Aplicación de energías renovables en el diseño del sistema de recirculación del agua en una piscina semiolímpica de la ciudad de Tacna

Abstract

El objetivo principal del presente estudio de investigación es proponer la aplicación de energías renovables no convencionales (sistema fotovoltaico y térmico) con convencionales (electricidad) en el diseño del sistema de recirculación del agua realizando un análisis comparativo en el aspecto económico a fin de determinar la alternativa más viable en la piscina semiolímpica del distrito coronel Gregorio Albarracín Lanchipa, provincia y región Tacna. Por lo tanto, este estudio se investigó mediante un diseño de propuesta de mejora, teniendo como primer paso elaborar un diagnóstico situacional del sistema de recirculación de la piscina semiolímpica y el recurso solar local disponible, como segundo punto se realizó el diseño del sistema de recirculación temperado por un sistema térmico con colectores solares, accionado por un sistema fotovoltaico interconectado a red y energía eléctrica convencional, como tercer paso se realizó el análisis económico de energías renovables en comparación con el sistema convencional de suministro de energía eléctrica con la finalidad de determinar la alternativa más viable. Aplicando esta metodología para el caso de estudio, en primer lugar, se obtuvo que la piscina semiolímpica se encuentra en estado inoperativo y subdimensionado, lo cual requiere de un nuevo diseño del sistema de recirculación y la radiación solar promedio obtenida de la NASA es 5.54 kWh/m^2/día, en segundo lugar, el nuevo sistema de recirculación está diseñado para operar bajo una tasa de recirculación de 04 volteos diarios (cada 06 horas) con un caudal de 80.73 m^3⁄h cumpliendo con el reglamento sanitario de piscinas D.S.007-2003-SA, asimismo el sistema térmico con colectores solares requiere instalar 72 colectores solares de polipropileno de dimensiones 1.20mx3.80m para suplir una demanda de energía térmica de 1,079,920.00 Wh. por otro lado, el sistema fotovoltaico interconectado a red requiere instalar 30 paneles solares de 455.00 W monocristalinos con dimensiones 2.11 m x 1.05 m para suplir una demanda de energía eléctrica de 65099.42 Wh/día. Finalmente, el análisis económico proporcionó como resultado que la alternativa más viable para el equipamiento del sistema de recirculación del agua es con energía renovable no convencional (sistema térmico con colectores solares) y energía convencional (suministro de energía eléctrica de red pública) requiriendo una inversión inicial de S/.854,782.56 soles con un costo de operación y mantenimiento anual de S/. 241,444.34 soles. con un valor actual neto (VAN) de S/. 612,559.21, con una tasa interna de retorno de inversión (TIR) de 25.80% mayor a la Tasa de Descuento (TD) de 12% y con un período de retorno de inversión (PRI) de 5.22 años.