Diseño técnico económico para la reconversión del uso de energía eléctrica convencional a energía solar en la UAM-A: sistema de interconexión

Abstract

En la presente investigación se evalúa la posibilidad de instalar un Sistema Fotovoltaico Interconectado (SFVI) a la red eléctrica de la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Azcapotzalco (UAM-A). Aprovechando el recurso solar abundante en la Zona Norte de la Ciudad de México que en promedio supera los 5.3 kWh/día de irradiación, las nuevas tecnologías más eficientes en celdas fotovoltaicas, la reducción de los costos de componentes y particularmente los cambios legales derivados de la reforma energética en México (2013) como son la Ley de Transición Energética (LTE, 2015) y la Ley de la Industria Eléctrica (LIE, 2014) que actualmente permiten la generación de energía eléctrica limpia para el autoconsumo y venta de excedentes a usuarios en baja y media tensión mediante los modelos de Generación Distribuida Limpia (GDL) establecidos en la LIE. El trabajo se presenta en 3 capítulos que comprenden una etapa diferente de la investigación, cada uno con un objetivo diferente en particular. A continuación, se resume brevemente cada capítulo. En el capítulo I, se observaron las características de la red eléctrica en la unidad y se hizo un análisis del perfil de consumo de energía eléctrica (kWh) y demanda de potencia eléctrica (kW) utilizando series de tiempo obtenidas con una base de 88 datos mensuales sobre cada una de las 2 variables mencionadas para el periodo enero 2011 – abril 2018. Los resultados muestran un nivel de consumo anual promedio de 4,700,000 kWh con una tendencia mensual a la disminución de 427 kWh. Para la demanda de potencia eléctrica se tiene un nivel promedio de 1,165 kW, con una tendencia mensual a la disminución de 1.39 kW. Con base en el análisis, se estiman proyecciones de estas 2 variables para el año 2023. El capítulo II comprende el dimensionamiento del SFVI que puede ser instalado en las azoteas de la UAM-A para cubrir el total de la demanda eléctrica para el año 2023, estimada en 4 300 000 kWh. Se determinaron los componentes y variables más importantes del SFVI como la eficiencia del sistema para alcanzar la producción energética anual. El desempeño que tendría el SFVI dimensionado se evaluó mediante simulaciones empleando el software especializado en proyectos fotovoltaicos “PVsyst”. El capítulo III presenta el Análisis Costo – Beneficio (ACB) del proyecto utilizando el método del Valor Presente Neto (VPN) para un periodo de 30 años de operación. El análisis se realiza bajo la perspectiva del ACB económico, en donde se valoran los beneficios económicos producidos por la generación de energía eléctrica y los beneficios ambientales producidos por la reducción de emisiones de Dióxido de Carbono equivalente (CO2 e) y la producción de energía limpia que generaría el SFVI. Los resultados se comparan con una ACB financiero que contempla únicamente los beneficios económicos producidos por la generación de energía eléctrica. Finalmente se realiza un análisis de sensibilidad, obteniendo los indicadores de viabilidad: Valor Presente Neto, Tasa Interna de Retorno (TIR), retorno de inversión o “Pay Back” y Tasa de Benéfico (TB). Con base en los resultados del análisis, se concluye que la ejecución del proyecto es viable.