https://doi.org/10.37815/rte.v34n4.981
Artículos
originales
Evaluation and improvement of public lighting with photovoltaic syst=
ems
of a side avenue in Loja, Ecuador
Daniel Alexander
Patiño Vásquez1
Mario Alejandro Orellana Sánchez=
1=
https://orcid.org/0000-0001-8052-5138, Valeria del Rosario Herrera Salazar1 https://orcid.org/0000-0002-7215-5461, Juan Carlos Solano Jiménez1, 2 <=
/span>https://orcid.org/0000-0002-8103-5429
1Universidad Naci=
onal
de Loja, Facultad de la Energía, Loja, Ecuador
daniel.patino@unl.edu.ec, mario.a.orellana@unl.edu.ec, vherrera@unl.edu.ec
2Centro de
Investigaciones Tecnológicas y Energéticas, (CITE), UNL
Enviado: 2022/09/28
Aceptado: 2022/12/23
Publicado: 2022/12/30
Resumen
El presente trabajo consiste en documentar el estado actual de los sistemas fotovoltaicos que sirven para el alumbrado público y que se encuen= tran instalados en la Avenida Lateral de Paso Ángel Felicísimo Rojas (Loja-Ecuad= or). El propósito es identificar las principales causas de su bajo rendimiento durante horas de la noche ya que afecta a la ciudadanía y a la comunidad universitaria debido a que dicha avenida es usada como ruta alternativa que= une a varios sectores de la ciudad de Loja. Por otro lado, la agrupación de dat= os recolectados mediante la aplicación de una encuesta a moradores cercanos a = la avenida permitió identificar el grado de satisfacción que tienen referente a las luminarias instaladas. Las principales conclusiones que se tienen del p= resente proyecto, indican que al emplear los sistemas fotovoltaicos se debe tener en cuenta su constante mantenimiento ya que se encuentran expuestos al aire libre. De la misma manera, se debe considerar = bajo qué condiciones medio ambientales trabajan, en es= te caso es un clima cambiante.
Sumario: Introducc=
ión, Materiales
y Métodos, Evaluación del sistema, Resultados, Discusión y Conclusione=
s. Como citar=
: Patiño, D=
., Orellana,
M., Herrera, V. & Solano, J. (2022). Evaluación y propuesta de mej=
ora
del alumbrado público con sistemas fotovoltaicos de la avenida lateral=
de
paso en la ciudad de Loja - Ecuador. Revista Tecnológica - Espol, 3=
4(4),
186-198. http://www.rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/9=
81
=
Palabras clave: alumbrado público, sistemas fotovoltaicos,
paneles solares, energía solar.
Abstract
This documents the current sta=
te
of the photovoltaic systems for public lighting in the side avenue of Loja,
Ecuador. It aims to identify the principal causes of its low performance du=
ring
night hours that affects the citizens and the university community since th=
is
avenue is an alternative route that links several sectors of Loja city. On =
the
other hand, the grouping of data collected through the application of a sur=
vey
of residents near the avenue made it possible to identify their degree of
satisfaction with the installed lighting. The main conclusions of this study
suggest that the constant maintenance of photovoltaic systems must be taken
into account when they are exposed to the open air, as well as the environm=
ental
conditions under which they work; in this case, they work with a changing
climate.
Introducción
La
iluminación pública tiene un gran impacto en la seguridad de las avenidas, =
sin
embargo, el coste energético que conlleva puede ser alto. Por ello, existen
alternativas amigables con el medio ambiente como el uso de paneles solares
fotovoltaicos. En el caso de la Avenida Lateral de Paso Ángel Felicísimo Ro=
jas
(Loja – Ecuador), al ser un proyecto nuevo construido en el 2015, se vio la
posibilidad de implementar esta nueva tecnología y con ello conseguir la
iluminación completa de la avenida. La utilización de esta energía resulta =
viable
para escenarios de este estilo, pero requiere de un correcto mantenimiento =
para
que cumplan con su tarea principal que es el alumbrado público en horas de =
la
noche (Alvarado,
2015).
Hoy e=
n día,
el funcionamiento de las luminarias fotovoltaicas de la mencionada avenida =
es
deficiente. En este momento presenta en tramos que la iluminación llega a s=
er
inexistente, lo cual puede ser causa de accidentes de tránsito tanto de la
ciudadanía en general como de la comunidad universitaria que transita dicha
avenida con regularidad. Una iluminación adecuada durante horas nocturnas p=
uede
llegar a ser un factor crítico en la seguridad de conductores y peatones al
punto de disminuir el nivel de accidentes en un 30% (Beyer
& Ker, 2009; Klinjun et al., 2021).
En un
principio, el proyecto de iluminación de la avenida contemplaba un total de=
600
postes y 1200 luminarias, cada luminaria con su respectiva batería alimenta=
da
desde el panel solar. Actualmente, en la avenida existen un total de 587 po=
stes
los cuales acumulan 1174 luminarias, de las cuales 948 no son funcionales y
solo 116 luminarias se desempeñan correctamente. Esto quiere decir que solo=
un
9.8% del total de la iluminación de la avenida funciona. Haciendo uso de la
tecnología, en este caso de un dron, se pudo recolectar la evidencia sufici=
ente
para determinar que el mayor problema que enfrenta la avenida es el mal est=
ado
de sus baterías y el precario estado de los paneles fotovoltaicos ya que es=
tán
expuestos a grandes cantidades de polvo y suciedad en general.
El pr=
ecio
estimado de los sistemas fotovoltaicos instalados a lo largo de toda la ave=
nida
es de aproximadamente 2.9 millones de dólares (Solar Fotovoltaica - Soluciones Técnic=
as
Integrales CIA. LTDA., 2015). Debido al poco mantenimiento q=
ue
recibe, las personas optan por hacer uso de rutas alternas, ocasionando de =
este
modo un incremento notable en el tráfico vehicular en la parte céntrica de =
la
ciudad. Por esta razón, el presente trabajo se enfoca en la detección de los
principales problemas que presenta esta avenida en rela=
ción
al alumbrado público, con el propósito de entregar un plan de acción=
en
el cual se especifique las posibles soluciones al problema actual de ilumin=
ación.
El ob=
jetivo
del presente trabajo de investigación es describir el estado actual de la
avenida. Para la obtención de información se emplearán herramientas como:
aplicación de encuestas a moradores cercanos a la avenida, entrevistas, cám=
aras
térmicas, imágenes aéreas y asesoramiento con expertos. Con ello, se espera=
presentar
una serie de propuestas de mejora que puedan servir como fuente de informac=
ión
para la autoridad encargada, en este caso, el Ministerio de Transporte y Ob=
ras
Públicas (MTOP) al momento de repotenciar dicho proyecto.
Para =
el
planteamiento de las posibles soluciones se toman en consideración ciertos
factores que influyen directa o indirectamente en el sistema fotovoltaico. =
Entre
los factores más influyentes está el polvo, climas cambiantes, poco
mantenimiento de los paneles solares, días nublados con poca absorción de r=
ayos
solares hacia los paneles solares. Por otro lado, para la selección de nuev=
os
sistemas fotovoltaicos se tuvo presente ciertas características como panales
resistentes y con mayor sensibilidad en la absorción de rayos solares. De la
misma manera, se toma en consideración la certificación de su durabilidad y
eficiencia al exponerse al polvo y suciedad en general.
Materiales y Métodos
Paneles fotovoltaicos instalados actua= lmente en la avenida lateral de paso
El
proyecto de instalación de luminarias fotovoltaicas fue realizado en el 201=
5,
duró aproximadamente tres meses (mayo-agosto). En un comienzo se instalaron
correctamente un total de 600 postes solares de alumbrado público, cada uno=
de
los postes tenían dos paneles fotovoltaicos, cuatro baterías de gel, dos
luminarias y reguladores crepusculares.
A
continuación, se detalla cada uno de los componentes que fueron tomados en
consideración durante la instalación de dicho sistema:
Tabla 1Figura 1.
Uno d=
e los
principales factores para el mal funcionamiento del sistema de alumbrado
público de la avenida es que no se ha tomado ninguna acción frente a la
cantidad de polvo, y la suciedad que cubre los paneles solares tal como se
muestra en la Figura 2. Está comprobado que las altas
temperaturas y la acumulación de polvo puede llegar a afectar el rendimient=
o de
estos sistemas y disminuir la eficiencia de un panel fotovoltaico hasta en =
un
60% (Garrido
Jiménez, 2020; Sulaiman et al., 2014).
|
Figura 1 Si= stemas fotovoltaicos expuestos al polvo |
Figura 2 Po= ste en malas condiciones ubicado en la avenida lateral de paso, producto de la inestabilidad del terreno |
Figura 3(Bertran,
2017; Mosqueda Pérez & others, 2021).
Evaluación del sistema
Dentr=
o del
marco de la presente investigación se realizó el levantamiento de informaci=
ón
referente al estado actual del sistema de alumbrado público instalado en to=
da
la avenida lateral de paso Ángel Felicísimo Rojas. Del mismo modo se recole=
ctó
información del nivel de satisfacción de los moradores cercanos a la avenid=
a, en
cuanto al funcionamiento de las luminarias durante horas de la noche.
El es=
tudio
del nivel de satisfacción fue llevado a cabo mediante encuestas aplicadas a=
115
moradores estratégicamente seleccionados, ellos tienen sus viviendas cercan=
as a
la avenida lateral de paso, el objetivo fue captar respuestas más confiable=
s.
Por o=
tro
lado, con el objetivo de proponer posibles soluciones frente al problema ac=
tual
del sistema de alumbrado público, se llevó a cabo el análisis de los difere=
ntes
factores que influyen en el mal funcionamiento de los sistemas fotovoltaico=
s.
De ellos se encontró falta de mantenimiento de los paneles solares. Además,=
se
pudo observar que el clima cambiante en la ciudad de Loja no ayuda con el
correcto funcionamiento de los sistemas, puesto que en días nublados no se
logra captar los rayos solares de una manera eficiente.
Resultados
Los sistemas de alumbrado público
instalados en la avenida lateral de paso se encuentran compuestos por
luminarias, paneles solares, baterías y reguladores. Todos estos componentes
forman un sistema fotovoltaico autónomo, los cuales tiene la tarea principa=
l de
almacenar energía solar recolectada durante el día y posteriormente ser usa=
da
en horas de la noche. De esta forma ofrecen energía suficiente para ilumina=
r la
carretera por medio de las farolas LED.
Existen varias formas de abordar=
el
problema vigente en el sistema de alumbrado público de la avenida. Los auto=
res
los plantearon basándose en una investigación bibliográfica, adicionalmente,
tomaron en consideración el estado actual de los sistemas instalados y se h=
an
determinado 5 posibles soluciones a ejecutar frente al problema presente.
La primera de las soluciones
propuestas es un sistema híbrido (SFV con almacenamiento y con conexión a r=
ed)
el cual consiste en el uso de energía fotovoltaica y la red eléctrica
convencional. Este sistema es una combinación de diferentes tecnologías que=
se
unen con el propósito de crear un sistema eléctrico unificado para diferent=
es
objetivos, entre los más aplicados están la generación de corriente eléctri=
ca
para el alumbrado público, alumbrado de viviendas, entre otros. Esta propue=
sta
será implementada como medida adicional de abastecimiento de energía, como =
bien
se conoce las baterías instaladas pueden almacenar una cantidad limitada de
energía, la cual es convertida en corriente eléctrica para dar funcionamien=
to a
las farolas LED. Por lo tanto, lo que se pretende con esta propuesta es
abastecer de corriente eléctrica tradicional y otorgar la energía suficiente
para las farolas LED.
En esta propuesta, como primer p=
aso,
se considera la distancia que existe entre todos los paneles fotovoltaicos
instalados en la avenida lateral de paso, dando un total de 15.5 km. Además=
, se
utilizará cable de bandeja tipo VNTC el cual es adecuado para la implementa=
ción
de la presente propuesta. Del mismo modo se consideró el uso de inversores =
de
energía solar híbridos.
Tabla
2
Precio del cable de bandeja de nailon de vinilo
|
Precio /
100m |
Nro. Conduct=
ores |
Tamaño |
Voltaje =
; |
Temperatura<= o:p> |
Conductores<= o:p> |
Diámetro |
|
190 USD |
3 |
14 AWG |
600 |
8°C - 90°C |
UL 66 NEC tipo TFN, UL 1=
277
tipo TC-ER |
0.34 pulgadas |
Tabla
3
Precio del inversor de energía solar híbrido
|
Precio /
100m |
Entrada de C=
A |
Entrada de C=
C |
Salida |
Dimensiones =
cm |
Fabricante |
Pilas |
|
890 USD |
Fase dividida 240Va=
c |
48 =
Vcc |
6000 W continuo 18000 W =
pico |
38.10 × 29.98 × 74.93 |
SafeG=
uard Po=
wer
Solutions, LLC. |
4 × 12V (Tipo de pila
necesaria) |
El tiempo aproximado de instalac=
ión de
la red eléctrica para esta propuesta se podría considerar en 3 meses. Se ti=
ene
como base el tiempo que le tomó a la empresa ENERPRO <=
!--[if supportFields]>
La segunda solución presentada e=
s la
sustitución de los sistemas fotovoltaicos por alternativas actuales y moder=
nas.
Dicha propuesta consiste en reemplazar todo el sistema instalado, por
tecnologías que tengan mejores prestaciones, certificaciones, mayor eficien=
cia
energética y que se puedan usar en las condiciones presentes a lo largo de =
la
avenida lateral de paso. El sistema que se cambiaría se compone por paneles
fotovoltaicos, baterías, luminarias y reguladores. El propósito principal de
esta solución es emplear una tecnología más eficiente para obtener mayor
energía con un uso moderado de los sistemas fotovoltaicos autónomos instala=
dos.
Actualmente, existen 587 postes, por lo tanto, se debe considerar que en ca=
da
poste irán instalados dos sistemas solares fotovoltaicos.
Tabla
4
Precio de sistemas de paneles solares
|
Precio / 2 k=
its |
Tipo |
Potencia |
Tensión |
Batería |
Cargador |
Regulador So=
lar |
Tensión máxi=
ma |
|
1 150 USD |
Aislada |
2700 W |
48 V 230 V |
Litio |
80 A |
80 A MPPT |
450 V |
El tiempo estimado de instalació=
n se
podría prolongar a 2 meses y el importe estimado sería de La tercera solución presentada e=
s la
eliminación del uso de energía fotovoltaica con el fin de utilizar la red e=
léctrica
tradicional. Esta propuesta se enfoca en instalar la red eléctrica
convencional, pues esta red es la que se encuentra actualmente funcionando =
en
zonas urbana. Este sistema de luminarias consiste en la instalación de un p=
oste
de hormigón y una lámpara la cual funciona con vapor de sodio. La
implementación de esta propuesta es necesario que abarque toda la avenida q=
ue
integra los paneles fotovoltaicos, con el propósito de implementar en ese m=
ismo
espacio el cableado de red eléctrica convencional. Cabe recalcar que esta
solución solo sería implementada en el peor de los casos debido a que se
estaría considerando el desecho o reciclaje de todos los paneles fotovoltai=
cos.
Además, se debería considerar la reutilización de los postes de acero
actualmente instalados, para esto se deberían hacer pruebas de resistencia a
los postes ya que fueron instalados con el propósito principal de soportar
únicamente un sistema de energía fotovoltaica autónoma. Para esta propuesta se tendría q=
ue
realizar un estudio general de toda la avenida y verificar la cantidad de c=
able
a utilizar. Además, se debe verificar frente a qué tipo de condiciones
ambientales debería resistir un poste de hormigón y el cable a implementar.
Para la aplicación se tomará en consideración el mismo cable mencionado
anteriormente en la primera propuesta, además, se debe tener en cuen=
ta
el análisis referente al funcionamiento de los postes instalados actualment=
e,
de tal modo que se puedan usar los mismos en el mejor de los casos. Tabla
5 Características
de poste de hormigón Precio Tipo Normas Longitud Carga Diámetro en base Diámetro en punta Tipo de cemento 210 USD Circu=
lar
alivianada NTE, =
INEN
1964, 1965-1 10 m<=
o:p> 2000 =
kgf 38 cm=
18 cm=
Magno=
He Así mismo, se considera la insta=
lación
de nuevas luminarias con vapor de sodio. Tabla
6 Características
de luminarias con vapor de sodio Precio Voltaje Altura Ancho Voltios de lampara Material de carcasa Tipo de lente Rango de potencia 152 USD 120 <=
span
class=3DSpellE>Vca 68.58=
cm 33.02=
cm 100 W=
Alumi=
nio
fundido a presión Gota
acrílica 41 a =
100
W Ya que se tiene conocimiento de =
los
diferentes dispositivos a utilizar se determinaría un tiempo aproximado de
instalación completa de la propuesta que es de unos 5 meses, con una invers=
ión
de 335 418.00 USD. Como cuarta propuesta se tiene la
implementación de un BESS (BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM) en el cual se
almacenará la energía generada por todos los paneles fotovoltaicos a lo lar=
go de
la avenida. La implementación de un BESS lleva consigo una mejora considera=
ble
de entre un 40% – 60% de fiabilidad en el funcionamiento de sistemas impuls=
ados
por energía fotovoltaica (Shamshiri et al., 2018).
Esto a raíz de que un BESS es un sistema controlado que funciona bajo condi=
ciones
específicas como son, la temperatura, humedad, cantidad de ciclos de descar=
ga
de cada batería, etc. Esto implica que dichos sistemas poseen un mayor grad=
o de
tolerancia a los fallos a diferencia de un sistema descentralizado de bater=
ías,
en el cual las baterías se encuentran en diferentes condiciones. Otro punto a tomar en cuenta es que un BESS también pu=
ede
funcionar de manera híbrida, esto a su vez resulta beneficioso, puesto que,=
si
no se llega a cumplir con la cuota diaria de energía necesaria para que las
luminarias funcionen de manera óptima, existe la opción de utilizar la red
eléctrica tradicional para suplir esta deficiencia energética lo que provee=
al
sistema de una mayor fiabilidad. Por norma general la temperatura
recomendada para una batería oscila entre los 20 C° y 25 C°, si se excede este límite la batería mejorará su rendimiento (Se redu=
ce
la resistencia interna y se acelera la reacción química) a costa de un mayor
desgaste en su vida útil si se supera este umbral durante periodos de tiempo
prolongados. Por el contrario, el someter a una batería a temperaturas meno=
res
al umbral antes mencionado aumentará la resistencia interna y por consiguie=
nte
disminuirá su capacidad. Para este caso se utilizarán las
baterías previamente instaladas que cumplan con la especificación de estar =
al
menos a un 60% de su vida útil. En caso de no contar con las suficientes se
optará por baterías de Litio o gel dependiendo del poder adquisitivo del
organismo encargado, con el fin de llegar a suplir la demanda energética de
todas las luminarias de la avenida. Tabla
7 Baterías
de gel sunpal 6-CNF-200 Vida útil Precio Voltaje de la batería Capacidad de la batería Dimensiones Peso Estructura 15 años 230 USD 12 Vcc 200 ah 240 × 224 × 522 mm 60 kg Aleación de plomo y estaño de alta pureza La propuesta está considerada pa=
ra ser
implementada en un lapso de 12 meses con una inversión de Figura
4 Diseño
preliminar del sistema BESS La quinta propuesta comprende la
revisión y sustitución de paneles estropeados, baterías y luminarias,
conservando los dispositivos funcionales. Tras la recolección de datos del
estado actual del sistema de alumbrado público de la avenida, se ha visto l=
a posibilidad
de re-potenciar dicho sistema, de manera que se=
pueda
reducir costos, preservando los activos funcionales en la iluminación e
implementando alternativas más actuales en aquellas luminarias que ya no
funcionan de la mejor manera. Uno de los principales factores =
para
el mal funcionamiento del sistema de alumbrado público de la avenida es que=
no
se ha tomado ninguna acción frente a la cantidad de polvo, y la suciedad que
cubre los paneles solares. Está comprobado que el polvo puede llegar a afec=
tar
en gran medida el rendimiento de estos sistemas, esto se puede corroborar e=
n un
artículo científico publicado en 2014 en el cual se detalla que la presenci=
a de
polvo puede llegar a disminuir la eficiencia de un panel fotovoltaico hasta=
en
un 60% (Aghaei et al., 2022; Sulaiman et al., 2014)
Otro punto a considerar,
es la inseguridad presente a lo largo de la avenida, esto ha producido que =
en
varios de los postes los reguladores de carga hayan sido sustraídos debido a
que se encuentran ubicados en un compartimento de fácil acceso para el pers=
onal
encargado de su revisión.
Figura
5
Poste al cual se le ha sustraído su regulador de carga
Los paneles fotovoltaicos son los
elementos más sensibles a las variaciones de su entorno, por lo cual se ten=
dría
que realizar una revisión del estado y prueba de cada uno de ellos, present=
es a
lo largo de la avenida.
En el caso que el panel fotovolt=
aico
esté funcionando de forma correcta, pero esté generando menos corriente de =
lo
normal, se tendrá que realizar un mantenimiento. Dicho mantenimiento consis=
te en
retirar -una vez al mes- cualquier tipo de objeto, suciedad, etc., que pueda
afectar a la correcta producción de los paneles fotovoltaicos, por ejemplo:
excrementos de aves o polvo. El polvo acumulado o los restos de polución
también deben ser eliminados en la medida de lo posible, ya que disminuirá =
la
corriente eléctrica generada y si perduran en el tiempo podrían generar pun=
tos
calientes.
Para mantener limpio el panel so=
lar
basta con utilizar agua con una pequeña cantidad de jabón para que sea post=
eriormente
más sencillo aclararlo. No se recomienda utilizar detergentes o materiales =
de
limpieza ásperos ya que se puede dañar la superficie del panel permanenteme=
nte.
La implementación de la presente
propuesta está considerada para un lapso de 5 meses, tomando como referenci=
a el
estado actual de los sistemas fotovoltaicos parcialmente funcionales, la
inversión aproximada es de 402 500.00 USD.
La última propuesta comprende en=
la
reutilización de los componentes presentes actualmente en el sistema de
alumbrado público de la avenida lateral de paso para poder establecer una
central fotovoltaica con almacenamiento centralizado y con conexión a la red
eléctrica. En la actualidad en Ecuador, el sector energético se encuentra
desarrollado en un 70% por fuentes=
de energía
hidráulica, un 28% mediante la producción de energía térmica y tan solo el =
2%
en fuentes diferentes como lo son la eólica, la biomasa y la energía solar =
(de Electricidad y Energía Renovable, 2013).
Por lo anterior, el país y la industria deben enfocar sus esfuerzos en la
búsqueda e implementación de fuentes de energía que sean amigables con el m=
edio
ambiente y que a su vez mejoren los costos asociados a la generación de
productos y servicios. Es por dicha razón, que se ha visto la posibilidad de
aportar de manera significativa a la generación de energía eléctrica de la
región, a través de un centro fotovoltaico.
El sistema de alumbrado público =
de la
avenida lateral de paso, consta con aproximadame=
nte 1
172 paneles fotovoltaicos, los cuales no están siendo aprovechados de la me=
jor
manera, ya sea por la dificultad de su mantenimiento o por problemas en sus
baterías. Además, actualmente la institución encargada de dicho sistema está
planeando repotenciar este proyecto, a través de la inclusión de todo el
sistema de alumbrado a la red eléctrica de la ciudad.
Con la finalidad de aprovechar e=
stos
activos se ha visto la posibilidad de plantear un proyecto de generación de
energía fotovoltaica con todas las medidas necesarias para sacarle el mejor
partido a los paneles presentes a lo largo de la avenida.
Tabla
8
Características técnicas de los paneles actualmente instalados= en el sistema de alumbrado público de la avenida lateral de paso
|
Vida útil&nb=
sp; |
Precio |
Modificación=
|
Circuito |
Potencia |
Corriente |
Eficiencia <= o:p> |
Dimensiones<= o:p> |
|
30 años |
225 USD |
36 células, 4 × 9.5 Bushbars |
24.10 |
20.39 |
11.99 |
21.06 % |
1560<=
/span>×700×35mm |
El dis=
eño
preliminar de esta central se muestra a continuación:
Figura
6
Diseño
preliminar de una central fotovoltaica con un sistema BESS
Esta propuesta está considerada =
para
un lapso de 12 meses, con una inversión aproximada de 643 000.00 USD.
Discusión
Los hallazgos del presente estud=
io
indican que al emplear tecnología fotovoltaica se deben tomar medidas que
satisfagan todos los factores que implican el correcto funcionamiento del
sistema instalado. De tal manera que se logre abarcar todos los posibles
errores que se puedan presentar a medida que pasa el tiempo de funcionamien=
to,
ya que de otra manera dichos sistemas instalados no lograrán cubrir con la =
expectativa
deseada y se tendrá que recurrir a soluciones viables lo cual implica el ga=
sto
de nuevos recursos como es el caso de la presente investigación.
Para la presentación de propuest=
as de
solución detalladas en el presente estudio fue necesario un trabajo en 3 fa=
ses:
Como primera fase se obtuvo
información relevante con respecto a la tecnología empleada en los sistemas
fotovoltaicos, actualmente instalados en la avenida lateral de paso. Además=
, se
realizó una encuesta aplicada a moradores que viven a los alrededores de la
avenida. Gracias a esta encuesta aplicada se pudo constatar un descontento =
por
parte de los moradores en relación al mal
funcionamiento del sistema de alumbrado público.
Por otro lado, en la segunda fas=
e se
realizó un estudio personal enfocado al estado actual de los paneles
fotovoltaicos. Para el cumplimiento de dicho estudio fue necesario la
utilización de un dron profesional con cámara de alta calidad para la obten=
ción
de imágenes aéreas de los paneles solares en los cuales se pudo evidenciar =
la
presencia de polvo y residuo de aves. Además, gracias a las imágenes obteni=
das
se pudo constatar que ciertos paneles solares se encuentran erróneamente
ubicados, influyendo en su rendimiento al captar los rayos solares.
En la tercera y última fase se c=
rearon
posibles soluciones entre las cuales se detalla desde un cronograma de
instalación o aplicación de la solución propuesta hasta un precio estimado
referencial que se detalla a continuación.
Tabla
9
Propuestas de solución presentadas
|
Nombre de la propuesta |
Precio Estimado |
Tiempo de ejecución (meses) |
|
Instalación de Sistema Híbrido (SF con
almacenamiento y con conexión a red) que consiste en el uso de energía
fotovoltaica y la red eléctrica convencional. |
73 750.00 USD |
4 |
|
Sustitución de los sistemas fotovoltaic=
os
por alternativas actuales. |
679 300.00 US=
D |
2 |
|
Eliminación del uso de energía fotovolt=
aica
y utilizar la red eléctrica tradicional. |
335 418.00 USD |
5 |
|
Implementación de un BESS (BATTERY ENER=
GY STORAGE
SYSTEM) en el cual almacenar la energía generada por todos los paneles
fotovoltaicos a lo largo de la avenida |
458 890.00 US=
D |
12 |
|
Revisión y sustitución de paneles
estropeados, baterías y luminarias, conservando los dispositivos funciona=
les. |
402 500.00 USD |
5 |
|
Central Fotovoltaica con almacenamiento
centralizado y con conexión a la red eléctrica. |
643 000.00 US=
D |
12 |
El sistema de alumbrado público de la avenida late=
ral
de paso, al contar con tecnologías fotovoltaicas, implica la necesidad de un
mantenimiento periódico para un correcto funcionamiento. Se recomienda real=
izar
una limpieza entre 3 y 4 veces al año, o con mayor frecuencia si se trata de
una zona con altos niveles de polvo y suciedad tal como es en el presente c=
aso.
Por tal motivo, en la actualidad, dicho sistema de alumbrado público no está
funcionando de forma óptima. Debido al mal funcionamiento, aumenta la
inseguridad al transitar esta avenida en horarios nocturno ya sea por la
delincuencia o por problemas de tránsito.
Con el pasar del tiempo el rendimiento relacionado=
a
la iluminación ha sido cada vez menos eficiente debido a la falta de
mantenimiento hacia los paneles solares. Del mismo modo, el clima cambiante
también afecta el rendimiento de los paneles dentro la avenida. E
Dichas
soluciones buscan reducir el costo de implementación; además, en la medida =
de
lo posible, hacer uso de los sistemas que se encuentran instalados en el ca=
so
de que se opte por utilizar otro tipo de tecnología, como los sistemas híbr=
idos
o la red eléctrica tradicional. El mayor logro que se puede conseguir es que
una de las propuestas pueda llegar a ser implementada en un futuro no muy
lejano, además se busca que la información derivada sirva de soporte para o=
tros
problemas en los cuales se relacione el uso de tecnología fotovoltaica, con=
el
propósito de fomentar el correcto uso de dichos sistemas que están
revolucionando el mercado de la energía limpia.
A base de la información expuesta y al estado actual de la avenida en
cuestión, se considera factible implementar la propuesta del sistema híbrid=
o,
el cual consiste en la instalación de una red eléctrica en toda la avenida
lateral de paso. Dicha red eléctrica abastecerá de energía suficiente a las
farolas LED en caso de que los paneles solares no hayan recolectado la
suficiente energía en las baterías durante el día, implementando dicha
propuesta se asegura el rendimiento óptimo de la iluminación de la avenida =
en
horas de la noche. Esta opción, al igual que las demás, fueron dadas a cono=
cer
a la entidad encargada, en este caso el MTOP, quienes constataron que dicha
información sirve como fuente de información para el desarrollo de obras
complementarias dentro de la infraestructura vial.
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