Análisis de factibilidad para el diseño de una estación de carga de medios de transporte eléctrico utilizando energía solar fotovoltaica en Piura

Abstract

El objetivo de la tesis es diseñar una estación de carga con una alimentación a través de paneles solares para cargar vehículos de transporte eléctrico con energía eléctrica que provenga de una fuente renovable, localizado en la Universidad de Piura, analizando dos casos de estudio: sistema fotovoltaico aislado con banco de baterías y sistema fotovoltaico conectado a la red. Se busca además cotizar el costo total de inversión inicial para ambos casos, analizar el impacto que tendría este tipo de tecnología en la sociedad y como se vería afectada en la transición a una energía renovable y obtener la licencia oficial de un software 3D para realizar una simulación de la estación de carga eléctrica para ambos casos y comparar los resultados en los cálculos matemáticos y los brindados por la simulación. Se parte investigando y reuniendo la información más relevante de los sistemas fotovoltaicos y los medios de transporte eléctrico en el Perú y el mundo. Se establecieron 2 casos de estudio y analíticamente se dimensionó los componentes principales de la estación de carga tales como paneles solares, inversores, reguladores, baterías, conductores, sistema de protección y medición. Esto dio paso al análisis de sostenibilidad, tiempo de recuperación de la inversión inicial, la cantidad de CO2 que se dejaría de emitir y el impacto en la sociedad y en especial en los usuarios de este tipo de tecnología. El desarrollo 3D en PVSOL premium para verificar y comparar los resultados analíticos con los obtenidos en el programa. Los resultados más relevantes fueron: la comparación entre la cantidad de energía generada estimada analíticamente y en PVSOL para ambos casos, con una diferencia de 5,970.6 kWh/año para el caso 1 y 4,453 kWh/año para el caso 2. Otro resultado resaltante fue la comparación entre los presupuestos iniciales para ambos casos, donde el uso de baterías de ion-litio fue el elemento diferencial, el cual incrementó la inversión en S/129,216 soles. Asimismo, esto fue el principal motivo en el contraste sustancial de 7-8 años en el tiempo de recuperación económica entre ambos casos. Se destaca la reducción en la emisión de CO2/año, con más de tres toneladas de CO2 /año para el caso 1 y más de 2 toneladas de CO2 /año para el caso 2, todo esto en un periodo observado de 20 años. Se concluye que al comparar ambos casos que la mayor diferencia en la inversión inicial se debe al uso de baterías de ion-litio. Asimismo, para que los sistemas fotovoltaicos se establezcan como principal fuente de energía eléctrica, se debe mejorar la tecnología de las baterías, expandir su producción para disminuir los precios y poder abastecer de energía continua durante las 24 horas. De acuerdo al análisis de rentabilidad, ambos casos resultan factibles.