENERGIA
Rayos Gamma
Esta energía , que es explicada por medio de la fórmula de Albert Einstein
E=mc², en un principio se manifiesta en forma de “rayos ã” que al interactuar con la
materia solar es modificada y transformada en ondas electromagnéticas o paquetes
de fotones que es como llega a la parte externa de la atmósfera terrestre. Esta
energía es alrededor de 175.000 millones de kilowatt/hora, la 2 millonésima parte de
la radiación emitida por el sol en todas direcciones. [6]
Para efectos de nuestro estudio, esta radiación se considerará absolutamente
constante, aunque existe alguna variación mínima, alrededor de un 1%, a lo largo del
ciclo solar (22 años).
Debido a esta “estabilidad” de las ondas electromagnéticas es que se ha
llegado al concepto de constante solar, que corresponde a la intensidad con que
estas arriban a la parte externa de la atmósfera, por unidad de superficie. La unidad
de medida de la constante solar es el W/m², según el Sistema Internacional.
Sus valores varían según:

WOLRD RADIATION REFERENCE CENTER 1367 W/m²

ORGANIZACION MUNDIAL DE METEOROLOGIA 1373 W/m²

NASA 1367 W/m²
14
Unidades de medida
Existen muchas equivalencias para representar una unidad de radiación solar,
pero para efectos prácticos en el cálculo de un sistema con Paneles Fotovoltaicos, la
unidad utilizada es el kwh/m² (KiloWatt hora / metro cuadrado), que mide la cantidad
de energía que incide por una unidad de tiempo sobre una superficie determinada.
1 kwh / m² = 860 cal / m² = 317.02 btu / ft²
1 kwh / m² = 3.61 mJ / m²
Instrumentos de medición
La radiación se mide con un instrumento llamado piranómetro, el que puede
captar radiación difusa, reflejada o global.
Fig. Nº 9 : De izquierda a derecha los piranómetros miden radiación solar difusa,
global y reflejada.
(Fuente: [23] DIRECCION METEOROLOGICA DE CHILE)
Factores que afectan la radiación terrestre
Si tomamos un punto x en la superficie de la tierra la radiación que captaremos
estará sujeta a cuatro factores principalmente:

INTERACCION ATMOSFERICA

POSICIÓN GEOGRÁFICA

ESTACION DEL AÑO

ORIENTACION DE LA SUPERFICIE
15
Interacción Atmosférica
Como hemos hablado anteriormente la radiación llega con una potencia de 1353
W/m² (NASA) a la tierra, pero al traspasar la atmósfera se producen varios
fenómenos:

Absorción: Fracción de energía absorbida.

Reflexión: Fracción de energía reflejada.

Dispersión: Fracción de energía dispersa por la atmósfera.
Estos dan origen a la descomposición de la radiación en dos componentes:
Radiación Directa y Difusa.
Radiación Difusa: Es aquella que ocurre en días nublados, las ondas toman
distintas direcciones por reflexión y dispersión y llegan a la superficie desde distintos
caminos.
Radiación Directa: Es aquella que se produce cuando las ondas no encuentran
ningún obstáculo hasta la superficie, es decir, llegan directamente desde el sol.
Ocurre en días despejados y se identifica porque es capaz de producir sombras.
Fig. Nº10 : Desintegración de la radiación al traspasar la atmósfera.
(Fuente:[25] ELIRMEX 2010)
La suma de estas dos componentes se llama radiación global.
16
Posición Geográfica
La latitud en la que nos encontramos afecta principalmente en la duración del
día, es decir, en las horas de insolación que tenemos. Además mientras más
alejados de la Línea del Ecuador estemos mayor será la distancia que deberá
recorrer la Radiación para llegar a la superficie, lo que restará gran parte de su
intensidad.
Fig. Nº 11 : Distintas latitudes en el globo.
(Fuente: [28] JMVINAS 2009)
En la fotografía se muestra la posición constante de la tierra cuando es verano
en el Hemisferio Norte. Podemos observar que mientras más nos acerquemos al
polo Norte existe en una mayor cantidad de horas del día luz solar, hasta llegar al
punto donde no oscurece, como ocurre en la época de verano en ambos Polos.
La latitud en la que nos encontramos también esta ligada a las estaciones del
año, punto que analizaremos a continuación.
Estaciones del año
Las estaciones del año o variación estacional, se producen debido al ángulo
de inclinación terrestre (ä), y al movimiento de traslación elíptica que la tierra recorre
alrededor del sol.
Se define ä como el ángulo formado por el plano ecuatorial de la tierra y la
radiación solar o como la posición angular del sol a medio día, siempre con respecto
17
al plano del Ecuador.
Figura Nº 12: Variación de la inclinación de la Tierra durante el año.
(Fuente: Elaboración propia con datos de [6] ORTEGA, M. 2006)
Como vemos en la figura N°12 en el solsticio de invierno y verano (referidos al
Hemisferio Sur de aquí en adelante) el ángulo ä es 23.45º y en los equinoccios, Otoño
e Invierno es 0º.
Para calcular el ángulo exacto en un día determinado del año se utiliza la
ecuación llamada fórmula de Cooper:
ä = 23.45 sen (360* (284 + n ))
365
(1)
ä = -23.45 cos (360* ( n + 10 ))
365
; otra expresión de la misma fórmula
n : día del año de 1 a 365
En resumen las estaciones afectan la duración de los días y la intensidad de la
energía, dependiendo también de la latitud. Más adelante veremos como, de acuerdo
a todas estas variables, podemos captar con una mayor eficiencia la radiación.
Orientación de la superficie
Para poder orientar nuestro Panel Fotovoltaico correctamente, de modo de
aprovechar al máximo la Radiación Solar tendremos que conocer la posición del sol
18
en el lugar escogido, para posicionar (Norte-Sur) y orientar (grado de inclinación) el
panel.
Fig. Nº 13: Elementos para cálculo de inclinación.
(Fuente: Elaboración propia con datos [6] ORTEGA, M. 2006)
De acuerdo con la figura (Nº12) se muestra un plano horizontal tangente al
punto X. Sobre este punto se eleva una normal al plano, la que se llama ZENIT, el
ángulo formado por los rayos solares y la línea Zenit se denomina ángulo Zenit y se
designará con la letra Z. Luego su complemento se llamará Altura solar y se
designará como á. Además la proyección de los rayos solares sobre el plano
horizontal formará un ángulo con el eje Norte-Sur, al que se le conoce como ángulo
AZIMUT y se le leerá como Az. La hora solar se calcula considerando que 1 hora =
15º, es decir para las 12 hrs. del medio día serán 180º.
Entonces de acuerdo a las siguientes fórmulas, se obtendrán los valores que
requerimos para nuestro estudio:
Sen á = sen L* sen ä + cos L * cos ä cos H
Sen Az = cos ä sen H
cos á
á: Altitud Sol (°)
L: Latitud (°; + Norte; - Sur)
ä: Declinación (°; + Norte; - Sur)
H: Angulo Hora Solar
Az : Azimut (° medido desde el Este)
19
De esta manera, a través de un procedimiento matemático, se obtiene la
Orientación (Az) y la iinclinación (á).
Radiación
adiación solar en Chile
En nuestro país uno de los estudios más reconocidos respec
respecto de este tema,
se realizó en el año 2005 a través del programa Explora Conicyt.
Las mediciones se realizaron en cien latitudes diferentes promediando al
medio día 500.4 TW, de radiación recibida, suficiente por mucho para cubrir nuestras
necesidades de energía como país.
A continuación se muestra un mapa solar creado en
base a este proyecto:
Fig. Nº13:: Mapa solar Chile
(Fuente: [24]] ECOPOWER CHILE S.A.C. 2010)
20
Datos Estación Calfuco
Los valores de radiación usados en el presente estudio fueron obtenidos en el
Laboratorio de Recursos Acuáticos Calfuco, de la Facultad de Ciencias de la
Universidad Austral de Chile, ubicado en la costa de Valdivia. Los datos originales
consisten en una medida por hora, durante un año 2006, escogido para nuestro
proyecto.
La estación corresponde a una estación Agrometeorológica, marca Lufft,
modelo HP-100, equipada con un modem GMS que centraliza los datos y los envía a
un computador para ser analizados. Además de tomar medidas sobre radiación,
entrega también velocidad y dirección del viento, agua caída, temperatura y
humedad del aire.
21
Paneles Fotovoltaicos (FV)
Los paneles fotovoltaicos son dispositivos capaces de transformar radiación
solar en corriente eléctrica a través de un fenómeno físico llamado Efecto
Fotovoltaico.
Las placas o paneles de cristal de silicio son las mas usadas y
comercializadas hoy en el mundo, pero existen otras tecnologías:

Thin films

Single Junction GaAs

Multijunctions Concentrators
Un panel fotovoltaico de silicio esta formado por los siguientes componentes:
Fig. Nº 14: Panel fotovoltaico.
(Fuente: [6] ORTEGA, M. 2006)
Una Célula Fotovoltaica está compuesta fundamentalmente por dos láminas o
semiconductores de silicio, tratadas como se explica a continuación.
Semiconductor de silicio tipo N (Negativo)
De acuerdo a su estructura, el silicio, que es el material más usado en la
fabricación de paneles fotovoltaicos, no es naturalmente un semiconductor, por lo
que se somete a una impurificación, que consiste en introducir el cristal de silicio en
Fósforo.
En este proceso químico, el cristal de silicio, que contiene cuatro electrones de
valencia es unido al fosforo que contiene cinco electrones de valencia, en un
ambiente determinado. Los electrones del fósforo se enlazan con los del silicio
quedando un electrón en exceso con un débil enlace. Al recibir radiación solar este
22
electrón aumenta su energía y es capaz de desligarse completamente, a este
semiconductor se le llama donadores.
Semiconductor de silicio tipo P (Positivo)
Así mismo si el silicio es unido a un material que contenga menos electrones de
valencia como el Boro que tiene tres, cuando se producen los enlaces falta un
electrón para equiparar los del silicio, por lo que se dice que existe un hueco, que es
capaz de recibir electrones, por esto se le llama un semiconductor aceptador.
Efecto Fotovoltaico
El efecto Fotovoltaico es el fenómeno por el que al unir un semiconductor
donador de electrones con otro aceptador de electrones forman corriente eléctrica.
Al tener distinta carga ambas capas, positivo y negativo, forman un campo
eléctrico. Como sabemos en la capa n existe una concentración de electrones
débilmente unidos al núcleo y que además contienen una gran carga, cuando la luz
solar, es decir la radiación, es absorbida por la Célula FV, genera el desprendimiento
de estos electrones y son atrapados por la capa p, que tiene a su vez una gran
cantidad de huecos, provocando el paso constante de electrones, es decir, corriente
eléctrica.
En función de la estructura del cristal de silicio encontramos tres formas de
presentación de los paneles FV:

Silicio Amorfo: Es la forma más barata de comercialización, pero también la
menos eficiente. Aquí el silicio esta sin orden alguno y no esta cristalizado.

Silicio Policristalino: En esta modalidad el silicio responde a cierta alineación y
esta semicristalizado por lo que aumenta su costo, y
su eficiencia.

Silicio Monocristalino: Con este tipo de paneles es donde se logra mayor
producción de electricidad respecto de los otros dos, pero también aumenta
notablemente el costo. Se compone de una sección completa del cristal lo que
da su aspecto oscuro y redondeado.
Si hacemos una comparación entre los tres tipos de estructura interior, el
silicio policristalino y monocristalino, tienen similares cualidades, aún cuando el
segundo es mejor, el primero mantiene un menor costo por lo que es el más usado,
porque las diferencias en cuanto a su eficiencia no son significativas (WIRELESS
23
ENERGY, entrevista personal, Septiembre 2009). El silicio amorfo por su parte, es
utilizado en artefactos pequeños que no necesiten mayor potencia eléctrica.
Figura Nº 15: Panel Monocristalino (Izquierda), Panel Policristalino (Derecha)
(Fuente: [22] PRIEN 2008)
Métodos de instalación y criterios
En nuestro país existen dos maneras de configurar un sistema fotovoltaico:
Conectadas a la red eléctrica:
En Chile esta alternativa es posible para instalaciones mayores, sobre 9MW,
lo que significa una mayor inversión. En otro países como España, las instalaciones
residenciales si pueden estar conectadas a la red, y se contabiliza la diferencia entre
el consumo de salida versus el de entrada. Esta aplicación es la más conveniente
puesto que el valor de la energía limpia es mucho mayor, además se eliminan las
baterías del sistema, lo que abarata los costos de instalación.
Aisladas de la red eléctrica
Esta manera de instalación es la más usada en Chile, principalmente cuando
no se tiene acceso a la red o es muy costoso llegar hasta ella, ya sea en viviendas,
sistemas de telecomunicaciones, iluminación pública o con fines agrícolas.
24
Los elementos que componen una instalación fotovoltaica aislada son:
a) Paneles Fotovoltaicos
b) Controlador o regulador de carga
c) Baterías
d) Inversor
a) PANELES FOTOVOLTAICOS
En una instalación fotovoltaica se debe definir lo siguiente:

Orientación de los paneles

Angulo de inclinación

Tracker

Estructura soportante

Modo de conexión
Orientación
En cuanto a la posición de los paneles solo tenemos dos opciones, si la
instalación se encuentra en el Hemisferio Norte debemos ubicar los paneles hacia el
Sur, por el contrario si la instalación esta ubicada en el Hemisferio Sur, como es el
caso de Chile, se debe orientar los paneles hacia el Norte.
Angulo de inclinación
Como vimos anteriormente en el Capítulo 1, se puede estimar el ángulo de
inclinación exacto para cada día y cada hora del año, pero las empresas
recomiendan a menor escala definir un ángulo de inclinación para invierno y otra
para verano.
Según NCH 2896 of. 2004, el ángulo de inclinación se considera solo en los
tres meses de invierno (si se contempla un proyecto anual de la instalación), de
acuerdo a la siguiente fórmula (inclinación máxima):
Ángulo inclinación (á) = Latitud + 10º
Tracker
Existen en el mercado sistemas automatizados de seguimiento llamados
Tracker. Estos permiten orientar los paneles hacia el Sol durante todas las horas de
25
insolación, manteniendo siempre la perpendicularidad entre los paneles con respecto
a la radiación. Para esto un tracker óptimo permite un movimiento de Este a Oeste
girando hasta 240º y de 60º como máximo de inclinación. De acuerdo a la irradiación
del lugar se puede aumentar hasta en un 45% el rendimiento (mecasolar), pero cabe
destacar que los costos que involucra un sistema así son muy altos para una
instalación residencial, pero sí es acorde con parques o huertos solares que puedan
conectarse a la red eléctrica.
Estructura Soportante
Una buena estructura para montar los paneles es de suma importancia porque
otorga protección y seguridad a las placas, lo que garantiza también la duración del
sistema.
Según la Norma NCH 2896 of. 2004 las estructuras deben cumplir con los
siguientes requisitos obligatorios:
i.
Deben ser capaces de resistir como mínimo 20 años a la intemperie.
ii.
Todos los elementos usados, marcos, tornillos, tuercas, deberán ser de acero
inoxidable.
iii.
Para los cálculos de obras civiles se debe considerar NCH 431 para carga de
nieve y NCH 432 para cargas de viento.
Las estructuras pueden ser instaladas en tejados, terrazas, paredes, columnas o
en el suelo, cuidando siempre su fácil acceso para limpieza.
Modo de conexión entre paneles
La conexión entre paneles puede ser:
 En paralelo, para consumos de corriente elevados, donde :
I(Intensidad) total = I1 + I2 + I3
V(Voltaje) total = V1 = V2 = V3
 En serie, para consumes de voltaje elevados, donde:
26
V (Voltaje) total = V1 + V2 + V3
I(Intensidad) total = I1 = I2 = I3
Cualquiera de las dos formas de interconexión es válida, solo se debe cuidar
de seguir siempre el mismo modo, en ampliaciones posteriores inclusive, a menos
que algunos de los elementos del sistema requiera alguno de los dos en específico.
b) CONTROLADOR O REGULADOR DE CARGA
Debido a la inestabilidad de la energía proveniente de los paneles (Ah), es
necesario proteger el sistema de una sobrecarga o bien de una baja muy
extrema, es por eso que se utiliza un controlador de carga. La definición de este
elemento se hace de acuerdo a la potencia arrojada por los paneles y según su
conexión (en serie o paralelo).
Según la norma NCH 2896 of. 2004 se debe cumplir con ciertos requisitos,
algunos de ellos son:
i.
Debe haber protección contra descargas profundas de la batería.
ii.
Todos los terminales del regulador deben acomodar fácilmente cables
mayores que 2 mm² hasta 4 mm².
iii.
Se debe evitar la sobrecarga de las baterías.
iv.
Se deben proveer protecciones contra corrientes inversas.
v.
El regulador de carga no debe producir interferencias en las
radiofrecuencias en ninguna condición de operación.
vi.
El consumo energético parásito diario del regulador de carga en
condiciones normales de operación, no debe ser mayor que 3% del
consumo diario previsto en el diseño.
c) BATERIAS
El sistema que usaremos será aislado por lo que se necesitan acumuladores de
energía llamados acumuladores de ciclo profundo. Estas puedes ser según Nch 2978
of. 2004:
27

Abiertas (electrolito líquido)

Con válvula de regulación, que incluye baterías con recombinación parcial
interna del gas.

Estancos sellados (solo las de Níquel-Cadmio)
En cuanto a su conexión la Norma indica que no se permite la conexión en
paralelo de más de dos baterías, entre nuevas y viejas, ni de diferente tipo.
Para un buen mantenimiento y duración se recomienda:
o Instalarlas en un lugar bien ventilado, donde no accedan personas que
desconozcan los riesgos que estas conllevan.
o Comprobar cada mes los niveles de los líquidos vitales de las baterías,
reponer con agua destilada.
o Revisar la densidad de los elementos químicos.
o No conectar las baterías para otro uso que no sea el fotovoltaico.
o Cuidar que la Temperatura no sea menor al punto de congelación de
los elementos interiores de la batería.
Es importante mencionar que se deben realizar los mantenimientos indicados
por el fabricante, su duración dependerá de esto y de los ciclos de carga-descarga,
que no deben ser de mucha intensidad por hora (Ah), para optimizar su capacidad.
d) INVERSORES
Todos o la mayoría de los paneles Fotovoltaicos entregan corriente continua y
con un voltaje de 12 V. Todos los elementos anteriores al inversor como las baterías
y reguladores, estan hechos para trabajar con estas características, pero por el
contrario todos los aparatos usados en una vivienda usan corriente alterna y de 110
V ó 220 V (50 Hz).
Por esto se requiere un Inversor de voltaje que transforma la corriente
continua y su voltaje para que pueda ser usada en una vivienda sin inconvenientes,
sin embargo, existen en el mercado artefactos diseñados para eliminar los inversores
pero frente al costo de un solo elemento hace imposible su acceso.
Costos y eficiencias
Como hemos visto los paneles fotovoltaicos de silicio se encuentran en tres
formas, cada una con un distinto rendimiento:
o Silicio Amorfo : 8%
28
o Silicio Policristalino : 14%
o Silicio Monocritalino : 17%
Para esta instalación se usarán paneles de silicio policristalino, es decir, se
trabajará siempre con un 14% de rendimiento.
Ventajas
Como todo sistema generador de energía existen ventajas y desventajas a la
hora de considerarlo. Como gran argumento en contra de los detractores y asumido
por los precursores es el alto costo que esto significa comparado con el cómodo y
más económico acceso a energía del central. Pero este costo ha sido siempre en
descenso, más y mejores elementos, con mejor tecnología en cuanto a eficiencia se
realizan cada día.
Veremos a continuación algunas de las ventajas que nos brinda este sistema:

Aspectos ecológicos:
i.
La fuente es inagotable, el Sol.
ii.
A diferencia de la energía proveniente de combustibles fósiles y
energía nuclear, esta no contamina y no produce CO2.

iii.
No consume otros combustibles.
iv.
No genera residuos ni ruidos.
Aspectos económicos:
i.
Requiere muy poco mantenimiento por lo que el costo mensual
es muy bajo.
ii.
La duración de la instalación es de 30 años aproximadamente.
iii.
Están hechos para todas las condiciones climáticas.
iv.
Evita la dependencia de energética.
v.
Es fácilmente ampliable al incluir nuevos paneles fotovoltaicos.
vi.
Regala autonomía a sectores rurales sin acceso a lo sistemas
centrales de electricidad.
29
CAPITULO III: CÁLCULOS Y DISEÑOS
Descripción del proyecto eléctrico
La instalación eléctrica de la vivienda se hará en forma tradicional, de acuerdo a
la Normativa vigente del SEC, entre las que se encuentran:

NCH ELEC. 4/04: Instalaciones de consumo en baja tensión.

NCH ELEC. 2/84: Elaboración y presentación de proyectos.

NCH ELEC. 10/84: Trámite para la puesta en servicio de una instalación
interior.
En toda la instalación tendrán las siguientes consideraciones:
 Se utilizarán conductores tipo NYA indicados en Tabla Nº8.6 de NCH Elec.
4/2003, para instalaciones interiores en ambientes secos canalizados en
tuberías.
 El espesor será indicado según la intensidad de cada circuito según tabla
Nº 8.7 de NCH Elec. 4/2003 y se considerará como grupo Nº1, conductor
monopolar en tubería, siendo como mínimo 1,5 mm² en alumbrado y 2,5
mm² en enchufes.
 Los ductos serán definidos de acuerdo a la Tabla 8.16 de NCH 4/2003.
A continuación se indica el cuadro de cargas del alumbrado:
Centros
T.D.A CTO
100W
1
Aplique Enchuf
Potenci Total
s
.
Fas Protección
a Total Centro
e Disy
(kW)
s
100W 500W
.
Dif.
1
4
5
-------
0,9
9
R
10A -------
2
4
1
-------
0,5
5
R
3
-------
-------
5
2,5
5
R
4
------POTENCIA
INSTALADA
-------
7
3,5
7
R
10A ------2x25
16A
A
2x25
16A
A
7,4
26
Tabla Nº 1: Cuadro de cargas.
Circuito Nº1 (Fig. N°16):
Potencia = 900 Watt
Canalización
Cond.
NYA
1,5
NYA
1,5
NYA
2,5
NYA
2,5
Ducto
CPVC 16
mm.
CPVC 16
mm.
CPVC 16
mm.
CPVC 16
mm.
30
Intensidad circuito = 900 Watt = 4.09 A
220 Volt
Conductor=1,5 mm.
Disyuntor = 10 A.
Ducto = 16 mm.
Circuito Nº2 (fig.N°16):
Potencia = 500 Watt
Intensidad circuito = 500 Watt = 2.27 A
220 Volt
Conductor=1,5 mm.
Disyuntor = 10 A
Ducto = 16 mm.
Circuito Nº3 (fig.N°16):
Potencia = 2500 Watt
Intensidad circuito = 2500 Watt = 11.36 A
220 Volt
Conductor=2,5 mm.
Disyuntor = 16 A
Ducto = 16 mm.
Circuito Nº4 (fig.N°16):
Potencia = 3500 Watt
Intensidad circuito = 3500 Watt = 15.9 A
220 Volt
Conductor=2,5 mm.
Disyuntor = 16 A
Ducto = 16 mm.
31
Los circuitos de alumbrado y enchufes se distribuyen de la siguiente manera:
Fig. 16: Plano distribución eléctrica.
Fuente: Elaboración propia.
32
Descripción proyecto estructural por sobrecarga de paneles
Según la Norma que se refiere a paneles fotovoltaicos, los elementos donde
serán instalados los paneles fotovoltaicos deberán ser diseñados de acuerdo a NCH
431 Sobrecarga de nieve y NCH 432 Carga de viento, cabe mencionar que en la
zona donde se encuentra Valdivia la sobrecarga de elementos de techumbre tiene
como mínimo 30 kg/m² y la sobrecarga de nieve 25kg/m², por lo que esta última se
desprecia en este caso en particular.
Los cálculos se harán mediante un Programa de Diseño para elementos de
madera del Ingeniero Alejandro Niño Solis.
Se considerará el cálculo de dos elementos: Cerchas y Costaneras
a. Cerchas (Fig. N°19):

Cordón inferior y superior
Se verificó la flexión, cizalle y la deformación de acuerdo a las
siguientes valores:
Momento máximo = 200 kgf m
Corte máximo

= 615 kgf
Diagonales y montantes
Se verificó la tensión en compresión paralela
Carga Axial
= 775 kgf
b. Costaneras (Fig. N°19):
Para el cálculo de costaneras se hizo un análisis de las cargas asociadas de
viento, sobrecargas (incluyendo paneles fotovoltaicos) y peso propio, luego se
determinaron las combinaciones de carga utilizadas en el programa antes
mencionado.

Para cubierta con inclinación 47º
Momentox
Cortex

= 2,7 kgf m
= 13,5 kgf
Para cubierta con inclinación 17º
33
Momentox
Cortex
= 3,1 kgf m
= 15,5 kgf
De este modo se determinaron las siguientes piezas de madera:
Cordón superior e inferior: Pino radiata seco, con H=12%, grado estructural Nº G1,
para la ciudad de Valdivia, con piezas de 2x6”.
Diagonales y montantes: Pino radiata seco, con H=12%, grado estructural Nº G1,
para la ciudad de Valdivia, con piezas de 2x3”.
Costaneras: Pino radiata seco, con H=12%, grado estructural Nº G2, para la ciudad
de Valdivia, con piezas de 2x2” cada 60cm.
34
Descripción proyecto paneles fotovoltaicos
Como ya vimos en el capítulo II debemos definir los siguientes elementos:
Fig. 17: Elementos de una instalación fotovoltaica
(Fuente: [21] CANSECO 2010)
a. Paneles Fotovoltaicos
b. Regulador de Carga
c. Baterías
d. Inversor
e. Estructura de soporte
a. Paneles Fotovoltaicos
Para una correcta definición de los paneles a utilizar, haremos un análisis de
la radiación recibida en la vivienda.
Como ya se ha mencionado, los datos de radiación fueron obtenidos de la
estación Agrometeorológica ubicada en Calfuco, en la costa de Valdivia, sería ideal
usar datos del lugar de emplazamiento, pero por disponibilidad y por cercanía se
analizarán los valores entregados por esta estación.
La instalación se proyectará para la estación del año más desfavorable, es
decir, el Invierno, donde además de recibir menos radiación las horas de insolación
son menores, por lo que también se acotará el tiempo considerado para el cálculo.
A continuación se muestran los promedios mensuales de radiación, acotados
a las horas de radiación respectivas:
35
Radiación Promedio Mensual
W/m²
600
424
483
308 286
400
388
341 308 377
203
200
147
206
Radiación
Mensual
98
0
Meses del Año
Fig. 18: Gráfico
áfico de Radiación promedio Mensual.
Fuente: Elaboración propia con datos estación Calfuco; Análisis de datos Programa
R.
Como se aprecia los valores en los meses de invierno son los más bajos
durante el año, por lo que si queremos, como en este caso, abas
abastecer la vivienda el
año completo deberemos proyectar la instalación para este valor.
A continuación se muestran los promedios por hora de cada estación del año,
analizados con el programa estadístico R.
Primavera
Radiación (W/m2)
700
608
600
530
500
440
400
200
100
0
Media por
hora
532 506
420
331
300
575
312
176
175
43
Fig. 19:: Gráfico Radiación promedio en Primavera.
Primaver
Fuente: Elaboración propia con datos estación Calfuco; Análisis de datos Programa
R.
36
Verano
Radiación (W/m2)
800
600
564
674
630
667
589
464
400
Media
por…
519
352
334
226
200
126
95
36
0
Fig. 20: Gráfico Radiación promedio en Verano.
Fuente: Elaboración propia con datos estación Calfuco; Análisis de datos Programa
Radiación (W/m2)
R.
Otoño
400
334
300
329
278
200
Media
por hora
259
195
185
106
100
0
359
14
57
Fig. 21: Gráfico Radiación promedio en Otoño.
Fuente: Elaboración propia con datos estación Calfuco; Análisis de datos Programa
R.
Invierno
Radiación (W/m2)
400
308
300
338
260
200
100
Media por
hora
298
249
165
163
89
64
0
Fig. 22: Gráfico Radiación promedio en Otoño.
Fuente: Elaboración propia con datos estación Calfuco; Análisis de datos Programa
R.
37
Analizaremos el gráfico correspondiente a Invierno, vemos un promedio por
hora de radiación máximo de 338 (W/m²) a las 13:00 P.M. y una mínima de 64
(W/m²) a las 9:00 A.M. considerado desde el 21 Junio – 20 septiembre, durante 9
horas, desde las 9:00 A.M. hasta las 17:00 A.M.
Como resultado se aprecia que la radiación incidente es de 250 watt/m² al
menos por 5 horas al día, y 160 watt/m² al menos durante 2 horas:
Irradiación
Potencia 1 250 W/m2
Potencia 2 160 W/m2
Insolación
5
2
Tabla Nº 2: Valores de Irradiación e Insolación deducidos Fig. N°22.
Además sabemos que un panel fotovoltaico Policristalino tiene un rendimiento
de 14%. Si pensamos que en un día de verano el promedio de irradiación durante 5
horas seguidas es de 500 W/m² se puede concluir que no podremos producir más de
70 W hora por m2 (Irradiación x Rendimiento x Area Panel (1m2)), por lo que con un
panel de 75 W pico tendríamos cubiertas las necesidades de la casa, con un panel
de mayor potencia solo sería un gasto innecesario considerando el costo versus el
rendimiento.
EL PANEL SW75 P DE SOLAR WORLD cumple con los requisitos necesarios
y tiene las siguientes características técnicas:
Valores Eléctricos
Potencia Nominal
Unidad
Wp
Cantidad
75
Corriente Nominal
Ampere
4,34
Tensión Nominal
Volt
17,3
Configuración
Volt
12
Largo
mm
1229
Ancho
mm
556
Profundidad
mm
34
Profundidad Caja
Conexión
mm
56
Peso
Kg
7,6
Valores Físicos
Tabla Nº 3: Características Técnicas de Panel Fotovoltaico SW75 de Solar World.
38
Entonces para determinar la cantidad de paneles necesarios debemos calcular
la potencia producida bajo las condiciones de irradiación señaladas:
Potencia Nº1:
Potencia por panel en una hora = Irradiación x Rendimiento x Area Panel
= 250 W Hora/m² x 0,14 x 0,68 m²
= 23,8 W Hora
Como tenemos 5 horas de insolación:
Potencia diario por panel = 23,8 W Hora x 5 horas
= 119 W por panel
Potencia Nº2:
Potencia por panel en una hora = Irradiación x Rendimiento x Area Panel
= 160 Watt Hora/m² x 0,14 x 0,68 m²
= 15,2 Watt Hora
Como tenemos 2 horas de insolación:
Potencia diario por panel = 15,2 Watt Hora x 2 horas
= 30,4 Watt por panel
Por lo tanto la producción diaria de un panel sería:
Potencia diaria por panel durante 7 horas= 149 Watt
El consumo de la vivienda esta dado por los siguientes artefactos y alumbrado:
Elemento
Televisor 1
Televisor 2
Notebook
Lampara
Refrigerador
Dvd
Total (watt hora)
Cantidad Consumo
1
1
1
1
1
1
100
100
65
23
30
75
Hrs. Consumo Consumo W-hr
4
2
4
2
24
0,5
400
200
260
46
720
37,5
1663,5
Tabla Nº 4: Consumo eléctrico por artefacto usados en la vivienda.
39
Alumbrado
Cantidad Consumo
Hrs. Consumo Consumo W-hr
Dormitorio1
Comedor
Cocina
Exterior entrada
Exterior patio
1
2
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
3
1
0,7
0,3
2
0,5
1
2
2
2
Total (watt hora)
483
Dormitorio2
Pasillo
Baño
Entrada
Living
23
23
23
23
23
23
23
23
23
23
23
23
Total consumo Vivienda (W-hr)
46
92
69
23
16,1
6,9
46
23
23
46
46
46
2147
Tabla Nº 5: Consumo eléctrico de alumbrado en la vivienda.
Por lo tanto en resumen:
Consumo diario vivienda (24 hrs.) = 2147 W
Potencia entregada por panel diariamente = 149 W
Cantidad de Paneles de la instalación = 2147 W = 14,4 ≈ 15 paneles
149 W
Los Paneles irán conectados entre sí en forma paralela y debido a que en el
lugar de emplazamiento existe acceso a la red eléctrica, se utilizará un conmutador
manual en caso de que la radiación sea muy baja.
b. Regulador de Carga
Para escoger el regulador de carga debemos saber la intensidad de corriente (Ah)
que emite cada panel:
Potencia por panel = 75 Watt
Tensión = 12 Volt
Intensidad por panel = P = 75 Watt = 6,25 Ah
V
12 Volt
Como son 15 paneles:
= 15 x 6,25 Ah = 94 A
40
De acuerdo a este resultado se usará:
REGULADOR POWER TAR0M 2140 140A 12-24V
Fuente: [28] HELIPLAST
c. Baterías
Si el consumo diario de la vivienda es de 2147 Watt los acumuladores se
deben diseñar para lograr almacenar esta cantidad de energía, por lo que:
Potencia casa = 2147 watt = 179 Ah
12 Volt
Por lo que se utilizarán dos baterías de 100 Ah
BATERÍAS DE CICLO PROFUNDO MEGATRON 100AH
Fuente: [28] HELIPLAST
d. Inversor
El inversor se define de acuerdo a la potencia de salida que es sobre 2100
Watt.
INVERSOR PHOENIX SINUS 12V 3000W 220V 50HZ
Fuente: [28] HELIPLAST
e. Estructura de soporte y posición
La estructura que fijará los paneles a la cubierta de la casa será de acero
galvanizado, así como todos los elementos de fijación. El cálculo y diseño se
describirá en el estudio de estructuras posteriormente.
De todas formas la estructura deberá asegurar una orientación Norte, con una
inclinación de 45º (NCH 2896 of. 2004).
Conductores
Los conductores utilizados para las conexiones entre los elementos serán del
tipo AWG de sección 3.31 mm².
41
Ahorros energéticos
Como se presentó en el Capítulo I, el Programa Chile Sustentable nos muestra
varios consejos para ahorrar nuestra energía, ahora veremos otras que debemos
tomar en cuenta a la hora de construir nuestra vivienda:

Ampolletas de bajo consumo
En toda la vivienda se contempla la utilización de ampolletas de bajo
consumo. La Ampolleta equivalente a 100 Watt equivale a una económica
de 23 Watt , valor que se utilizó en el proyecto de paneles fotovoltaicos.

Dimmers:
Reguladores de intensidad lumínica, esto ayudará a que el consumo sea
adecuado para cada actividad que se realice, se instalarán en las
habitaciones, living, comedor y cocina.

Iluminación con sensor:
Se utilizarán en la iluminación exterior, para evitar sobreconsumos por
descuido.

Color pintura:
Los colores de las habitaciones deberán ser claros para ayudar a reflejar la
luz, en lugar de absorberla, así se utilizará mejor la iluminación entregada.



Aislación de poliestireno expandido de densidad 10 kg/m3:
-
Dentro de tabiques exteriores 100mm.
-
Envolviendo tabiques exteriores en forma continua 20mm.
-
En todos los cielos 120mm.
Barreras
-
Barrera de humedad Tyvek en muros perimetrales y cubierta.
-
Barrera de Vapor Polietileno 0.2 mm.
Termopanel
Se contemplan ventanas en termopanel para toda la casa
42
Memorias
Las memorias de cálculo se incluyen en la descripción de cada instalación.
43
CAPITULO IV: PROYECTO Y PRESUPUESTO
Planos de la vivienda
Fig. 23: Plano de fachadas y detalle de ventanas.
Fuente: Elaboración propia.
44
Fig. 24: Plano de fachadas y detalle de ventanas.
Fuente: Elaboración propia.
45
Fig. 25: Plano de escantillón y cubierta.
Fuente: Elaboración propia.
46
Fig. 26: Plano detalle caseta baterías e instalación de paneles.
Fuente: Elaboración propia.
47
Especificaciones técnicas generales
En las presentes especificaciones técnicas se describirán todas las aislaciones
y elementos mencionados anteriormente.
23300 Polietileno bajo radier
Se colocará una lámina de polietileno grueso de 0.2 mm. de espesor bajo
toda la superficie de radier, con traslapos mínimos de 30cm. cubriendo toda la
superficie. En el perímetro, el polietileno deberá retornar 15 cm sobre los bordes.
25000 Cubierta
25100 Cerchas
Las cerchas serán de Pino radiata impregnado de dimensiones y disposición
indicadas en los planos de cálculo.
25200 Costaneras
Las costaneras serán de Pino radiata impregnado de escuadría 2x2” cada 40
cm. en toda la cubierta.
31000 Aislaciones y barreras
31100 Poliestireno expandido
31110 Muros
Al interior del tabique se colocará una plancha de poliestireno expandido de
100cm. de espesor y con una densidad de 10 kg/m3. Además se agregará una capa
de 20mm. en forma continua en todos lo muros perimetrales.
31120 Cielos
Se colocará una capa de poliestireno expandido de 120mm. de 10kg/m3 de
densidad.
31200 Membrana Hidrófuga
31210 Muros
En muros exteriores se utilizará una membrana hidrófuga marca TYVEKHOMEWRAP como indican los planos de detalle cuidando de dejar un traslapo de
30cm. como mínimo.
48
31220 Cubierta
En toda la cubierta se utilizará una membrana hidrófuga marca TYVEKHOMEWRAP como indican los planos de detalle cuidando de dejar un traslapo de
30cm. como mínimo.
31300 Polietileno
31310 Muros
En todos los muros exteriores se colocará una lámina de polietileno grueso de 0.2
mm. de espesor según indica el plano de detalles, con traslapos mínimos de 30cm.
31320 Cielos
En el cielo de toda la vivienda se colocará una lámina de polietileno grueso de 0.2
mm. de espesor según indica el plano de detalles, con traslapos mínimos de 30cm.
31400 Sellador termo acústico
Para evitar la entrada de aire entre las uniones de molduras y revestimientos,
se inyectará espuma de poliuretano, para evitar un intercambio de temperatura no
deseada.
36000 Ventanas
Todas las ventanas de la casa serán de PVC, en termopanel.
49
Especificaciones técnicas especiales
Instalación de Electricidad
45100 Conductores
Los conductores serán como se indica en Cuadro de cargas, de tipo NYA de
espesor 1,5mm. para alumbrado y 2,5mm. para enchufes.
45200 Canalizaciones
Las canalizaciones serán de PVC rígido conduit de color naranjo:
-
Para alumbrado de 16mm.
-
Para enchufes de 20mm.
45300 Tablero
El tablero de distribución será embutido marca Saime 10 int., con interruptores
monofásicos y disyuntores indicados en Cuadro de carga.
45400 Medidor
Será un medidor monofásico con un rango de 10 - 40 A de la marca Kersting.
45500 Empalme
Se considerará un empalme monofásico subterráneo canalizado en un ducto
galvanizado de ¾” y un conductor de NYA de 10mm2, en una caja de empalme 7010.
45600 Artefactos
-
Todos los interruptores, enchufes, cajas y sus complementos serán de la
línea Magic Oxidal de Bticino
-
Todas las ampolletas a utilizar deberán ser de bajo consumo.
-
En las habitaciones, living y comedor se usarán dimmers blancos de 500W,
Genesis de Marisio.
-
En el exterior de la vivienda se considerarán focos con sensor de
movimiento marca Halo.
50
PRESUPUESTO EDIFICACION
ITEM
PARTIDA
UN
CANTIDAD
PRECIO
TOTAL
11000 Obras provisorias
gl
1
$ 430.000
$ 430.000
12000 Instalaciones provisorias
gl
1
$ 180.000
$ 180.000
13000 Escarpe de terreno
gl
1
$ 150.000
$ 150.000
14000 Trazado y nivelación
gl
1
$ 80.000
$ 80.000
m³
29
$ 3.272
$ 94.890
22100 Emplantillado
m³
1
$ 52.381
$ 52.381
22200 Moldajes
m²
20
$ 11.392
$ 227.832
22300 Hormigón
m³
8
$ 96.328
$ 770.620
22400 Armaduras
kg
380
$ 1.293
$ 491.220
23100 Estabilizado Compactado
m³
9
$ 10.244
$ 92.196
23200 Cama de ripio
m³
6
$ 15.189
$ 91.134
23300 Polietileno bajo radier
m²
77
$ 692
$ 53.294
23400 Malla Acma
m²
60
$ 3.214
$ 192.866
23500 Hormigón
m³
6
$ 90.576
$ 543.454
24100 Tabiquería
m²
95
$ 10.167
$ 965.911
24200 Entramado de cielo
m²
54
$ 6.112
$ 330.054
25100 Cerchas
un
16
$ 41.185
$ 658.952
25200 Costaneras
m²
81
$ 6.069
$ 491.592
25300 Aleros y Tapacanes
m²
8
$ 14.853
$ 118.827
26100 Caballetes
ml
12
$ 8.569
$ 102.824
26200 Canales
ml
23
$ 5.294
$ 121.764
26300 Bajadas
ml
13
$ 4.615
$ 59.990
31110 Muros
m²
60
$ 4.766
$ 285.948
31120 Cielos
m²
52
$ 4.036
$ 209.792
10000 TRABAJOS PRELIMINARES
20000 OBRA GRUESA
21000 Excavaciones
22000 Fundaciones
23000 Radier
24000 Estructuras de madera
25000 Cubierta
26000 Hojalaterías
30000 TERMINACIONES
31000 Aislaciones y barreras
31100 Poliestireno Expandido
51
31200 Membrana Hidrófuga
31210 Muros
m²
77
$ 1.145
$ 88.192
31220 Cubierta
m²
81
$ 1.145
$ 92.773
31310 Muros
m²
77
$ 1.160
$ 89.293
31320 Cielos
m²
52
$ 1.160
$ 60.302
31400 Sellador termo acústico
gl
1
$ 30.497
$ 30.497
32100 Muros
m²
60
$ 7.324
$ 439.452
32200 Cubierta
m²
81
$ 7.324
$ 593.260
m²
74
$ 15.054
$ 1.114.020
33121 Cerámicos
m²
26
$ 10.631
$ 276.400
33122 Yeso cartón ST
m²
93
$ 5.216
$ 485.051
33123 Yeso cartón RH
m²
13
$ 7.279
$ 94.632
33210 Cerámicos
m²
15
$ 7.995
$ 119.918
33220 Alfombra
m²
38
$ 6.547
$ 248.802
33231 Cubrejuntas
ml
6
$ 3.224
$ 19.343
33232 Guardapolvos
ml
52
$ 1.094
$ 56.896
33310 Yeso cartón ST
m²
32
$ 6.256
$ 200.179
33320 Yeso cartón RH
m²
21
$ 8.527
$ 179.075
ml
60
$ 1.503
$ 90.153
m²
81
$ 9.948
$ 805.804
34200 Oleo Opaco
m²
160
$ 3.500
$ 560.058
34300 Impregnante
m²
8
$ 3.557
$ 28.456
34400 Barniz marino
m²
6
$ 3.243
$ 19.460
31300 Polietileno
32000 Tablero de Partículas OSB
33000 Revestimientos
33100 Muros
33110 Muros Exteriores
33111 Siding PVC
33120 Muros Interiores
33200 Pavimentos
33230 Complemento pavimentos
33300 Cielos
33330 Complemento de cielos
33331 Cornisas
33400 Cubierta
33410 Teja Asfáltica
34000 Pinturas y Barnices
35000 Puertas
52
35100 Puerta Exterior
un
1
$ 179.941
$ 179.941
35200 Puerta Interior
un
3
$ 60.158
$ 180.475
35300 Puerta Vidriada
un
1
$ 114.934
$ 114.934
36000 Ventanas
m²
9
$ 95.000
$ 855.000
40000 INSTALACIONES
41000 Proyectos
En GG
42000 Trámites y permisos
En GG
43000 Instalación Agua Potable
gl
1
$ 743.530
$ 743.530
44000 Instalación Alcantarillado
gl
1
$ 233.076
$ 233.076
45000 Instalación Electricidad
gl
1
$ 1.130.529
46000 instalación Calefacción
gl
1
$ 415.000
$ 415.000
47000 Instalación Gas
gl
1
$ 181.842
$ 181.842
Costo Directo
$ 1.130.529
$ 16.521.963
Gastos Generales 15%
Sub-Total
$ 2.462.696
$ 19.000.745
I.V.A.
$ 3.610.049
TOTAL CONSTRUCCION
$ 22.610.794
El costo de la vivienda terminada es de $ 22.610.794.-, de acuerdo a la
superficie construida (60 m2) el valor por metro cuadrado es de $376.833.-
53
PRESUPUESTO INSTALACION FOTOVOLTAICA
De acuerdo a todos los elementos indicados anteriormente se detalla el
presupuesto a continuación:
51000
52000
53000
54000
55000
56000
56100
56200
57000
INST. PANELES
FOTOVOLTAICOS
Paneles Fotovoltaicos
Conductores
Reguladores de Carga
Baterías
Inversor
Estructuras
Soporte paneles
Caseta
Mano de Obra Electricidad
un
gl
un
un
un
15
1
1
2
1
$ 272.000
$ 285.000
$ 1.725.000
$ 95.000
$ 1.542.000
gl
gl
gl
1
1
1
$ 141.200
$ 80.915
$ 250.000
SubTotal
I.V.A.
TOTAL PANELES FOTOVOLTAICOS
$ 4.080.000
$ 285.000
$ 1.725.000
$ 190.000
$ 1.542.000
$ 141.200
$ 80.915
$ 250.000
$ 8.294.115
$ 1.575.882
$ 9.869.997
El valor de la instalación fotovoltaica corresponde a $9.869.997.De acuerdo la superficie total de la vivienda, la instalación fotovoltaica tiene un
costo de $ 164.500 por metro cuadrado.
54
CONCLUSION
Se concluye lo siguiente:
1. En cuanto al objetivo principal que hace referencia al desarrollo de la vivienda
se realizó satisfactoriamente con todos los elementos propuestos, energía
fotovoltaica, eficiencia energética y una propuesta de ahorro de energía
planteado por el Programa Chile Sustentable.
2. En Chile las condiciones dadas por los diferentes climas y geografías, son
especialmente favorables para el uso de todas las energías renovables a lo
largo del país, como se ha remarcado a lo largo de la investigación.
3. A lo largo del desarrollo de esta Tesis el tema de la crisis energética tanto en
Chile como en el resto del mundo cobra mayor importancia, es por esto que el
conocimiento de las Energías mal llamadas alternativas, se convierte en algo
importantísimo si es que no fundamental para los profesionales que se están
desarrollando, así como también la conciencia a fondo del uso eficiente de la
energía que sí disponemos.
4. Otro punto importante es que el país no esta preparado para tomar la decisión
de aprovechar las ER, no existen incentivos para que el sector residencial
tenga un acceso menos costoso, ni tampoco los marcos legales que ya
deberíamos ver, tomando como ejemplo países en los que un gran porcentaje
de su energía proviene de fuentes renovables.
5. En respuesta a la hipótesis que se plantea, se encuentra como resultado que
aún cuando es posible suministrar la totalidad de electricidad a la vivienda, las
condiciones del sector hacen que ésta sea demasiado costosa. Sin embargo
se deduce de los datos de radiación obtenidos que esta tecnología es
altamente viable económicamente hablando en el norte del país, por lo que se
desprende la siguiente pregunta: ¿Por qué esto no es ya posible? ¿Qué
esperan las autoridades para comenzar a pavimentar el camino del uso de
ER? ¿Por qué no existe más visión y previsión ante un problema que esta
frente a los ojos de todos?
55
BIBLIOGRAFÍA
Fuentes Bibliográficas
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Inglaterra, Universidad de Cambridge
[2] COBARG CC. 1983, “Energía Solar: bases y aplicaciones”, España, Thomson y
Paraninfo
[3] JIMENEZ JOSE MANUEL, 1999, “Ingenieros Solares”, España, Pamiela
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domiciliarias de Agua potable y alcantarillado (RIDAA)”
[5] MORALES, Alvaro M., 2002, “El sistema climático” Valparaíso, Universidad de
Valparaíso
[6] ORTEGA M. 2006, “Energías Renovables”, España, Thomson y Paraninfo
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2007, “Informe sobre el desarrollo humano 2007-2008 La lucha contra el cambio
climático: Solidaridad frente a un mundo dividido”, New York, EEUU.
[8] QUADRI NESTOR P, 2005, “Energía Solar”, Buenos Aires Argentina, Alsina
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Chile, Ediciones Universitarias de Valparaíso
[10] VEGA J, CASTILLO F., CARDENAS J., 1983, “La bioconversión de la energía”,
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[11] WEART Spencer R., 2003, “The discovery of global warming”, Estados Unidos,
Harvard University Press.
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– Diseño, cálculo y requisitos de las redes interiores”.
[13] Norma Chilena NCh 432. Of 1971, “Cálculo de acción del viento sobre
construcciones”.
[14] Norma Chilena ELEC. 4/04: Instalaciones de consumo en baja tensión.
[15] Norma Chilena ELEC. 2/84: Elaboración y presentación de proyectos.
56
[16] Norma Chilena ELEC. 10/84: Trámite para la puesta en servicio de una
instalación interior.
[17] Norma Chilena 2922.Of 2005, “Energía fotovoltaica - Susceptibilidad de un
módulo fotovoltaico al daño por impacto accidental”
[18] Norma Chilena 2902.Of 2004 IEC 61836:1997, “Energía fotovoltaica - Sistemas
de energía solar fotovoltaica - Términos y símbolos”
[19] Norma Chilena 2896.Of 2004 “Energía fotovoltaica - Especificaciones generales
para sistemas fotovoltaicos domésticos de 12 V corriente continua – Requisitos”
[20] Norma Chilena 2976.Of 2005 “Energía fotovoltaica - Módulos fotovoltaicos de
silicio cristalino para aplicaciones terrestres - Calificación del diseño y aprobación de
tipo”
Fuentes Electrónicas
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Mayo 2010, disponible en:
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[22] COMISION NACIONAL DE ENERGIA, 2006, Consumo de Energías total país,
consultado en Noviembre 2009, disponible en:
http://www.cne.cl/cnewww/opencms/03_Energias/Otros_Niveles/fuentes_energeticas
_primarias/Energia_Primaria/consumo_energias_primarias.html
[23] DIRECCION METEREOLOGICA DE CHILE, “Instrumentos meteorológicos”,
consultado Octubre 2009, disponible en:
http://www.meteochile.cl/instrumentos/inst_electronico.html
[24] ECOPOWER CHILE S.A.C., 2010, “Agua caliente sanitaria”, consultada en
Noviembre 2009, ubicada en:
http://ecopowerchile.com/blog/?page_id=1318
[25] ELIRMEX Energía limpia y renovable de México S.A. de CV, 2010, consultado
en Noviembre 2009, ubicado en:
http://www.elirmex.com.mx/macsolar.htm
57
[26] ESPINOZA JUAN, 2010, “El calentamiento Global, una triste realidad”,
consultado en Mayo 2010, disponible en:
http://lamatadeinstein.wordpress.com/2010/05/27/calentamiento-global-una-tristerealidad/
[27] HELIPLAST Christof Horn y Cia Ltda, Catálogo y lista de precios, consultado en
Enero 2010, disponible en:
http://www.heliplast.cl/lista_de_precio/lista_precios.pdf
[28] JMVINAS, 2009, “Verano astronómico”, consultado en mayo 2010, disponible en:
http://noticias.eltiempo.tv/verano-astronomico/
[29] NOAA (National Oceanic and atmospheric administration), 2009, Earth System
Research Laboratory, Carbon Cycle Science, consultado en Noviembre 2009,
disponible en:
http://www.climatewatch.noaa.gov/2009/articles/climate-change-atmospheric-carbondioxide
[30] PROGRAMA DE ESTUDIOS E INVESTIGACIONES EN ENERGÍA DEL
INSTITUTO DE ASUNTOS PÚBLICOS DE LA UNIVERSIDAD DE CHILE, NÚCLEO
MILENIO DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y MECA TRÓNICA CENTRO DE
INNOVACIÓN EN ENERGÍA DE LA UFTS, 2008, “Aporte potencial de: Energías no
convencionales y eficiencia energética a la matriz eléctrica 2008-2025”, Chile,
Consultado en Noviembre 2009, disponible en:
http://www.prien.cl/documentos/UEEE-SIC/ENERGIA_web.pdf
[31] PROGRAMA CHILE SUSTENTABLE, 2004, “Crisis energética en Chile: rol y
futuro de las ERNC”, Santiago Chile, Ma Paz Aedo, Sara Larraín, consultado en
Octubre 2009, disponible en:
http://www.chilesustentable.net/sitio/pics/publicaciones/754/Crisis_en_Chile_RolERN
C.pdf
[32] PROGRAMA CHILE SUSTENTABLE, 2004, “Guía práctica para el uso eficiente
de la energía: Manual para consumidores y usuarios”, Santiago Chile, Ma Paz Aedo,
Sara Larraín, consultado en Noviembre 2009, disponible en:
http://www.chilesustentable.net/sitio/pics/publicaciones/720/LibroGuiaPractica.pdf
58
[33] PROGRAMA CHILE SUSTENTABLE, 2004 , “Proyecto de Ley para la promoción
de las Energías Renovables en Chile”, Santiago Chile, Ma Paz Aedo, Sara Larraín,
consultado en Septiembre 2009, disponible en:
http://www.chilesustentable.net/sitio/pics/publicaciones/753/ley-energia.pdf
[34] PROGRAMA CHILE SUSTENTABLE, 2004, “Seminario latinoamericano sobre
Energías Renovables: Hacia la conferencia de Bonn – 2004”, Santiago Chile, Ma Paz
Aedo, Sara Larraín, consultado en Septiembre 2009, disponible en:
http://www.chilesustentable.net/sitio/pics/publicaciones/752/Seminario.pdf
[35] US CENSUS BUREAU, Base de datos internacional actualizada en Junio 2009,
consultada en Noviembre 2009, disponible en:
http://www.census.gov/ipc/www/idb/worldpopgraph.php/
[36] Wittelsbürger Helmut, “La política energética de Chile: de la dependencia al
desarrollo sostenible”, consultado en noviembre 2009, disponible en:
http://www.ideas.cl/intranet/recursos/politica_energetica._dependencia_y_desarrollo_
sostenible._Wittelsburger.pdf
59
ANEXO 1
Detalle instalación Panel Fotovoltaico
Fig. 31: Detalle fijación trasera.
Fuente: [28] HELIPLAST.