Planteamiento de un diseño solar fotovoltaico que supla la demanda de energía eléctrica de una vivienda residencial de estrato seis.
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Pérez Salamanca, Daniel Alejandro
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gruplac
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Universidad Santo Tomás
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Objetivo: Es desarrollar un sistema fotovoltaico optimizado para satisfacer la demanda energética total de una vivienda residencial de estrato seis en Bogotá, mediante un análisis exhaustivo de los requerimientos técnicos y económicos. esta investigación presenta una evaluación integral que abarca tanto el diseño técnico del sistema como su viabilidad financiera. La caracterización del consumo energético y las condiciones específicas de la edificación sirven como parámetros fundamentales para el dimensionamiento apropiado del sistema, al centrarnos en la autosuficiencia energética y la optimización económica, nuestro propósito es proporcionar una solución fotovoltaica técnicamente robusta y financieramente viable que responda a las necesidades específicas de consumo residencial de alto estrato en el contexto urbano de Bogotá. Metodología: El planteamiento de un sistema fotovoltaico comienza con la caracterización del consumo energético de la vivienda y el análisis de las condiciones técnicas del sitio. Posteriormente, se procede al dimensionamiento de los componentes del sistema, incluyendo la selección de paneles solares, inversor, sistema de protecciones y cableado, considerando las especificaciones técnicas. El análisis económico contempla la cuantificación de la inversión inicial, la proyección de ahorros energéticos, costos operativos y flujos de caja para determinar indicadores de rentabilidad como VPN y TIR. Resultados: La metodología experimental implicó la utilización de las facturas para determinar los requerimientos energéticos de la vivienda. Entre ellos, se estableció la necesidad de nueve paneles solares policristalinos Ecogreen de 340 W, junto con un inversor trifásico Huawei. La inversión total del sistema alcanzó los $13,473,012. Este sistema demostró ser rentable, generando ganancias significativas a partir del quinto año, con un VPN de $80,814,521 y una TIR del 35.4 %. A través de una implementación meticulosa, se logró un impacto ambiental positivo, alcanzando una reducción de emisiones de 0.30016 toneladas dé CO2. Conclusiones: La implementación de los paneles solares se realizó mediante un diseño que aprovecha óptimamente los espacios libres disponibles en la vivienda. El sistema fotovoltaico demostró rentabilidad, evidenciada por una diferencia significativa de 23.4 puntos porcentuales entre la TIR y la tasa de descuento. Esta notable diferencia confirma que el proyecto no solo es financieramente viable, sino que ofrece un rendimiento considerablemente superior al mínimo requerido para compensar el riesgo de inversión. La evaluación proyectada a 25 años muestra resultados prometedores, con ganancias que se materializan a partir del quinto año de funcionamiento y alcanzan un Valor Presente Neto (VPN) de $80,814,521 al término del período de evaluación.
Abstract
Objective:The objective is to develop an optimized photovoltaic system to meet the total energy demand of a high-end residential home (stratum six) in Bogotá, through a comprehensive analysis of technical and economic. requirements. This research presents an integral evaluation encompassing both the technical design of the system and its financial viability. The characterization of energy consumption and specific building conditions serve as fundamental parameters for appropriate system sizing. By focusing on energy self-sufficiency and economic optimization, our purpose is to provide a technically robust and financially viable photovoltaic solution that responds to the specific high-end residential consumption needs in Bogotá’s urban context. Methodology: The design of a photovoltaic system begins with characterizing the home’s energy consumption and analyzing the site’s technical conditions. Subsequently, the system components are dimensioned, including the selection of solar panels, inverter, protection systems, and wiring, considering current technical specifications and regulations. The economic analysis includes quantifying the initial investment, projecting energy savings, operating costs, and cash flows to determine profitability indicators such as VPN and TIR. Resulta:The experimental methodology involved using the bills to determine the household’s energy requirements. Among them, the need for nine Ecogreen 340Wpolycrystalline solar panels was established, along with a Huawei three-phase inverter. The total system investment reached $ 13,473,012. This system proved to be highly profitable, generating significant gains from the fifth year onwards, with a VPN of $ 80,814,521 and an TIR of 35.4 %. Through meticulous implementation, a positive environmental impact was achieved, reaching an emission reduction of 0.30016 tons of CO2. Conclusions:The solar panel implementation was carried out through a design that optimally utilizes the available free spaces in the house. The photovoltaic system demonstrated high profitability, evidenced by a significant difference of 23.4
Idioma
spa
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Citación
Pérez Salamanca, D. A. y Saavedra Cotrina D. (2026). Planteamiento de un diseño solar fotovoltaico que supla la demanda de energía eléctrica de una vivienda residencial de estrato seis. [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional
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