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La nueva industria eléctrica en México
Tecnológico de Monterrey - LNIE17092X
Jorge Alejandro Armeaga Sánchez
1. Ubicación de la central en México (Estado, desierto, agua, montañas,
etc.)
La ubicación (FIG 1) de la centrar será en el
Estado de Baja California Sur, en la ciudad de La Paz,
Unnamed Road, Valle del Mezquite, La Paz, B.C.S. Long.
24.076898, Latitud -110.295676, gracias a que Baja
California Sur posee una ubicación geográfica (FIG. 4)
donde se encuentran niveles altos de radiación solar
(FIG. 2) y un clima que otorga pocos días nublados al
año, es sumamente factible el uso de los sistemas
fotovoltaicos tanto en zonas alejadas como en las
ciudades, será una central fotovoltaica con una
capacidad de 5.3 GW aproximadamente. FIG. 1 “VISTA DEL ESTADO DE BAJA
CALIFORNIA SUR”
FIG. 2 “INDICE DE RADIACION SOLAR EN MEXICO”
2. Tipo de tecnología (eólica, fotovoltaica o hidroeléctrica)
La tecnología a implementar será el de las células fotovoltaicas, ya que Baja
California Sur posee una ubicación geográfica (FIG. 8) donde se encuentran niveles altos
de radiación solar. Las células fotoeléctricas son las encargadas de captar la radiación del
Sol y transformarla en energía eléctrica. Estas células fotovoltaicas suelen estar
compuestas de silicio, que es un material semiconductor que facilita el efecto
fotoeléctrico. Estas células son las encargadas de generar una corriente continua DC de
electrones que posteriormente será transformada en corriente alterna AC.
Las células fotovoltaicas están integradas en módulos y luego, con estos módulos,
se forman los paneles fotovoltaicos.
Un elemento fundamental para una central fotovoltaica es la meteorología
(radiación, humedad, temperatura...). Dependiendo de la situación meteorológica de cada
momento la radiación solar que recibirán las células fotovoltaicas va a ser variable.
La buena noticia es que la energía solar en México está creciendo muy rápido y los
expertos consideran que crecerá aún más rápido. Tan sólo en el 2015 las instalaciones de
paneles solares crecieron un 100% con respecto al 2014, que tampoco fue un mal año.
¿Cuánta energía solar se instaló durante el 2015?
 Entre 39 y 48 Megawatts en parques solares
 Entre 18 y 20 Megawatts en instalaciones comerciales de mediana escala
 Entre 28 y 30 Megawatts en instalaciones residenciales
 3 Megawatts en electrificación rural y bombeo agua
 1 Megawatt en luminarias solares
El gobierno tiene objetivos definidos para reducir las emisiones contaminantes y que
un porcentaje de la demanda energética total provenga de energía solar y otras
renovables.
 25% para el 2018
 30% para el 2021
 30% para el 2024
 60% para el 2050
Además, el país ahora cuenta con una capacidad de fabricación de paneles solares
superior a 1 Gigawatt (1000 MW), superando por mucho la demanda actual, por lo que
ahora muchas compañías están entrando al mercado estadounidense. Los expertos creen
que el sector en México, está a punto de entrar en un crecimiento exponencial.
FIG. 7 “CENTRAL FOTOVOLTAICA EN SONORA.”
FIG. 8 “RADICACIÓN EN MÉXICO.”
2.1 Descripción de tecnología utilizada.
Para dicha planta se utilizaran primordialmente el Kit Conexión Red Trifásico Sistema
Fotovoltaico
- El Kit Conexión Red Trifásico 143,360
WhAño con Vertido 0 está compuesto
por 64x Panel Solar 320W 24V Waaree
Policristalino 1x Inversor de Conexión a
Red FRONIUS Symo 20-3-M 20kW 1x
Estructura Suelo 25-30-35º regulable
FV915. Perfecta para poder fijar los
paneles solares sobre suelo o cubierta
plana. Se trata de un sistema de
autoconsumo directo sin baterías, de
manera que mediante este conjunto de
materiales podremos generar
electricidad en las horas de sol.
Son los sistemas que mejor
amortización tienen dentro del sector de la energía solar, siendo su amortización
media de entre 12 y 18 años, dependiendo de la situación y tipo de instalación.
Este tipo de instalaciones son muy recomendables cuando los consumos se
generan en las horas diurnas, ya que será cuando el sistema esté generando
electricidad. No requiere de mantenimiento en ninguno de sus componentes y la
duración media de estas instalaciones es de entre 20 y 35 años.
“A continuación se describirá brevemente cada componente a utilizar”
- Panel Solar 320W a 24V Policristalino Waaree
Panel Solar 320W a 24V Policristalino Waaree: Es uno de los más potentes en la gama
de 24V, es el más usado para instalaciones en
casetas de campo, chalets y viviendas de uso
habitual incorporando con él, baterías y
reguladores de carga. Está formado por silicio
policristalino, es por ello que este panel ofrece
unas garantías de rendimiento muy buenas en
relación al precio del panel solar. El panel solar
de 320W 24V CSun ofrece el mejor rendimiento
de la gama de los paneles solares de 24V,
llegando a producir una corriente máxima de
8.7A, lo que representa un avance frente a sus
predecesores, como el panel de 290W o 300W.
Incorporan 90cm de cable de 4 mm de sección
con un conector MC4 en el final del mismo
para que se pueda realizar la conexión del
cable fácilmente. Este tipo de conectores son compatibles con los conectores Weidmuller,
que permiten no necesitar de ninguna herramienta especial para su instalación.
- Inversor de conexión a red Fronius Symo
20kW-M trifásico
Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-
M trifásico: Se trata de un inversor de conexión a
red trifásico de la marca Fronius, recordar que este
kit de autoconsumo solar directo genera corriente
trifásica. los inversores de Fronius incorporan un
sistema para poder monitorizar la instalación solar a
través de internet, ( los accesorios no están
incluídos ). Además de ello, esta variante M lleva
dos seguidores MPP, cuya función es la de obtener
la máxima eficiencia de los paneles solares. Gracias a llevar 2 seguidores es perfecto para
cuando tenemos los paneles solares instalados de nuestra instalación de autoconsumo
solar directo en diferentes posiciones, como por ejemplo en un tejado de una vivienda a
dos aguas. Este tipo de inversores son perfectos para instalaciones pequeñas y medias, ya
que son capaces de resistir un amplio rango de voltaje de entrada de paneles solares. El
inversor tiene una garantía de 2 años.
- El sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Trifásico
El sistema de Fronius para evitar el vertido a la
red Trifásico y ajustarse así a la regulación española
de no vertido a la red eléctrica. Gracias a este sistema
podemos ajustar la producción del inversor de
conexión a red Fronius al consumo instantáneo de
cada momento de la vivienda o nave industrial. Este
sistema, en definitiva nos permite no vertir energía a
la red eléctrica en ningún momento desde nuestra
instalación de autoconsumo solar directo, de manera
que podamos ajustarnos a las leyes mexicanas
vigentes.
- Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV
Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV: La estructura sobre
cubierta plana que ofrecemos en el kit, es la adecuada para estar
fijada sobre suelo plano o bien sobre cubierta plana, la estructura
cuenta con todos los certificados y normativas de carga. En la
estructura viene incluido manual de montaje de la misma así como
toda la tornillería necesaria para poder anclar los paneles solares. En
el caso de que se requiera de otro tipo de estructura sobre fachadas
o sobre cubierta inclinada, ya sea de teja o metálica, poneros en contacto con nosotros
para poder ofertarla.
- Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable y Cable Negro RV-K 6mm2
PowerFlex de Top Cable
Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable y Cable
Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top CableVer Ficha Técnica del
Cable PowerFlex RV-K El cable de 6mm2 es utilizado en las
instalaciones solares como cable de transporte de la corriente
desde los paneles solares hasta el regulador de carga o repartidor
de corriente en el caso de que existan más de un panel solar, es
por ello, que en los casos que dispongamos de más de un panel
solar, es muy conveniente que se instale este tipo de cable, dado
que un cable de sección menor podría llegar a calentarse en los días de mucha
producción solar. El cable RV-K PowerFlex de 6mm2 es de la marca Top Cable; se trata de
un cable libre de halógenos con recubrimiento de PVC. El cable Powerflex RV-K es un
cable flexible de potencia diseñado para satisfacer los requisitos industriales más
exigentes, como por ejemplo las conexiones industriales de baja tensión, redes urbanas,
instalaciones en edificios, etc. Su flexibilidad lo hace particularmente adecuado en
trazados difíciles. Gracias al diseño de sus materiales, puede ser instalado en todo tipo de
condiciones ambientales: zonas húmedas y secas, instalación al aire libre enterrado, e
incluso sumergido en agua (AD7), sin que perjudique la vida útil del cable.
- Conectores Weidmuller PVStick.
Conectores Weidmuller PVStick. Son un tipo de
conector que no requiere ninguna herramienta para
poderlo ensamblar con el cable, son muy útiles ya que
tienen compatibilidad con los conectores que de serie
llevan la gran mayoría de paneles solares, los conectores
MC4. Solamente debemos pelar el cable 1,5cm
aproximadamente e introducirlo por el orificio del
conector. Una vez introducido, debemos de apretar
fuertemente hacia dentro del conector con el cable hasta
que se escuche un clic. En este momento sabremos que
el conector ha sido bien instalado porque si tiramos del cable ya no saldrá. Los cables
compatibles con el conector Weidmuller PV Stick son desde 4mm2 hasta 10mm2.
3. Tipo de terreno e inversión. (inversión de terreno dimensionado en el
apartado 3.1 “Capacidad instalada e Inversión”
Con un ecosistema de
MATORRALES XEROFILOS (FIG. 3)
(Secos), debido a que existen una
gran cantidad de matorrales con
diversa composición y estructura,
son propios de climas secos con
lluvias muy escasas y zonas frágiles
que favorecen la desertificación,
condiciones climatológicas ideales
para una larga perdurabilidad de los dispositivos FV.
Sin embargo, a pesar de su sencillez estructural son ecológicamente muy
complejos. Los desiertos se caracterizan por una vegetación adaptada a la escasez de
agua. Las adaptaciones de las plantas a la limitación del agua varían desde reducir o
eliminar sus hojas, convirtiéndolas en espinas y realizando la fotosíntesis en los tallos,
como en las cactáceas, aprovechando las escasas lluvias tormentosas que frecuentemente
son las únicas que caen en los desiertos, o tener raíces muy profundas que alcanzan a
utilizar los recursos acuíferos muy por debajo del nivel del suelo.
En general los Matorrales pueden ser rocosos o arenosos, y la vegetación cubre
una proporción
relativamente pequeña del
suelo, por lo que éste
siempre está expuesto al
sol. En estas áreas hay un
gran número de especies
endémicas (cerca del 60%
de las especies).
FIG. 3 “ECOSISTEMA DE MATORRALES.”
FIG. 4 “LOCALIZACION DE TERRENO EN CROQUIS.”
FIG. 5 “TERRENO CON VISTA PANORAMICA.”
FIG. 6 “UBICACIÓN DE TERRENO CON VISTA
AEREA.”
CANTIDAD ARTICULO PRECIO PRECIO FINAL
35 Kit Conexión Red Trifásico 143360WhAño con Vertido 0 $24,568.91 $859,911.71
2240 Módulo FV 320W a 24V Policristalino Waaree (1.94m x .99m) = 1.94 m2 $293.02 $656,359.33
35 Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-M trifásico $4,222.66 $147,793.13
35 Sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Monofásico $588.16 $20,585.53
140 Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV $196.76 $27,545.89
20 Metros de Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $73.59
700 Metros de Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $2,575.77
280 Conectores Weidmuller PVStick $9.19 $2,572.47
- Cuota de instalación (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00
- Costo de envio (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00
10 Lote en La Paz, Baja California Sur Colonia Biznaga. X 476. 15 m2 $5,320.40 $53,204.00
- Limpieza de terreno con maquinaria y adaptación $10,000.00 $10,000.00
COSTO TOTAL $923,115.71
PLANTA FOTOVOLTAICA EN MEXICO CON PRESUPUESTO DE 1MDD
3.1 Capacidad instalada e Inversión
Para conocer la capacidad de instalación primero se debe conocer las diferentes
variables presentadas tales como:
- Potencia de cada Módulo Fotovoltaico.
- Potencia Total del Sistema.
- Área de cada Módulo.
- Área total de la estructura.
- Área total disponible del terreno.
Una vez conocidas esas variables se procede calcular la capacidad a instalar…
Se tendrá una inversión de 1MDD por lo cual se optó por la compra de 10 Lotes de
terrenos FIG, 6; cada uno cuenta con 476.15 m2
, por lo que se tendrá un área disponible
de instalación de:
𝐀𝐫𝐞𝐚 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐃𝐢𝐬𝐩𝐨𝐧𝐢𝐛𝐥𝐞 = 𝟒𝟕𝟔. 𝟏𝟓 𝐦𝟐 𝐱 𝟏𝟎
𝐀𝐫𝐞𝐚 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐃𝐢𝐬𝐩𝐨𝐧𝐢𝐛𝐥𝐞 = 𝟒, 𝟕𝟔𝟏. 𝟓 𝐦𝟐
Por lo tanto se tendrá un terreno con un Área Total de 4,761.5 m2
Con el dimensionamiento del terreno disponible podemos determinar la cantidad
de módulos FV que se pueden instalar:
Sí; tenemos sabes que cada módulo tiene un dimensionamiento de 1.94m2
con
estructura y con espaciamiento recomendado por el proveedor.
Entonces, se puede determinar que se pueden instalar 2,240 módulos FV, teniendo
como área total de:
Área total del sistema: (𝟐𝟐𝟒𝟎 𝐦ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 𝐅𝐕) 𝐱 (1.94m2)
Área total del sistema: 4,345.6 m2
Con estos dato de puede saber cuántos sistemas FV se interconectaran
Si sabemos que cada sistema cuenta con 64 Módulos FV
Sistemas FV a utilizar: (𝟐𝟐𝟒𝟎 𝐦ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 𝐅𝐕) / (64 por sistema)
Sistemas FV a utilizar: 35 Sistemas FV
Entonces se establece la utilización de 35 Sistemas FV
Si cada uno tiene una potencia de 102.4 kWhAño
Capacidad instalada: 143.360 kWhAño x 35 Sistemas FV
Capacidad instalada: 5,017.6 kWhAño ⩬ 5.017 GWhAño
4. Acceso a líneas de transmisión y distribución, esto es la posibilidad de
interconexión con el Sistema Eléctrico Nacional.
Se establece contar con líneas de transmisión y distribución ya que la capacidad
instalada no se puede mandar a red de distribución ya que rebasa esos rangos permitidos
en la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, se opta por hacer un convenio de tipo
productor independiente, aplicando los siguientes artículos y leyes establecidas.
(Art. 36 de la Ley). En 1995 la Ley de la Comisión Reguladora de Energía le confirió a esta
Comisión, entre otras, las siguientes facultades:
 Otorgar y revocar los permisos y autorizaciones para cada una de las actividades o
para ejercer varias;
 Autorizar la transferencia de los derechos derivados de los permisos,
CANTIDAD ARTICULO PRECIO PRECIO FINAL
35 Kit Conexión Red Trifásico 143360WhAño con Vertido 0 $24,568.91 $859,911.71
2240 Módulo FV 320W a 24V Policristalino Waaree (1.94m x .99m) = 1.94 m2 $293.02 $656,359.33
35 Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-M trifásico $4,222.66 $147,793.13
35 Sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Monofásico $588.16 $20,585.53
140 Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV $196.76 $27,545.89
20 Metros de Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $73.59
700 Metros de Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $2,575.77
280 Conectores Weidmuller PVStick $9.19 $2,572.47
- Cuota de instalación (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00
- Costo de envio (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00
10 Lote en La Paz, Baja California Sur Colonia Biznaga. X 476. 15 m2 $5,320.40 $53,204.00
- Limpieza de terreno con maquinaria y adaptación $10,000.00 $10,000.00
COSTO TOTAL $923,115.71
PLANTA FOTOVOLTAICA EN MEXICO CON PRESUPUESTO DE 1MDD
 Establecer las condiciones pertinentes en los permisos de acuerdo con lo previsto
en la Ley y su Reglamento.
La CRE otorgará los permisos considerando los criterios y lineamientos de la
política energética nacional, oyendo la opinión del suministrador (CFE o LyFC),
cuidando el interés generado.
Así como también…
Los permisos tienen una duración indefinida, salvo los de producción
independiente que se otorgan hasta por un plazo de treinta años, pudiendo ser
renovado (Arts. 78 y 91 del Reglamento). Los proyectos de generación, exportación o
importación pueden ser financiados a través de deuda bancaria o esquemas de
arrendamiento, ya que la Ley y el Reglamento no imponen restricciones a los
gravámenes que puedan existir sobre la planta generadora.
5. Cercanía a centros de consumo (pequeña central).
Es este caso no aplica, debido a la capacidad de instalación alta, referente al
punto 5. “Acceso a líneas de transmisión y distribución, esto es la posibilidad de
interconexión con el Sistema Eléctrico Nacional”
6. Presupuesto con base en costos iniciales.
Como se tiene un presupuesto de 1MDD se realizó el siguiente dimensionamiento en
costos, los costos son el proveedor AutoSolar.
7. Permisos.
En el siguiente texto se describe cada uno de los permisos a solicitar, así como también en
qué consisten…
En 1992 se reformó la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (la Ley) con el objetivo
de ampliar y definir la participación de los particulares en actividades de generación,
exportación e importación de energía eléctrica. La Ley, en su artículo 3º, define cinco
actividades que no se consideran servicio público:
1. Generación de energía eléctrica para autoabastecimiento, cogeneración o
pequeña producción;
2. Generación de energía eléctrica que realicen los productores independientes para
su venta a la
3. CFE;
4. Generación de energía eléctrica para su exportación derivada de cogeneración,
producción independiente y pequeña producción;
5. Importación de energía eléctrica para el abastecimiento de usos propios, y
6. Generación de energía eléctrica destinada al uso en emergencias derivadas de
interrupciones en el servicio público.
Para realizar estas actividades los particulares requieren de un permiso, salvo en los casos
siguientes (Art. 39 de la Ley):
• La generación destinada al uso en emergencias derivadas de interrupciones en
el servicio público, y
• El autoabastecimiento cuya capacidad no exceda de 0.5 MW y que no se
destine a pequeñas comunidades rurales.
En 1993 se publicó el Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (el
Reglamento) que, entre otros temas, desarrolla los criterios que rigen las actividades de
generación, exportación e importación de energía eléctrica de los particulares.
La Ley y el Reglamento definen seis tipos de permisos para las actividades que no se
consideran servicio público: autoabastecimiento, cogeneración, producción
independiente, pequeña producción, importación y exportación, y establecen las
condiciones bajo las cuales serán otorgados cada uno de los permisos (Art. 36 de la Ley).
En 1995 la Ley de la Comisión Reguladora de Energía le confirió a esta Comisión, entre
otras, las siguientes facultades:
• Otorgar y revocar los permisos y autorizaciones para cada una de las
actividades o para ejercer varias;
• Autorizar la transferencia de los derechos derivados de los permisos, y
• Establecer las condiciones pertinentes en los permisos de acuerdo con lo
previsto en la Ley y su Reglamento.
La CRE otorgará los permisos considerando los criterios y lineamientos de la política
energética nacional, oyendo la opinión del suministrador (CFE o LyFC), cuidando el interés
general, así como la seguridad, eficiencia y estabilidad del servicio público (Art. 36 de la
Ley)
Los permisos tienen una duración indefinida, salvo los de producción independiente que
se otorgan hasta por un plazo de treinta años, pudiendo ser renovado (Arts. 78 y 91 del
Reglamento).
Los proyectos de generación, exportación o importación pueden ser financiados a través
de deuda bancaria o esquemas de arrendamiento, ya que la Ley y el Reglamento no
imponen restricciones a los gravámenes que puedan existir sobre la planta generadora.
El solicitante debe comprobar el incremento de las eficiencias energética y económica del
proceso completo (Art. 36, fr. II, inciso a), de la Ley).
Los proyectos de cogeneración pueden definirse con una capacidad de generación de
energía eléctrica por encima de las necesidades de las personas que aprovecharán la
energía eléctrica.
El solicitante debe obligarse expresamente a poner a disposición del suministrador los
excedentes de producción de energía eléctrica hasta por 20 MW que, en su caso, llegue a
generar (Art. 36, fr. II, inciso b), de la Ley y 104, fr. II, del Reglamento).
La entrega de excedentes de producción al suministrador se sujetará a las reglas de
despacho y operación del Sistema Eléctrico Nacional que establezca la CFE (Art. 37, inciso
c), de la Ley).
8. Precio de venta de la energía y productos asociados.
La CRE publicó en el Diario Oficial de la Federación (DOF), que el costo para PRIVADOS
VENTA EN SISTEMAS FOTOVOLTAICOS será de por kilowatt (kWh).0.38 pesos
Los precios del Mercado Eléctrico Mayorista son Precios Nodales, es decir, se calcularon en
cada nodo del sistema con base en 3 componentes:
 Componente de energía.
 Componente de congestión.
 Componente de pérdidas.
La finalidad de estos componentes es que el precio capture –además del costo marginal
de generar electricidad– señales económicas que indican qué tan saturadas se encuentran
las redes del sistema, así como el nivel de pérdidas en la transmisión
9. Tiempo de desarrollo.
El tiempo de ejecución depende del tamaño de la instalación y de la superficie sobre la
cual se instale, todos los datos son proporcionados por el proveedor de dichos sistemas
en el apartado de instalación.
 Tiempo de limpieza de terreno 2 meses.
 Según en proveedor él envió es de 3 a 4 meses.
 2 semanas la instalación de por Sistema FV, da como resultado 17 semanas y
media
Esto nos da un total de
𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒔𝒂𝒓𝒓𝒐𝒍𝒍𝒐: 𝟒 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒓𝒐𝒗𝒆𝒆𝒅𝒐𝒓 (𝒆𝒏 𝒆𝒔𝒕𝒐𝒔 𝟒 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒔𝒆 𝒊𝒏𝒄𝒍𝒖𝒚𝒆𝒏 𝒍𝒐𝒔 𝟐 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒊𝒎𝒑𝒊𝒆𝒛𝒂)
+ 𝟒. 𝟑 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒂𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏
Tiempo de desarrollo: 8 meses y 3 semanas aproximados.
10. Costos de operación.
Los costos de operación solo se basan en el mantenimiento y el proveedor indica que por
Módulo Fotovoltaico se maneja un costo de $10 dls por mantenimiento cada 6 meses,
aunque es posible capacitar personal, para que tomen un curso de mantenimiento, y se
reducirán los costos.
Costo por operación: (2,240 módulos por instalación) * (10dls)
Costo por operación: 22,400 dls

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Alejandro armeaga

  • 1. La nueva industria eléctrica en México Tecnológico de Monterrey - LNIE17092X Jorge Alejandro Armeaga Sánchez
  • 2. 1. Ubicación de la central en México (Estado, desierto, agua, montañas, etc.) La ubicación (FIG 1) de la centrar será en el Estado de Baja California Sur, en la ciudad de La Paz, Unnamed Road, Valle del Mezquite, La Paz, B.C.S. Long. 24.076898, Latitud -110.295676, gracias a que Baja California Sur posee una ubicación geográfica (FIG. 4) donde se encuentran niveles altos de radiación solar (FIG. 2) y un clima que otorga pocos días nublados al año, es sumamente factible el uso de los sistemas fotovoltaicos tanto en zonas alejadas como en las ciudades, será una central fotovoltaica con una capacidad de 5.3 GW aproximadamente. FIG. 1 “VISTA DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA SUR” FIG. 2 “INDICE DE RADIACION SOLAR EN MEXICO”
  • 3. 2. Tipo de tecnología (eólica, fotovoltaica o hidroeléctrica) La tecnología a implementar será el de las células fotovoltaicas, ya que Baja California Sur posee una ubicación geográfica (FIG. 8) donde se encuentran niveles altos de radiación solar. Las células fotoeléctricas son las encargadas de captar la radiación del Sol y transformarla en energía eléctrica. Estas células fotovoltaicas suelen estar compuestas de silicio, que es un material semiconductor que facilita el efecto fotoeléctrico. Estas células son las encargadas de generar una corriente continua DC de electrones que posteriormente será transformada en corriente alterna AC. Las células fotovoltaicas están integradas en módulos y luego, con estos módulos, se forman los paneles fotovoltaicos. Un elemento fundamental para una central fotovoltaica es la meteorología (radiación, humedad, temperatura...). Dependiendo de la situación meteorológica de cada momento la radiación solar que recibirán las células fotovoltaicas va a ser variable. La buena noticia es que la energía solar en México está creciendo muy rápido y los expertos consideran que crecerá aún más rápido. Tan sólo en el 2015 las instalaciones de paneles solares crecieron un 100% con respecto al 2014, que tampoco fue un mal año. ¿Cuánta energía solar se instaló durante el 2015?  Entre 39 y 48 Megawatts en parques solares  Entre 18 y 20 Megawatts en instalaciones comerciales de mediana escala  Entre 28 y 30 Megawatts en instalaciones residenciales  3 Megawatts en electrificación rural y bombeo agua  1 Megawatt en luminarias solares El gobierno tiene objetivos definidos para reducir las emisiones contaminantes y que un porcentaje de la demanda energética total provenga de energía solar y otras renovables.  25% para el 2018  30% para el 2021  30% para el 2024
  • 4.  60% para el 2050 Además, el país ahora cuenta con una capacidad de fabricación de paneles solares superior a 1 Gigawatt (1000 MW), superando por mucho la demanda actual, por lo que ahora muchas compañías están entrando al mercado estadounidense. Los expertos creen que el sector en México, está a punto de entrar en un crecimiento exponencial. FIG. 7 “CENTRAL FOTOVOLTAICA EN SONORA.” FIG. 8 “RADICACIÓN EN MÉXICO.”
  • 5. 2.1 Descripción de tecnología utilizada. Para dicha planta se utilizaran primordialmente el Kit Conexión Red Trifásico Sistema Fotovoltaico - El Kit Conexión Red Trifásico 143,360 WhAño con Vertido 0 está compuesto por 64x Panel Solar 320W 24V Waaree Policristalino 1x Inversor de Conexión a Red FRONIUS Symo 20-3-M 20kW 1x Estructura Suelo 25-30-35º regulable FV915. Perfecta para poder fijar los paneles solares sobre suelo o cubierta plana. Se trata de un sistema de autoconsumo directo sin baterías, de manera que mediante este conjunto de materiales podremos generar electricidad en las horas de sol. Son los sistemas que mejor amortización tienen dentro del sector de la energía solar, siendo su amortización media de entre 12 y 18 años, dependiendo de la situación y tipo de instalación. Este tipo de instalaciones son muy recomendables cuando los consumos se generan en las horas diurnas, ya que será cuando el sistema esté generando electricidad. No requiere de mantenimiento en ninguno de sus componentes y la duración media de estas instalaciones es de entre 20 y 35 años. “A continuación se describirá brevemente cada componente a utilizar”
  • 6. - Panel Solar 320W a 24V Policristalino Waaree Panel Solar 320W a 24V Policristalino Waaree: Es uno de los más potentes en la gama de 24V, es el más usado para instalaciones en casetas de campo, chalets y viviendas de uso habitual incorporando con él, baterías y reguladores de carga. Está formado por silicio policristalino, es por ello que este panel ofrece unas garantías de rendimiento muy buenas en relación al precio del panel solar. El panel solar de 320W 24V CSun ofrece el mejor rendimiento de la gama de los paneles solares de 24V, llegando a producir una corriente máxima de 8.7A, lo que representa un avance frente a sus predecesores, como el panel de 290W o 300W. Incorporan 90cm de cable de 4 mm de sección con un conector MC4 en el final del mismo para que se pueda realizar la conexión del cable fácilmente. Este tipo de conectores son compatibles con los conectores Weidmuller, que permiten no necesitar de ninguna herramienta especial para su instalación. - Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-M trifásico Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW- M trifásico: Se trata de un inversor de conexión a red trifásico de la marca Fronius, recordar que este kit de autoconsumo solar directo genera corriente trifásica. los inversores de Fronius incorporan un sistema para poder monitorizar la instalación solar a través de internet, ( los accesorios no están incluídos ). Además de ello, esta variante M lleva dos seguidores MPP, cuya función es la de obtener
  • 7. la máxima eficiencia de los paneles solares. Gracias a llevar 2 seguidores es perfecto para cuando tenemos los paneles solares instalados de nuestra instalación de autoconsumo solar directo en diferentes posiciones, como por ejemplo en un tejado de una vivienda a dos aguas. Este tipo de inversores son perfectos para instalaciones pequeñas y medias, ya que son capaces de resistir un amplio rango de voltaje de entrada de paneles solares. El inversor tiene una garantía de 2 años. - El sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Trifásico El sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Trifásico y ajustarse así a la regulación española de no vertido a la red eléctrica. Gracias a este sistema podemos ajustar la producción del inversor de conexión a red Fronius al consumo instantáneo de cada momento de la vivienda o nave industrial. Este sistema, en definitiva nos permite no vertir energía a la red eléctrica en ningún momento desde nuestra instalación de autoconsumo solar directo, de manera que podamos ajustarnos a las leyes mexicanas vigentes. - Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV: La estructura sobre cubierta plana que ofrecemos en el kit, es la adecuada para estar fijada sobre suelo plano o bien sobre cubierta plana, la estructura cuenta con todos los certificados y normativas de carga. En la estructura viene incluido manual de montaje de la misma así como toda la tornillería necesaria para poder anclar los paneles solares. En el caso de que se requiera de otro tipo de estructura sobre fachadas o sobre cubierta inclinada, ya sea de teja o metálica, poneros en contacto con nosotros para poder ofertarla.
  • 8. - Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable y Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable y Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top CableVer Ficha Técnica del Cable PowerFlex RV-K El cable de 6mm2 es utilizado en las instalaciones solares como cable de transporte de la corriente desde los paneles solares hasta el regulador de carga o repartidor de corriente en el caso de que existan más de un panel solar, es por ello, que en los casos que dispongamos de más de un panel solar, es muy conveniente que se instale este tipo de cable, dado que un cable de sección menor podría llegar a calentarse en los días de mucha producción solar. El cable RV-K PowerFlex de 6mm2 es de la marca Top Cable; se trata de un cable libre de halógenos con recubrimiento de PVC. El cable Powerflex RV-K es un cable flexible de potencia diseñado para satisfacer los requisitos industriales más exigentes, como por ejemplo las conexiones industriales de baja tensión, redes urbanas, instalaciones en edificios, etc. Su flexibilidad lo hace particularmente adecuado en trazados difíciles. Gracias al diseño de sus materiales, puede ser instalado en todo tipo de condiciones ambientales: zonas húmedas y secas, instalación al aire libre enterrado, e incluso sumergido en agua (AD7), sin que perjudique la vida útil del cable. - Conectores Weidmuller PVStick. Conectores Weidmuller PVStick. Son un tipo de conector que no requiere ninguna herramienta para poderlo ensamblar con el cable, son muy útiles ya que tienen compatibilidad con los conectores que de serie llevan la gran mayoría de paneles solares, los conectores MC4. Solamente debemos pelar el cable 1,5cm aproximadamente e introducirlo por el orificio del conector. Una vez introducido, debemos de apretar fuertemente hacia dentro del conector con el cable hasta que se escuche un clic. En este momento sabremos que el conector ha sido bien instalado porque si tiramos del cable ya no saldrá. Los cables compatibles con el conector Weidmuller PV Stick son desde 4mm2 hasta 10mm2.
  • 9. 3. Tipo de terreno e inversión. (inversión de terreno dimensionado en el apartado 3.1 “Capacidad instalada e Inversión” Con un ecosistema de MATORRALES XEROFILOS (FIG. 3) (Secos), debido a que existen una gran cantidad de matorrales con diversa composición y estructura, son propios de climas secos con lluvias muy escasas y zonas frágiles que favorecen la desertificación, condiciones climatológicas ideales para una larga perdurabilidad de los dispositivos FV. Sin embargo, a pesar de su sencillez estructural son ecológicamente muy complejos. Los desiertos se caracterizan por una vegetación adaptada a la escasez de agua. Las adaptaciones de las plantas a la limitación del agua varían desde reducir o eliminar sus hojas, convirtiéndolas en espinas y realizando la fotosíntesis en los tallos, como en las cactáceas, aprovechando las escasas lluvias tormentosas que frecuentemente son las únicas que caen en los desiertos, o tener raíces muy profundas que alcanzan a utilizar los recursos acuíferos muy por debajo del nivel del suelo. En general los Matorrales pueden ser rocosos o arenosos, y la vegetación cubre una proporción relativamente pequeña del suelo, por lo que éste siempre está expuesto al sol. En estas áreas hay un gran número de especies endémicas (cerca del 60% de las especies). FIG. 3 “ECOSISTEMA DE MATORRALES.” FIG. 4 “LOCALIZACION DE TERRENO EN CROQUIS.”
  • 10. FIG. 5 “TERRENO CON VISTA PANORAMICA.” FIG. 6 “UBICACIÓN DE TERRENO CON VISTA AEREA.”
  • 11. CANTIDAD ARTICULO PRECIO PRECIO FINAL 35 Kit Conexión Red Trifásico 143360WhAño con Vertido 0 $24,568.91 $859,911.71 2240 Módulo FV 320W a 24V Policristalino Waaree (1.94m x .99m) = 1.94 m2 $293.02 $656,359.33 35 Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-M trifásico $4,222.66 $147,793.13 35 Sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Monofásico $588.16 $20,585.53 140 Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV $196.76 $27,545.89 20 Metros de Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $73.59 700 Metros de Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $2,575.77 280 Conectores Weidmuller PVStick $9.19 $2,572.47 - Cuota de instalación (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00 - Costo de envio (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00 10 Lote en La Paz, Baja California Sur Colonia Biznaga. X 476. 15 m2 $5,320.40 $53,204.00 - Limpieza de terreno con maquinaria y adaptación $10,000.00 $10,000.00 COSTO TOTAL $923,115.71 PLANTA FOTOVOLTAICA EN MEXICO CON PRESUPUESTO DE 1MDD 3.1 Capacidad instalada e Inversión Para conocer la capacidad de instalación primero se debe conocer las diferentes variables presentadas tales como: - Potencia de cada Módulo Fotovoltaico. - Potencia Total del Sistema. - Área de cada Módulo. - Área total de la estructura. - Área total disponible del terreno. Una vez conocidas esas variables se procede calcular la capacidad a instalar… Se tendrá una inversión de 1MDD por lo cual se optó por la compra de 10 Lotes de terrenos FIG, 6; cada uno cuenta con 476.15 m2 , por lo que se tendrá un área disponible de instalación de: 𝐀𝐫𝐞𝐚 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐃𝐢𝐬𝐩𝐨𝐧𝐢𝐛𝐥𝐞 = 𝟒𝟕𝟔. 𝟏𝟓 𝐦𝟐 𝐱 𝟏𝟎 𝐀𝐫𝐞𝐚 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐃𝐢𝐬𝐩𝐨𝐧𝐢𝐛𝐥𝐞 = 𝟒, 𝟕𝟔𝟏. 𝟓 𝐦𝟐 Por lo tanto se tendrá un terreno con un Área Total de 4,761.5 m2 Con el dimensionamiento del terreno disponible podemos determinar la cantidad de módulos FV que se pueden instalar:
  • 12. Sí; tenemos sabes que cada módulo tiene un dimensionamiento de 1.94m2 con estructura y con espaciamiento recomendado por el proveedor. Entonces, se puede determinar que se pueden instalar 2,240 módulos FV, teniendo como área total de: Área total del sistema: (𝟐𝟐𝟒𝟎 𝐦ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 𝐅𝐕) 𝐱 (1.94m2) Área total del sistema: 4,345.6 m2 Con estos dato de puede saber cuántos sistemas FV se interconectaran Si sabemos que cada sistema cuenta con 64 Módulos FV Sistemas FV a utilizar: (𝟐𝟐𝟒𝟎 𝐦ó𝐝𝐮𝐥𝐨𝐬 𝐅𝐕) / (64 por sistema) Sistemas FV a utilizar: 35 Sistemas FV Entonces se establece la utilización de 35 Sistemas FV Si cada uno tiene una potencia de 102.4 kWhAño Capacidad instalada: 143.360 kWhAño x 35 Sistemas FV Capacidad instalada: 5,017.6 kWhAño ⩬ 5.017 GWhAño 4. Acceso a líneas de transmisión y distribución, esto es la posibilidad de interconexión con el Sistema Eléctrico Nacional. Se establece contar con líneas de transmisión y distribución ya que la capacidad instalada no se puede mandar a red de distribución ya que rebasa esos rangos permitidos en la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, se opta por hacer un convenio de tipo productor independiente, aplicando los siguientes artículos y leyes establecidas. (Art. 36 de la Ley). En 1995 la Ley de la Comisión Reguladora de Energía le confirió a esta Comisión, entre otras, las siguientes facultades:  Otorgar y revocar los permisos y autorizaciones para cada una de las actividades o para ejercer varias;  Autorizar la transferencia de los derechos derivados de los permisos,
  • 13. CANTIDAD ARTICULO PRECIO PRECIO FINAL 35 Kit Conexión Red Trifásico 143360WhAño con Vertido 0 $24,568.91 $859,911.71 2240 Módulo FV 320W a 24V Policristalino Waaree (1.94m x .99m) = 1.94 m2 $293.02 $656,359.33 35 Inversor de conexión a red Fronius Symo 20kW-M trifásico $4,222.66 $147,793.13 35 Sistema de Fronius para evitar el vertido a la red Monofásico $588.16 $20,585.53 140 Estructura sobre Suelo o Cubierta Plana FV $196.76 $27,545.89 20 Metros de Cable Rojo RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $73.59 700 Metros de Cable Negro RV-K 6mm2 PowerFlex de Top Cable $3.68 $2,575.77 280 Conectores Weidmuller PVStick $9.19 $2,572.47 - Cuota de instalación (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00 - Costo de envio (Gratis mayor a 167.47 Dolares) $0.00 $0.00 10 Lote en La Paz, Baja California Sur Colonia Biznaga. X 476. 15 m2 $5,320.40 $53,204.00 - Limpieza de terreno con maquinaria y adaptación $10,000.00 $10,000.00 COSTO TOTAL $923,115.71 PLANTA FOTOVOLTAICA EN MEXICO CON PRESUPUESTO DE 1MDD  Establecer las condiciones pertinentes en los permisos de acuerdo con lo previsto en la Ley y su Reglamento. La CRE otorgará los permisos considerando los criterios y lineamientos de la política energética nacional, oyendo la opinión del suministrador (CFE o LyFC), cuidando el interés generado. Así como también… Los permisos tienen una duración indefinida, salvo los de producción independiente que se otorgan hasta por un plazo de treinta años, pudiendo ser renovado (Arts. 78 y 91 del Reglamento). Los proyectos de generación, exportación o importación pueden ser financiados a través de deuda bancaria o esquemas de arrendamiento, ya que la Ley y el Reglamento no imponen restricciones a los gravámenes que puedan existir sobre la planta generadora. 5. Cercanía a centros de consumo (pequeña central). Es este caso no aplica, debido a la capacidad de instalación alta, referente al punto 5. “Acceso a líneas de transmisión y distribución, esto es la posibilidad de interconexión con el Sistema Eléctrico Nacional” 6. Presupuesto con base en costos iniciales. Como se tiene un presupuesto de 1MDD se realizó el siguiente dimensionamiento en costos, los costos son el proveedor AutoSolar.
  • 14. 7. Permisos. En el siguiente texto se describe cada uno de los permisos a solicitar, así como también en qué consisten… En 1992 se reformó la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (la Ley) con el objetivo de ampliar y definir la participación de los particulares en actividades de generación, exportación e importación de energía eléctrica. La Ley, en su artículo 3º, define cinco actividades que no se consideran servicio público: 1. Generación de energía eléctrica para autoabastecimiento, cogeneración o pequeña producción; 2. Generación de energía eléctrica que realicen los productores independientes para su venta a la 3. CFE; 4. Generación de energía eléctrica para su exportación derivada de cogeneración, producción independiente y pequeña producción; 5. Importación de energía eléctrica para el abastecimiento de usos propios, y 6. Generación de energía eléctrica destinada al uso en emergencias derivadas de interrupciones en el servicio público. Para realizar estas actividades los particulares requieren de un permiso, salvo en los casos siguientes (Art. 39 de la Ley): • La generación destinada al uso en emergencias derivadas de interrupciones en el servicio público, y • El autoabastecimiento cuya capacidad no exceda de 0.5 MW y que no se destine a pequeñas comunidades rurales. En 1993 se publicó el Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (el Reglamento) que, entre otros temas, desarrolla los criterios que rigen las actividades de generación, exportación e importación de energía eléctrica de los particulares.
  • 15. La Ley y el Reglamento definen seis tipos de permisos para las actividades que no se consideran servicio público: autoabastecimiento, cogeneración, producción independiente, pequeña producción, importación y exportación, y establecen las condiciones bajo las cuales serán otorgados cada uno de los permisos (Art. 36 de la Ley). En 1995 la Ley de la Comisión Reguladora de Energía le confirió a esta Comisión, entre otras, las siguientes facultades: • Otorgar y revocar los permisos y autorizaciones para cada una de las actividades o para ejercer varias; • Autorizar la transferencia de los derechos derivados de los permisos, y • Establecer las condiciones pertinentes en los permisos de acuerdo con lo previsto en la Ley y su Reglamento. La CRE otorgará los permisos considerando los criterios y lineamientos de la política energética nacional, oyendo la opinión del suministrador (CFE o LyFC), cuidando el interés general, así como la seguridad, eficiencia y estabilidad del servicio público (Art. 36 de la Ley) Los permisos tienen una duración indefinida, salvo los de producción independiente que se otorgan hasta por un plazo de treinta años, pudiendo ser renovado (Arts. 78 y 91 del Reglamento). Los proyectos de generación, exportación o importación pueden ser financiados a través de deuda bancaria o esquemas de arrendamiento, ya que la Ley y el Reglamento no imponen restricciones a los gravámenes que puedan existir sobre la planta generadora. El solicitante debe comprobar el incremento de las eficiencias energética y económica del proceso completo (Art. 36, fr. II, inciso a), de la Ley). Los proyectos de cogeneración pueden definirse con una capacidad de generación de energía eléctrica por encima de las necesidades de las personas que aprovecharán la energía eléctrica. El solicitante debe obligarse expresamente a poner a disposición del suministrador los excedentes de producción de energía eléctrica hasta por 20 MW que, en su caso, llegue a generar (Art. 36, fr. II, inciso b), de la Ley y 104, fr. II, del Reglamento).
  • 16. La entrega de excedentes de producción al suministrador se sujetará a las reglas de despacho y operación del Sistema Eléctrico Nacional que establezca la CFE (Art. 37, inciso c), de la Ley). 8. Precio de venta de la energía y productos asociados. La CRE publicó en el Diario Oficial de la Federación (DOF), que el costo para PRIVADOS VENTA EN SISTEMAS FOTOVOLTAICOS será de por kilowatt (kWh).0.38 pesos Los precios del Mercado Eléctrico Mayorista son Precios Nodales, es decir, se calcularon en cada nodo del sistema con base en 3 componentes:  Componente de energía.  Componente de congestión.  Componente de pérdidas. La finalidad de estos componentes es que el precio capture –además del costo marginal de generar electricidad– señales económicas que indican qué tan saturadas se encuentran las redes del sistema, así como el nivel de pérdidas en la transmisión 9. Tiempo de desarrollo. El tiempo de ejecución depende del tamaño de la instalación y de la superficie sobre la cual se instale, todos los datos son proporcionados por el proveedor de dichos sistemas en el apartado de instalación.  Tiempo de limpieza de terreno 2 meses.  Según en proveedor él envió es de 3 a 4 meses.  2 semanas la instalación de por Sistema FV, da como resultado 17 semanas y media Esto nos da un total de 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒔𝒂𝒓𝒓𝒐𝒍𝒍𝒐: 𝟒 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒓𝒐𝒗𝒆𝒆𝒅𝒐𝒓 (𝒆𝒏 𝒆𝒔𝒕𝒐𝒔 𝟒 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒔𝒆 𝒊𝒏𝒄𝒍𝒖𝒚𝒆𝒏 𝒍𝒐𝒔 𝟐 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒊𝒎𝒑𝒊𝒆𝒛𝒂) + 𝟒. 𝟑 𝒎𝒆𝒔𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒂𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏 Tiempo de desarrollo: 8 meses y 3 semanas aproximados.
  • 17. 10. Costos de operación. Los costos de operación solo se basan en el mantenimiento y el proveedor indica que por Módulo Fotovoltaico se maneja un costo de $10 dls por mantenimiento cada 6 meses, aunque es posible capacitar personal, para que tomen un curso de mantenimiento, y se reducirán los costos. Costo por operación: (2,240 módulos por instalación) * (10dls) Costo por operación: 22,400 dls