Publicación técnica 02 · Proyecto de energía solar en Boyacá
Documento técnico para estructurar el proyecto desde la responsabilidad social y la selección del sitio hasta la medición del recurso, la validación de los datos y el dimensionamiento del sistema fotovoltaico.
El tamaño del parque no se define únicamente con una fórmula. Antes se deben conocer la comunidad, el territorio, el punto de conexión, la demanda y la calidad del recurso solar disponible.
Un parque comunitario debe partir de una relación transparente con las personas que pueden beneficiarse o verse afectadas. La participación temprana mejora la sostenibilidad social, la aceptación y el diseño del proyecto. [1]
Usuarios, propietarios, vecinos, organizaciones, autoridades y grupos vulnerables.
Necesidades energéticas, expectativas, riesgos percibidos y condiciones del territorio.
Beneficios, responsabilidades, comunicación, seguimiento y mecanismo de atención.
La ubicación condiciona el recurso solar, la obra civil, el acceso, la conexión eléctrica, las pérdidas, los permisos y la relación con el entorno.
| Grupo | Datos mínimos | Resultado |
|---|---|---|
| Territorio | Coordenadas, área, topografía, uso del suelo y propiedad | Polígono viable |
| Entorno | Vegetación, agua, viviendas, patrimonio y restricciones | Condicionantes |
| Infraestructura | Vías, seguridad, red eléctrica y distancia al punto de conexión | Alternativas técnicas |
| Geotecnia | Suelo, pendiente, drenaje y amenaza natural | Base para estructuras |
El Atlas Climatológico del IDEAM permite consultar radiación global e insolación como referencia inicial para Colombia. Estos datos ayudan a comparar ubicaciones y formular la campaña de medición. [2]
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Irradiancia instantánea | G | W/m² |
| Irradiación acumulada | H | kWh/m² por periodo |
| Irradiancia global horizontal | GHI | W/m² |
| Irradiación en plano de los módulos | HPOA | kWh/m² por periodo |
La irradiancia es una potencia por unidad de área en un instante; la irradiación es su acumulación durante un intervalo. No deben utilizarse como si fueran la misma variable.
El piranómetro es el sensor principal de radiación, pero el estudio requiere una estación de medición. La configuración base debe registrar el recurso solar y las variables meteorológicas que afectan la generación, las pérdidas, el diseño estructural y la calidad de los datos. [5] [8]
| Instrumento o sistema | Variable o función | Uso técnico |
|---|---|---|
| Piranómetro primario horizontal | GHI, W/m² | Caracterizar el recurso global del sitio |
| Piranómetro inclinado | POA o GTI, W/m² | Medir la radiación en el plano representativo del arreglo |
| Termohigrómetro con abrigo | Temperatura y humedad relativa | Modelar temperatura de operación y revisar condiciones ambientales |
| Anemómetro y veleta | Velocidad y dirección del viento | Apoyar el análisis térmico y caracterizar las condiciones del sitio |
| Pluviómetro | Precipitación | Relacionar lluvia, limpieza natural, drenaje y disponibilidad de campo |
| Registrador de datos | Muestreo, promedio y almacenamiento | Centralizar señales con reloj sincronizado y datos sin procesar |
| Alimentación y respaldo | Panel, controlador, batería y protecciones | Mantener continuidad ante fallas de red |
| Comunicaciones | Telemetría y alarmas | Detectar fallas y recuperar datos oportunamente |
| Mástil, soportes y protecciones | Nivelación, puesta a tierra y sobretensión | Asegurar montaje estable y protección de la estación |
La información de viento de la campaña ayuda a caracterizar el sitio, pero el cálculo estructural debe utilizar las acciones de viento y combinaciones exigidas por la normativa de diseño aplicable; no se reemplaza con una serie meteorológica corta.
Los piranómetros deben seleccionarse conforme a ISO 9060 y utilizarse de acuerdo con ISO/TR 9901. El sensor horizontal mide GHI; el sensor inclinado permite observar irradiancia global en el plano previsto del generador. La clase, redundancia y exactitud se definen según la etapa y la incertidumbre aceptable. [3] [4]
| Condición del proyecto | Instrumentación adicional | Finalidad |
|---|---|---|
| Seguidores o análisis avanzado | Pirheliómetro y piranómetro sombreado, o sistema equivalente | Obtener DNI y DHI además de GHI |
| Módulos bifaciales | Albedómetro o piranómetros frontal y posterior | Caracterizar radiación reflejada y plano posterior |
| Pérdidas por suciedad relevantes | Estación de suciedad o pares de celdas de referencia | Cuantificar la pérdida y definir limpieza |
| Piloto fotovoltaico instalado | Celda de referencia y sensores de temperatura de módulo | Relacionar recurso, temperatura y respuesta del módulo |
| Alta variabilidad atmosférica | Barómetro y sensores meteorológicos complementarios | Mejorar análisis y control de calidad |
Clase del sensor, registrador, intervalo de muestreo y variables meteorológicas.
Nivelación, orientación, altura, horizonte despejado y puesta a tierra.
Limpieza, inspección, verificación de nivel, reloj, cableado y alimentación.
| Elemento | Verificación | Evidencia |
|---|---|---|
| Sensores | Clase, rango, sensibilidad, número de serie y calibración vigente | Certificados y fichas |
| Registrador | Canales, resolución, reloj, memoria, promedios y respaldo | Archivo de configuración |
| Montaje | Nivel, orientación, alturas, abrigo y ausencia de sombras | Plano, fotografías y coordenadas |
| Protección | Tierra, sobretensiones, gabinete, cableado y seguridad física | Lista de inspección |
| Mantenimiento | Limpieza, nivelación, desecante, fallas y visitas programadas | Bitácora trazable |
La duración de la campaña se define según la etapa, escala y nivel de incertidumbre del proyecto. Los datos de campo deben relacionarse con series históricas de largo plazo; una medición corta aislada no representa por sí sola la variabilidad interanual. Las buenas prácticas de NREL recomiendan documentar selección, instalación, mantenimiento, calibración y control de calidad. [5]
Antes de calcular potencia se debe demostrar que los datos son trazables, completos y físicamente consistentes. La IEC 61724-1 establece terminología, equipos y métodos para el monitoreo del desempeño fotovoltaico. [6]
El parque debe responder a una demanda documentada y a un acuerdo sobre quién recibe la energía, cómo se mide, quién opera el sistema y cómo se cubren sus costos.
El factor de cobertura debe acordarse y justificarse; no se asume automáticamente que el parque cubrirá el 100 % del consumo.
Con la demanda objetivo, la irradiación en el plano del arreglo y las pérdidas justificadas se realiza el predimensionamiento energético.
| Variable | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Energía objetivo del periodo | Eobjetivo | kWh |
| Potencia fotovoltaica DC | PDC | kWp |
| Irradiación en plano del arreglo | HPOA | kWh/m² |
| Irradiancia de referencia | GSTC | 1 kW/m² |
| Índice global de desempeño | PR | adimensional |
El PR debe construirse con pérdidas explícitas por temperatura, suciedad, sombras, desajuste, cableado, conversión, disponibilidad y limitaciones de red. Estas expresiones sirven para predimensionamiento; el diseño definitivo requiere simulación temporal, selección de equipos, configuración eléctrica, estudios de conexión, protecciones, estructura y evaluación económica.
Procedimiento S-1
Esta publicación presenta información técnica autorizada para divulgación pública. Los resultados detallados, datos operativos, análisis económicos y demás información estratégica del proyecto son confidenciales. Los valores definitivos se establecen con acuerdos verificables, estudios del sitio, mediciones trazables, análisis de incertidumbre y diseño especializado.
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