Diseño y estudio técnico-económico de prototipo de paneles solares para sustituir los sistemas convencionales de iluminación en vallas publicitarias

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Resumen

The integration of renewable energies worldwide and in Colombia is a reality, currently in the country the main sources of energy have a very large environmental and social impact, energy production in Colombia is led by hydroelectric plants with a participation of 86 %, thermal energy has a share of 13%, solar and wind energy only have a share of 0.1%. Solar energy came to be an alternative to the energy challenges that the country and the world face, which is why in this project a design and technical-economic study will be carried out for the implementation of solar panels to replace conventional lighting systems in the advertising billboards installed by the company AGS SOLUCIONES in Colombian territory. The billboards installed by the company are outdoors, where the power source for current lighting depends on the power supply local of each region where they are installed. These fences are installed in both rural and urban parts, so the climatic impact due to storms, lightning, etc., as well as the dependence on the energy supply by the local network operator may be uncertain, due to power outages, failures or maintenances. Due to this, there is a need to implement a renewable energy source taking advantage of the electromagnetic radiation coming from the sun, improving energy efficiency through the installation of autonomous and efficient solar panels, and thus supplying the lighting of advertising billboards. Each of the factors and stages that may be decisive for the execution of this project must be structured. The energy transition is a reality, which is why the cost-benefit that customers would have by implementing billboards with solar panels is very great. With the implementation of this photovoltaic system, a slightly larger investment is required than a conventional lighting system, however, the future profits and return on investment can demonstrate the viability of the project. Currently, the lighting on billboards comes from conventional systems with reflectors and without an adequate lighting study. With the implementation of solar panels to supply this lighting, the corresponding calculations will be made for the appropriate selection of the panel, battery, inverter and corresponding regulator. Additionally, the luminaires to be implemented must be specialized LED types to billboards This project will last 62 business days (Monday to Friday 8:00 am to 5:00 pm) or 3 calendar months, and will be executed in the municipality of Cajicá-Cundinamarca at the facilities of the AGS company. SOLUTIONS. For this particular implementation, the technical-economic study design of the solar panel prototype will focus on double-sided billboards, where additional electrical parameters will be calculated such as grounding calculations for the system, grounding downpipe, regulation calculations, electrical risk matrix, power factor analysis and harmonic analysis .

Descripción

La integración de las energías renovables a nivel mundial y en Colombia son una realidad, actualmente en el país las principales fuentes de energía tienen un impacto ambiental y social muy grande , la producción de energía en Colombia es liderada por hidroeléctricas con una participación de un 86 % , la energía térmica tiene una participación de un 13 % , la energía solar y eólica solo tienen una participación de un 0,1 %. La energía solar llego para ser una alternativa a los retos energéticos que el país y el mundo enfrentan por lo cual en este proyecto se llevará a cabo un diseño y estudio técnico-económico de implementación de paneles solares para sustituir los sistemas convencionales de iluminación en las vallas publicitarias que instala la empresa AGS SOLUCIONES en el territorio colombiano. Las vallas publicitarias que instala la empresa están a la intemperie, en donde la fuente de energía para la iluminación actual depende del suministro de energía local de cada región donde se instalan. Estas vallas son instaladas tanto en partes rurales como urbanas, por lo cual la afectación tanto climática por tormentas, rayos, etc, como la dependencia del suministro de energía por parte del operador de red local puede ser incierta, por cortes de energía, fallas o mantenimientos. Debido a esto se da la necesidad de implementar una fuente de energía renovable aprovechando la radiación electromagnética proveniente del sol, mejorando la eficiencia energética mediante la instalación de paneles solares autónomos y eficientes, y así suplir la iluminación de las vallas publicitarias. Se debe estructurar cada uno de los factores y etapas que pueden ser determinantes para la ejecución de este proyecto. La transición energética es una realidad, por lo cual el costo-beneficio que tendrían los clientes al implementar las vallas publicitarias con paneles solares es muy grande. Con la implementación de este sistema fotovoltaico se requiere una inversión un poco mayor que un sistema convencional de iluminación, sin embargo, las ganancias a futuro y el retorno de inversión puede demostrar la viabilidad del proyecto. Actualmente las iluminaciones de las vallas publicitarias vienen de sistemas convencionales con reflectores y sin un estudio adecuado de iluminación, con la implementación de los paneles solares para suplir esta iluminación se realizarán los cálculos correspondientes para la selección adecuada del panel, batería, inversor y regulador correspondiente, adicional las luminarias a implementar deben ser tipo led especializado para vallas publicitarias. Este proyecto tendrá una duración de 62 días hábiles (horario lunes a viernes 8:00 am a 5:00 pm) o 3 meses calendario , y se ejecutará en el municipio de Cajicá-Cundinamarca en las instalaciones de la empresa AGS SOLUCIONES. Para esta implementación en particular el diseño estudio técnico -económico del prototipo de paneles solares se centrará en vallas publicitarias de doble cara, en donde se calcularan parámetros eléctricos adicionales como cálculos de puesta a tierra para el sistema, bajante de puesta a tierra, cálculos de regulación, matriz de riesgo eléctrico, análisis de factor de potencia y análisis de armónicos.

Palabras clave

Iluminación, Paneles, Radiación, Técnico-económico

Materias

Ingeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas , Energías renovables , Paneles solares , Eficiencia energética , Transición energética

Citación