Estudio de factibilidad para la instalación de un proyecto solar en un vivero ubicado en la provincia de Cañete

Abstract

El presente trabajo evalúa el potencial de la energía solar fotovoltaica en la provincia de Cañete, Lima, para abastecer las operaciones de un vivero de 20 hectáreas. Utilizando el software “Solargis” se determinó una irradiación global solar anual de 1,809.1 kWh/m2, una producción eléctrica específica anual de 1,427 kWh/kWp, considerando un sistema solar fotovoltaico con potencia instalada de 180 kWp. Este sistema tendría una producción anual de 256.9 MWh y un ratio de performance promedio de 78.9% después de la conversión de la energía. La generación horaria inicia a las 7:00 horas, alcanza su punto máximo a las 14:00 horas y disminuye hasta las 17:00 horas. El consumo energético anual histórico del vivero es de 365.9 MWh. Para comprender la demanda diaria y determinar el consumo de la energía generada, se graficó el comportamiento del consumo promedio mensual con frecuencia horaria. Resultado de esta comparación se obtuvo que la energía del sistema solar fotovoltaico que se consume anualmente es 246.3 MWh y lo que no llega a consumirse es 10.52 MWh, lo que representa una eficiencia del 95.73%. Estos valores permiten validar el dimensionamiento del proyecto solar fotovoltaico y evitan una sobreestimación. El sistema está compuesto por 305 módulos de 590 Wp. El área neta requerida es de 771 m2 y por disponibilidad se aprovecharían los techos de las instalaciones del vivero. El proyecto presenta una inversión de US$ 153,000, un factor de inversión de US$ 0.85/W para un proyecto a todo costo. La rentabilidad de la inversión se sustenta en los siguientes indicadores financieros: una TIR del 15% (360 meses), un VAN de US$ 74,602 (tasa del 10%) y un retorno de la inversión en 8 años. Finalmente, el ahorro energético por autoconsumo es de 246.3 MWh y se evitarían emisiones anuales de 111.3 ton CO2, considerando un factor de emisión de 0.4521 (ton CO2/MWh) de la matriz energética nacional.

This paper evaluates the potential of solar photovoltaic energy in the province of Cañete, Lima, to supply the operations of a 20-hectare nursery. Using "Solargis" software, an annual global solar irradiation of 1,809.1 kWh/m2 and an annual specific electricity production of 1,427 kWh/kWp were determined, considering a solar photovoltaic system with an installed capacity of 180 kWp. This system would have an annual production of 256.9 MWh and an average performance ratio of 78.9% after energy conversion. Hourly generation begins at 7:00 a.m., peaks at 2:00 p.m., and decreases until 5:00 p.m. The nursery's historic annual energy consumption is 365.9 MWh. To understand daily demand and determine the consumption of the generated energy, the behavior of average monthly consumption was graphed with hourly frequency. The result of this comparison was that the annual energy consumption of the photovoltaic solar system is 246.3 MWh, while the remaining energy is 10.52 MWh, representing an efficiency of 95.73%. These values allow for the validation of the sizing of the photovoltaic solar project and prevent overestimation. The system is composed of 305 modules of 590 Wp. The required area is 771 m2, and due to availability, the roofs of the nursery facilities would be used. The project represents an investment of US$153,000, with an investment factor of US$0.85/W for a full-cost project. The profitability of the investment is based on the following financial indicators: an IRR of 15% (360 months), an NPV of US$74,602 (rate of 10%), and a return on investment in 8 years. Finally, the energy savings from self-consumption is 246.3 MWh, and annual emissions of 111.3 tons of CO2 would be avoided, considering an emission factor of 0.4521 (tons of CO2/MWh) from the national energy matrix.