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Facultad de Ingeniería
Carrera de Ingeniería Industrial
“Diseño de un Cargador Solar para
Atender la Demanda de Carga Eléctrica
de Dispositivos Móviles en la Universidad
Tecnológica del Perú – Filial Arequipa”
Autor: Andree Alejandro Tamayo Lopez
Para obtener el Título Profesional de
Ingeniero Industrial
Asesor: M.Sc. Herbert Jesús Del Carpio Beltrán
Arequipa, julio de 2019
ii
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios, que, aunque tarde nunca olvida y siempre está conmigo en todo
momento.
Agradezco a mi madre Marcia por brindarme su apoyo incondicional y ánimos para seguir
adelante y por todo el amor que me da, sé que se siente orgullosa.
A mi hermana Mayra por ayudarme con sus sabias palabras y grandes consejos.
A mis tíos, Sonia y Yonelo por siempre poyarme moral y espiritualmente.
Al regalo más grande que la vida me pudo dar, mi abuela María Josefa que en paz
descanse, gracias por tus consejos y tu apoyo, aun estando lejos siempre la llevo en mi
corazón y esperando que estés orgullosa de mí.
A mi asesor M.Sc. Herbert Jesús del Carpio Beltrán que me apoyo en el desarrollo de la
tesis.
A la Universidad por brindarme los equipos y material necesario.
iii
RESUMEN
La presente investigación busca el uso de la energía renovable solar aplicada a cargar
celulares dentro de las instalaciones de la Universidad Tecnológica del Perú sede
Arequipa.
Con esto se estaría demostrando el potencial en su aplicación al ser utilizado diariamente
por los estudiantes, la rentabilidad que tiene el proyecto ya que sus componentes son de
bajo costo y fácil acceso en el mercado local, a su vez al ser comprado con la energía
eléctrica convencional que día a día se vuelve más cara y teniendo en cuenta que la
radiación solar es gratis y casi ilimitada la misma que se trasforma en energía eléctrica por
medio de paneles solares los cuales capturan la luz solar transformándola y almacenándola
en baterías para su posterior al momento de la carga de celulares, esta es barata y cumple
con la necesidad de satisfacer la demanda de cargas de celulares en la UTP Arequipa.
Palabras Clave: Cargador solar, Tótem solar, Sistema fotovoltaico, Demanda Energética,
Dispositivos móviles.
iv
ABSTRACT
This research seeks to use renewable solar energy applied to load cell within the premises
of the Technological University of Peru Arequipa headquarters.
With this you would be demonstrating the potential in its application to be used daily by
students, profitability has the project because its components are inexpensive and easy
access to the local market, in turn being bought with electricity conventional that every day
more expensive it becomes and considering that solar radiation is free and almost unlimited
it to be transformed into electricity through solar panels which capture sunlight transforming
and storing it in batteries for later to when the load cell, this is cheap and meets the need to
satisfy the demand for load cell in Arequipa UTP.
Keywords: Solar charger, Solar totem, Photovoltaic system, Energy demand, Mobile
devices.
v
ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS .....................................................................................................................ii
RESUMEN ........................................................................................................................................ iii
ABSTRACT ...................................................................................................................................... iv
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. x
CAPÍTULO 1 .................................................................................................................................... 1
1.1 Planteamiento del problema ................................................................................................ 1
1.2 Pregunta de Investigación ................................................................................................... 2
1.3 Objetivos ................................................................................................................................... 2
1.3.1 Objetivo General .................................................................................................................. 2
1.3.2 Objetivos Específicos ........................................................................................................ 2
1.4 Justificación ............................................................................................................................. 3
1.4.1 Justificación ambiental ...................................................................................................... 3
1.4.2 Justificación Técnica ......................................................................................................... 3
1.4.3 Justificación Industrial ...................................................................................................... 3
1.5 Alcances.................................................................................................................................... 4
1.6 Limitaciones ............................................................................................................................. 4
CAPÍTULO 2 .................................................................................................................................... 5
MARCO TEÓRICO ......................................................................................................................... 5
2.1 Energía renovable .................................................................................................................. 5
2.2 Radiación Solar ....................................................................................................................... 6
2.2.1 Radiación Directa: ............................................................................................................... 6
2.2.2 Radiación Difusa: ................................................................................................................ 7
2.2.3 Radiación Reflejada: .......................................................................................................... 7
2.3 Energía Fotovoltaica .............................................................................................................. 7
2.4 Celdas Solares ........................................................................................................................ 7
2.4.1 Monocristalino de Silicio: ................................................................................................. 7
2.4.2 Policristalino de Silicio: ..................................................................................................... 8
2.5 Corriente ................................................................................................................................... 9
2.5.1 Corriente continua: ............................................................................................................. 9
2.5.2 Corriente alterna: .............................................................................................................. 10
2.6 Voltaje ...................................................................................................................................... 10
2.7 Potencia .................................................................................................................................. 10
2.8 Regulador de Carga ............................................................................................................. 11
2.9 Batería...................................................................................................................................... 11
2.9.1 Batería de Plomo Acido: .................................................................................................. 12
vi
2.9.2 Batería de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) o Alcalinas: ......................................................... 12
2.10 Fusible ................................................................................................................................... 12
2.11 Evaluación Económica ..................................................................................................... 12
2.12 Tasa Interna de Retorno (TIR) ......................................................................................... 13
2.13 Valor Actual Neto (VAN) ................................................................................................... 13
2.14 Demanda ............................................................................................................................... 13
2.15 Encuesta ............................................................................................................................... 13
2.16 Cuestionario ........................................................................................................................ 14
2.17 Sistema de adquisición de datos Agilent .................................................................... 14
2.18 Sensor ASC712 ................................................................................................................... 14
CAPÍTULO 3 .................................................................................................................................. 15
ESTADO DEL ARTE .................................................................................................................... 15
CAPÍTULO 4 .................................................................................................................................. 21
METODOLOGIA ............................................................................................................................ 21
4.1 Método de la investigación ................................................................................................ 21
4.2 Técnicas de la investigación ............................................................................................. 21
4.3 Herramientas de la investigación ..................................................................................... 22
4.4 Operacionalización de Variables ...................................................................................... 22
CAPÍTULO 5 .................................................................................................................................. 24
DISEÑO EXPERIMENTAL .......................................................................................................... 24
5.1 Tamaño de la muestra ......................................................................................................... 24
5.2 Diseño del sistema fotovoltaico ....................................................................................... 25
5.2.1 Diagrama de bloques ....................................................................................................... 25
5.2.2 Diagrama de circuito ........................................................................................................ 26
5.2.3 Diagrama de conexión de un sistema fotovoltaico .................................................. 27
5.2.4 Diagrama propuesto de conexión del sistema del cargador solar para
celulares ........................................................................................................................................ 27
5.3 Determinación de las características de los equipos a usar en el diseño del cargador solar para celulares .................................................................................................. 28
5.3.1 Estimación de consumo de equipos ............................................................................ 28
5.3.2 Módulo solar fotovoltaico ............................................................................................... 28
5.3.3 Módulo de almacenamiento de energía ...................................................................... 31
5.3.4 Módulo de regulación de voltaje y carga .................................................................... 34
5.3.5 Determinación de tipo de cables a utilizar en la conexión..................................... 36
5.4 Modulo de adquisición de datos ...................................................................................... 36
5.5 Diseño estructural ................................................................................................................ 37
CAPITULO 6 .................................................................................................................................. 42
vii
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 42
6.1 Interpretación y análisis de los resultados de la encuesta ....................................... 42
6.1.1 Interpretación y análisis de la pregunta número uno .............................................. 42
6.1.2 Interpretación y análisis de la pregunta número dos .............................................. 43
6.1.3 Interpretación y análisis de la pregunta número tres .............................................. 43
6.1.4 Interpretación y análisis de la pregunta número cuatro ......................................... 44
6.1.5 Interpretación y análisis de la pregunta número cinco .......................................... 45
6.1.5 Interpretación y análisis de la pregunta número seis ............................................. 46
6.2 Interpretación y análisis de los resultados en el diseño del cargador solar para celulares ........................................................................................................................................ 47
6.2.1 Radiación solar .................................................................................................................. 47
6.2.2 Gráficos del regulador de voltaje .................................................................................. 47
6.3 Evaluación Económica y Financiera ............................................................................... 49
6.3.1 Ahorro económico y financiero anual en la universidad........................................ 49
6.3.2 Valor actual neto (VAN) y Tasa interna de retorno (TIR) ........................................ 52
CAPITULO 7 .................................................................................................................................. 55
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 55
ANEXOS ......................................................................................................................................... 57
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................. 62
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Tipos de radiación .......................................................................................... 6 Figura 2. Efecto fotovoltaico en una célula solar ......................................................... 9 Figura 3. Uso potencial global de varias fuentes de energía renovable ....................16 Figura 4. Producción de energía eléctrica del Perú ....................................................18 Figura 5. Producción y consumo eléctrico GW/h por persona ...................................19 Figura 6. Diagrama de bloques de un sistema fotovoltaico .......................................26 Figura 7. Circuito de un sistema fotovoltaico….. ........................................................26 Figura 8. Conexión de componentes de un sistema fotovoltaico ..............................27 Figura 9. Conexión del sistema de carga solar para celulares ...................................27 Figura 10. Panel solar ....................................................................................................30 Figura 11. Batería del cargador solar para celulares ..................................................32 Figura 12. Controlador de carga PROSTAR .................................................................33 Figura 13. Reguladores de voltaje ................................................................................35 Figura 14. Conexión USB ..............................................................................................36 Figura 15. conexión del módulo de adquisición de datos ..........................................37 Figura 16. Diseño estructural de módulo de carga para celulares .............................38 Figura 17. Diseño sometido a fuerza en SolidWorks ..................................................39 Figura 18. Puntos de quiere estructural .......................................................................40 Figura 19. Estructura de cargador solar ......................................................................41 Figura 20. Grafica de resultado de la pregunta número uno. .....................................42 Figura 21. Grafica de resultados de la pregunta número dos ....................................43 Figura 22. Grafica de resultados de la pregunta número dos ....................................44 Figura 23. Grafica de resultados de la pregunta número dos ....................................45 Figura 24. Grafica de resultados de la pregunta número dos ....................................46 Figura 25. Radiación solar ............................................................................................47 Figura 26. (V) de salida del regulador de voltaje .........................................................48 Figura 27. Potencia de salida 1 .....................................................................................49 Figura 28. Costos con y sin proyecto de la empresa ..................................................51 Figura 29. VAN, TIR, Periodo de recuperación ............................................................53
ix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.Centrales solares de generación eléctrica. .....................................................11 Tabla 2. Precio por watt de diferentes paneles en países de América Latina ...........17 Tabla 3. Operacionalización de variables ....................................................................23 Tabla 4.Estimación de consumo Wh/día por equipos .................................................28 Tabla 5.Cantidad de paneles solares............................................................................29 Tabla 6. Especificaciones técnicas panel solar YINGLI SOLAR .................................30 Tabla 7.capacidad de batería a usar .............................................................................31 Tabla 8. Capacidad de regulador de carga...................................................................32 Tabla 9. Especificaciones técnicas controlador de carga PROSTAR ........................33 Tabla 10. Marcas de celulares utilizados por alumnos. ..............................................46
x
INTRODUCCIÓN
Actualmente por medio del uso de combustibles fósiles es como se genera en gran parte
la energía eléctrica que usamos para el funcionamiento de aparatos electrónicos como el
celular, televisor, etc. Este tipo de combustible no es renovable y en su mayoría produce
gases de efecto invernadero, que intervienen en la contaminación al medio ambiente [1].
Una alternativa para generar energía eléctrica es la utilización de fuentes renovables como
el sol, utilizando paneles solares fotovoltaicos se produce energía limpia y segura para su
uso y consumo. El Perú gracias a su ubicación es uno de los países que cuenta con alta
radiación solar además de tener sol la mayor parte del año, esto favorece a la aplicación
de sistemas que puedan usar la fuente solar y transfórmala en energía eléctrica [2].
Muchas veces un alumno en la universidad cuenta con la necesidad de cargar su celular
haciendo que el costo producido por el consumo eléctrico sea mayor (uso de energía de la
red pública) y esto conlleva a la generación de un gasto económico, implementando un
sistema que utilice energía producida por las placas fotovoltaicas y el sol, reduciría en gran
medida el gasto energético que la universidad tendría de la red pública, además de reducir
los costos [3].
Así es como el presente proyecto pretende dar una solución implementando un cargador
solar para celulares en la Universidad Tecnológica del Perú, tanto técnica como
económicamente para definir los costos de esta y su futuro retorno de inversión [4].
1
CAPÍTULO 1
GENERALIDADES
1.1 Planteamiento del problema
La universidad cuenta con 9300 alumnos [5], de los cuales un gran porcentaje cuenta
con un celular o Smartphone. En horario en que el estudiante regular permanece en la
universidad, este hace uso de su equipo móvil, no solo para realizar llamadas, sino
también para entrar a redes sociales, juegos, visualización de videos, uso de internet
para la búsqueda de información, etc.
Esto conlleva a un gasto en la batería de su equipo móvil, teniendo que cargarlo de
forma casi inmediata dependiendo del porcentaje de carga y la necesidad de uso del
mismo, lo cual conlleva a la utilización de las fuentes de alimentación eléctrica que la
universidad posee para dicha función.
Según el portal SEMANA en promedio para recargar un celular necesitará máximo dos
horas para tener una carga completa desde cero [6].
La Batería de un teléfono celular necesita una potencia regular de 0.005 kW, teniendo
un tiempo usualmente de 1 y 3 horas en cargar. Por ejemplo, para un iPhone 5
tardamos 1hora y 50 minutos aproximadamente, para lo que se necesita 0.0095 kW·h
para cargarlo (9.5 Watts-hora). Si multiplicamos 0.0095 kW·h por 365 días del año
tenemos (3.46 kW·h) [7] y luego el precio de un kW·h en Arequipa es de S/. 0.5667 [8]
siendo el total S/. 1.9 por año.
2
Además, debido a las características técnicas de la UTP, sobre la disponibilidad de las
tomas de energía, algunos de los alumnos se quedan sin poder cargar sus equipos
móviles, lo cual conlleva a que en las clases los alumnos deban usar las conexiones
de la PC, saturando los sistemas.
Utilizando fuentes de energía renovable, como por ejemplo la solar, darían una
importante contribución en la solución para minimizar los gastos económicos y
eléctricos que conllevan la carga de celulares que realizan y requieren los estudiantes
y miembros de la Universidad Tecnológica del Perú – Filial Arequipa.
1.2 Pregunta de Investigación
¿En qué medida el diseño de un cargador solar puede reducir la demanda insatisfecha
de carga eléctrica de dispositivos móviles en la Universidad Tecnológica del Perú –
Filial Arequipa?
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo General
• Diseñar un prototipo de cargador solar para dispositivos móviles que permita
reducir la demanda insatisfecha en la Universidad Tecnológica del Perú –
Filial Arequipa.
1.3.2 Objetivos Específicos
• Caracterizar la demanda insatisfecha de los estudiantes de la UTP para la
carga eléctrica de sus dispositivos móviles;
• Diseñar y construir un prototipo de un cargador solar fotovoltaico;
• Evaluar los parámetros de salida del prototipo;
• Determinar la reducción de la demanda insatisfecha y calcular los factores
económicos vinculados al prototipo y consumo de energía eléctrica.
3
1.4 Justificación
1.4.1 Justificación ambiental
La energía solar es aprovechada en gran parte del mundo, implementando
paneles solares fotovoltaicos o paneles térmicos, ya que es un tipo de energía
renovable y limpia, reduciendo las emisiones de CO2 que genera la sociedad al
usar combustibles fósiles para la producción de energía eléctrica [9].
1.4.2 Justificación Técnica
Teniendo en cuenta de que el departamento de Arequipa cuenta con alto índice
de radiación solar, Según el Atlas Solar del Perú elaborado por el Ministerio de
Energía y Minas, del mes de Febrero a Abril un máximo de 7.0 – 7.5 kW·h/𝑚2 y
un mínimo de 5.5 – 6.0 kW·h/𝑚2, de Mayo a Junio un máximo de 5.5 – 6.0
kW·h/𝑚2 y un mínimo de 4.5 – 5.0 kW·h/𝑚2, de Agosto a Octubre un máximo de
5.0 – 5.5 kW·h/𝑚2 y un mínimo de 4.5 – 5.0 kW·h/𝑚2, de Noviembre a Enero un
máximo de 7.5 kW·h/𝑚2 y un mínimo de 6.0 – 6.5 kW·h/𝑚2 [10].
Gracias a las propiedades climatológicas que posee la ciudad, se llegara a
implementar una planta de energía solar en Majes II (Caylloma). Adicional a este
proyecto, hay otras 4 iniciativas para utilizar energía solar de la región. En cartera
se encuentran los proyectos Misti, Chachani y Pichu Pichu, que podrían generar
hasta 460 MW para abastecer a media ciudad de Arequipa. Su inversión supera
los 552 millones de dólares [11], haciendo de esta ciudad un lugar perfecto para
el uso e implementación de energía solar.
1.4.3 Justificación Industrial
Las industrias son las mayores consumidoras de energía eléctrica. Actualmente
poco a poco están optando por la generación de energía eléctrica renovable que
esta de la mano con el medio ambiente para el funcionamiento de sus plantas.
A la vez se están implementando plantas generadoras de energía renovable
como la solar, eólica, geotérmica, mareomotriz, etc. las cuales suministran
4
energía eléctrica a gran parte de población incluyendo a empresas industriales
de producción, comercialización, etc [12].
1.5 Alcances
La investigación comprende desde el análisis de la demanda mediante el uso de
encuestas, para determinar la necesidad de los alumnos para cargas su celular, tiempo
de carga de celulares y su demanda insatisfecha.
El diseño del cargador solar mediante la elección de sus componentes, las conexiones
eléctricas, para lo cual se utilizó manuales y guías que nos darán los conceptos para
el armado y correcto funcionamiento.
Posteriormente su evaluación económica en la cual utilizaremos como herramienta el
programa Excel el cual nos ayudara a obtener los cálculos de costos de componentes,
el kw/h generado por energía solar, el porcentaje de demanda satisfecha y el tiempo
de recuperación en la inversión del cargador solar.
1.6 Limitaciones
Una de las limitaciones al momento de las pruebas del cargador solar es el clima, ya
que en los meses de enero, febrero y mediados de marzo la radiación solar se ve
afectada por temporada de lluvias, lo cual ocasiona que no se pueda obtener
resultados del 100 % de la capacidad operativa del cargador solar.
Al tener estudios en ingeniería industrial, se tiene poco conocimiento respecto a las
funciones que desempeña algunos equipos o depósitos electrónicos, pero esto no
impide que se conozca la aplicación de ellos.
5
CAPÍTULO 2
MARCO TEÓRICO
2.1 Energía renovable
Es aquella energía que proviene de fuentes naturales casi inagotables, capases de
regenerarse y teniendo estas una inmensa energía contenida, dentro de estas
tenemos:
• Viento, el cual es utilizado para mover palas que a su vez mueven generadores que
generan electricidad, este sistema es llamado energía eólica.
• El sol, del cual se aprovecha su radiación transformando por medio de paneles
solares fotovoltaicos en energía eléctrica, este sistema es llamado energía solar
fotovoltaica.
• El agua, aprovechando la energía potencial (diferencia de cota), logra hacer girar
turbinas que generan energía, este sistema es aplicado en centrales hidroeléctricas.
Diariamente el mundo utiliza estas fuentes ya sea para el calentamiento del hogar, la
producción de energía eléctrica, la cual hace funcionar los aparatos eléctricos que en
la actualidad son parte de nuestra vida cotidiana como es el uso de un celular, el
televisor, duchas eléctricas, alumbrado, maquinas industriales, etc.
Estas energías están clasificadas en dos tipos:
6
• Convencionales: Dentro de estas se consideran las grandes centrales
hidroeléctricas.
• No convencionales: Dentro de estas se consideran generadores eólicos, solares
fotovoltaicos, mareomotriz, etc. [13]
2.2 Radiación Solar
La radiación solar se define como la circulación de energía que se recibe del Sol en
forma de ondas electromagnéticas, estas pueden ser de diferente frecuencia. Son
previsibles por el ojo humano como luz visible. De otra parte, la mayoría está como
infrarroja y ultravioleta. Para medirla se utiliza un instrumento llamado Pirómetro o
también polarímetro, su unidad de medida es el W/𝑚2 (watts por metro cuadrado). La
radiación solar es absorbida por celdas solares, los cuales la transforman en engería
eléctrica [14]. Existen tres tipos de radiación como podemos observar en la figura 1.
Figura 1. Tipos de radiación.
Fuente: [15].
Las cuales están descritas a continuación:
2.2.1 Radiación Directa:
Se recibe desde el sol sin ninguna desviación en su paso por la atmósfera [16].
7
2.2.2 Radiación Difusa:
Esta sufre cambios de dirección debido a la reflexión y difusión en la atmósfera
[16].
2.2.3 Radiación Reflejada:
Es la que se recibe por reflexión en las superficies [16].
2.3 Energía Fotovoltaica
Es aquella energía obtenida a través de la transformación de energía solar por medio
de celdas solares.
La energía fotovoltaica es una fuente casi inagotable y limpia para el medio ambiente,
ya que al generarla esta no produce ningún tipo de contaminación, esta puede ser
aprovechada en cualquier parte de la superficie del planeta, en la cual exista luz solar.
Mayormente aprovechada en lugares rurales, en donde es de difícil acceso la energía
eléctrica convencional, siendo una solución rápida y asequible por las personas para
la necesidad de energía eléctrica [17].
2.4 Celdas Solares
Los sistemas fotovoltaicos (SFV) que también podríamos llamar panel solar, basan su
operación en unidades pequeñas llamadas celdas solares, que se integran y
encapsulan en unidades mínimas de potencia llamadas módulos fotovoltaicos (MFV),
estos encargados de absorber la luz del Sol y transformarla en energía eléctrica, la
trasformación de dicha luz en electricidad solo se genera durante las horas de sol y
para tener a disposición esta energía se tiene que almacenar [18].
Cabe resaltar que existen distintos tipos de celdas:
2.4.1 Monocristalino de Silicio:
Las celdas de mono cristalino de silicio, se fabrican empleando celdas solares
que se obtiene de un molde de cristal de silicio. Estas celdas tienen mayor
8
eficiencia al generar mayor potencia a diferencia de otras, siendo el panel más
pequeño y de mayor rendimiento el cual oscila entre el 15-18%. Tienen una
estructura ordenada y es de difícil fabricación [19].
2.4.2 Policristalino de Silicio:
Las celdas de poli cristalino de silicio, se fabrican al igual que las de mono
cristalino, pero con menos faces de cristalización. Los enlaces irregulares de
las fronteras cristalinas disminuyen su rendimiento que oscila entre el 12-14%
[20].
La figura 2 podemos observar la obtención de energía eléctrica por medio de una celda
fotovoltaica, la cual está conformada por dos capas, en la parte posterior del panel
tenemos al silicio tipo “p” o positivo, y en la parte superior al silicio tipo “n” o negativo
el cual está dirigido al sol, estas capas de silicio están conformadas por una mezcla de
silicio y otros materiales los cuales le dan sientas propiedades semiconductoras [21].
Estos materiales están clasificados en dos, los de tipo N que donan electrones al
material semiconductor y se carga negativamente y los de tipo P que toman un electrón
de otro átomo los cuales dejaran huecos en el material semiconductor, generando una
carga positiva [21].
Al momento que la luz solar toca el panel este arranca un electrón del material tipo N,
el mismo que viaja a través del circuito para llenar los huecos del tipo P, y este proceso
se llama recombinado. Y es así como al existir un flujo constante de electrones se crea
la energía eléctrica [21].
9
Figura 2. Efecto fotovoltaico en una célula solar.
Fuente: [21].
2.5 Corriente
Se define como el movimiento de cargas a través de un conductor. Para que exista
circulación se necesita de una tensión eléctrica, que vendría a ser la diferencia de
cargas entre un conductor y otro. De este modo los electrones con carga negativa se
ven atraídos por el polo positivo [22].
Existen dos tipos de corriente, la continua (DC) y la alterna (AC)
2.5.1 Corriente continua:
La corriente continua es la que cuyos valores instantáneos a lo largo del tiempo
son de la misma magnitud. Tiene una polaridad positiva que se reconoce
mayormente por un cable color rojo y polaridad negativa que se reconoce
10
mayormente por un cable color negro. Suele estar en pilas, fuentes de
alimentación de corriente continua, baterías, etc [23].
2.5.2 Corriente alterna:
La corriente alterna es la que tenemos mayormente en las fuentes de
alimentación del hogar donde conectamos nuestros equipos electrónicos.
También se denomina corriente senoidal debido a la forma de onda senoidal la
cual es periódica ya que se reproduce en idénticamente en intervalos de tiempo
iguales, sin diferenciar la polaridad para los equipos [23].
2.6 Voltaje
Se denomina voltaje a la presión eléctrica que impulsa los electrones por un circuito.
Su unidad básica es el voltio (V). para que exista voltaje debe de existir una fuente de
alimentación la cual lo proporciona [24].
2.7 Potencia
La potencia de un dispositivo, maquina o equipo es la disposición para producir o
consumir electricidad en un instante determinado. Su unidad internacional se mide
como vatio o Watt y su signo es (W) [25]. En la tabla 1 podemos observar las centrales
fotovoltaicas instaladas en Perú, junto con su potencia instalada.
11
Tabla 1.Centrales solares de generación eléctrica.
Fuente: [26].
2.8 Regulador de Carga
El regulador de carga es un equipo electrónico que evita la sobrecarga y descarga
excesiva de un sistema cuando se alcanzan determinados niveles, generalmente
determinados por la tensión en borde de una batería o acumuladores.
Al generar una sobrecarga el regulador desconecta del generador de la batería o la
mueve hacia otro lugar [27].
2.9 Batería
La batería o cumulador eléctrico es aquel de almacena energía eléctrica mediante
procesos químicos. Este no produce energía eléctrica si no que la guarda y la libera
cuando es conectada a un sistema o equipo eléctrico. Su número de descargas y
cargas es limitado por sus componentes y diseño que el fabricante le dé.
12
Una de sus ventajas es la capacidad que tiene para almacenar energía, y sus
desventajas estaría en el tiempo que se demora en cargar y su vida útil.
Las baterías más utilizadas en sistemas fotovoltaicos son las estacionarias. Baterías
de plomo acido de bajo contenido de antimonio. Poseen una eficiencia del 75% [28].
2.9.1 Batería de Plomo Acido:
Estas son las baterías más utilizadas en sistemas fotovoltaicos. Más del 90% del
mercado pertenece a este tipo de baterías, que en general y siempre que se
pueda realizar un mantenimiento son las que mejor se adaptan a estos sistemas.
Existen diferentes tipos, siendo la de plomo-antimonio (Pb-Sb) y plomo-calcio
(Pb-Ca) las más comunes [29].
2.9.2 Batería de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) o Alcalinas:
Diseñadas específicamente para aplicaciones fotovoltaicas. El V nominal de un
elemento de Ni-Cd es de 1.2 V, en lugar de los 2 V de las baterías de plomo-
acido.
Estas baterías soportan temperaturas bajo cero y altas temperaturas sin ningún
problema, les afecta menos las sobrecargas y pueden descargase total mente
sin sufrir daños. Su costo es más elevado, su manteniendo mes bajo y vida útil
más larga [29].
2.10 Fusible
Dispositivo que protege una instalación eléctrica de sobrecargas o un corto circuito,
interrumpiendo el flujo de corriente cuando se sobre pasa su valor de tención nominal
[30].
2.11 Evaluación Económica
La evaluación económica es el análisis cuantitativo de los costos y resultados de la
inversión en un proyecto o programas alternativos.
13
Su finalidad es identificar la mejor utilización de los recursos a través de la estimación
y comparación de costos. Para ello se implementan métodos de estimación según
sea el campo de investigación [31].
2.12 Tasa Interna de Retorno (TIR)
La TIR vendría a ser la tasa de descuento que iguala el valor presente de los ingresos
del proyecto con el valor presente de los egresos. Es la tasa de interés que, utilizada
en el cálculo del Valor Actual Neto, hace que este sea igual a 0 [32].
2.13 Valor Actual Neto (VAN)
El VAN refleja la diferencia entre el valor actual de los cobros menos el valor
actualizado de los pagos, es decir, es el valor de todos los flujos de caja esperados
referido a un mismo momento del tiempo. Su interpretación es la siguiente [33]:
o VAN > 0 => Se genera un beneficio
o VAN = 0 => No hay beneficio ni perdidas
o VAN < 0 => Hay perdidas
2.14 Demanda
La demanda se podría describir como, la cantidad de bienes o servicios que las
personas requieren para buscar la satisfacción de una necesidad a un costo
determinado. Para determinar la demanda se utilizan herramientas de investigación
de mercado [34].
2.15 Encuesta
La encuesta es una forma obtener datos tanto cuantitativos como cualitativos en una
investigación. Para ello se utiliza herramientas apropiadas para la recopilación de
datos y que estos sean válidos y adecuados para su posterior análisis [35].
14
2.16 Cuestionario
Un cuestionario es una herramienta que se utiliza en una investigación, y
dependiendo del tipo, se realizan preguntas clave que ayudan a obtención de datos,
los mismos que son aplicados estadísticamente para su análisis y con esto poder
obtener resultados que nos ayudaran en la investigación que se esté realizando [36].
2.17 Sistema de adquisición de datos Agilent
Equipo que permite medir datos de cualquier sistema conectado a este, mediante
cables que son conectados a los diferentes dispositivos a medir, y estos datos son
transmitidos a un software el cual se puedes modificar el tiempo me decisión, entre
otros [37].
2.18 Sensor ASC712
Sensor que permite la medición de corriente eléctrica a equipos conectados a este
[38].
15
CAPÍTULO 3
ESTADO DEL ARTE
Actualmente el mundo está pasando por una gran transición cambiando las fuentes de
energía no renovables, como el petróleo el cual se está acabando el mismo que genera
una gran contaminación, por fuentes de energía renovables. podríamos decir que el mundo
está pasando por una crisis de energía global, ya que, con el aumento de la población
global, la demanda de energía va en aumento año tras año. Para ello se está
implementando el uso de fuentes de energías renovables como: la energía solar, bien se
sabe que el sol proporciona una fuente limpia de energía la cual se está aprovechando y
aplicando no solo para ciudades que ya cuentan con una red de electrificación sino también
para lugares donde las conexiones de red eléctrica no están estructuradas. Para el año
2050 se podría obtener toda la energía necesaria de fuentes renovables como la ya
mencionada, yendo de la mano de la economía global y el planeta [39].
La figura 3 presenta el uso potencial global de varias fuentes de energía renovable
proyectadas al año 2050.
16
Figura 3. Uso potencial global de varias fuentes de energía renovable
Fuente: [39].
A partir del año 2015 el uso de energías renovables a nivel mundial proporciona un 19.3 %
del consumo final, de este porcentaje las energías tradicionales que se utilizan para cocinar
y calefacción en lugares remotos de los países representaron un 9.1%, en 2014 las
energías renovables aumentaron aproximadamente en 10.2 % [40].
Según la agencia internacional de energía, la implementación de la energía renovable
haciende a un 29 % del total suministrado en países de América Latina, en comparación
con los 5.7 % de los países de la organización para la cooperación y el desarrollo
económico (OCDE) [41].
El impacto ambiental de los cargadores solares se ha estudiado profundamente, mientras
que su rendimiento es limitado en relación con su uso y el tipo de geografías en donde son
aplicados. Para resolver estos aspectos se realizó un estudio en países donde consideran
al cargador solar para celulares como un sustituto de la red pública eléctrica, generada por
fuentes de energía no renovables. Pruebas realizadas en seis países europeos con
diferente radiación solar y redes eléctricas, dieron como resultado que el uso de un
cargador solar para celulares es beneficioso para el medio ambiente en países con un gran
cambio climático debido a la contaminación ambiental, de la misma manera tiene un gran
17
potencial en países que tienen una alta participación de combustibles fósiles en generación
de energía electica [42].
En países de américa latina el crecimiento de la energía renovable esta mayormente
enfocada para zonas rurales, zonas a las cuales difícilmente llega la red eléctrica
convencional. Pero la población no está convencida para la respuesta a una de las posibles
respuestas a sus problemas energéticos, considerando el costo que conlleva a
implementación de estos equipos [43].
Los costos promedio de un watt generado con energía solar llego a reducirse casi un 25%
en los últimos años. En la actualidad el watt puede costar aproximadamente 1 dólar. Y sus
costos de instalación desde el 2010 se redujeron de un 70 % a 80 %. En la tabla 2 se
muestra los diferentes precios por watt de países de latino américa [44].
Tabla 2. Precio por watt de diferentes paneles en países de América Latina.
Fuente: [44].
Según el plan energético peruano 2014-2025 el sector eléctrico avanzara hasta un 60 %
en participación de energías renovables, en comparación al año 2000 que era un 20 %
[45].
18
En los últimos 23 años el mercado peruano ha crecido con un ritmo anual de 7 %, gracias
al crecimiento económico y energético. En la figura 4 se ve el crecimiento y producción de
energías renovables en los últimos 10 años [46].
Figura 4. Producción de energía eléctrica del Perú.
Fuente: [46].
Según la Dirección Nacional de Electricidad y el Ministerio de Energía y Minas el primer
semestre del año 2018 la producción eléctrica nacional llego a los 26277 GW·h, que
representa un incremento de 3.2 %, en diferencia al año 2017 [47].
En el año 2015 Arequipa se encontró como la segunda región con el mayor consumo de
energía eléctrica representando el 6.1 % de la demanda total del Perú. En Arequipa la
producción de energía eléctrica creció 1,2 % en los últimos años, pero a su vez el consumo
se incrementó 10 %, teniendo en cuenta que según INEI la población crece a un promedio
anual de 1.10 %. Teniendo Arequipa una participación sobre el Perú de 41.7 % de
implementación de energía solar para la producción de energía eléctrica. En la figura 5 se
ve la producción y el consumo de electricidad GW·h por persona [48].
19
Figura 5. Producción y consumo eléctrico GW/h por persona.
Fuente: [48].
Arequipa cuenta con el proyecto repartición construido en el año 2011, el cual está ubicado
en la Joya-Arequipa cuenta con un terreno de 102 Ha, con una capacidad de 22 MW y una
energía producida al año de 37.440 GW·h. También cuenta con el Proyecto Majes
construido en el año 2011, el cual está ubicado en la ciudad de Majes el cual cuenta con
un terreno de 102 Ha, con una capacidad de 22 MW y una energía producida al año de
37.630 GW·h [49].
Gracias a su ubicación Arequipa posee un gran potencial para desarrollar proyectos de
energía renovable como son Misti, Chachani y Pichu Pichu, que podrían generar 460 MW·h
para abastecer de energía eléctrica a la mitad de la ciudad. También se encuentra la
construcción de la planta fotoeléctrica en Patahuasi que generaría 150 MW·h. [50]
La planta solar más grande de Perú es la planta Rubí que genera 440 GW·h por año, la
misma que posee más de medio millón de paneles solares, con una inversión de 165
millones de dólares. Con esta planta Perú está evitando 209000 toneladas de emisión en
dióxido de carbono (MINAM) comprometiéndose con el desarrollo de energías limpias y
contribuyendo al medio ambiente [51].
20
El desarrollo del sector de la energía solar va desde pequeños cargadores solares hasta
grandes plantas que abastecen de energía eléctrica a gran parte de la población, estos
avances desarrollan a la vez nuevas tecnológicas y a la difusión en la aplicación de estas
nuevas energías renovables. Una característica de la energía solar es su fácil adecuación
a pequeñas y mediana envergaduras para un usuario. Las opciones de energía solar son
grandes y con el paso del tiempo llegara a ser una fuente sostenible de energía limpia y
renovable [52].
En marzo del 2019 la Universidad Nacional de San Agustín implemento cinco módulos de
estudio con carga solar para equipos celulares, tablets, etc. En el área de ingenierías, con
una inversión de 28 mil soles, con este proyecto se permitirá la reducción de CO2 en el
ambiente [53].
La tecnológica actual de cargadores en sus diseños tratan de implementar tanto el uso de
energía solar y el uso de la corriente alterna, gracias esto se puede entregar cargas rápidas
para los celulares.
Según se implementa un diseño novedoso que ya mencionado anterior mente utiliza dos
tipos de fuentes de energía, esto le permite dos velocidades de carga. La rápida que es del
20% de la corriente de salida de la batería (casi 180 mAh), por lo que la corriente está
limitada a 34 mA. Se pueden cargar dos tipos de baterías celulares (5.7 V y 3.7 V). La
carga normal es el 10% de la corriente de salida de la batería celular (casi 1,000 mAh), por
lo que la corriente de carga se limita a 100mA [54].
Los diseños tratan de utilizar pocos componentes haciéndolos más rentables para el uso
de este tipo de tecnologías con lo cual se hacen más atractivos para la instalación en
distintas empresas, ya que el costo de inversión disminuye reduciendo los tiempos de
recuperación de la inversión. También se implementan diseños que interactúen con el
dispositivo móvil, dando una carga según su demanda de energía, activando un ahorro de
energía en el dispositivo fotovoltaico al momento de que el cargador se encuentre con poca
luz solar o sus baterías estén cerca a descargase [55].
21
CAPÍTULO 4
METODOLOGIA
4.1 Método de la investigación
Según la propuesta metodológica en la caracterización de la demanda se analizará el
tamaño de la muestra, seguido de una encuesta, la cual tiene preguntas para
determinar la existencia de la necesidad, lugar de carga dentro de la universidad y
cantidad de cargas a la vez la satisfacción con el servicio que brinda la Universidad
Tecnológica del Perú – Arequipa, respondidas por estudiantes pre-grado.
Para el diseño y construcción se tomará en cuenta conceptos básicos de sistemas
fotovoltaicos junto con esto la selección de componentes y su correcto funcionamiento.
Para las características de desempeño y rendimiento se medirá el voltaje, potencia
dado por el cargador solar en diferentes etapas del día.
Para el análisis económico se aplicarán los costos del equipo, el costo de kW·h
producido, y el análisis en la inversión, aplicando fórmulas para hallar tanto el VAN Y
TIR.
4.2 Técnicas de la investigación
El proyecto de investigación es de desarrollo tecnológico y experimental, es
transaccional obteniendo información del objeto de estudio los cuales serían la
población o muestra.
22
Se realizará el estudio de la demanda mediante una encuesta online, siendo esta
descriptiva en donde se buscará determinar la demanda insatisfecha, la cual tendrá
preguntas tanto abiertas como cerradas.
El diseño, instrumentación, se evaluará el desempeño y la capacidad de cargas para
celulares.
4.3 Herramientas de la investigación
La herramienta utilizada en la determinación del tamaño de la muestra se utilizará
formulas en Excel y para la determinación de la demanda un cuestionario con
preguntas claves para la investigación con la plataforma Microsoft forms.
En el diseño y construcción se utilizarán manuales, revistas, tesis y guías de
instalación de sistemas fotovoltaicos.
En las características de desempeño se utilizará como herramienta un multímetro y
un sistema de adquisición de datos agilent.
Para el análisis económico como herramienta tendremos el uso del programa Excel
Utilizando tablas y formular.
4.4 Operacionalización de Variables
En la tabla 3 se encuentran las variables tanto dependientes como independientes, a
la vez las dimensiones, indicadores, sub indicadores, unidad de medida y herramientas
que se usarán en el desarrollo de la tesis.
23
Tabla 3. Operacionalización de variables.
Conceptualización
Dimensiones
Indicadores
Sub Indicador
Unidad de
Medida
Herramienta
Variable Dependiente: Análisis de un cargador solar
Análisis Técnico.
• Parámetros Eléctricos.
• Diseño de estructura
Medición de voltaje, potencia, corriente. Distancias, medidas.
Voltaje, Amperaje, Watts. Metros, Centímetros, Milímetros.
Guía de energías renovables leroy merlin, Excel, Sist. Adquisición datos Agilent 34972A. AutoCAD, Solid Works.
Análisis Económico.
• Inversión.
• Costos.
VAN, TIR, Periodo de recuperación.
Soles, Días, Watts hora.
Libro evaluación de proyectos, Revista Universidad la Salle – Bolivia, Formulas, Libro Excel.
Variable Independiente: Demanda de cargas de celulares en la UTP
Determinación del Tamaño de la muestra.
• Cantidad de Población.
# de alumnos encuestados.
Usuarios. Libro de Excel Libro Formulación de proyectos.
Demanda insatisfecha. Tiempo de recuperación de la inversión.
• # de alumnos insatisfechos.
• Costos de carga con energía solar y red pública.
Tiempo y # de cargas celulares VAN, TIR, Periodo de recuperación.
Cantidades. Soles.
Cuestionario validado. Microsoft forms, Libro de Excel. Libro evaluación de proyectos, Tesis universidad de Piura.
Fuente: Creación propia.
24
CAPÍTULO 5
DISEÑO EXPERIMENTAL
5.1 Tamaño de la muestra
La técnica a utilizar para determinar el tamaño de la muestra es probabilístico, ya que
todos los elementos en la muestra tienen la misma probabilidad de ser entrevistados,
según el tipo de población que en este caso es finita se aplica la siguiente fórmula para
hallar la cantidad de encuestas a realizar.
n = 𝑁.𝑍2.𝑝.𝑞
𝐸2.(𝑁−1) +𝑍2.𝑝.𝑞
Donde:
N= Población total
Z= Distribución normalizada. Si Z = 1.96 el porcentaje de confiabilidad es de 95 %
p = Proporción de aceptación deseada para el producto
q = Proporción de rechazo
E = Porcentaje deseado de error
[34].
Actualmente según la Universidad Tecnológica del Perú – Arequipa cuenta con 9216
estudiantes pre-grado, con esta información y la anterior ya descrita, aplicando la
formula se realizará el análisis para determinar el tamaño de la muestra.
Pasando los datos a la formula tenemos:
25
N = 9216
Z = 1.96
p = 0.5
q = 0.5
E = 0.05
n = 9216.(1.962).(0.5 𝑥 0.5 )
(0.052).(9216−1) +(1.962).(0.5 𝑥 0.5)
n = (9216 𝑥 3.8416).(0.25)
(0.0025 𝑥 9215) +(3.8416 𝑥 0.25)
n = (35404.1856 𝑥 0.25)
(23.0375 + 0.9604)
n = 8851.0464
23.9979
n = 368.8 => 369
Según el resultado se deben realizar 369 encuentras a los alumnos pre-grado de la
Universidad Tecnológica del Perú – Arequipa.
5.2 Diseño del sistema fotovoltaico
Para el diseño del sistema fotovoltaico primero se procederá a realizar un diagrama de
bloques, seguido de un diagrama de circuito y un diagrama de conexión, por ultimo
con lo ya mencionado y teniendo en cuenta la distribución y conexión de todos los
componentes de un sistema fotovoltaico se procederá a realizar un diagrama
propuesto para nuestro cargador solar.
5.2.1 Diagrama de bloques
En la figura 6 podemos observar los elementos que contiene un sistema
fotovoltaico y con esto su correcta distribución.
26
Figura 6. Diagrama de bloques de un sistema fotovoltaico.
PANEL SOLAR
REGULADOR DE CARGA
BATERIA
REGULADOR DE VOLTAJE
TOMAS DE CARGA PARA CELULARES
(USB)
Fuente: Creación propia.
5.2.2 Diagrama de circuito
En la figura 7 podemos observar la dirección de corriente en un sistema
fotovoltaico, el panel solar dirige la corriente hacia el regulador de carga, el
mismo la almacena en la batería y a la vez la dirige hacia la fuente de consumo
que en nuestro caso serán celulares.
Figura 7. Circuito de un sistema fotovoltaico.
Fuente: [56].
27
5.2.3 Diagrama de conexión de un sistema fotovoltaico
En la figura 8 podemos observar la conexión eléctrica entre los diferentes
componentes de un sistema fotovoltaico.
Figura 8. Conexión de componentes de un sistema fotovoltaico.
Fuente: [57].
5.2.4 Diagrama propuesto de conexión del sistema del cargador solar para
celulares
En la figura 9 podemos observar los elementos que compondrán el sistema de
carga solar para celulares, de igual manera su distribución y conexión.
Figura 9. Conexión del sistema de carga solar para celulares.
Fuente: Creación propia.
28
5.3 Determinación de las características de los equipos a usar en el diseño del
cargador solar para celulares
Primero se realizará la estimación de equipos y luego el sistema de carga solar de
celulares se dividirá en tres módulos que son:
• Modulo solar fotovoltaico: comprende el panel solar
• Módulo de almacenamiento de energía: Comprende el regulador de carga y la
batería
• Módulo de regulación de voltaje y carga: comprende los reguladores de voltaje
y las salidas USB.
5.3.1 Estimación de consumo de equipos
En esta parte se analiza la potencia total utilizada por cada equipo conectado al
cargador solar. La unidad de medida en la estimación de consumo será Wh día.
Para realizar la estimación, se procede a multiplicar el consumo del equipo en
watts, por la cantidad de unidades y por las horas de uso al día.
Estimación de consumo = Consumo de equipo (watts) X Cantidad de unidades
X Horas de uso al día = Total (Wh/día)
Como se observa en la tabla 4, aplicando la formula nos da el total de wh al día
que consume cada equipo [58].
Tabla 4.Estimación de consumo Wh/día por equipos.
ESTIMACIÓN DE CONSUMO
EQUIPO CANTIDAD CONSUMO DE EQUIPO
(W)
HORAS DE USO AL DIA
(h) TOTAL Wh al día
CELULAR 12 10 1 120
Fuente: Elaboración propia.
5.3.2 Módulo solar fotovoltaico
Conoceremos la cantidad de paneles solares que necesitaremos para cargar la
batería. Para esto es necesario saber los siguientes datos:
29
• Ubicación de la Instalación: Radiación solar del lugar a instalar el sistema
solar [58].
• Potencia del panel: La elección del tipo de panel es propia de acuerdo a
factores que uno considere como el costo del panel, tipo, etc [58].
• Perdidas por calentamiento o sombreado: Se trabajará con 0.23 [58].
Sabiendo los datos ya mencionados pasaremos a aplicar las fórmulas que
daremos a continuación [58]:
Factor de paneles = Energía ponderada wh
Potencial del pane +
Energía ponderada wh
Potencial del pane X 0.23
Número de paneles = Factor de paneles
Horas de sol efectivoUbicacion de instalacion⁄
Como se observa en la tabla 5 aplicando las formulas nos dará la cantidad de
paneles a utilizar y elegiremos una que sea comercial y se encuentre en el
mercado.
Tabla 5.Cantidad de paneles solares.
CALCULO DE PANELES
UBICACION DE INSTALACION 4.5
POTENCIA DE PANEL 100
FACTOR DE PANELES 1.845
NUMERO DE PANELES 1.38375
PANELES ELEGIDOS 1 Fuente: Elaboración propia.
Como podemos observar en la figura 10 se utilizó un panel solar poli cristalino
de la marca YINGLI SOLAR orientado hacia el norte con una inclinación de 20°
[59] y con las especificaciones técnicas que encontramos en la tabla 6. El panel
de conectar a la entrada del regulador de carga según sus especificaciones de
conexión del mismo.
30
Figura 10. Panel solar.
Fuente: Creación propia.
Tabla 6. Especificaciones técnicas panel solar YINGLI SOLAR.
CAPACIDAD
POTENCIA NOMINAL 100 W
VOLTAJE NOMINAL 18.5 V
CORRIENTE NOMINAL 5.41 A
MAXIMA CORRIENTE EN SERIE 15 A
Fuente: Elaboración propia.
31
5.3.3 Módulo de almacenamiento de energía
La elección de la batería dependerá de los amperios hora que esta tenga. Para
esto se tiene que tener en cuenta los siguientes datos:
• Tensión de corriente continua: será 12 V ya que la mayoría de baterías en
el mercado trabaja con este determinado voltaje [58].
• Coeficiente de perdida: se da por perdidas por calentamiento, globales, auto
descarga, en el convertidor, etc. Este coeficiente se dará con un criterio propio
que es 0.8 [58].
• Días de autonomía: son los días que nuestro sistema se encuentre en
funcionamiento, esto lo da uno mismo de acuerdo a su necesidad [58].
• Profundidad de descarga: es el valor máximo de descarga de la batería, se
trabaja de 50 % a 75% [58].
Sabiendo los datos ya mencionados pasaremos a aplicar las fórmulas que
daremos a continuación [58]:
Energía ponderada Wh = TOTAL wh al dia
Coeficiente de perdida
Capacidad de Batería = Energía ponderada X Días de autonomía
Profundidad de descarga
Capacidad (Ah) = Capacidad de Batería
Tesión de corriente continua
Como se observa en la tabla 7 aplicando las formulas nos dará la capacidad de
batería a utilizar y se elegirá una q sea comercial y este en el mercado local.
Tabla 7.capacidad de batería a usar.
CALCULO DE BATERIAS
FACTOR DE RENDIMIENTO DE LA INSTALACION 0.8
ENERGIA PONDERADA wh 150
CAPACIDAD DE BATERIA 400
CAPACIDAD Ah 33.33333333
CAPACIDAD BATERIA COMERCIAL 40 Fuente: Elaboración propia.
32
Como podemos observar en la figura 11 se utilizó una batería comercial de la
marca RITAR de 12 V Y 40 Ah. El cual se conecta a la entrada del regulador de
carga según sus especificaciones de conexión del mismo.
Figura 11. Batería del cargador solar para celulares.
Fuente: Elaboración propia.
Para la elección del regulador de carga se debe tener en cuenta que la intensidad
de corriente ya viene descrita en cada panel solar y aplicamos la siguiente
formula [58]:
Regulador = Intensidad de panel solar X paneles elegidos
Como se observa en la tabla 8 aplicando las formulas nos dará el valor mínimo
que tendrá el regulador de carga, se elegirá uno comercial en el mercado.
Tabla 8. Capacidad de regulador de carga.
CALCULO DEL REGULADOR DE CARGA
AMPERAJE DEL PANEL SOLAR 5.41
NUMERO DE PANELES 1
CAPACIDAD DEL REGULADOR 5.41 Fuente: Elaboración propia.
33
Como podemos observar en la figura 12 se utilizó un regulador de carga
comercial PROSTAR PC 2024L, y con las especificaciones técnicas que
encontramos en la tabla 9.
Figura 12. Controlador de carga PROSTAR.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 9. Especificaciones técnicas controlador de carga PROSTAR.
Detección automática de voltaje: 12 V / 24 V
Corriente máxima de alimentación /
recarga:
20 A
– Circuito de protección de sobrecarga eléctrica.
– Protección contra corto circuito.
– Protección contra bajo voltaje.
– Protección contra sobrecarga a la batería
– Administración de carga solar mediante controlador PWM.
34
– Indicadores LED para Recarga de Batería o Carga eléctrica.
– Indicadores LED para nivel de carga de la batería.
Fuente: Elaboración propia.
5.3.4 Módulo de regulación de voltaje y carga
Se tomará como referencia reguladores de voltaje asequibles en el mercado,
teniendo en cuenta que el voltaje de la mayoría de cargadores para celulares es
de 5 V y 1 A, se elegirá un módulo de regulación de voltaje con estas
características técnicas.
Como podemos observar en la figura la instalación de los reguladores de voltaje
al equipo de carga solar para celulares, los cuales están conectados a la salida
del regulador de carga.
Como podemos observar en la figura 13 se utilizó 6 reguladores de voltaje
comercial que sean capaces de soportar 5 V a 1 A, los cuales cada uno se
conectó a dos tomas USB para la carga de celulares.
Teniendo en cuenta que la entrada IN corresponde a la conexión que se realiza
con el regulador y la salida OUT corresponde a la conexión que se realiza con
las tomas USB.
35
Figura 13. Reguladores de voltaje.
Fuente: Creación propia.
Para las conexiones USB se tomará en cuenta que sean asequibles en el
mercado para su fácil reemplazo en caso lleguen a fallar. Como se observa en
la figura 14 se soldó las patas dos y tres ya que los celulares de la marca iPhone
presentan ente tipo de conexiones en sus cables para poder cargar la batería,
esta modificación no afectara a otros dispositivos en su carga.
36
Figura 14. Conexión USB.
Fuente: Elaboración propia.
5.3.5 Determinación de tipo de cables a utilizar en la conexión
Se determinó el amperaje de entrada y salida de cada equipo, así mediante una
tabla se elegirá el tipo de cable que debe llevar cada conexión.
En el anexo 3 se puede observar los tipos de cables según el amperaje que
soportan [60].
Para el sistema se eligió los cables 14 AWG teniendo este las condiciones
necesarias para el uso que se le dará en el cargador solar para celulares.
5.4 Modulo de adquisición de datos
Las conexiones realizadas con el módulo de adquisidor de datos como se puede
observar en la figura 15 para la medición de voltaje van a las salidas de cada
componente del cargador solar para celulares como es el panel solar, batería,
controlador de carga y controlador de voltaje. Para la medición de corriente se utilizó
37
los sensores ASC 712, los cuales miden la corriente que pasa a través de ellos, se
conectó de igual manera en cada componente del cargador solar para celulares.
Figura 15. conexión del módulo de adquisición de datos.
Fuente: Creación propia.
5.5 Diseño estructural
Se consideró parámetros dados por la universidad, como medidas y funcionalidad.
Se utilizó el programa AutoCAD para el diseño.
Como se observa en la figura 16 el diseño estructural del módulo de carga para
celulares.
38
Figura 16. Diseño estructural de módulo de carga para celulares.
Fuente: Elaboración propia.
39
Con el diseño ya concluido se pasó a trabajar con SolidWorks para la simulación en
3d y evaluar la fuerza de la estructura al ser sometida a una determinada presión como
se observa en la figura 17.
Figura 17. Diseño sometido a fuerza en SolidWorks.
Fuente: Elaboración propia
Al aplicar la presión en diferentes puntos nos da las partes de quiebre en la estructura.
Como se puede observar en la figura 18.
40
Figura 18. Puntos de quiere estructural.
Fuente: Elaboración propia.
Como se puede observar en la figura 19 se tiene la estructura ya concluida.
41
Figura 19. Estructura de cargador solar.
Fuente: Elaboración propia.
42
CAPITULO 6
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1 Interpretación y análisis de los resultados de la encuesta
6.1.1 Interpretación y análisis de la pregunta número uno
Como podemos observar en la figura 20 de un total de 369 alumnos
encuestados, el 100% respondió que: si aceptan de manera voluntaria participar
en la encueta aplicada en la Universidad Tecnológica del Perú sede Arequipa
cuyos fines son académicos.
Figura 20. Grafica de resultado de la pregunta número uno.
Fuente: Elaboración propia.
43
6.1.2 Interpretación y análisis de la pregunta número dos
Como podemos observar en la figura 21 de un total de 369 alumnos
encuestados, 285 que corresponde al 77% del total cargan sus celulares en la
Universidad Tecnológica del Perú sede Arequipa y 84 alumnos que corresponde
al 23% del total no lo hacen.
Fuente: Elaboración propia.
6.1.3 Interpretación y análisis de la pregunta número tres
Como podemos observar en la figura 22 de un total de 369 alumnos
encuestados, 198 que corresponde al 54 % del total cargan una vez al día su
celular en las instalaciones de la UTP, 44 alumnos que corresponde al 12 % del
total cargan dos veces su celular en las instalaciones de la UTP, 41 alumnos que
corresponde al 11 % del total carga más de dos veces su celular en las
instalaciones de la UTP y 84 alumnos que corresponde al 23 % del total no carga
su celular en las instalaciones de la UTP.
44
Figura 21. Grafica de resultados de la pregunta número dos.
Fuente: Creación propia.
6.1.4 Interpretación y análisis de la pregunta número cuatro
Como podemos observar en la figura 23 de un total de 369 alumnos
encuestados, 185 que corresponde al 50 % del total carga su celular en la
cafetería del quinto piso de la UTP, 21 alumnos que corresponde al 6 % del total
carga su celular en los pasillos del pabellón A de la UTP, 14 alumnos que
corresponde al 4 % del total carga su celular en los pasillos del pabellón B de la
UTP, 16 alumnos que corresponde al 4 % del total carga su celular en el interior
de las aulas de la UTP, 47 alumnos que corresponde al 13 % del total carga su
celular en la cafetería del primer piso y 86 alumnos que corresponde al 23 % del
total no carga su celular en las instalaciones de la UTP.
45
Figura 22. Grafica de resultados de la pregunta número dos.
Fuente: Creación propia.
6.1.5 Interpretación y análisis de la pregunta número cinco
Como podemos observar en la figura 24 de un total de 369 alumnos
encuestados, el 100 % respondió que estaría dispuesto a cargas su celular con
energía solar.
46
Figura 23. Grafica de resultados de la pregunta número dos.
Fuente: Creación propia.
6.1.5 Interpretación y análisis de la pregunta número seis
Como podemos observar en la tabla numero 10 las marcas de celulares más
utilizados por los alumnos que van desde las más bajas hasta las más altas
gamas.
Tabla 10. Marcas de celulares utilizados por alumnos.
Cantidad de Alumnos Marca de celular
28 HTC
5 Alcatel
77 Huawei
15 IPhone
1 Lenovo
73 LG
61 Motorola
18 Nokia
4 OWN
68 Samsung
19 ZTE
369 TOTAL Fuente: Creación propia.
47
6.2 Interpretación y análisis de los resultados en el diseño del cargador solar para
celulares
6.2.1 Radiación solar
Como se puede observar en la figura 25, nos muestra la radiación solar desde
las 7:40 am hasta las 4:04 pm, dando como máximo de radiación a las 11:32 am
siendo de 739.01 W/m2.
El punto de caída corresponde a alguna nube que en determinado tiempo hace
caer la radiación y ello afecta a la captación del panel solar y su nivel de carga
hacia la batería y el regulador de carga.
Figura 24. Radiación solar
Fuente: Creación propia.
6.2.2 Gráficos del regulador de voltaje
Como se observa en la figura 26 el voltaje baria esto debido a que el consumo
de energía por parte de los celulares es mayor desde un principio, pero en el
48
transcurso del tiempo este baja y con ello el voltaje estabiliza hasta llegar a
cargar el celular por completo,
Figura 25. (V) de salida del regulador de voltaje.
Fuente: Creación propia.
Como se observa en la imagen 27 la potencia aumenta esto debido a que los
equipos celulares demandan mayor cantidad d energía al momento de su carga.
Por ello tenemos las variaciones, hasta llegar a la carga completa esta corriente
va bajando.
49
Figura 26. Potencia de salida 1.
Fuente: Creación propia.
6.3 Evaluación Económica y Financiera
6.3.1 Ahorro económico y financiero anual en la universidad.
El objetivo de la evaluación económica y financiera es determinar el costo
ahorrado por año en energía solar que tendría la UTP al momento que los
estudiantes carguen sus celulares en el cargador solar, comparándola con el
costo actual de la energía eléctrica convencional la cual es S/. 0.5667 kW·h.
El tiempo en que la universidad realiza clases es de 8:00 am a 8:00 pm, siendo
un total de 12 horas al día.
Se puede cargar 12 celulares en 3 h siendo el tiempo aproximado de carga de
un celular, ya que tenemos 12 horas al día para cargar 12 celulares en un periodo
de 3h se multiplicaría las 12 cargas por 4 que corresponde a las 4 veces que se
utilizaría el cargador para cargar dando como resultado 48 celulares al día.
50
Procediendo con lo anterior, se multiplicaría 48 celulares al día por los 6 días a
la semana que se utilizaría el cargador solar dando como resultado 288 cargas
de celulares a la semana.
Siendo 4 semanas al mes se multiplica 288 x 4 =1152 celulares al mes, el
resultado lo multiplicamos por 12 meses que trae un año siendo 1152 x 12 =
13824 cargas de celulares realizadas en un año por el cargador solar.
Se debe determinar la potencia dada por el cargador a un equipo celular en una
hora el cual sería:
P= V x I
Donde:
P= Potencia en watts
V= Voltaje
I= Corriente
P= 5 V x 1.2 A
P= 5 W
La potencia dada por el equipo a un celular es de 5 W al cual lo multiplicaremos
por el tiempo de carga que pude dar el cargador solar que serían 12 horas al día,
con esto tendríamos que P= 60 W·h en una salida USB. Como se tienen 12
salidas seria 60 W·h x 12= 720 W·h al día.
Con el dato anterior sabiendo que al día se consume 720 W·h, se multiplicara
por la cantidad de días al año que son 365, que nos da como resultado 262800
W·h.
Transformando el dato a anterior a kW·h tendríamos 262800 W·h / 1000= 262.8
kW·h al año.
Con el dato anterior de consumo anual de 262.8 kW·h y sabiendo que la energía
de la red pública tiene un costo de 0.5667 se multiplicaran para determinar el
ahorro que se daría en la universidad al utilizar el cargador solar de celulares,
51
dando como resultado 262.8 kW·h x 0.5667 = 148.93 soles al año que se estaría
ahorrando.
Como se observa en la figura 28 los ingresos con el proyecto van aumentando
al transcurrir los años y al año 5 se estría recuperando la inversión en el equipo
tal y como lo podemos observar en el anexo 4.
Figura 27. Costos con y sin proyecto de la empresa.
Fuente: Creación propia.
Según la encuesta y como se puede observar en la figura 23 el 50 % de alumnos
utiliza la cafetería del quinto piso para cargar su celular, el mismo que tiene un
aforo de 100 personas lo cual limita el número de cargadores solares a
implementar, para poder satisfacer esta demanda tendríamos que dividir 100
entre la cantidad de conexiones USB que son 12, lo cual nos daría 8 cargadores
solares los cuales pueden realizar 48 cargas al día que nos daría como resultado
8 x 48=384 cargar al día que se realiza en la cafetería del quinto piso.
52
6.3.2 Valor actual neto (VAN) y Tasa interna de retorno (TIR)
Para el cálculo del VAN es necesario tener un flujo de caja el cual se encuentra
en el anexo 4. Con lo ya mencionado procederemos a aplicar las formulas del
VAN la cual es:
VAN= 𝐹𝑁1
(1+𝑖)𝑛 + 𝐹𝑁2
(1+𝑖)𝑛 + ……..𝐹𝑁 16
(1+𝑖)𝑛
Donde:
FN= Flujo de caja acumulado de periodo.
i= Tasa de interés.
n= Periodo o Año.
[61], [62].
El VAN trae todos los flujos de caja futuros al presente. Se tiene el flujo de caja
nominal en el cual se presenta todos los beneficios, todo lo q va a retornar en el
proyecto a partir de la inversión dada. El flujo de caja acumulado en el cual se
presenta el flujo de caja nominal más nuestro flujo de caja acumulado,
anualmente como se observa en el anexo 4. Aplicando la formula teniendo en
cuenta los flujos de caja ya mencionados tenemos:
VAN=−829
(1+0.5)1+−620
(1+0.5)2+−451
(1+0.5)3+−220
(1+0.5)4+122
(1+0.5)5+276
(1+0.5)6+542
(1+0.5)7+822
(1+0.5)8+1116
(1+0.5)9+
1475
(1+0.5)10+1799
(1+0.5)11+2140
(1+0.5)12+2397
(1+0.5)13+2772
(1+0.5)14+3166
(1+0.5)15=1679.2
Utilizando una tasa de interés del 15% dado por el Banco Central de Reserva del
Perú [63], el resultado es 1679.2, ya que es > 0 existe un beneficio y el proyecto
es rentable.
Para el cálculo de la TIR la tasa interna de retorno, el cual fuerza al VAN a ser
igual a cero, siendo esta la tasa de rendimiento promedio de la inversión. Su
fórmula es:
0= 𝐹𝑁1
(1+𝑘)𝑛 + 𝐹𝑁2
(1+𝑘)𝑛 + ……..𝐹𝑁 16
(1+𝑘)𝑛
Donde:
53
FN= Flujo de caja acumulado de periodo.
k= Tasa de interés a identificar
n= Periodo o Año.
[61], [62].
Lo que se pretendemos con la TIR es identificar la tasa de interés que convierte
al van en 0 es decir la k.
Para esto se puede aplicar el método de prueba y error [61], [32], que significa
identificar continuamente una tasa de interés que vuelva al van en cero.
En este caso utilizamos como herramienta el programa Excel como se puede
observar en el anexo 4 y la figura 29, dando como resultado una TIR de 25%,
siendo el proyecto rentable ya que el criterio de la TIR exige que el resultado sea
mayor a la tasa utilizada en el parámetro económico del VAN.
Figura 28. VAN, TIR, Periodo de recuperación.
Fuente: Creación Propia.
En el anexo 4 tenemos dentro de los ingresos con proyecto el cuadro intangible,
donde se considera toda la parte de marketing, publicidad, de la empresa que
utilice este cargador solar de celulares, su incremento se debe porque en los
años futuros, hay mayor cantidad de interés por el uso de energías renovables
[64].
Dentro de la parte de costos y gastos operativos con proyecto podemos observar
el cuadro de mantenimiento, en el cual se fijó un costo de S/. 50.00 y S/. 100.00,
debido a la limpieza exterior del sistema más la verificación de las conexiones
54
eléctricas, la medición de voltaje de salida junto con su buen funcionamiento y el
posible reemplazo de componentes.
Para la parte de gastos operativos sin el proyecto tenemos los costos de energía,
en el cual se ve un incremento debido a que el costo de la energía eléctrica de
la red pública va en aumento anualmente [65], también se tiene el costo del
manteniendo que se dará a la verificación del cableado y conexiones que se
tenga.
55
CAPITULO 7
CONCLUSIONES
En este capítulo se presentan las conclusiones alcanzadas en la presente tesis.
Conclusiones
• El prototipo se construyó basado en tres módulos, modulo solar fotovoltaico, módulo
de almacenamiento de energía y módulo de regulación de voltaje, los costos asociados
a este diseño fueron de S/. 1028 soles. El número de cargas que soporta el sistema
es de 48 al día y 13824 al año. La demanda en la UTP es de 77 % que representa
7161 alumnos que cargan su celular en las instalaciones de la universidad, el prototipo
presentado solo podría abastecer al 0.67% de los 7161 alumnos en la UTP al día.
• El número de alumnos encuestados fue de 369, dando como resultado que el 77 % si
carga su celular en la UTP Y el 23 % no lo hace. El 50 % de alumnos cargan su celular
en la cafetería del quinto piso de la UTP. El 100 % estaría dispuesto a cargar su celular
con energía solar, y utilizan celulares de gama baja hasta gama alta.
• La estructura se diseño en el programa AutoCAD y se evaluó en el programa SOLID
WORKS obteniendo puntos de deformación y quiebre, el material q se utilizo fue de
madera prensada para las repisas y de acero para la estructura.
Se utilizó un panel solar policristalino de 100 W, un regulador de carga de 12 V con
corriente máxima de alimentación de 20 A, una batería de 12 V y 40 Ah, reguladores
de voltaje de 5 V y 1 A de salida y cables de calibre 14 AWG que soportan hasta 15 A.
56
• El voltaje entregado por el regulador de voltaje fue de 5.37 V a 5.23 V y con una
potencia de 6.89 W a – 0.49 W.
• El prototipo desarrollado solo abastece a 48 alumnos al día teniendo un periodo de
recuperación sin considerar la satisfacción de los alumnos de 5 años, se podría escalar
esta propuesta para satisfacer toda la demanda de la UTP teniendo que construir 149
cargadores solares.
57
ANEXOS
1. Encuesta de opinión aplicada a los estudiantes de la Universidad Tecnológica del Perú
filial Arequipa
ENCUESTA DE OPINIÓN
Favor responda el siguiente cuestionario de la manera más sincera. La
información recolectada será con fines académicos
1. ¿Acepta usted de manera voluntaria participar de esta encuesta con fines
académicos?
SI
NO
2. ¿Usted carga su celular en las instalaciones de la UTP?, si la respuesta es no
pase a la pregunta N° 5.
SI
NO
3. ¿Cuántas veces al día carga usted su celular en las instalaciones de la UTP?
UNA
DOS
MAS DE DOS
4. ¿Dónde usted carga su celular en las instalaciones de la UTP?
Cafetería quinto piso
Pasillos de la universidad pabellón A
Pasillos de la universidad pabellón B
58
Interior de aulas de la universidad
Cafetería primer piso
5. ¿Estaría dispuesto a cargar su celular con energía solar?
SI
NO
6. ¿Cuál es la marca de su celular?
7. ¿Cuál es el modelo de su celular? Dicha información la puedes encontrar
entrando a: opciones, acerca del teléfono. o al reverso de tu equipo celular
[66]
LINK DE ENCUESTA
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=NGymxLcrH0WL4bLCa
kMBWHpXlNaFUsdMjsh0wHLcmzpUREtSTDhNUVpNR1ZLTzUyUU5FN0hRW
kdMUi4u.
2. Resultado de la encuesta de opinión aplicada a los estudiantes de la Universidad
Tecnológica del Perú filial Arequipa
CUADRO Nº 01
¿Acepta usted de manera voluntaria participar de esta encuesta
cuyos fines son académicos?
RESPUESTA ALUMNOS
cantidad % SI 369 100 NO 0 0
TOTAL 369 100
59
CUADRO Nº 02
¿Carga usted su celular en las instalaciones de la UTP?, si la respuesta
es no, pase a la pregunta N° 5.
RESPUESTA ALUMNOS
cantidad % SI 285 77 NO 84 23
TOTAL 369 100
CUADRO Nº 03
¿Cuántas veces al día carga usted su celular en las instalaciones de
la UTP?
RESPUESTA
ALUMNOS
cantidad %
UNA 199 54
DOS 45 12
MAS DE DOS 41 11
NO CARGAN CELULAR 84 23
TOTAL 369 100
CUADRO Nº 04
¿Dónde usted carga su celular en las instalaciones de la UTP?
RESPUESTA ALUMNOS
cantidad % CEFETERÍA QUINTO PISO 185 50 PASILLOS DE LA UNIVERSIDAD PABELLÓN A 21 6 PASILLOS DE LA UNIVERSIDAD PABELLÓN B 14 4 INTERIOIR DE LAS AULAS DE LA UNIVERSIDAD 16 4 CAFETERÍA PRIMER PISO 47 13 NO CARGAN CELULAR 86 23
TOTAL 369 100
60
CUADRO Nº 05
¿Estaría dispuesto a cargar su celular con energía solar?
RESPUESTA ALUMNOS
cantidad % SI 369 100 NO 0 0
TOTAL 369 100
3. Tipos de cable según su amperaje.
61
4. Flujo de caja
62
BIBLIOGRAFÍA
[1] J. Chuzon Jimenez Y M. Del Castillo Aquino, «Desarrollo De Una Fuente De Energía Alternativa A Través De La Modificación De Paneles Fotovoltaicos Para Dispositivos Móviles,» Chiclayo, 2016.
[2] A. R. B. Toma, «Estudio De Viabilidad Tecnica Y Economica De Un Sistema Fotovoltaico Autonomo En Las Instalaciones De La Ucsp,» Arequipa, 2017.
[3] M. Merino, S. Reyes, L. Rojas, E. Salgado Y E. Torres, «Diseño E Implementación De Un Módulo De Carga Para Celulares Por Medio De Paneles Solares En La Universidad De Piura,» Piura, 2017.
[4] J. C. San Miguel Caballa, «Diseño De Un Cargador De Baterías De 12 Voltios Haciendo Uso De Un Panel Fotovoltaico Aplicado En Zonas Rurales,» Lima, 2009.
[5] A. E. Juarez Valdivia, Interviewee, Cantidad De Estudiantes En La Utp. [Entrevista]. 25 Octubre 2018.
[6] «Semana,» [En Línea]. Available: Https://Www.Semana.Com/Tecnologia/Articulo/Celulares-Como-Tener-Una-Carga-Segura-Rapida-De-Su-Bateria/406270-3. [Último Acceso: 22 Septiembre 2018].
[7] Levante, «Levante,» Levante, 25 09 2018. [En Línea]. Available: Https://Www.Levante-Emv.Com/Vida-Y-Estilo/Tecnologia/2016/11/22/Cuesta-Cargar-Movil-O-Celular/1495238.Html. [Último Acceso: 26 09 2018].
[8] Seal, «Seal,» 9 20 2018. [En Línea]. Available: Http://Www.Seal.Com.Pe/Tarifasseal/Forms/Allitems.Aspx. [Último Acceso: 26 09 2018].
[9] H. A. Segovia Arias, «Diseño E Implantación De Una Estación De Carga Solar Para Dispositivos Móviles En La Carrera De Medio Ambiente, Espam-Mfl.,» Calceta, 2017.
[10] (SENAMHI), Direccion General De Electrificacion Rural Y (MINEM), «Deltavolt,» Mapa De Radiacion Solar Por Departamento, [En Línea]. Available: Https://Deltavolt.Pe/Atlas/Atlassolar. [Último Acceso: 22 Septiembre 2018].
[11] «La Republica,» 14 Octubre 2017. [En Línea]. Available: Https://Larepublica.Pe/Economia/1109933-Hay-5-Proyectos-Para-Generar-Energia-Solar-En-La-Region-Arequipa. [Último Acceso: 22 Septiembre 2018].
[12] C. D. C. D. E. Y. D. Ambiente, «Perú Informe Final: Línea Base De Las Tecnologías Energéticas,» Observatorio De Energías Renovables En América Latina Y El Caribe, Vol. 1, Nº 1, P. 152, 2011.
[13] C. Spiegeler Y J. I. Cifuentes, «Definición Y Información De Energías Renovables,» Escuela De Estudios De Postgrado, Guatemala, 2012.
63
[14] A. J. Mendieta Cárdenas, «Recursos Renovables Para La Producción De Electricidad En México,» Universidad Nacional Autónoma De México, Ciudad De México, 2017.
[15] J. E. Alata Rey, «Dimensionamiento De Un Sistema De Bombeo Con Paneles Solares – Caso Unalm,» Uni, Lima, 2015.
[16] J. Rojas Álvarez, «Energia Del Sol.,» De Diseño Y Aplicaciones De Sistemas Fotovoltaicos., Arequipa, Gerencia Energética, 2017, P. 73.
[17] D. F. Muñoz Anticona, Aplicación De La Energía Solar Para Electrificación Rural En Zonas Marginales Del País, Lima: Universidad Nacional De Ingeniería, 2005.
[18] A. Sánchez Juárez, D. Martínez Escobar, R. D. L. L. Santos Magdaleno, J. Ortega Cruz Y P. A. Sánchez Pérez, «La Tecnología Fv Y Su Prospectiva Futura De Desarrollo,» De Aplicaciones Fotovoltaicas De La Energía Solar En Los Sectores Residencial Servicio E Indrustrial, Ciudad De México, Instituto De Energías Renovables Unam, 2017, P. 316.
[19] Solartec, «I3g,» 15 04 2015. [En Línea]. Available: Http://I3g.Mx/Panel/Descargas/S01MC.Pdf. [Último Acceso: 14 10 2018].
[20] J. M. Méndez Muñiz Y R. Cuervo García, «Conversión De Energía Solar En Electricidad,» De Energía Solar Fotovoltaica, Madrid, Fundacion Confemetal, 2007, P. 245.
[21] J. Campos, «Fuentes De Energía Renovables,» Fuentes De Energía Renovables, 25 Marzo 2016. [En Línea]. Available: Www.Fuentesdeenergiarenovables.Com/Energia-Solar/Celdas-Solares/. [Último Acceso: 10 Junio 2019].
[22] Á. Vitores González, «Corriente Eléctrica,» De Apoyo Para La Preparación De Los Estudios De Ingeniería Y Arquitectura, Madrid, Universidad Politécnica De Madrid, 2010, P. 26.
[23] J. Garrigós, «Corriente Continua Y Alterna,» De Introducción A La Electricidad, Albacete, I.E.S. Andrés De Vandelvira, 2011, P. 78.
[24] E. Córdova Guerrero, «Tension O Voltaje,» De Modulo De Electricidad Básica, Machala, Instituto Tecnológico El Oro, 2009, P. 32.
[25] M. Gutiérrez Vargas, «Instalación Fotovoltaica,» De Manual De Instalación Y Mantenimiento De Sistemas Solares Fotovoltaícos, San Jose, Universidad De Costa Rica, 2002, P. 37.
[26] OSINERGMIN, «Organismo Supervisor De La Inversión En Energía Y Mineria.,» 01 Setiembre 2018. [En Línea]. Available: Http://Www.Osinergmin.Gob.Pe/Empresas/Electricidad/Proyectos/Generacion#. [Último Acceso: 10 Junio 2019].
[27] O. Perpiñán Lamigueiro, «Sistemas Fotovoltaicos Autónomos,» De Energía Solar Fotovoltaica, España, Creative Commons, 2018, P. 186.
[28] I. Gil Mera , Diseño De Un Sistema De Almacenamiento De Energía Híbrido Basado En Baterías Y Supercondensadores Para Su Integración En Microredes Eléctricas, Sevilla: Universidad De Sevilla, 2009.
[29] R. A. Chona Suarez Y J. M. Robles Cervantes, «Baterías,» De Diseño Experimental De Un Sistema Tradicional De Panel Solar De Pequeña Escala Ubicado En La Ciudad De Barranquilla, Barranquilla, Universidad Autónoma Del Caribe, 2014, P. 85.
[30] F. «Enciclopedia De Ingenieria Ingmecafenix,» Ingenieria Mecafenix, 30 01 2018. [En Línea]. Available: Http://Www.Ingmecafenix.Com/Electronica/El-Fusible/. [Último Acceso: 16 10 2018].
[31] C. Gutiérrez Zúñiga, P. Hernández Peña, C. Ortiz Guerrero, R. Zurutuza Fernández Y C. Santos Burgoa, «Evaluación Económica Y Toma De Desiciones En Salud Ambiental,» Saúde Pública, Vol. 28, Nº 2, P. 166, 1994.
64
[32] M. R. Mete, «Valor Actual Neto Y Tasa De Retorno,» Fides Et Ratio, Vol. 7, Nº 2, P. 19, 2014.
[33] U. D. Cordoba, «Universidad De Cordoba,» 2005. [En Línea]. Available: Http://Www.Uco.Es/Zootecniaygestion/Img/Pictorex/19_09_19_Tema5.Pdf. [Último Acceso: 18 10 2018].
[34] G. Baca Urbina, «Estudio De Mercado,» De Evaluacion De Proyectos, México, Mc Graw Hill, 2010, P. 318.
[35] Y. Corral, «Diseño De Cuestionarios Para Recolección De Datos,» Ciencias De La Educación, Vol. 20, Nº 36, P. 17, 2010.
[36] L. Fernández Núñez, «?Cómo Se Elabora Un Cuestionario?,» Larecerca, Vol. 8, Nº 8, P. 9, 2007.
[37] A. Technologies, «Literature,» Agilent Technologies, Agosto 2010. [En Línea]. Available: Http://Literature.Cdn.Keysight.Com/Litweb/Pdf/5965-5290ese.Pdf. [Último Acceso: 12 Febrero 2019].
[38] IVREA, «Arduino,» IVREA, [En Línea]. Available: Https://Www.Arduino.Cc/. [Último Acceso: 16 9 2018].
[39] B. Jeffries, I. Deng, S. Cornelissen, S. Klaus, R. De Graaf Y L. Baird, «Informe De La Energia Renovable,» Wwf, Vol. I, P. 270, 2011.
[40] «Renewable Energy Policy Network For The 21st Century,» 2017. [En Línea]. Available: Http://Www.Ren21.Net/Gsr-2017/Chapters/Chapter_01/Chapter_01/. [Último Acceso: 05 10 2017].
[41] M. Canceco , «Funcdación Ciudadanía Y Valores,» 07 2010. [En Línea]. Available: Http://Plataforma.Responsable.Net/Sites/Default/Files/1279184521_Energias_Renovables_En_America_Latina.Pdf. [Último Acceso: 04 10 2017].
[42] E. Glogic, S. Weyand, M. Tsang, S. Young, L. Schebek Y G. Sonnemann, «Life Cycle Assessment Of Organic Photovoltaic Charger Use In Europe: The Role Of Product Use Intensity And Irradiation,» Cleaner Production, Vol. 1, Nº 1, P. 155, 2018.
[43] C. Pilar, M. Roinón Y L. Vera, «Revistas Unne,» [En Línea]. Available: Http://Revistas.Unne.Edu.Ar/Index.Php/Adn/Article/View/2344. [Último Acceso: 04 10 2017].
[44] D. Alcubierre, «Centro De Esudios En Medio Ambiente Y Eneegías Renovables,» 30 05 2016. [En Línea]. Available: Http://Www.Cemaer.Org/Costo-Por-Watt-De-Paneles-Solares-Por-Pais/. [Último Acceso: 07 10 2018].
[45] P. Gamioaita, «Revistas Pucp,» 2016. [En Línea]. Available: Http://Revistas.Pucp.Edu.Pe/Index.Php/Derechoadministrativo/Article/Download/16301/16712. [Último Acceso: 04 10 2018].
[46] E. Quintanilla, «Osnergmin,» 04 03 2016. [En Línea]. Available: Http://Www.Osinerg.Gob.Pe/Paginas/Ariae-Xx/Uploads/Energias-Renovables-Competitivas-Ariae.Pdf. [Último Acceso: 04 10 2018].
[47] D. G. D. Electricidad, «Gobierno Perúano,» Ministerio De Energía Y Minas, 23 08 2018. [En Línea]. Available: Https://Www.Gob.Pe/Institucion/Minem/Noticias/18193-La-Produccion-Electrica-Nacional-Crecio-3-2-El-Primer-Semestre-De-2018. [Último Acceso: 08 10 2018].
[48] C. D. C. E. I. D. Arequipa, «Potencial Energético De Arequipa,» Arequipa, 2016.
[49] ISOLUXCORSAN, «ISOLUXCORSAN,» [En Línea]. Available: Http://Www.Isoluxcorsan.Com/Recursos/Doc/Proyectos/Proyectos-Solares-En-Peru.Pdf. [Último Acceso: 08 10 2018].
65
[50] La República, «La República,» La República, 14 10 2017. [En Línea]. Available: Https://Larepublica.Pe/Economia/1109933-Hay-5-Proyectos-Para-Generar-Energia-Solar-En-La-Region-Arequipa. [Último Acceso: 08 10 2018].
[51] Gobierno Del Perú, «Gobierno Del Perú,» Ministerio Del Ambiente, 2018 03 2018. [En Línea]. Available: Https://Www.Gob.Pe/Institucion/Minam/Noticias/1229-Inauguran-Planta-Solar-Mas-Grande-Del-Pais-Como-Parte-De-La-Respuesta-Peruana-Al-Cambio-Climatico. [Último Acceso: 08 10 2018].
[52] PUCP, «PUCP,» Grupo PUCP, 01 03 2017. [En Línea]. Available: Http://Gruporural.Pucp.Edu.Pe/Nota/El-Desarrollo-De-La-Energia-Solar-En-El-Peru/. [Último Acceso: 08 10 2018].
[53] A. Perú, «Módulos De Estudio Con Paneles Solares En La Unsa,» La Republica, P. 21, 29 Marzo 2019.
[54] Y. Al-Mashhadany Y H. Attia, «Novel Design And Implementation Of Portable Charger Through Low-Power Pv Energy System,» Advanced Materials Research, Vol. 925, Nº 1, Pp. 495-499, 2014.
[55] C. Schuss Y T. Rahkonen, «Solar Energy Harvesting Strategies For,» Proceeding Of The 14th Conference Of Fruct Associa, Vol. 1, Nº 1, P. 8, 2014.
[56] J. E. Castrillon Forero, Escritor, Energia Solar. [Performance]. Slideshare, 2008.
[57] P. J. J. De Dios Ortiz, «Diseño Del Sistema Fotovoltaico,» De Propuesta De Diseño Del Sistema Solar Fotovoltaico Para El Sistema Eléctrico En El Anexo De Tinco, Distrito De Alis, Provincia De Yauyos Y Departamento De Lima - 2017, Huancayo, Universidad Continental, 2018, P. 92.
[58] E. Energia, «Ecogal Energia,» Ecogal Energia, 01 Setiembre 2015. [En Línea]. Available: Http://Www.Ecogalenergia.Es. [Último Acceso: 09 Enero 2010].
[59] GERDECON, «Disposición Y Orientación De Los Paneles,» De Diseño E Intalación De Paneles Solares, Arequipa, GERDECON, 2019, P. 49.
[60] O. Salinas, «Intensity,» Intensity, 29 06 2016. [En Línea]. Available: Https://Www.Intensity.Mx/Es/Blog/Conceptos-B%C3%A1sicos-De-Conductores-El%C3%A9ctricos. [Último Acceso: 27 12 2018].
[61] G. Baca Urbina, «Evaluación Económica,» De Evaluación De Proyectos, México, Mc Graw Hill, 2010, P. 318.
[62] M. R. Mete, «Valor Actual Neto Y Tasa De Retorno,» Instituto De Investigación En Ciencias Económicas Y Financieras, Universidad La Salle - Bolivia, Vol. 7, Nº 81, P. 85, 2014.
[63] B. C. D. R. D. Perú, «Notas De Estudio Del Bcrp,» Notas De Estudio, Vol. 14, Nº 43, P. 10, 2019.
[64] J. Maceira, «Mauna Media,» Marketing Digital, 26 Octubre 2017. [En Línea]. Available: Https://Www.Maunamedia.Com/Inversion-Empresas-En-Publicidad-Y-Mercadeo/#.Xrzgb497lpy. [Último Acceso: 4 Junio 2019].
[65] O. S. D. L. I. E. E. Y. M. -. Osinergmin, «Tarifas De Electricidad,» Tarifas Y Mercado Eléctrico, Vol. 13, Nº 12, P. 5, 2015.
[66] M. F. Salinas Núñez Y G. F. Vargas Rivas, «Repositorio Universidad De Guayaquil,» 07 2015. [En Línea]. Available: Http://Repositorio.Ug.Edu.Ec/Bitstream/Redug/13739/1/Tesis%20cargadores%20solares%20final%201%20dicccbbb.Pdf. [Último Acceso: 21 11 2018].
