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CASO DE NEGOCIO PARA CAMBIAR EL CONSUMO ENERGÉTICO DE CIAM
SAS POR FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLE.
Proyecto de Grado
Ingeniería Electrónica
Juan Camilo Pérez Peña
Profesor Asesor
Andrés Felipe Gómez Uribe, IT CPM, PMP.
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Octubre de 2019
Bogotá, Colombia
2
Índice de contenido
1. Introducción ................................................................................................................................ 4
2. Marco Teórico ............................................................................................................................. 7
2.1. Antecedentes externos ....................................................................................................... 9
2.2. Antecedentes locales ........................................................................................................ 10
3. Objetivos ................................................................................................................................... 11
3.1. Objetivos Generales .......................................................................................................... 11
3.2. Objetivos Específicos ......................................................................................................... 11
4. Metodología .............................................................................................................................. 11
4.1. Alcance .............................................................................................................................. 11
4.2. Identificación de alternativas ............................................................................................ 11
4.3. Comparación de alternativas. ........................................................................................... 12
5. Resultados ................................................................................................................................. 14
5.1. Sistema de energía fotovoltaica para suplir la demanda energética de la empresa
durante la jornada diurna (On Grid). ............................................................................................ 14
5.1.1. Análisis técnico. ......................................................................................................... 14
5.1.2. Análisis financiero. .................................................................................................... 28
5.1.3. Análisis legal .............................................................................................................. 33
5.1.4. Análisis administrativo. ............................................................................................. 35
5.1.5. Análisis ambiental ..................................................................................................... 37
5.1.6. Análisis de mercado y de impacto. ............................................................................ 37
5.2. Sistema de energía fotovoltaica en conjunto a un sistema de almacenamiento para suplir
la demanda energética total de la empresa (Off Grid). ................................................................ 38
5.2.1. Análisis técnico .......................................................................................................... 38
5.2.2. Análisis financiero. .................................................................................................... 41
5.2.3. Análisis legal .............................................................................................................. 43
5.2.4. Análisis administrativo. ............................................................................................. 44
5.2.5. Análisis ambiental ..................................................................................................... 45
5.2.6. Análisis de mercado y de impacto ............................................................................. 45
5.3. Optimización del uso de los equipos para reducir el consumo de energía. ..................... 45
5.3.1. Análisis técnico. ......................................................................................................... 46
5.3.2. Análisis financiero. .................................................................................................... 47
3
5.3.3. Análisis legal .............................................................................................................. 49
5.3.4. Análisis administrativo. ............................................................................................. 49
5.3.5. Análisis ambiental ..................................................................................................... 50
5.3.6. Análisis de mercado y de impacto ............................................................................. 50
5.4. No hacer nada. .................................................................................................................. 51
6. Comparación de alternativas .................................................................................................... 51
7. Conclusiones.............................................................................................................................. 52
8. Bibliografía ................................................................................................................................ 53
4
1. Introducción
Ciam SAS es una empresa dedicada al sector de la construcción, para la cual sus
actividades principales se resumen en las siglas de su nombre; Construcción, ingeniería,
asesorías y mantenimiento. Esta empresa se origina en el año 2002 con el objetivo de
brindar y ofrecer servicios relacionados con la ingeniería civil y el mantenimiento de
instalaciones [1]. Adicionalmente, esta empresa se encuentra ubicada en el departamento
de Casanare, más exactamente en el municipio de Tauramena.
La visión de Ciam SAS plantea para el año 2020, hacer que sea una empresa
económicamente sustentable y competitiva a nivel regional (Casanare) y a nivel nacional,
dentro del sector de las organizaciones públicas y privadas. Lo anterior bajo una alta
responsabilidad social, y con el cumplimiento de altos estándares de calidad, seguridad y
salud para con sus empleados y el entorno que los rodea.
Actualmente Ciam SAS cuenta con una política general de HSEQ, por medio de la cual
busca demostrar su compromiso con el cumplimiento de manifestaciones técnicas en los
proyectos implementados, contando con el mejor talento humano capacitado, y con los
proveedores más calificados. Adicionalmente, esto proporciona un desarrollo sostenible
para la región, haciendo inclusión social de las comunidades en los entornos donde se
llevan a cabo la ejecución de los proyectos. Finalmente, la política HSEQ le obliga a la
empresa a tener inspecciones y auditorías frecuentes para el análisis temprano de alertas
y el posible mejoramiento continuo de sus procesos.
Ciam SAS se cataloga como una empresa de mediano tamaño debido al número de
empleados con el que cuenta, que para la fecha de marzo de 2019 es de 178 empleados.
De igual forma, se puede catalogar como empresa mediana dado el nivel de ingresos que
recibe, los cuales son del alrededor de los 6.700 millones de pesos anuales por sus
actividades ordinarias [2].
El nicho principal de mercado para Ciam SAS son las petroleras ubicadas en la región de
Casanare, sin embargo, por las afectaciones y fluctuaciones en el precio del petróleo que
se ha vivido durante los últimos años, el mercado que la empresa busca atacar se ha visto
pronunciadamente en depresión. Dado lo anterior, la empresa ha buscado abrirse a nuevos
tipos de mercado, buscando mantener su nivel de ingresos y conservando la sostenibilidad
económica de la empresa.
Adicionalmente, se logra evidenciar que los costos por consumo de energía mensuales en
la empresa toman valores muy altos, lo cual representa un egreso para la empresa que
podría ser reducible. Dado esto, es posible concluir que una reducción de los costos por
5
consumo energético podría representar una forma de maximizar su nivel de ingresos
netos.
El valor promedio para los costos de consumo energético mensualmente es de $2’400.000
COP [1], lo cual es equivalente a 699.41 dólares [3]. Adicionalmente, se puede observar
que este costo se ve relacionado a un consumo promedio de 3460 Kwh al mes, que a su
vez se relacionan con un costo aproximado de $ 685 COP por Kwh consumido.
La siguiente gráfica nos permite analizar el comportamiento de los egresos por consumo
de energía dentro de los últimos 12 mese, en conjunto al nivel de consumo en Kwh para
cada uno de los meses representados;
Ilustración 1- Costo y consumo energético en CIAM SAS
La gráfica se hace bajo diseño propio con la herramienta Power BI de Microsoft, y basado
en datos proporcionados por la empresa para el respectivo estudio del caso.
En conclusión, de la gráfica se puede inferir que el consumo de energía presenta un
comportamiento periódico, en la cual se ve una disminución del consumo durante los
periodos comprendidos julio y agosto, y en febrero. Por encuesta a la empresa, se logra
identificar que esta disminución del consumo se ve atribuida principalmente en que para
estos meses se presenta una menor demanda laboral debido a los periodos vacacionales.
Por otro lado, se realizó un pronóstico para el consumo energético en Ciam SAS. Para
este pronóstico se usó la función de Holt-Winters usando la herramietna Python, la cual
6
incluye una función que optimiza los parámetros requeridos en esta metodología. Sin
embargo, debido a la poca cantidad de datos a los cuales se tenía acceso (12 meses), no
era posible realizar un pronóstico a largo plazo.
El siguiente gráfico permite apreciar los pronósticos resultantes para los siguientes seis
meses;
Ilustración 2- Pronósticos para el costo energético en Ciam SAS.
Para la gráfica presentada anteriormente se asumió una periodicidad de 6 meses, lo cual
se tomó de analizar el comportamiento conocido. De igual forma, esta conclusión se tomó
a partir del conocimiento previo sobre que cada 6 meses la empresa ofrece vacaciones a
sus empleados y su consumo energético se ve reducido para posteriormente crecer
durante los meses en que se labora normalmente.
Como conclusión a esta imagen, se puede afirmar que excluyendo la probabilidad de que
el campo laboral de la empresa se amplíe, la tendencia de consumo energético se va a ver
estable durante el tiempo futuro de interés. Dicho lo anterior, se partirá del hecho de que
es válido trabajar todo el análisis haciendo uso de la información conocida.
Adicionalmente, la gráfica permite identificar que el cambio en el proveedor de energía
podría representar una de las soluciones viables para maximizar el ingreso neto recibido
por la empresa mensualmente, abriéndole las puertas a un continuo crecimiento. Dado
esto, se abre la opción de hacer un estudio sobre la viabilidad y rentabilidad que tendría
la implementación de un sistema de energía renovable para suplir la demanda energética
de la empresa Ciam SAS.
7
2. Marco Teórico
Un caso de negocio es una herramienta usada en la gerencia de proyectos, mediante la
cual se busca determinar si un proyecto es viable y justifica la inversión requerida para
su implementación. Dado lo anterior, es importante que el caso de negocio cuente con
los siguientes aspectos;
• Resumen objetivo y especifico del problema con el que cuenta la empresa.
• Las alternativas de proyectos que se presentan para solucionar el problema
especificado.
• Relación entre los objetivos específicos de la empresa y los de las alternativas.
• Presentación del alcance, tiempo y costo de cada alternativa.
• Premisas, especificaciones, requerimientos y limitaciones técnicas, financieras y
legales de las alternativas.
• Ventajas y desventajas, junto con el beneficio, de implementar cada alternativa.
• Indicadores que permitan hacer la medición del impacto de las alternativas.
• Comparación entre las diferentes alternativas.
• Justificación sobre la selección de un proyecto sobre las diferentes alternativas.
Según la guía PMBOK en su sexta edición, el caso de negoció es una de las partes
fundamentales para el desarrollo del acta de constitución del proyecto, ya que mediante
este se logra involucrar el análisis costo-beneficio del proyecto en conjunto con la
justificación para implementar el proyecto [4]. Por otro lado, el acta de constitución del
proyecto representa una descripción de lo que debe ser el resultado del proyecto, y sirve
como un documento de base para el desarrollo del proyecto o como un documento de
licitación para el mismo.
Irradiancia
La irradiancia es la unidad mediante la cual se mide la potencia de la radiación solar sobre
una unidad de superficie, y sus unidades son representadas como W/m2. Adicionalmente,
se puede concluir que dada la inclinación que tiene la tierra, la irradiación que captura
cada parte de la tierra es diferente y por ende requiere de una medición individual.
Energía solar
La energía solar es aquella que hace uso de la radiación solar para por medio de los
procesos fotovoltaicos o fototérmicos producir energía eléctrica. Esta energía es muy útil
y es considerada como una fuente renovable, ya que es inagotable a escala humana.
8
Además, es una fuente de energía limpia y no contaminante que puede ser aprovechada
en gran escala [5].
Sus principales inconvenientes dentro de los equipos convencionales radican en que
requieren sistemas adicionales para almacenar la energía producida, o en determinado
caso, hacer uso inmediato de su producción. Por otro lado, su implementación, aunque
ha reducido su costo con el tiempo y el desarrollo tecnológico, requiere de costos
considerables y de grandes espacios en m2.
Proceso Fotovoltaico
Este proceso, mencionado anteriormente, es aquel que produce corriente eléctrica
mediante la exposición directa de la radiación solar sobre materiales de superficie en
cristales semiconductores, debido a que tal exposición genera que los electrones de los
átomos presentes en el material se desprendan y comiencen a desplazarse de manera libre
[6].
Proceso Fototérmico
En este proceso se busca que la radiación solar incidente sobre una superficie, genere
calor para que este sea capturado por los heliostatos. De esta forma, se calienta un fluido
que produce vapor y que posteriormente hace mover una turbina generando entonces
energía eléctrica. Adicionalmente, se encuentra que comercialmente se pueden encontrar
este tipo de procesos en sistemas segmentados mediante tres diferentes grupos; De baja
temperatura, de temperatura media, y de alta temperatura, que son implementados de
acuerdo al nivel de calor que se pueda llegar a capturar en la ubicación deseada [6].
Paneles Monocristalinos
Los paneles monocristalinos son aquellos que presentan una alta concentración de silicio
en un estado de alta pureza, los cuales se fabrican a partir de celdas cilíndricas de este
componente. Adicionalmente, se recortan las cuatro esquinas de cada lamina de silicio
buscando optimizar su desempeño frente al costo.
El silicio con el cual se diseña este tipo de paneles fotovoltaicos presenta un único tipo
de cristal, ya que estos cristales muestran una sola dirección de crecimiento para
conseguir un alineamiento perfecto de los componentes [6].
Por otro lado, se logra evidenciar que este tipo de paneles soportan menos el
sobrecalentamiento, sin embargo, logran capturar más radiación, lo cual los hace más
eficientes. Dicho lo anterior, se concluye que este tipo de paneles son óptimos para usar
en zonas donde se tiene tendencia a climas nublados o lluviosos.
Paneles Policristalinos
9
Para el diseño de estos paneles, lo que se hace es fundir el silicio y aplicarlo
completamente sobre una placa, para posteriormente cortarlo en láminas más pequeñas.
Lo anterior hace que sea más económico este tipo de placa sobre las monocristalinas,
además de presentar una mayor asequibilidad en el mercado y un tiempo de fabricación
menor. Finalmente, se puede comentar que resisten mejor el sobrecalentamiento, pues
tienden a absorber más rápido el calor [6].
Paneles Híbridos
Los paneles solares híbridos son un tipo de placa que junta tecnología térmica y
fotovoltaica para producir energía eléctrica y térmica que puede ser usada en calefacción
de aguas o de un lugar. Sin embargo, este tipo de tecnologías no son de interés para el
proyecto en cuestión, ya que el lugar no requiere de calefacción, motivo por el cual se
estaría desperdiciando una de sus utilidades de llegar a implementar este tipo de paneles
en el punto de interés [6].
Inversor de Onda Cuadrada
Es uno de los inversores más económicos en el mercado, sin embargo, presentan una baja
filtración que resulta en un alto margen de ruido para la señal de salida del equipo. Se
puede afirmar de igual forma que estos inversores presentan unas tasas de rendimiento
bastante bajas, las cuales llegan a ser inferiores al 60%. Por tal motivo, llegan a ser casi
que descartados inmediatamente para el objeto de estudio actual [6].
Inversor de Onda Semi-senoidal
Este tipo de inversor tiene una distorsión total de onda inferior al de los inversores de
onda cuadrada, y oscila alrededor del 20%, lo cual se da gracias a que estos inversores
tienen una filtración de mayor calidad. Adicionalmente, su eficiencia llega a obtener
valores de un poco más del 90%, lo cual lo empieza a hacer atractivo a la hora de analizar
alternativas [6].
Inversor de Onda Senoidal
También es conocido como inversor de onda senoidal pura, y es un equipo que presenta
un fuerte filtrado para la señal de entrada. Lo anterior hace que la eficiencia de estos
equipos presente tasas bastante elevadas, motivo por el cual se vuelven atractivos a la
hora de hacer la selección de equipos para la alternativa [6].
2.1. Antecedentes externos
10
Se logra evidenciar que las energías renovables son una de las prioridades más
grandes en diferentes países desarrollados, entre los cuales se puede encontrar a
Suecia con un porcentaje de consumo de energías limpias del 54%, Letonia con un
consumo de energías limpias del 37%, y Finlandia, Austria y Dinamarca los cuales
consumen más del 33% de su energía como energías limpias [7]. Adicionalmente, se
puede encontrar que los países de la Unión Europea proyectan sus intereses hacia
suplir el 20% de su demanda energética con energías limpias para el año del 2020.
Basados en lo mencionado anteriormente, y en el nivel de desarrollo en el que se
encuentran estos países, se concluye que el consumo de energías limpias genera un
beneficio tanto en social como económicamente para el país, y que además resulta en
un cuidado por los recursos ambientales.
Por otro lado, se encuentran una gran variedad de formas para la obtención de
energías renovables, entre las cuales se puede encontrar de manera resaltada la
energía solar fotovoltaica, solar térmica, solar pasiva, eólica, de biomasa por
digestión, de biomasa por gasificación, de biomasa por combustión, los
biocombustibles, hidráulica, geotérmica, entre otras. Todas estas tienen sus
restricciones y eficiencias con respecto a las condiciones del área a implementar y de
las necesidades del lugar.
2.2. Antecedentes locales
Existen diversas tesis realizadas dentro de la Universidad de los Andes sobre la
viabilidad económica y técnica de las energías renovables dentro de Casanare, entre
las cuales se encuentra la desarrollada por Felipe Leonardo Rojas Tibocha Cala, quien
en su documento de tesis presenta que aunque el cambio a energías renovables
representa una alta inversión inicial, esta se ve amortizada con el tiempo de manera
que ofrece una viabilidad financiera alta. Adicionalmente, comenta que existen
formas de obtener financiación por parte del gobierno para promover la
implementación de energías renovables, lo cual representaría una disminución en el
tiempo de amortización [8].
Según consultores expertos, en Casanare, las reducciones en costos por el cambio de
proveedor energético a energías limpias son de aproximadamente el 60% [8]. Lo
anterior se comenta que se da gracias a que el departamento está en una localización
con alta incidencia a los rayos solares, lo cual permite que los sistemas de generación
de energía eléctrica por medio de energías solares tengan un desempeño de
rendimiento alto.
Adicionalmente, se plantea que Colombia es un país potencia en energía solar, ya que
de acuerdo a los datos presentados por la unidad de planeación minero energética,
11
cuenta con incidencia solar de 4.5 Kwh por metro cuadrado al día, lo cuál lo permite
ubicarse por encima de países que abastecen su consumo energético en gran porción
a partir de energía solar [9].
3. Objetivos
3.1. Objetivos Generales
• Analizar las diferentes alternativas para suplir la demanda energética de
Ciam SAS.
• Realizar un análisis financiero a futuro para la respuesta al cambio de
proveedor energético por energías limpias.
• Implementar un análisis del impacto de las energías limpias dentro del sector
en el que se desempeña Ciam SAS.
• Hacer un estudio de la viabilidad de vender la energía restante de Ciam SAS
a la empresa de energía de la región.
3.2. Objetivos Específicos
• Diseñar un caso de negocio para la implementación de energías renovables
en Ciam SAS.
• Proponer a la empresa Ciam SAS los resultados de la investigación para
una posible ejecución del proyecto.
4. Metodología
4.1. Alcance
La finalidad del proyecto es reducir los costos producidos por el consumo energético
de Ciam SAS, sin desmejorar las condiciones laborales de sus empleados, ni la
calidad de los servicios que ofrecen, viendo reflejado el impacto en los flujos de caja
resultantes de la empresa.
4.2. Identificación de alternativas
Dentro de las alternativas de proyectos a evaluar para solucionar el problema
mencionado anteriormente para Ciam SAS, se encuentras las siguientes opciones, de
las cuales se procederá a encontrar si son viables o no para la rentabilidad de la
empresa.
12
• Sistema de energía fotovoltaica para suplir la demanda energética de la
empresa durante la jornada diurna.
• Sistema de energía fotovoltaica en conjunto a un sistema de almacenamiento
para suplir la demanda energética total de la empresa.
o Adicional para las 2 alternativas mencionadas anteriormente, se
plantearía la opción a futuro de vender la sobreproducción energética
a la red eléctrica local.
• Optimización del uso de los equipos para reducir el consumo de energía.
• No hacer nada.
A partir de las alternativas mencionadas anteriormente, se procede a definir que
estudios o análisis se requieren para cada una de estas. A continuación, se describe la
estructura de investigación que se le dará a cada una de las alternativas;
• Análisis técnico.
o Requerimientos.
o Limitaciones.
o Tiempo de vida de la alternativa.
o Viabilidad en la zona.
• Análisis financiero.
o Costos.
o Beneficios.
o Indicadores financieros.
• Análisis legal
o Leyes vigentes frente a la propuesta.
o Viabilidad legal de la propuesta.
• Análisis administrativo.
o Tiempos.
o Planeación.
o Responsables e interesados.
• Análisis ambiental.
• Análisis de mercado y de impacto.
4.3. Comparación de alternativas.
José I. Morales y Javier Martínez de Olcoz, mencionan la importancia de seleccionar
una buena herramienta de valoración, debido a que “si la valoración fuera una ciencia
exacta, empírica y objetiva, todos los valoradores obtendrían la misma valoración
independientemente de cual fuera su método escogido” [5]. Es decir, que el resultado
de la valoración será una consecuencia al método de valoración seleccionado, y este
a su vez permitirá tomar decisiones asertivas frente a lo que se considerará positivo o
negativo para la empresa. Adicionalmente, estos dos autores mencionan en su libro
13
la razón por la cual afirman que cada metodología es diferente, y esto se da debido a
que “cada método no premia por igual a cada uno de los atributos de cada compañía”
[5].
Por otro lado, según el libro escrito por los autores recién mencionados, si se desea
tratar de anticipar lo que el mercado va a pensar en los próximos meses de una
compañía, hay que emplear las mismas herramientas de valoración que la mayor parte
de los “agentes”, de forma que pueda llegar a las mismas conclusiones a las que
llegará el mercado, pero en el caso del analista, de forma anticipada [5]. Adicional a
esto, se puede llegar a la afirmación de que no siempre lo complicado resulta ser lo
mejor, como lección aprendida, y en conjunto a varias afirmaciones publicadas por
diferentes autores, lo mejor es siempre comenzar con una metodología no tan
compleja y a medida que las necesidades lo requieran, explorar modelos más
complejos.
Dando continuidad entonces a la descripción de la metodología, se plantea que para
el análisis individual de cada alternativa se hará uso de herramientas financieras como
el valor presente neto, la tasa interna de retorno, el periodo de recuperación, y un
análisis cualitativo caracterizado a la empresa según las dificultades de cada una de
las alternativas. Las fórmulas a usar son las que se describen a continuación;
El valor presente neto de cada proyecto seguirá la siguiente estructura;
𝑉𝑃𝑁 = −𝐼𝑜 + ∑𝐹𝑡
(1 + 𝑖)𝑡 𝑡
Donde 𝐼𝑜 representa la inversión inicial del proyecto, 𝐹𝑡 el flujo neto de cada periodo
t, y la tasa apropiada de descuento para la empresa se ve reflejada en 𝑖. Dado que la
tasa de descuento apropiada para la empresa es un valor variante y propio de cada
empresa, este valor se deberá calcular a partir de un modelo CAPM o WACC.
La tasa interna de retorno de cada proyecto deberá ser calculada haciendo el
respectivo despeje de la siguiente formula;
𝐼0 = ∑𝐹𝑡
(1 + 𝑇𝐼𝑅)𝑡 𝑡
Las variables de esta fórmula representan nuevamente los mencionados para la
ecuación del valor presente neto.
14
Por otro lado, el valor del periodo de retorno o payback se calcula por medio de la
siguiente ecuación;
𝑃𝑅 = 𝑛 + 𝐼𝑜 − 𝑏
𝐹𝑡
Donde n representa el periodo anterior al que se recupera la inversión inicial del
proyecto, y b es la suma de los flujos hasta el final del periodo a.
Posteriormente, una vez se haya generado el estudio de cada una de las alternativas
por separado, se procederá a hacer una comparación entre todas las alternativas en
conjunto, para seleccionar la que mejor impacto tenga sobre la empresa. Para llegar a
esta conclusión se hará uso de los indicadores calculados anteriormente, exceptuando
el uso del VPN, ya que los proyectos no presentan el mismo periodo de vida útil, y
por ende este indicador sólo servirá para saber si el proyecto crea o destruye valor en
la empresa.
5. Resultados
5.1. Sistema de energía fotovoltaica para suplir la demanda energética de la
empresa durante la jornada diurna (On Grid).
5.1.1. Análisis técnico.
5.1.1.1. Requerimientos
El ministerio de minas y energía, en su resolución No. 123 de 2018, determina que es un
requisito para la conexión de redes solares contar con un sistema de protección con el fin de
reducir las fallas de los circuitos. Estos sistemas de protección deben contar con un tiempo
de despeje de las protecciones primarias no mayor a 80 ms en sistemas de 500 kV, y de 100
ms en sistemas de 220 kV, los cuales son medidos a partir del inicio del fallo hasta que este
se extingue en el arco del interruptor de potencia [10].
Adicionalmente, durante la no operación se debe contar con un sistema de protección de
respaldo con un tiempo menor a los 300 ms por fallas en el sistema de alta tensión. Los
sistemas de protección mencionados, para sistemas de energía fotovoltaica y eólica deberán
ser implementados por medio de un relé que funcione de forma aislada a las protecciones
propias de los equipos.
Por otro lado, se debe cumplir con los siguientes requerimientos;
• Debe contar con una protección para altas y bajas frecuencias según los límites
especificados de operación.
15
• Contar con sistemas protección de sobre y baja tensión. Esto deberá ser estipulado
por el CND.
• Coordinar con el transmisor la necesidad de una protección anti-isla. De ser requerida,
deberá ser de tipo Intertrip.
Un sistema de energía fotovoltaica para la alimentación diurna del consumo energético de la
empresa hace uso del siguiente esquema;
Ilustración 3 - Diagrama de conexiones para la alternativa evaluada. Extracción y modificación de la imagen original [11].
Se puede concluir entonces que para la implementación del sistema se requiere de los
siguientes componentes;
• Panel solar.
• Inversor.
• Mantenimiento.
• Sustento de emergencia (Para las horas en que no hay incidencia solar).
• Estructura.
• Cables y conexiones.
Los elementos mencionados anteriormente serán profundizados a continuación;
16
5.1.1.1.1. Paneles Solares
• Orientación
La orientación que se le establezca a los paneles solares va a ser muy importante al momento
de la instalación, ya que eso va a influir en la eficiencia de la captación y en las pérdidas de
energía. Estas pérdidas por una mala orientación se podrían producir por los efectos de las
sombras y podrían causar que la eficiencia de los paneles disminuyera por debajo de la mitad
de su capacidad.
Dicho lo anterior, la orientación se calcula a partir de la información obtenida mediante una
herramienta web [12], la cual se muestra a continuación;
Ilustración 4 - Ubicación e inclinación magnética de Tauramena Casanare [12].
A partir de lo anterior, se inicia calculando el sur magnético, que es el que mostraría una
brújula, y a este resultado restarle la declinación magnética para encontrar el sur real, lo cual
para nuestro caso de estudio significaría mover en 8° hacia el oeste la dirección de la brújula
para la orientación de los paneles. Lo cual representaría la orientación que deberían tener los
paneles al momento de su implementación en búsqueda de obtener la mayor eficiencia.
Adicionalmente, la latitud sería el punto de referencia para calcular la inclinación que se le
debería dar a los paneles solares, lo cual para este caso sería de aproximadamente 5°, lo cual
es un valor muy pequeño gracias a la cercanía que tiene la locación con la línea ecuatorial.
Por otro lado, gracias a esta cercanía mencionada anteriormente, se puede hacer uso de esta
inclinación constante a lo largo de todo el año.
17
Por otra parte, es importante tener en cuenta las horas pico solar que recibe la zona de interés.
Estas horas pico sol son una medida de irradiación solar que permiten saber la intensidad de
la energía del sol sobre un punto especifico. Sin embargo, este valor no es constante, ya que
factores como las nubes, las capas de ozono y atmosféricas impiden su transmisión de
energía. Debido a que nuestro punto de interés se encuentra sobre la línea ecuatorial, se espera
que la mayor intensidad solar se encuentre sobre las 12 pm, es decir, al medio día, y que el
rango de irradiación esté entre las 8am a las 4pm.
Las horas pico sol para nuestro punto de interés se calculan más adelante en la sección de
viabilidad de la zona, y es de aproximadamente 4.9 kWh/m2/d. Lo cual significa que, para
este lugar, se capturan en promedio 4.9 horas de sol pico al día. Sin embargo, dado que es
importante que el sistema dure funcional para todos los meses del año, se hace uso de la
menor irradiación presentada en el estudio, que en este caso sería de 4.2 kWh/m2.
Como proceso paralelo, se deben calcular las cargas requeridas por la empresa, para lo cual
se solicitó información a la empresa de qué equipos tenían dentro de la empresa, cuánto
tiempo se usaba cada uno en promedio al día, y cuánta potencia consumía cada uno de estos.
Dado esto se calculó el consumo de kWh al día en total para todos los equipos.
Tabla 1 - Tabla de equipos de la empresa con su consumo.
Adicionalmente, se calculó la potencia total consumida por todos los equipos, dado que este
valor nos va a permitir calcular la potencia requerida para implementar el inversor de onda
del sistema. Este valor mencionado anteriormente es de 14,39 kW, motivo por el cual se
requiere hacer uso de un inversor de 20 kW.
NOMBRE CANTIDAD VOLTAJE (W) W diarios
AIRE DE 48000 BTU 5 4000 16000
AIRE DE 12000 BTU 3 1250 5000
AIRE DE 9000 BTU 5 400 1600
LAMPARAS DE 48 VATIOS 85 48 192
LAMPARAS DE 24 VATIOS 5 24 96
LAMPARAS DE 90 VATIOS 3 90 360
CONGELADOR DE 1200 VATIOS 3 1200 4800
CAFETERA 1 1000 1000
FOTOCOPIADORA 2 500 2500
MINIBAR 1 93 465
NEVERA FROST 1 300 1500
TELEVISOR PLASMA 3 250 500
UPS (computadores, telefonos) 1 900 3600
FOTOCOPIADORA PEQUEÑA 2 300 900
CAFETERA 1 700 1400
EXTRACTOR 16" 2 100 200
MOTOR DE 1/2 CABALLO 1 375 1125
18
• Especificaciones de los paneles a implementar
La selección del tipo de panel a implementar se hizo mediante la exploración de una página
denominada Auto Solar [13], la cual se dedica a la venta y comercialización de productos y
equipos para la generación y consumo de energía solar. Adicionalmente, se hace un
aprovechamiento de las políticas en Colombia, las cuales libran estos equipos de impuestos
y aranceles para la importación a Colombia.
Adicionalmente, se buscó hacer uso de una placa solar que tuviera una potencia alta con
respecto a su tamaño. Lo anterior debido a que el área total disponible en la empresa para la
implementación del sistema es limitada.
Dicho lo anterior, y posterior a la búsqueda en la página mencionada, se encontró que la placa
adecuada para la implementación del sistema, tanto por costo como por potencia, era la placa
“Canadian Solar 405W Policristalina Hiku”. A continuación, se presenta la tabla con los
detalles técnicos de la placa;
Ilustración 5 - Especificaciones técnicas.
Nuestros datos de interés son los presentados en la columna de 405 P, y serán los valores a
partir de los cuales se harán los cálculos respectivos. De igual forma es importante mencionar
que esta tabla fue extraída del datasheet respectivo del panel, el cual puede ser consultado en
internet.
Adicionalmente se requieren los detalles físicos del panel, para de esta forma calcular el área
total del sistema. Esta información se resume en la siguiente imagen, la cual es extraída del
datasheet del panel.
19
Ilustración 6 - Especificaciones físicas del panel.
De los valores presentados en la anterior tabla se debe tomar la potencia del módulo, el voltaje
en circuito abierto del módulo, la corriente de máxima potencia y la corriente de corto
circuito. Lo anterior para poder calcular la cantidad necesaria de paneles.
Por otro lado, como se mostró anteriormente, se hace un consumo aproximado de 140 kW
por día, lo cual es el resultado de dividir el consumo mensual de 4300 kW sobre el total de
días que se hace uso de los equipos, es decir, 30 días. Con este valor, se puede establecer que
se va a diseñar un sistema de alto consumo, por lo cual se diseñará el sistema de forma que
funcione a 48 voltios en CC, ya que si se asume un valor más pequeño para este voltaje se
generará un dimensionamiento demasiado extenso para el sistema resultante.
Adicionalmente, con estos valores calculados anteriormente, se puede hacer el cálculo de los
amperios hora/día que requerirá el sistema para su correcto funcionamiento. Este valor se
calcula de acuerdo a la siguiente ecuación;
𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠 [ℎ𝑜𝑟𝑎
𝑑í𝑎] =
(𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟í𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑛 𝐶𝐴)
(𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜𝑟) ∗ (𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝐶𝐶 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎)
Aproximando el valor de la eficiencia del inversor a 0.9 (Valor que será calculado a mayor
exactitud más adelante), y usando los valores de 140 kW para la carga diaria promedio en
CA y 48 V para el voltaje CC del sistema, se obtiene un resultado de 3.3 kAh por hora día.
Posterior a esto, se calcula la corriente pico del arreglo, la cual se calcula haciendo uso de la
siguiente formula;
𝐼 =𝐴ℎ 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑í𝑎
𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑠𝑜𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑í𝑎
Finalmente, con este valor se puede calcular el número total de paneles requeridos para el
sistema, lo cual se divide en dos cálculos. El primero consiste en calcular el total de módulos
20
que se requieren en paralelo, lo cual se calcula al dividir la corriente pico del sistema sobre
la corriente de máxima potencia del panel seleccionado; En segundo lugar, se debe calcular
el total de paneles en serie para el sistema, lo cual se calcula al dividir el voltaje del sistema
sobre el voltaje nominal del panel seleccionado.
Dicho lo anterior, los valores obtenidos como resultado son; 66,3 módulos en paralelo y un
módulo en serie, para un total de 67 paneles (aproximando el valor al entero más grande).
El análisis se implementó sobre diferentes tipos de paneles, donde se hacia la comparación entre
cantidad requerida para el sistema y el costo total de cada panel. La información mencionada se
resume para 3 diferentes tipos de paneles en la siguiente tabla;
Tabla 2 - Comparación de paneles.
De esta forma se puede concluir que los paneles que menor costo generan al sistema son los
resaltados, y por ende serán usados para el diseño del arreglo.
5.1.1.1.2. Inversor
Los paneles solares producen corriente continua, sin embargo, la mayoría de los equipos que
se encuentran conectados a la red eléctrica trabajan bajo corriente alterna. Dado lo anterior,
es importante convertir la energía resultante de los paneles en una que pueda ser usada por
los equipos.
El inversor fotovoltaico es un equipo que se encarga de hacer la conversión mencionada
anteriormente, y por tal motivo se encuentra haciendo la conexión entre los equipos
receptores y el arreglo de paneles solares.
Para el cálculo del inversor fue necesario calcular el consumo total de todos los equipos de
la empresa, lo cual entregaba como resultado un total de 14,39 kW. Este valor se calcula a
partir de los datos entregados por la empresa sobre sus equipos.
Adicionalmente se tuvo en cuenta los equipos que funcionan con motores, ya que estos
presentan corrientes de arranque, lo cual significa que van a requerir de una mayor potencia
durante un corto lapso de tiempo.
Dicho lo anterior, se procedió a buscar en la página de AutoSolar un inversor que lograra
ajustarse a los requerimientos anteriormente mencionados. De esta forma, el inversor
21
encontrado es el “Inversor Red 20000W Trifásico INGECON Sun 3PLAY 20TL”, el cual es
un inversor de onda senoidal pura, y que tiene un pico de potencia de 20 kW. En la página
mencionada anteriormente, este inversor presenta un costo de 2377 euros, lo cual es
equivalente a 2621,831 dólares estadounidenses haciendo uso de la TRM vigente para el día
lunes 14 de octubre de 2019.
Este inversor cuenta con un sistema de seguimiento del punto de máxima potencia MPPT, lo
cual determina que la eficiencia del inversor puede llegar a ser de hasta el 98.5%. Este valor
de eficiencia ayuda a reducir la cantidad de paneles requeridos en el sistema.
Como valor agregado del inversor, se puede encontrar que según los proveedores en el
datasheet respectivo, es uno de los inversores de más fácil mantenimiento, en conjunto con
una larga vida útil (alrededor de 25 años). Adicionalmente, cuenta con una diferente variedad
de protecciones, las cuales son implementadas contra polarización inversa, cortocircuitos y
sobrecargas en la salida, anti-isla con desconexión automática, fallo de aislamiento y
sobretensiones en DC y AC.
Dicho inversor tiene unas medidas de 74 cm de alto por 71 cm de largo y 27 cm de ancho.
Adicionalmente está diseñado para adecuaciones en interior como en exterior, lo cual da la
facilidad a Ciam de acomodar este equipo de acuerdo a su conveniencia.
5.1.1.1.3. Mantenimiento
Los paneles solares requieres de un constante y adecuado mantenimiento para lograr
mantener su durabilidad y eficiencia con el pasar de los años.
Adicionalmente, se encuentra que Ciam, al ser una empresa que dedica una de sus ramas a la
construcción, maneja vehículos que están expuestos a obras con una gran cantidad de polvo.
Dicho esto, se espera que el lugar de adecuación del sistema también se vea afectado por la
cantidad de polvo y por ende los paneles solares reduzcan su eficiencia al ser opacados por
capas de polvo. En conclusión, es de total importancia realizar un mantenimiento periódico
que permita mantener limpias las células de las placas para mantener al máximo su eficiencia.
Por otro lado, para mantener un adecuado mantenimiento al sistema, es necesario al menos
una vez al año revisar que las placas no tengan ninguna fisura ni desgaste físico por cualquier
motivo, en conjunto con la revisión pertinente del depósito de acumulación del sistema, y
con la revisión de las gomas aislantes.
Contactando con una empresa dedicada a la energía fotovoltaica en la región donde se ubica
la empresa, se llegó a un acuerdo de que ellos presentaban el debido mantenimiento de las
placas solares por un costo anual de 1’700.000 COP, lo cual es equivalente a 495.42 dólares
estadounidenses. A pesar de no ser complicado el mantenimiento, es mejor subcontratar un
tercero para este proceso ya que para que la empresa lo hiciera de forma propia requeriría un
par de empleados con certificaciones para trabajar en alturas.
22
5.1.1.1.4. Sustento de emergencia
El sustento de emergencia hace referencia a la fuente de energía a la que se recurriría cuando
el sistema fotovoltaico no produzca la capacidad suficiente para satisfacer la demanda de la
empresa, o en dado caso, al sistema al cual se venderá el exceso de energía cuando el arreglo
genere más de la que consume la empresa.
Para que esto funcione, se debe adquirir un contador bidireccional, el cual cumpla con las
características descritas en la resolución 038 de 2014 Creg. Adicionalmente, requiere de un
aviso al sistema que provee la energía para que este sea consciente de los cambios.
Mediante la página de mercado libre es posible adquirir estos contadores bidireccionales, los
cuales presentan un costo aproximado de 700.000 COP, lo cual es equivalente a 203.99
dólares estadounidenses según la TRM del lunes 14 de octubre de 2019. Estos medidores se
pueden usar tanto en redes trifásicas, como en redes bifásicas trifilares.
De esta forma, la empresa queda directamente conectada a la red, de tal forma que, si el
sistema no es capaz de producir la energía requerida o durante las horas de la noche donde
no haya sol, la empresa hace uso de la red y va almacenando este consumo en el contador
bidireccional, el cual reducirá su consumo en los momentos en que este entregue energía a la
red.
5.1.1.1.5. Cables y conexiones
A continuación, se presenta la fórmula general para el calculo de la sección de cable requerida
para el arreglo a implementar;
𝑆 =2 ∗ 𝐿 ∗ 𝐼
56(𝑉𝑎 − 𝑉𝑏)
Donde L representa la longitud de las conexiones, el cual para nuestro interés será de 13 metros,
estableciendo que la altura total del edificio desde el primer piso hasta el techo es de 7.50 m.
Adicionalmente, el parámetro I representa la intensidad de los paneles a usar, y tomará un valor de
10.98 amperios según el datasheet respectivo. Por otro lado, (𝑉𝑎 − 𝑉𝑏) representan la caída máxima
de potencia, y este valor será extraído a partir de la información presentada más adelante.
El instituto para la diversificación y ahorro de la energía IDEA propone una tabla que resume la caída
máxima de tensión admisible para cada una de las conexiones del arreglo fotovoltaico. Esta tabla se
presenta a continuación;
Tabla 3 – Caída de voltaje IDEA [14]
23
A partir de la tabla presentada anteriormente, se procede a reemplazar los valores en la fórmula
respectiva para encontrar el valor de la sección de cable a implementar en nuestro sistema. Dicho
calculo, entrega un valor de 10.62 mm2, y este valor se compara nuevamente contra la tabla de
cables comerciales que se presenta a continuación;
Tabla 4 - Cables comerciales [14].
Se aproxima al valor mas cercano por encima al calculado. Dicho lo anterior se establece que el cable
a usar será el de 16 mm2. Este cable se consigue por la página de auto solar con la siguiente
referencia “Cable Unifilar 16 mm2 SOLAR PV ZZ-F” y tiene un costo de 2.96 euros por metro y viene
en paquetes de 50 metros o de 100 metros, por lo cual se procedería a acceder al de 50 metros en
negro y un paquete de 50 metros en rojo para diferenciar la polarización.
Lo anterior tendría un costo adicional para el proyecto de 296 euros, que son equivalentes a 390
dólares según la tasa de cambio vigente para el día 14 de octubre de 2019.
5.1.1.2. Limitaciones.
Según el CREG, para los generadores solares fotovoltaicos que se conecten al STN (Sistema
de transmisión nacional) y STR (Sistema de transmisión regional) deberán presentar con 6
meses de anticipación a su operación, los modelos asociados del generador y de sus controles,
haciendo uso de la herramienta de simulación usada por el CND. Adicionalmente, se requiere
que estas simulaciones hagan inclusión de los requerimientos técnicos mencionados
anteriormente [10].
Otra de las limitaciones de utilizar un sistema On-Grid, es que no permite la utilización de
sistemas de almacenamiento de energía como baterías, motivo por el cual la empresa tendrá
que recurrir a la red eléctrica comercial para abastecer su demanda cuando los paneles
fotovoltaicos no capten la producción necesaria.
24
De igual forma, se puede observar que, durante los cortes de luz, o las caídas de energía en
la red comercial, no se podrá hacer entrega de energía a esta red. Lo anterior concluye que si
durante estos periodos de tiempo el sistema produce más energía de la que consume, no podrá
vendérsela a la red. Lo anterior se presenta en muy baja magnitud, ya que Enerca (empresa
de energía de Casanare) presenta en sus informes de gestión una eficiencia del 92%.
5.1.1.3. Tiempo de vida de la alternativa.
El tiempo de vida de esta alternativa depende estrictamente de la calidad de los elementos
usados para el desarrollo del proyecto. Sin embargo, es recomendable que se haga uso de
productos de buena calidad, para lo cual se hablaría de una vida útil de aproximadamente 25
años, tiempo durante el cual la eficiencia de los equipos se verá disminuida con el uso. Este
análisis se llevará a mayor profundidad una vez se haga la selección de los componentes a
usar, definiendo el esquema del beneficio costo.
Según el laboratorio nacional de energía renovable de Estados Unidos, la tasa de
degeneración de los paneles de alta calidad es de aproximadamente 0.3% al año, mientras
que los de más baja calidad pueden llegar al 0.8% por año. Estos comportamientos se pueden
representar de forma superficial por medio de la siguiente curva.
Ilustración 7- Diseño propio partiendo de las tasas de degeneración mencionadas anteriormente
La anterior gráfica se realiza a partir de la herramienta Power BI, y partiendo de la definición
de una tasa de degeneración del 0.3% para los paneles de buena calidad y del 0.8% para los
paneles de baja calidad. Lo anterior permite concluir que aún para el fin aproximado del
25
tiempo de vida de los equipos en 25 años, para un panel de alta calidad se espera una
eficiencia del 92%, mientras que para la de baja calidad se espera una eficiencia del 82%.
Para el Inversor Red 20000W Trifásico INGECON Sun 3PLAY 20TL, el cual fue
seleccionado para la alternativa en cuestión, se tiene una vida superior a los 20 años bajo
pruebas de estrés según su datsheet. Sin embargo, la garantía de este equipo se puede ofrecer
sobre 25 años, motivo por el cual se tomarán 25 años para este equipo.
Para los paneles solares seleccionados, Canadian Solar ofrece garantía sobre la salida de
potencia lineal de hasta 25 años, motivo por el cual se tomará este tiempo como el tiempo de
vida del equipo.
En conclusión, el tiempo de vida de la alternativa a tomar en cuenta para el análisis financiero
será de 25 años en un escenario optimista, mientras que también se buscará un escenario de
equilibrio el cual represente la cantidad de años requeridos de vida útil por la alternativa para
ser viable de implementar en la empresa.
5.1.1.4. Viabilidad en la zona.
Para evaluar la viabilidad de implementar una fuente energética a partir de paneles
fotovoltaicos, se debe evaluar las coordenadas geográficas en las cuales se encuentra ubicada
la empresa. Adicional a esto, se debe encontrar la incidencia solar que recibe la ubicación de
la empresa. Los datos mencionados se muestran a continuación;
Departamento. Casanare.
Municipio. Tauramena.
Latitud. 5.012238
Longitud. -72.749953
Incidencia solar. 4.9 kWh/m2
A continuación se muestra un atlas de radicación solar en Colombia, mediante el cual se
puede observar que la incidencia solar se para Tauramena se encuentra alrededor de los 5 a
5.5 kWh/m2.
26
Ilustración 8- Atlas de radiación solar en Colombia. Extraído de UPME [15]
De forma adicional, se hace uso de la información disponible en la página de Energie para
mostrar el promedio incidencia solar por mes en la ciudad de Yopal, lugar que se encuentra
geográficamente muy cercano al punto de interés. Esta gráfica se muestra a continuación;
27
Ilustración 9- Incidencia solar promedio en Yopal, Casanare. Extraído de Energie [16].
La gráfica permite apreciar el promedio durante un muestreo de 5 años, iniciando en
noviembre de 2009 y finalizando en diciembre de 2014. A partir de esto se logra concluir que
el punto de interés tiene una incidencia solar del 4.9 kWh/m2, y que para ningún mes logra
ser inferior a los 4 kWh o superior a los 6 kWh [16]. De igual forma, se puede observar que
los meses con menos nivel de irradiación solar son junio y julio, mientras que para los meses
entre diciembre y febrero se concentra su mayor alcance.
Adicionalmente, se presenta una gráfica de irradiación promedio por hora y mes en kWh/m2.
Esta información se extrae de Solarius PV, el cual es una herramienta diseñada para la
simulación de instalación de paneles fotovoltaicos [17].
Ilustración 10 - Tabla de irradiación solar en el punto de interés. [17]
Finalmente, como parte de un análisis más profundo, se presentan las gráficas promedio del
comportamiento por hora de la irradiación solar sobre el punto de interés. Para esto se
presentan dos gráficas, donde la primera presenta el comportamiento para la primera mitad
del mes, mientras que la segunda gráfica presenta los últimos seis meses del año.
28
Ilustración 11- Comportamiento de la irradiación solar para la primera mitad del año en kWh. [17]
Ilustración 12- Comportamiento de la irradiación solar para la segunda mitad del año en kWh. [17]
De las gráficas presentadas anteriormente se puede concluir que el comportamiento diario
promedio de irradiación solar sobre el punto de interés tiende a ser muy similar entre los
meses del año, enfocando su principal diferencia en la magnitud que se presenta sobre cada
año. Entonces, se puede afirmar que, para nuestro punto de estudio, sin importar el mes, se
obtiene el mayor nivel de irradiación entre las 11am y la 1pm.
5.1.2. Análisis financiero.
5.1.2.1. Costos.
Los costos se discriminan en equipos y herramientas, montaje y mantenimiento. Estos
costos mencionados se presentan anexados en la siguiente tabla;
29
Tabla 5 -Detalles de los costos de la alternativa
Como se puede observar, la inversión inicial del proyecto requiere de aproximadamente 85
millones de pesos, que son equivalentes a 24.600 dólares haciendo uso de la TRM vigente
para el día 14 de octubre del 2019. Adicionalmente, se comenta que no se tuvo en cuenta
costos de transporte, ya que la página de AutoSolar ofrece transporte gratuito a partir de
compras superiores a cierto valor.
5.1.2.2. Beneficios.
Como se puede observar en las gráficas presentadas anteriormente en el estudio de la
viabilidad del proyecto en la zona, se evidencia que la irradiación solar esperada para
satisfacer la demanda energética de la empresa comienza a partir de las 8 am y termina a
mediados de las 4 pm. Dicho lo anterior y a cuentas de que la empresa tiene una jornada
laboral que abarca desde las 7 am hasta las 7 pm, se espera que la alternativa evaluada cumpla
con un porcentaje aproximado del 67% sobre la demanda energética diaria de la empresa.
De esta forma, se espera que el beneficio de la alternativa esté directamente relacionado al
ahorro en la factura, el cual se encuentra presentado en la siguiente tabla;
Tabla 6- Beneficio anual
Adicional a los beneficios planteados en la anterior tabla, se presentan los beneficios
tributarios establecidos por la ley, mediante los cuales se puede deducir hasta el 50% del
valor del proyecto. De igual forma se presenta la posibilidad de hacer uso de un Tax Shield
al seleccionar de forma apropiada la relación Deuda/Equity del proyecto.
Finalmente, otro de los beneficios ofrecidos legalmente es la posibilidad de hacer una
depreciación acelerada de los equipos usados para proyectos de energías limpias. Esta
depreciación acelerada es proporcional a los impuestos deducidos de cada año, y su
comportamiento se ve de la siguiente forma;
Detalle Cantidad Costo unitario (COP) Costo unitario(USD) Costo total (COP) Costo total(USD)
Paneles solares 67 paneles 692.448$ 201,8$ 46.393.984$ 13.520,6$
Estructura 17 estructuras de 4 paneles 378.490$ 110$ 6.434.331$ 1.875$
Inversor 1 8.996.708$ 2.622$ 8.996.708$ 2.622$
Montaje 1 22.709.402$ 6.618$ 22.709.402$ 6.618$
Total 84.534.425$ 24.635,5$
Mantenimiento 1 por año 1.700.000$ 495$ 1.700.000$ 495$
Detalle COP USD
Gastos anuales energía 30.000.000$ 8.743$
Ahorro (67%) 20.100.000$ 5.858$
Mantenimiento 1.700.000$ 495$
Beneficio 18.400.000$ 5.362$
30
Ilustración 13 - Depreciación acelerada proyecto.
Al deducir la mayoría de los impuestos al comienzo, se logra obtener un mayor VPN del
proyecto, lo cual es interesante para el caso de análisis.
5.1.2.3. Indicadores financieros.
Para calcular la tasa de descuento apropiada para la empresa, se partió por hacer el cálculo
del WACC de dos formas diferentes, las cuales fueron el WACC especifico de Ciam, y el
WACC para el sector de la construcción en Colombia, para hacer uso de este como referencia
de comparación frente al resto de empresas legales de construcción en el país.
Para la implementación del WACC de la empresa se hizo uso de la siguiente formula y los
valores que se muestran posteriormente en la tabla;
𝑊𝐴𝐶𝐶 = 𝑊𝑒𝐾𝑒 + 𝑊𝑑𝐾𝑑(1 − 𝑇𝑎𝑥)
31
Los datos presentados en la tabla son una aproximación de la realidad de la empresa, donde
el porcentaje de Deuda/Equity se extrae sobre los balances de la empresa, mientras que el
costo de la deuda y el costo esperado por los inversores se previeron por parte de la alta
gerencia de la empresa.
Finalmente se obtiene un WACC de 8.84% para Ciam SAS, el cual deberá ser usado para
calcular los descuentos de los flujos libres de caja al valorar las alternativas.
Para encontrar el WACC del sector de la construcción en Colombia se debe calcular el costo
de la deuda, lo cual requirió para su estimación las tasas de DTF en Colombia para los últimos
5 años, los cuales son datos presentados por el Banco de la República. Este valor promediado
es de 4,4%, mientras que la tasa impositiva es del 33% para Colombia. Finalmente, se debe
seleccionar un spread apropiado para el proyecto, el cual según el banco de la republica es
adecuado entre 5% y 8 % para proyectos en Colombia, motivo por el cual para este caso de
estudio será del 7% (Sin embargo, se hará el cálculo con el valor mínimo y el máximo para
observar cómo es la variación frente al resultado).
𝐾𝑑 = (1 − 𝑇𝑎𝑥)(𝐷𝑇𝐹 + 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑)
𝐾𝑑(5%) = 6,3%
𝐾𝑑(7%) = 7,64%
𝐾𝑑(8%) = 8,31%
La variación en porcentajes para el costo de la deuda no es tan alta entre los tres escenarios,
por ende, se hará uso del encontrado para un spread del 7%.
Para calcular el costo del equity, se debe encontrar primero el valor del retorno libre de riesgo.
Según libros financieros, los retornos de los bonos de deuda pública estadounidenses son los
que más se acercan a la tasa libre de riesgo, razón por la cual se van a usar sus valores para
estimar los cálculos requeridos. Se hacen uso de los últimos 2 años comprendidos entre
noviembre de 2019 a enero de 2018, para lo cual se obtiene un valor de 2,047 % [18].
Para el riesgo del mercado se hace uso del estimador S&P 500, el cual es un portafolio de
500 empresas que cotizan en la bolsa de estados unidos y representa uno de los estimadores
más cercanos y representativos de la situación real del mercado. El riesgo del mercado se
calcula como la diferencia entre la tasa libre de riesgo y los retornos del S&P 500. Para lo
anterior se hace uso de los datos históricos encontrados en la página de Yahoo! Finance,
donde finalmente se encuentra que el valor para el riesgo del mercado es de 4.24% [19].
El cálculo del Beta para el mercado de construcción en Colombia se hace a partir de las betas
encontrados por la página de Damodaran para empresas no apalancadas en construcción y
vivienda. Este valor mencionado es de 1,02, lo cual representa el sector de la construcción y
vivienda es más riesgoso que el mercado en general. Adicionalmente, se apalanca este valor
32
haciendo uso de la relación 60/40 para la deuda/equity, el cual es un valor promedio para las
empresas del mismo sector en Colombia, con lo cual se obtiene un valor de 1.53.
El costo del equity se calcula a partir de la fórmula del CAPM, mediante la cual se hace uso
de la siguiente fórmula;
𝐾𝑒 = 𝑅𝑓 + 𝛽[𝑅𝑚 − 𝑅𝑓] + 𝑅𝑝𝑎𝑖𝑠
Donde para el riesgo del país se hace uso del indicador EMBI que es calculado a diario por J
P Morgan y presenta un valor de 1.98%.
Finalmente, se encuentra que el valor para el costo del equity es de 8.55%.
Adicionalmente el peso de la deuda es 60%, mientras que el peso del equity es del 40% para
empresas de construcción en Colombia, tal y como se había comentado anteriormente. Dicho
esto, se procede a calcular el WACC haciendo uso de la siguiente ecuación;
𝑊𝐴𝐶𝐶 = 𝑊𝑒𝐾𝑒 + 𝑊𝑑𝐾𝑑(1 − 𝑇𝑎𝑥)
𝑊𝐴𝐶𝐶 = 6,79%
Dicho valor será el usado para descontar los flujos de caja libre del proyecto y comparar sus
rendimientos frente a las empresas pertenecientes al sector de la construcción en Colombia.
Se diseña un flujo de caja para los 25 años de vida del proyecto, en los cuales se tienen en
cuenta tanto beneficios como costos. Dado que es un poco extenso, se presenta únicamente
los flujos de los primeros 5 años del proyecto, y posteriormente se presentan los valores
obtenidos para los indicadores financieros de interés.
Tabla 7 - FCL sistema On Grid
Para este ejercicio se ha usado únicamente dinero de la empresa, es decir que se trabaja
completamente equity. Lo anterior debido a que la inversión es un valor alto pero que puede
Periodo 0 1 2 3 4 5
Gasto energía -$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$
Ahorro -$ 19.296.000$ 19.296.000$ 19.296.000$ 19.296.000$ 19.296.000$
Mantenimiento -$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$
EBITDA -$ 17.596.000$ 17.596.000$ 17.596.000$ 17.596.000$ 17.596.000$
Depreciación -$ 13.747.629$ 11.511.885$ 9.639.735$ 8.072.048$ 6.759.311$
Amortización -$ -$ -$ -$ -$ -$
EBIT -$ 3.848.371$ 6.084.115$ 7.956.265$ 9.523.952$ 10.836.689$
Var WK -$ -$ -$ -$ -$ -$
Var CAPEX 84.534.425$ -$ -$ -$ -$ -$
Impuestos -$ 1.269.963$ 2.007.758$ 2.625.567$ 3.142.904$ 3.576.107$
FCL 84.534.425-$ 16.326.037$ 15.588.242$ 14.970.433$ 14.453.096$ 14.019.893$
33
ser financiado por la empresa como gastos de un año. Adicionalmente, se aplicó un método
de depreciación acelerada por lo cual la deducción de impuestos es mayor durante los
primeros años.
Como resultado a este ejercicio, se obtiene una tasa interna de retorno del 16.31%, mientras
que, si se realiza por medio de una depreciación lineal, se obtiene una tasa interna de retorno
del 14.78%.
Los valores de los indicadores financieros se anexan en la siguiente tabla;
Tabla 8 - Indicadores financieros.
De la anterior tabla se puede identificar que la alternativa evaluada con una depreciación
acelerada presenta un VPN más alto que al ser depreciado de forma lineal. De igual forma,
al hacer el VPN marginal entre estos dos proyectos se puede observar que el acelerado es
mejor para la rentabilidad de la empresa. En conclusión, se toma como referencia de esta
alternativa su realización con depreciación acelerada. Cabe agregar que para el análisis
mencionado no se tuvo en cuenta la deducción de impuestos, ya que esto requiere saber de
cuanto son los impuestos anuales de la empresa.
Se hace un pequeño análisis de sensibilidad para saber cual es el tiempo mínimo de vida útil que
requieren los equipos para que la alternativa genere valor a la empresa. De esta forma, se encuentra
que el tiempo mínimo de vida es de 9 años y que para esta vida útil se obtiene un VPN de 2’700.000
pesos al finalizar el ejercicio. En conclusión, si los equipos y el sistema falla antes de los 9 años de
vida, la alternativa destruirá valor en la empresa, mientras que durante más tiempo de vida tenga
la alternativa, más valor generará para la empresa.
5.1.3. Análisis legal
5.1.3.1. Leyes vigentes frente a la propuesta.
La energía solar es considerada como FNCR, por lo cual deberán hacerse estudios que se
ajusten a la reglamentación técnica de la CREG.
Actualmente, en Colombia se cuenta con la ley 1715 de 2014, mediante la cual el estado
ofrece una serie de incentivos tributarios a las empresas por implementar fuentes no
convencionales de energía que principalmente sean de carácter renovables buscando
fomentar el desarrollo sustentable [20]. Algunos de los beneficios que se presentan mediante
esta ley son los descritos a continuación;
Depreciación VPN TIR PR
Acelerado $ 69.550.159,72 16,31% 5,67
Lineal $ 63.557.651,15 14,78% 6,55
Acelerado-lineal $ 5.992.508,57 0,17% -
34
• Las empresas tendrán derecho a deducir de su renta, durante un periodo no mayor a
los 15 años, el 50% del valor de la inversión del proyecto. Sin embargo, este valor no
podrá ser superior al 50% del valor declarado en renta. Adicionalmente para recibir
este beneficio, la empresa deberá certificar el proyecto mediante la UPME.
• Todos los recursos usados para la implementación del proyecto estarán exentos de
impuestos (IVA).
• Adicionalmente, las empresas estarán libres de hacer pagos arancelarios por la
importación de equipos destinados al proyecto.
• Se podrá aplicar una depreciación acelerada a una tasa no mayor al 20% como tasa
global anual.
Por medio del capítulo número 8 de la ley 1715 de 2014, el gobierno autoriza vender y
comercializar los excedentes de energía producidos a la red de distribución y transporte, los
cual se verá recompensado según un esquema de medición bidireccional, haciendo uso del
régimen tarifario representado en la ley 142 y 143 de 1994.
Adicionalmente, con la creación del Fondo de energías no convencionales y gestión eficiente
de la energía, se podrá hacer un financiamiento de los estudios, auditorias auditorías,
adecuaciones locativas, disposición final de equipos sustituidos y costos de administración e
interventoría de los programas y/o proyectos que se destinen para la finalidad de implementar
fuentes no convencionales de energía [20].
Adicionalmente se encuentra la resolución 030 emitida en 2018 por la CREG, mediante la
cual se regulan los aspectos operativos y comerciales para sistemas generadores en pequeña
escala. Entre estos aspectos técnicos se cita la resolución en los siguientes numerales;
“
• La sumatoria de la potencia instalada de los GD o AGPE que entregan energía a la
red debe ser igual o menor al 15% de la capacidad nominal del circuito, transformador
o subestación donde se solicita el punto de conexión. La capacidad nominal de una
red está determinada por la capacidad del transformador.
• La cantidad de energía en una hora que pueden entregar los GD o AGPE que entregan
energía a la red, cuyo sistema de producción de energía sea distinto al compuesto por
fotovoltaico sin capacidad de almacenamiento, conectados al mismo circuito o
transformador del nivel de tensión 1, no debe superar el 50% de promedio anual de
las horas de mínima demanda diaria de energía registradas para el año anterior al de
solicitud de conexión.
• La cantidad de energía en una hora que pueden entregar los GD o AGPE que entregan
energía a la red, cuyo sistema de producción de energía sea el compuesto por
fotovoltaico sin capacidad de almacenamiento, conectados al mismo circuito o
transformador del nivel de tensión 1, no debe superar el 50% de promedio anual de
las horas de mínima demanda diaria de energía registradas para el año anterior al de
solicitud de conexión en la franja horaria comprendida entre 6 am y 6 pm.
” [21]
35
De la anterior cita, se adiciona que GD hace referencia a cualquier persona jurídica que se
encuentre conectada a la red de distribución y su consumo sea inferior a 0.1 MW, es decir
que podría hacer referencia a Ciam. Por otro lado, el AGPE hace referencia a los auto
generadores con potencia inferior a la establecida en la resolución UPME 281 de 2015.
5.1.3.2. Viabilidad legal de la propuesta.
Tal y como se muestra en la sección anterior, el proyecto es totalmente viable desde el aspecto
legal, ya que el ministerio se ha enfocado en promover el uso de energías limpias tanto para
forma residencial, comercial e industrial. De esta forma, se puede inferir que la aplicación de
esta alternativa tendría una buena aceptación por parte del ministerio de minas y energías.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que, según las leyes en Colombia, las instalaciones de
este tipo deben ser realizadas por un profesional experto en el tema. Lo anterior es un motivo
para revisar la viabilidad legal del proyecto, debido a la oferta existente de profesionales
capacitados para tal fin en el área.
Según los estudios realizados en la zona, se puede evidenciar que por lo menos existen varias
empresas capacitadas para la ejecución de proyectos de este tipo, entre las cuales
encontramos Smartsolar con alta experiencia en el sector.
5.1.4. Análisis administrativo.
5.1.4.1. Tiempos y planeación.
El tiempo estimado para el montaje y realización del proyecto gira alrededor de los 5 a 7 días
hábiles según America Fotovoltaica, sin embargo, este tiempo no tiene en cuenta el tiempo
estimado de entrega de los elementos requeridos.
Dicho lo anterior, se hace una consulta en la página de AutoSolar, página sobre la cual se
hacen las cotizaciones pertinentes de los equipos necesarios, y se encuentra que ofrecen
tiempos de entrega estimados entre 7 a 10 días hábiles. Lo cual en conjunto con el tiempo de
montaje suma un total de 17 días hábiles, equivalentes a un poco más de 3 semanas.
De tal forma, es objetivo plantear 3 semanas y media como tiempo para la ejecución e
implementación de la alternativa en cuestión empezando en el momento en que se hace la
solicitud de los productos a la página de AutoSolar.
5.1.4.2. Responsables e interesados.
Dentro de los responsables e interesados del proyecto encontramos a la directiva y alta
gerencia de la empresa para la implementación y correcta ejecución de los proyectos.
Adicionalmente, encontramos que otro de los responsables del proyecto son las personas de
la empresa designada para la instalación del sistema o de las capacitaciones respectivas a la
36
alternativa. Finalmente, encontramos como responsables del proyecto a cada uno de los
empleados de Ciam, pues deberán seguir de forma adecuada los planes de acción que se les
indique a estos para la adecuada ejecución del proyecto.
Por otro lado, encontramos entre los interesados del proyecto, además de la directiva y de la
alta gerencia de la empresa al lograr reducir el consumo y los costos, el sector de la
construcción en Casanare, pues tendrán que presenciar más competencia frente a los costos
de producción. De igual forma, encontramos al gobierno como uno de los principales
interesados, ya que estos buscan estimular en el país la producción de energías limpias.
Finalmente encontramos a las comunidades y a las personas de la zona, ya que estos se verán
impactados por la reducción en la contaminación.
En resumen, las personas interesadas y responsables del proyecto se anexan en la siguiente
lista;
• A: Directivos y gerencia Ciam SAS.
• B: Director de proyectos Ciam SAS.
• C: Empleados de Ciam SAS.
• D: Empresas del sector.
• E: Comunidades del sector de Ciam SAS.
• F: Entes gubernamentales.
• G: Empresa contratada para el montaje del sistema.
• H: Empresa eléctrica local.
Adicionalmente, se hace una ubicación de estos agentes sobre el plano de poder-interés, tal
y como se muestra a continuación;
Ilustración 14- Matriz de poder-interés Alt 1
37
Lo anterior ayuda para definir el comportamiento que se debe tener con cada uno de las entidades,
ya que cada uno de estos va a tener cierto impacto en el proyecto.
5.1.5. Análisis ambiental
Dentro del análisis ambiental logramos encontrar una gran variedad de ventajas por
implementar un sistema fotovoltaico. Entre estas ventajas mencionadas encontramos que el
uso de los paneles solares ofrece una alta reducción sobre las producciones de CO2 de la
empresa, ya que de esta forma disminuyen su uso de energías que requieren combustión para
su producción.
Adicionalmente, se encuentra que la implementación de los paneles solares ofrece una
contribución al abastecimiento energético del país, lo cual se puede resumir según gran
variedad de estudios, en un mayor índice de desarrollo.
Finalmente, se concluye que, gracias a la composición de silicio de las placas solares
implementadas en la realización del proyecto, no se verán afectadas las características del
terreno en el cual se hace la instalación, es decir que esto no afectará ni la litografía,
topografía o estructura del terreno.
Sin embargo, se presentan algunas afectaciones al medio ambiente, las cuales se deben a la
contaminación del agua empleada para el mantenimiento de las placas fotovoltaicas. Se
puede contraargumentar esta desventaja comentando que el impacto que tiene la reducción
del CO2 sobre el medio ambiente, es superior al impacto negativo que genera esta
contaminación de agua (la cual tampoco es una gran cantidad).
Adicionalmente se encuentra que los paneles solares tienen una incidencia adicional sobre el medio
ambiente, la cual es producida debido a los procesos de fabricación de los paneles. Lo anterior se
da debido a que se hacen uso de materiales que llegan a ser altamente contaminantes para el medio
ambiente, como el uso de diferentes ácidos entre los cuales encontramos el ejemplo del Arseniuro
de galio.
Finalmente se encuentra un factor determinante en la contaminación visual, ya que los paneles
solares tienen un efecto de deslumbramiento por la reflexión de la luz. Dicho lo anterior se debe
tener un alto cuidado durante el proceso de diseño del sistema con la finalidad de no afectar la
comunidad con este tipo de contaminación.
5.1.6. Análisis de mercado y de impacto.
Se ha hecho un análisis del impacto que tendría el proyecto dentro de la empresa y dentro del
sector de construcción dentro de Tauramena, Casanare. De lo anterior se logra rescatar un
dato importante y es que ninguna empresa en Tauramena Casanare que se dedique a las
mismas actividades de Ciam SAS cuenta con energías limpias o renovables para su sustento
energético. Dicho lo anterior se logran atrapar dos ventajas principales de aplicar el proyecto;
38
1. Una ventaja competitiva: Se observa que al ser la primera empresa que implementa
sistemas de energías limpias en la región, Ciam logre desarrollar una ventaja de
entrada temprana, la cual si se maneja de forma adecuada puede llegar a generar un
gran impacto en el peso de la empresa sobre las empresas restantes.
2. Costos competitivos: Al reducir los gastos operacionales de Ciam, se espera que se
logren ofrecer precios que sean mucho más competitivos, y a los cuales existan
empresas que difícilmente puedan llegar. Lo anterior generaría una grande ventaja a
la hora de presentar licitaciones con petroleras grandes del sector.
3. Poder de negociación: Al ser la primera empresa en Tauramena que desarrolla
sistemas de energía limpia para suplir su demanda energética, Ciam cuenta con una
ventaja competitiva de poder negociar con los diferentes proveedores. Los
proveedores buscarían pactar negociaciones con Ciam, ya que esto permitiría darse a
mostrar en la región.
Adicionalmente, se espera que el desarrollo de este proyecto dentro de la región genere un
impacto positivo, que estimule a la evolución y al desarrollo por parte de la competencia. De
esta forma, y como se había comentado anteriormente, se espera que se aumente el
abastecimiento energético del país, lo cual es traducido en un mayor indicador de desarrollo.
5.2. Sistema de energía fotovoltaica en conjunto a un sistema de almacenamiento
para suplir la demanda energética total de la empresa (Off Grid).
5.2.1. Análisis técnico
5.2.1.1. Requerimientos
Un sistema de energía fotovoltaico Off Grid usualmente se refiere a aquel que no tiene
conecciones a la red de energía, lo cual significaría que su suplemento dependería unicamente
de la producción de sus paneles solares y su almacenamiento en las baterías. Sin embargo,
para el caso de estudio se busca analizar es un sistema mediante el cual se logre suplir toda
la demanda energética de la empresa, pero entregándole al sistema la energía que produzca
de más. Por tal motivo es necesario que este sistema tenga una conexión a la red en conjunto
a un medidor bidireccional.
Dicho lo anterior, se plantea que los requerimientos entre este sistema y la alternativa
denominada como On Grid sean iguales, sin embargo, esta alternativa requiere
adicionalmente los equipos mencionados a continuación;
• Regulador de carga.
• Banco de baterias.
El regulador de carga será el equipo usado para controlar el cargue y descargue del banco de
baterias, ya que de esto depende principalmente el tiempo de vida util de las baterias. Por
otro lado, se requiere un banco de baterias para almacenar la energía hasta que esta sea
requerida por la empresa.
39
El siguiente diagrama permite apreciar los equipos adicionales que deberían implementarse
para esta alternativa;
Ilustración 15 - Diagrama de conexiones Off Grid.
Los elementos mencionados anteriormente serán profundizados a continuación;
5.3.1.1.1. Regulador de carga
El regulador o controlador de carga es una herramienta esencial en el montaje del sistema
deseado, ya que este se encargará de controlar los procesos de carga y descarga. Lo anterior
es la razón por la cual será el encargado de mantener el tiempo de vida útil de las baterías, y
no permitir que estas se vean afectadas por un descargue innecesario.
Para calcular el regulador de carga necesario para el sistema se debe encontrar la corriente
de corto circuito del arreglo, para lo cual se hace uso de la siguiente ecuación;
𝐼𝑠𝑐(𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑙𝑜) = 𝐼𝑠𝑐 ∗ (𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜) ∗ (𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑)
El factor de seguridad se toma como el 125%, es decir que equivale a 1.25. Dado lo anterior
se obtiene un valor de 910 A para el regulador de carga.
40
Debido a que no hay reguladores de carga de tan alto amperaje, se hace una conexión de los
reguladores, por lo cual se hacen uso de reguladores de carga de 60 A, que da un total de 15
reguladores de carga. Para esto se consultó nuevamente la página de Auto Solar, y se encontró
que el regulador de carga apropiado a usar es el PWM Must Solar de 60 A.
El costo total obtenido por este equipo es de 99.9 euros, lo cual es equivalente a 110 dólares
estadounidenses según la TRM para el lunes 14 de octubre de 2019. De tal forma que el costo
total por los 15 reguladores sería de 1650 dólares estadounidenses.
5.3.1.1.2. Banco de baterías
Para el banco de baterías se debe calcular la cantidad de baterías requeridas tanto en serie
como en paralelo. Dicho lo anterior, para calcular la cantidad de módulos que se requieren
en serie, lo que se hace es dividir el voltaje del sistema, el cual fue seleccionado de 48V, y
se divide sobre el voltaje de la batería a implementar.
Al buscar en la página de AutoSolar se encuentra que hay una batería que satisface las
necesidades del sistema y que es asequible a un muy buen precio. Esta batería es la “Batería
GEL Frontal 172Ah Ultracell 12V” y se puede encontrar en la página por un costo de 254
euros cada una, que son equivalentes a 280,16 dólares estadounidenses para una TRM vigente
para el 14 de octubre de 2019. Lo anterior permite encontrar que se deben implementar 4
módulos de baterías en serie.
Adicionalmente se debe calcular el total de módulos en paralelo que se requieren para el
banco de baterías, para lo cual se hace uso de la siguiente ecuación;
𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜 =𝐴ℎ 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑í𝑎 ∗ 𝐷í𝑎𝑠 𝑎𝑢𝑡𝑜𝑛𝑜𝑚í𝑎
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 ∗ 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎
De esta fórmula se puede decir que el Ah promedio por día ya se había calculado
anteriormente, mientras que para los días de autonomía se asigna un valor de 1 día, pues la
región no tiende a tener climas muy nublados o de mucha lluvia por un largo periodo de
tiempo. Adicionalmente, se asigna un valor de descarga del 0.5, lo cual significa que deberán
comenzar a cargarse nuevamente cuando estas lleguen a la mitad de su capacidad, lo anterior
con el fin de mantener su tiempo de vida útil. Finalmente, la capacidad de la batería
seleccionada es de 172 Ah.
Reemplazando la fórmula con los valores obtenidos, se obtiene una cantidad de 35.4, lo cual
se aproxima a 36 módulos en serie. De esta forma, se sabe que se deben diseñar cuatro
módulos en serie de 36 módulos en paralelo, lo cual da un total de 144 baterías.
Dicho lo anterior, se encuentra que el sistema requiere de un costo de 36576 euros, los cuales
representan 40343,328 dólares americanos para una TRM vigente al día 14 de octubre del
2019.
41
5.2.1.2. Limitaciones.
Una de las limitaciones más grandes a la hora de implementar este proyecto es que la
inversión inicial se vuelve mucho más alta, ya que únicamente el banco de baterías llega a
costar aproximadamente 12 mil dólares más que el sistema On Grid completo.
Adicionalmente, se observa que el tiempo de vida de las baterías es de aproximadamente 15
años, motivo por el cual la vida útil del proyecto se ve reducida o comienza a requerir de
cambios al llegar el paso de este tiempo.
Para facilitar el análisis financiero, se asume que al pasar los 15 años de vida útil de las
baterías, se venden los paneles al valor contable luego de ser depreciado hasta esa fecha.
5.2.1.3. Tiempo de vida de la alternativa.
Como se comenta anteriormente, el tiempo de vida de la alternativa se ve drásticamente
reducido por la vida útil de las baterías, el cual es de 15 años para cada una según el datasheet.
Dicho esto, a pesar de que el tiempo de vida del resto de equipos sea de 25 años, se tomarán
15 como referencia para el tiempo de vida de la alternativa.
Adicionalmente, se realiza un análisis de sensibilidad para el tiempo de vida útil de la
alternativa, mediante el cual se evalua cual es el tiempo mínimo requerido de los equipos
para que esta alternativa resulte rentable para la empresa. Dicho esto, se encuentra que el
tiempo de equilibrio de vida es de 19 años, y que para este tiempo se obtiene un VPN de
1’100.000 pesos.
Se afirma entonces que la alternativa debe requerir de al menos 19 años para ser rentable, y
que si el tiempo de vida llega a ser inferior, la alternativa destruiría valor para Ciam. En Caso
paralelo se encuentra que el escenario optimista es de los 25 años establecidos por los
proveedores de los equipos, y que a medida que se lograra obtener un mayor tiempo de vida,
mayor sería el VPN resultante del proyecto.
5.2.1.4. Viabilidad en la zona.
La viabilidad es exactamente igual a la desarrollada para la alternativa On Grid, ya que la
única diferencia entre estas dos alternativas es el banco de baterías para el almacenamiento
y el regulador de carga para controlar los procesos de las baterías.
5.2.2. Análisis financiero.
5.2.2.1. Costos.
42
Los costos encontrados para esta alternativa son iguales a los de la alternativa On Gris, sin
embargo, se agregan los costos del banco de baterías y del regulador de carga. Estos datos de
los costos completos se anexan en la siguiente tabla;
Tabla 9 - Costos alternativa Off Grid.
Se evidencia que los costos son bastante elevados para esta alternativa, ya que el banco de
baterías cuesta más que todo la alternativa On Grid, sin embargo, se busca obtener mayor
retribución económica mes a mes, debido a que se puede vender energía a la red.
5.2.2.2. Beneficios.
Los beneficios de esta alternativa se centran no sólo en el ahorro en gastos energéticos que
presenta la empresa cada año, sino también en los ingresos generados por vender energía a
la red. Por tal motivo se espera poder suplir el 100% de la demanda energética de la empresa,
y vender hasta un 25% de la misma demanda de la empresa.
La siguiente tabla muestra los beneficios de la alternativa;
Tabla 10 - Beneficios alternativa Off Grid.
Se puede observar claramente que los beneficios se ven incrementados en casi el doble,
mientras que los costos de la alternativa también se incrementan en aproximadamente el 2.5
frente a la alternativa On Grid.
5.2.2.3. Indicadores financieros.
Como se había comentado anteriormente, se evalúa la alternativa a 15 años, y posterior a esta
fecha se asume que se venden los equipos al valor al cual se encuentran luego de su
Detalle Cantidad Costo unitario (COP) Costo unitario(USD) Costo total (COP) Costo total(USD)
Paneles solares 67 paneles 692.448$ 201,8$ 46.393.984$ 13.520,6$
Estructura 17 estructuras de 4 paneles 378.490$ 110$ 6.434.331$ 1.875$
Inversor 1 8.996.708$ 2.622$ 8.996.708$ 2.622$
Montaje 1 22.709.402$ 6.618$ 22.709.402$ 6.618$
Baterias 144 baterias 961.358$ 280$ 138.435.528$ 40.343$
Regulador 15 reguladores 377.461$ 110$ 5.661.909$ 1.650$
Total 228.631.862$ 66.629$
Mantenimiento 1 por año 1.700.000$ 495$ 1.700.000$ 495$
Detalle COP USD
Gastos anuales energía 28.800.000$ 8.393$
Ahorro (125%) 36.000.000$ 10.491$
Mantenimiento 1.700.000$ 495$
Beneficio 34.300.000$ 9.996$
43
depreciación. La siguiente tabla muestra el comportamiento de los primeros 5 años para el
flujo de caja libre del proyecto;
Tabla 11 - Flujos de caja libre Off Grid.
Adicionalmente, se encuentra la posibilidad de a los 15 años renovar el banco de baterías,
por lo cual se tomaría el tiempo de vida del proyecto como de 25 años. Como resultados a
estas dos alternativas se calculan los siguientes indicadores financieros presentados en la
siguiente tabla;
Tabla 12 - Indicadores financieros alternativa Off Grid
Se observa que el valor presente neto es más alto para la alternativa de comprar un nuevo
banco de baterías pasados los 15 años de vida útil del sistema. Sin embargo, se encuentra que
la tasa interna de retorno no llega a ser tan diferente. Se atribuye la diferencia entre estas dos
alternativas a que la depreciación de estos equipos se hace de forma acelerada, motivo por el
cual, al momento de vender los paneles, en realidad se venden a un costo muy pequeño. Por
tal motivo, se toma la alternativa de comprar las baterías luego de 15 años para darle una
duración de 25 años a la alternativa.
5.2.3. Análisis legal
El análisis legal para esta alternativa es igual al realizado para la alternativa On Grid, ya que
para ambas influyen las mismas leyes y de la misma forma al tratarse de energías limpias, y
como se había comentado anteriormente, al sólo diferir en el banco de baterías y en el
regulador de carga.
Periodo 0 1 2 3 4 5
Gasto energía -$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$ 28.800.000$
Ahorro -$ 36.000.000$ 36.000.000$ 36.000.000$ 36.000.000$ 36.000.000$
Mantenimiento -$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$ 1.700.000$
EBITDA -$ 34.300.000$ 34.300.000$ 34.300.000$ 34.300.000$ 34.300.000$
Depreciación -$ 23.354.124$ 21.118.381$ 19.246.231$ 17.678.544$ 16.365.807$
Amortización -$ -$ -$ -$ -$ -$
EBIT -$ 10.945.876$ 13.181.619$ 15.053.769$ 16.621.456$ 17.934.193$
Var WK -$ -$ -$ -$ -$ -$
Var CAPEX 228.631.862$ -$ -$ -$ -$ -$
Impuestos -$ 3.612.139$ 4.349.934$ 4.967.744$ 5.485.080$ 5.918.284$
FCL 228.631.862-$ 30.687.861$ 29.950.066$ 29.332.256$ 28.814.920$ 28.381.716$
Depreciación VPN TIR PR
Venta(15 años) $ 39.440.340,62 9,97% 7,20
Compra(15 años) $ 58.158.560,75 10,47% 7,20
44
5.2.4. Análisis administrativo.
5.2.4.1. Tiempos y planeación.
Los tiempos de ejecución para esta alternativa son de alrededor de 3 semanas y media, tal y
como en la alternativa de un sistema On Grid. Estos tiempos vienen comprendidos entre los
tiempos de entrega de los equipos requeridos, y los tiempos de instalación que tornan
alrededor de 7 días hábiles.
Los tiempos empezarían a contar a partir del momento en que se hace la solicitud de compra
en la página de AutoSolar, posterior a esto dependería del transporte ofrecido por ellos y
adicionalmente del tiempo de montaje de la empresa designada para el proyecto.
5.2.4.2. Responsables e interesados.
Dentro de los responsables e interesados del proyecto encontramos a la directiva y alta
gerencia de la empresa para la implementación y correcta ejecución de los proyectos.
Adicionalmente, encontramos que otro de los responsables del proyecto son las personas de
la empresa designada para la instalación del sistema o de las capacitaciones respectivas a la
alternativa. Finalmente, encontramos como responsables del proyecto a cada uno de los
empleados de Ciam, pues deberán seguir de forma adecuada los planes de acción que se les
indique a estos para la adecuada ejecución del proyecto.
Por otro lado, encontramos entre los interesados del proyecto, además de la directiva y de la
alta gerencia de la empresa al lograr reducir el consumo y los costos, el sector de la
construcción en Casanare, pues tendrán que presenciar más competencia frente a los costos
de producción. De igual forma, encontramos al gobierno como uno de los principales
interesados, ya que estos buscan estimular en el país la producción de energías limpias.
Finalmente encontramos a las comunidades y a las personas de la zona, ya que estos se verán
impactados por la reducción en la contaminación.
Los interesados y responsables se muestran en la siguiente lista;
• A: Directivos y gerencia Ciam SAS.
• B: Director de proyectos Ciam SAS.
• C: Empleados de Ciam SAS.
• D: Empresas del sector.
• E: Comunidades del sector de Ciam SAS.
• F: Entes gubernamentales.
• G: Empresa eléctrica local.
45
De igual forma son ubicados en la matriz de poder-interés con el fin de saber que trato e
importancia darle a cada uno de los agentes mencionados anteriormente. Esta matriz se
muestra a continuación;
Ilustración 16 - Matriz de poder-interés Alt 2
5.2.5. Análisis ambiental
Para el análisis ambiental de esta alternativa se encuentran las mismas conclusiones que para
la alternativa del sistema On Grid, ya que su impacto es el mismo al hacer uso de paneles
solares de silicio, y al generar un impacto conjunto sobre la reducción en el consumo de
energías producidas por combustión.
Adicionalmente se encuentra que el uso de baterías es un factor determinante dentro del
análisis ambiental de esta alternativa, ya que las baterías contienen materiales que resultan
ser altamente contaminantes para el medio ambiente, y que requieren de procesos exigentes
para su tratado de reciclaje. Se puede encontrar que Tauramena no cuenta con políticas de
reciclaje establecidas que ayuden a reducir el impacto ambiental de esta alternativa, que
podría ser el causante de enfermedades dentro de la comunidad.
5.2.6. Análisis de mercado y de impacto
Las ventajas competitivas que adquiere la empresa con este sistema son equivalentes a las
encontradas para la alternativa anterior, ya que la finalidad de las dos alternativas es la misma,
y su diferencia principal gira en torno a la capacidad de almacenamiento de energía.
5.3. Optimización del uso de los equipos para reducir el consumo de energía.
46
5.3.1. Análisis técnico.
5.3.1.1. Requerimientos
La implementación de esta alternativa es la más sencilla dentro de todo el caso de negocio,
ya que no requiere de un fuerte estudio para un sistema inexistente en la empresa. Los
requerimientos para esta alternativa entonces se traducen en los siguientes puntos;
• Se requiere hacer una medición de la temperatura en las oficinas de trabajo durante
un tiempo aproximado de un mes, con el fin de establecer los horarios apropiados
sobre los cuales es optimo hacer uso de los aires acondicionados sin afectar las
condiciones laborales de los empleados. Lo anterior se comenta debido a que durante
el levantamiento de equipos con su consumo, se encontró que hay aires
acondicionados que funcionan de forma innecesaria durante la jornada laboral, es
decir, que están encendidos a las 7 de la mañana cuando la temperatura aún no es alta
o intolerable por parte de los empleados.
• Se requiere hacer una evaluación de los equipos que no se utilizan adecuadamente, o
que se dejan conectados a la red aún cuando nadie hace uso de estos. Nuevamente
este requerimiento nació del levantamiento de equipos en la empresa, en lo cual se
encontró que existen una gran variedad de computadores, cargadores y equipos de
oficina que duran conectados por largos periodos de tiempo, aún cuando la jornada
laboral ha finalizado y nadie queda en la empresa.
• Se requiere realizar capacitaciones a los empleados de la empresa para concientizarlos
sobre el impacto que el mal uso de los equipos electrónicos genera sobre el medio
ambiente y sobre la empresa.
• Finalmente, se espera formular una estrategia de bonificaciones en la empresa para
los empleados que cumplan con los objetivos establecidos de reducción en consumo
innecesario de energía, con el fin de incentivar la aceptación de la alternativa en la
empresa.
5.3.1.2. Limitaciones.
Las limitaciones principales de esta alternativa van muy de la mano con la aceptación de los
empleados, lo cual es un factor muy importante a tener en cuenta en las empresas. Sin
embargo, como se ha venido mencionando, la reducción en el consumo innecesario de
energía eléctrica busca mantener intactas las condiciones laborales ofrecidas a los empleados.
Como complemento a lo anterior, se busca por ejemplo que, si los aires se apagan durante
ciertas franjas horarias en las que antes mantenían prendidas, el clima no incremente hasta
un punto en que sea incomodo y tedioso trabajar.
A pesar de estas limitaciones, se espera a priori que la aceptación de los empleados sea alta
frente a las propuestas planteadas, lo anterior se concluye a partir del conocimiento previo de
la buena relación que se presenta entre los empleados con la empresa.
47
5.3.1.3. Tiempo de vida de la alternativa.
Sobra comentar que el tiempo de vida de esta alternativa es a perpetuidad, sin embargo
requiere de una constante capacitación hacia los empleados, lo cual se comentará con un poco
más de detalle más adelante.
5.3.2. Análisis financiero.
5.3.2.1. Costos.
Los costos de esta alternativa rondan alrededor de las capacitaciones ofrecidas a los
empleados, las cuales toman costos aproximados de $1’700.000 pesos y se plantean para ser
implementados dos veces al año durante 8 horas cada semestre.
5.3.2.2. Beneficios.
Los beneficios se dan a partir de la reducción o ahorro en gastos de energía, los cuales se
presentan de la siguiente forma;
• Consumo fantasma: Desconectar aparatos que no se están usando reduce el
consumo en aproximadamente 5W por equipo por hora. Este consumo se produce ya
que los equipos como los cargadores y demás, contienen un transformador de
corriente alterna a corriente directa, la cual se mantiene funcionando aún si no se está
cargando algún equipo.
• Consumo Stand-by: Desconectar los equipos que se mantienen en un estado de
Stand-by puede llegar a reducir un consumo aproximado de 15 W por aparato por
hora. Esto se presenta en equipos que entran en modo de suspensión como
computadores o televisores con la finalidad de reaccionar ante los mandos a distancia.
De esta forma, se hace un cálculo de los equipos de la empresa y el ahorro producido por esta
alternativa. Los resultados se muestran en la siguiente tabla;
48
Tabla 13- Listado de equipos con reducción de uso.
La anterior tabla es similar a la presentada para la alternativa 1 y 2, sin embargo, en esta
nueva se presenta una modificación de 15 W menos por los equipos que se mantienen en
Stand-by, como lo es el televisor, la cafetera, entre otros. Adicionalmente, se presenta una
reducción en el tiempo de uso de los aires acondicionados, lo cual es el factor que mayor
impacto produce en la reducción de costos.
El costo promedio mensual haciendo la reducción mencionado es de $2,284,913 de pesos,
mientras que sin la reducción es de $ 2.516.471. Lo anterior permite observar que la
reducción de costos es de aproximadamente $ 2.778.689 al año.
5.3.2.3. Indicadores financieros.
Para esta alternativa no se presenta una inversión inicial, más sin embargo, se puede asumir
que los retornos en conjunto con las capacitaciones se realizaran a perpétuidad. De esta
forma, y haciendo uso entonces de la fórmula de valor presente neto a perpetuidad, se obtiene
que el VPN del proyecto es de;
𝑉𝑃𝑁 =𝑃
𝑖
𝑉𝑃𝑁 = $ 15.747.281
NOMBRE CANTIDAD VOLTAJE (W) W diarios
AIRE DE 48000 BTU 5 4000 14000
AIRE DE 12000 BTU 3 1250 4375
AIRE DE 9000 BTU 5 400 1400
LAMPARAS DE 48 VATIOS 85 48 192
LAMPARAS DE 24 VATIOS 5 24 96
LAMPARAS DE 90 VATIOS 3 90 360
CONGELADOR DE 1200 VATIOS 3 1200 4800
CAFETERA 1 985 985
FOTOCOPIADORA 2 485 2425
MINIBAR 1 93 465
NEVERA FROST 1 300 1500
TELEVISOR PLASMA 3 235 470
UPS (computadores, telefonos) 1 885 3540
FOTOCOPIADORA PEQUEÑA 2 285 855
CAFETERA 1 685 1370
EXTRACTOR 16" 2 100 200
MOTOR DE 1/2 CABALLO 1 350 350
49
Lo cual se calcula haciendo uso de la perpetuidad de $ 1.078.689 (equivalente a los $
2.778.689 de ahorros al año menos el $ 1.700.000 que cuestan las capacitaciones al año), y
la tasa de descuento calculada en las secciones anteriores.
De esta forma se puede concluir que la realización de esta alternativa genera valor para la
empresa, y que de ser posible debería implementarse.
Para este proyecto no se puede calcular la TIR, ni el periodo de recuperación, ya que no
requiere de ninguna inversión inicial para su implementación.
5.3.3. Análisis legal
5.3.3.1. Leyes vigentes frente a la propuesta.
En Colombia existen diferentes leyes entre las cuales se manifiestan los requerimientos de
las empresas con sus empleados con respecto a las capacitaciones ofrecidas. Entre estas se
pueden encontrar las que se mencionan a continuación;
• Artículo 21 de ley 50 de 1990.
En este artículo, el gobierno establece que todas las empresas vigentes y legales tienen la
obligación de otorgar dos horas semanales a actividades a sus empleados, ya sean de índole
recreativa, culturales, deportivas o de capacitación.
Por tal razón, una capacitación en torno a la concientización para el consumo adecuado de
energía caería dentro de los márgenes legales de la ley en cuestión.
• Decreto 1127 de 1991
Según este decreto, el gobierno establece que es una obligación de los empleados asistir a
cualquier evento o capacitación ofrecido por la empresa, y en caso de no asistir sin una causa
justificada, será causa justa para deducción de su nómina.
Mediante lo anterior, la empresa se asegura de que todos los empleados deberán cumplir con
el tiempo designado para las capacitaciones mencionadas, de tal forma que la
implementación del proyecto será amparada por las leyes colombianas.
5.3.4. Análisis administrativo.
5.3.4.1. Tiempos y planeación.
Los tiempos de ejecución e implementación de esta alternativa no son tangibles, pues
únicamente dependerán de la disposición de la alta gerencia para diseñar el plan de acción y
comenzar a implementarlo con las capacitaciones para sus empleados.
50
Adicionalmente, se espera que esta alternativa sea una solución que funcione a perpetuidad,
ya que se espera realizar las capacitaciones de forma periódica en pro de no perder las
costumbres de ahorro de energía.
5.3.4.2. Responsables e interesados.
Dentro de los responsables e interesados del proyecto encontramos a la directiva y alta
gerencia de la empresa para la implementación y correcta ejecución de los proyectos.
Adicionalmente, encontramos que otro de los responsables del proyecto son las personas de
la empresa designada para la instalación del sistema o de las capacitaciones respectivas a la
alternativa. Finalmente, encontramos como responsables del proyecto a cada uno de los
empleados de Ciam, pues deberán seguir de forma adecuada los planes de acción que se les
indique a estos para la adecuada ejecución del proyecto.
Por otro lado, encontramos entre los interesados del proyecto, además de la directiva y de la
alta gerencia de la empresa al lograr reducir el consumo y los costos, el sector de la
construcción en Casanare, pues tendrán que presenciar más competencia frente a los costos
de producción. De igual forma, encontramos al gobierno como uno de los principales
interesados, ya que estos buscan estimular en el país la producción de energías limpias.
Finalmente encontramos a las comunidades y a las personas de la zona, ya que estos se verán
impactados por la reducción en la contaminación.
5.3.5. Análisis ambiental
La implementación de esta alternativa reduce claramente el uso de energía, motivo por el
cual se encuentran las siguientes ventajas ambientales al implementarla;
• Se pueden disminuir los efectos del cambio climático. Uno de los mayores causantes
del cambio climático está provocados por la quema de materias como el gas natural
o el carbón, por lo que así seremos un ejemplo de ahorro energético.
• Implementar la alternativa creará hábitos nuevos e importantes de prácticas de
consumo que nos permiten evolucionar y mejorar a un medio más limpio y saludable.
• Para los territorios y su competitividad es clave la necesidad de conseguir energía y
cómo lo hacen, por lo que reducir el consumo de energía podría aumentar la
competitividad.
• Reducir el consumo de energía se ve reflejado no solamente en el medio ambiente y
la producción, otra de las ventajas se verá reflejada en la que la empresa obtendrá una
reducción de costos en facturas de energía a fin de mes.
5.3.6. Análisis de mercado y de impacto
51
La implementación de esta alternativa, como ya se ha mencionado anteriormente, genera
una reducción en los gastos operacionales de Ciam SAS, razón por la cual se volverían
más competitivos en el sector al poder ofrecer precios que sus competidores difícilmente
pudieran llegar. Dado lo anterior, se plantea la posibilidad a la empresa de llegar a ganar
licitaciones con empresas petroleras que son muy importantes en el sector, y llegar a
tomar mucha fuerza y reconocimiento dentro de la zona.
Esto generaría un impacto grande en el sector de la construcción en Casanare, ya que
estimularía la sana competencia y el desarrollo de las empresas del sector en pro de seguir
siendo competitivas y rentables.
5.4. No hacer nada.
No hacer nada es una de las alternativas que siempre se debe tener en cuenta al momento de
realizar un caso de negocio, ya que puede darse la posibilidad de que ninguna de las demás
alternativas produzca o genere un valor a la empresa. Otro caso en el cual se debe optar por
seguir esta alternativa de “no hacer nada” se presenta cuando los proyectos en análisis no
destruyen, pero tampoco generan valor, más por el contrario si requieren de un costo
operacional y desgaste de los empleados y directivos.
Adicionalmente, se encuentra que esta alternativa es la que menos riesgo presenta para la
compañía, sin embargo, se puede afirmar que no hacer nada siempre tiene un costo. Estos
costos mencionados anteriormente se traducen en reproducir las malas actividades de
consumo energético en la empresa, además de mantener equipos y tecnologías que pueden
llegar a ser obsoletas, y finalmente el costo de perder competitividad en el mercado al darle
puertas a otra empresa de que logre efectuar una reducción en sus gastos operacionales.
Al llegar a este punto ya se ha hecho la evaluación previa de las otras alternativas, mediante
las cuales es imperativo concluir que no hacer nada no es la alternativa óptima para el
desarrollo y evolución de la empresa. Esto se va a demostrar un poco mejor en la siguiente
sección, luego de hacer el respectivo análisis comparativo entre las diferentes alternativas
encontradas.
6. Comparación de alternativas
De inicio se puede comentar que la alternativa Off Grid y la On Grid son mutuamente
excluyentes, motivo por el cual en caso de seleccionar la implementación de alguna de estas
alternativas sobre no hacer nada, se deberá seleccionar únicamente una de las dos. Por otro
lado, se observa claramente que la alternativa 3, reducir y optimizar los consumos energéticos
de Ciam SAS, es independiente de las otras dos alternativas, motivo por el cual se puede
seleccionar esta alternativa si es rentable, sin importar si se decide implementar cualquier
otra de las alternativas.
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Dicho lo anterior, se llega a la conclusión inicial de implementar la alternativa 3, pues como
se vio en su análisis, genera valor para la empresa.
Independiente a esto, se hace la comparación entre la alternativa 1 y la alternativa 2. Para
esto se calcula un flujo de caja marginal entre las alternativas 1-2, lo cual se puede hacer
gracias a que el tiempo de vida de ambos proyectos es equivalente a 25 años. Cabe resaltar
que para cada alternativa 1 y 2 se tomó únicamente la opción que mejor rendimiento tenía.
La siguiente tabla permite apreciar los valores resultantes;
Tabla 14 - Comparación de alternativas.
Al hacer la comparación de alternativas, donde Alt 1 hace referencia a implementar un
sistema fotovoltaico On Grid, y Alt 2 hace referencia a la implementación del sistema
fotovoltaico Off Grid, se obtiene que la rentabilidad es mayor para el sistema On Grid, lo
cual se puede atribuir en gran parte a que los costos de los bancos de baterías resultan ser
muy altos para el beneficio adicional ofrecido al ahorro.
7. Conclusiones
Se obtiene que la alternativa 1 y 2 son mutuamente excluyentes, lo cual significa que se debe
seleccionar una de las dos o ninguna. Mientras que la alternativa 3 es totalmente
independiente de las otras 2, motivo por el cual de generar valor a la empresa, debería
aplicarse sin importar que otra alternativa se lleve a cabo.
En conclusión, se le recomienda a Ciam SAS la implementación de un sistema de energía
fotovoltaica On Grid (Alternativa 1), en conjunto con una estrategia de capacitaciones para
reducir el consumo innecesario de la energía por parte de sus empleados (Alternativa 2).
Dicho lo anterior, se les comenta que, al implementar este proyecto requerirán de un periodo
de retorno de la inversión de menos de 6 años, lo cual es un periodo relativamente corto para
el tiempo de vida útil del sistema.
La inversión inicial tomará un costo de aproximadamente 85 millones de pesos, los cuales
podrán ser repartidos mediante la relación deuda-equity promedio para las empresas del
sector de la construcción en Colombia, el cual gira alrededor de un 60/40. Este
apalancamiento generaría lo que se conoce como un escudo tributario, lo cual terminaría
aportando en mayor magnitud al flujo de caja libre del proyecto.
Alternativa VPN TIR
Alt1 $ 69.550.159,72 16,31%
Alt2 $ 58.158.560,75 10,47%
Alt1-Alt2 $ 11.391.598,97 5,50%
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Se espera que los tiempos estimados para el diseño e implementación de las dos alternativas
seleccionadas sea de 6 meses, y que se puedan implementar de forma paralela dentro de las
actividades cotidianas de la empresa.
Finalmente, es importante comentar que para el análisis de la alternativa no se tomó en cuenta
la deducción de impuestos establecida y permitida según las leyes colombianas de hasta el
50% del valor de la inversión inicial, ya que no se conoce el valor de los impuestos anuales
de la empresa y cuanto de estos se podría deducir de forma anual.
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