Diseño de un sistema solar fotovoltaico con compensación de energía reactiva inductiva para la asociación de mercado “ASOMERCADE” en Bucaramanga.

Abstract

Este trabajo de grado presenta el diseño de un sistema solar fotovoltaico conectado a la red y el dimensionamiento de un banco de compensación de energía reactiva inductiva, aplicados a la Asociación de Mercado Campesino Departamental (ASOMERCADE) en Bucaramanga, que enfrenta diversas problemáticas entre las que se destaca el alto costo por consumo de energía eléctrica. El estudio se fundamenta en el análisis del consumo eléctrico a partir de los registros de facturación con una ventana temporal cercana a los diez años, complementado con mediciones en sitio mediante el analizador de redes de marca Fluke 435 series II. Esta información permitió caracterizar los perfiles horarios de energías activa y reactiva, e identificar penalizaciones por exceso de energía reactiva inductiva conforme a la normativa colombiana. Para el diseño del sistema se consideraron las condiciones operativas del sitio, la infraestructura eléctrica existente y las expectativas comunicadas por el presidente de la asociación de mercado departamental, Isidoro Lonche. Con base en ello, se seleccionó un arreglo fotovoltaico de 21,24 kWp, conformado por 36 módulos monocristalinos de 590 Wp, distribuidos en cuatro strings y acoplados a un inversor trifásico de 20 kW. La simulación energética y la evaluación del desempeño se realizaron con los softwares PVsyst y PV*SOL. Adicionalmente, se dimensionó un banco de compensación como alternativa para reducir los costos del servicio eléctrico, considerando la penalización recurrente evidenciada en los últimos diez años. Para ello se analizó el consumo horario de energía reactiva y se identificaron los intervalos penalizados. Se evaluaron distintas configuraciones, seleccionándose una alternativa híbrida con etapas fijas y variables, la cual reduce la penalización sin generar sobrecompensación capacitiva. Finalmente, se efectuó una estimación económica del ahorro por reducción de energía activa importada y la mitigación de cobros asociados a la energía reactiva, además del aprovechamiento de beneficios tributarios establecidos en la legislación colombiana para proyectos de energías renovables. Los resultados evidencian que la solución propuesta es técnica y económicamente viable, contribuyendo a la eficiencia energética de ASOMERCADE y constituyendo un punto de partida para el mejoramiento de las condiciones de comercialización de los campesinos locales.