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El caso de éxito de la empresa AGROSERVICIOSDECOLIMASADECV, que redujo su consumo de energía eléctrica y disminuyó sus costos mediante la integración de un sistema fotovoltaico. el funcionamiento de los sistemas fotovoltaicos, las ventajas y desventajas, y el proceso de justificación económica y viabilidad del proyecto. Además, se discuten los detalles secundarios como la importancia de los medidores bidireccionales y las normas de mantenimiento.
Tipo: Ejercicios
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Índice Índice Introducción Justificación
Objetivos Problemas a resolver, priorizándolos
Procedimiento y descripción de las actividades realizadas Resultados.
Conclusiones y recomendaciones Competencias desarrolladas y/o aplicadas
Referencias bibliográficas y virtuales.
Índice
Introducción
Justificación Objetivos
Problemas a resolver Procedimiento y descripción de las actividades realizadas
Resultados.
Conclusiones y recomendaciones Competencias desarrolladas y/o aplicadas
Referencias bibliográficas y virtuales.
que tendrá la empresa y concluir con la estimación de beneficios económicos para
le empresa empezando de este año hasta el retorno de la inversión que son
alrededor de 5 años, también se tuvo que analizar y mostrar algunos detalles
secundarios como lo que son las normas para poder darle mantenimiento a los paneles solares y que puedan funcionar de la manera más eficiente.
Historia de la empresa
Agroservicios es una empresa familiar y 100% mexicana. Con más de 40 años en
el mercado, ubicado en carretera Coquimatlán Km.3 S/N lo de villa, Colima.
Desde su fundación a la fecha se ha caracterizado por la innovación y la inclusión
de nuevas tecnologías que buscan mejorar sus productos y servicios para sus
clientes, Esta compañía ha desarrollado e implantado estrategias de mercado que
nos lleven a satisfacer los nichos de mercado más exigentes en calidad y servicio,
por ello sus clientes siempre quedan satisfechos con sus productos y servicios.
Actualmente agroservicios cuenta con 80 trabajadores, 65 obreros y 15
administrativos, y en temporada alta (Septiembre – Enero) se contratan 10 obreros
más, para cubrir la demanda de arroz, también se cuenta con 2 tolvas que cubren
la demanda de más de 150 productores de arroz, al año se procesan más de
18,000 toneladas de arroz palay y se cuenta con capacidad instalada para procesar
un 33% adicional.
Localización de la planta
electricidad por vías fotovoltaicas que comprarla de la CFE. En México y alrededor
del mundo el precio de la electricidad se ha disparado y seguirá subiendo
paralelamente al precio del petróleo. Con un sistema fotovoltaico se “congelara” el
precio de la electricidad que se consume por lo largo de la vida útil del sistema
fotovoltaico 40 años
Actualmente nos encontramos en un punto en que la inversión en un solo panel
solar en México tiene un retorno de inversión más rápido que nunca. Normalmente
se está recuperando el total de su inversión en tiempos de hasta 4 años (con un
promedio de entre 4 y 5) puesto que los incrementos de la electricidad
conservadoramente fluctúan entre 11 y 16 % anualmente.
La República Mexicana es considerada uno de los países con mayor futuro en el
ámbito de la energía solar fotovoltaica según la Asociación Europea de energía solar
FV, debido a su alta irradiación solar (5.2 kWh/m2). México recibe altos niveles de
irradiación solar en la gran mayoría de su territorio.
Ahora es posible celebrar un contrato de interconexión con la CFE que permite a
los usuarios generar su propia energía eléctrica y recibir una bonificación por el
superávit producido. Estos avances normativos, de ley, y geográficos convierten a
México en uno de los mejores lugares en el mundo para instalar sistemas solares
fotovoltaicos.
y considerando que la energía solar fotovoltaica es una de las fuentes más
prometedora de energía renovable en el mundo, que además comparada con las
fuentes no renovables, las ventajas son claras: no contamina, no tiene partes
móviles que analizar y no requiere de mucho mantenimiento por lo que la integración
de un sistema fotovoltaico para la generación de energía eléctrica en la planta
tendrá un impacto de gran relevancia en la disminución del consumo de energía
eléctrica sin limitaciones en su uso y aplicación, ya que la empresa podrá generar
su propia energía eléctrica de una forma segura y económica, lo que le permitirá
solventar sus necesidades de consumo con sus propios medios, permitiéndole a
largo plazo ampliar la capacidad instalada del sistema si así lo requiere.
Objetivo General
Reducir el consumo de energía eléctrica comercial a través de un sistema fotovoltaico que genere los 72,000 kw los cuales inciden en bajar el costo de producción.
Objetivos Específicos
Aprovechar las condiciones y beneficios de los programas Fira/Sagarpa a través del programa fomento a la agricultura en su componente bioenergía y sustentabilidad con el fin de establecer un sistema de energía fotovoltaica que permita reducir el alto costo industrial de luz eléctrica.
Obtener una recuperación de inversióna5 años considerando la tarida actual de C.F.E
Poner en marcha el sistema fotovoltaico como una opción energética para la empresa a fin de establecer el uso de energía renovable y sustentable.
Con las utilidades obtenidas por la reducción en el costo de producción lograr la reinversión en conceptos de producción y generación de riqueza para la organización y la derrama económica
Continuar con el área de oportunidad en el secado y comercialización de arroz por medio de contrato cuyo esquema ha sido rentable a la organización de productores de Colima
Historial del año de la demanda y consumo de Kwh en la planta
El consumo total anualmente de kwh es de 1, 129,744 y con es te proyecto se
considera una generación de energía eléctrica de: 118,260 KW anual
aproximadamente, considerando una insolación horizontal promedio diaria de 4.
horas
Por lo cual en temporada alta que es de septiembre a enero se estará utilizando la
energía generada por los paneles solares para cubrir el 38% de la energía utilizada en la planta, y para la temporada baja (Febrero – Agosto) se utilizara la energía
generada por los paneles solares para enviarla a CFE mediante los módulos
bidireccionales.
Costos de operación Por lo anterior este proyecto se pretende que el gasto por consumo de energía eléctrica oscile entre $100,750.00 y $118,079.00, como se muestra en la tabla.
CONCEPTO COSTO dic- 15 100750 ene- 16 118079 feb- 16 100750 mar- 16 118079 abr- 16 100750 may- 16 118079 jun- 16 100750 jul- 16 118079 ago- 16 100750 sep- 16 118079 oct- 16 100750 nov- 16 118079 TOTAL 1094150
Actualmente los costos de operación al año son de $ 101, 085,315.00 y se pretende que con el proyecto se reduzca a $ 100, 424,715.00, osase un ahorro de energía eléctrica de $660,600 por año La tabla muestra los costos de operación de la empresa Agroservicios SA.de.CV.
La actividad principal que se desarrollo en el proyecto de residencias, es la
supervisión del proyecto de reducción de consumo de energía eléctrica por medio
de sistema fotovoltaico para procesadora de arroz en colima en la empresa
AGROSERVICIOSDECOLIMASADECV.
Primeramente se realizó una revisión de la aplicación de las normas de seguridad
de la STPS (Secretaria de Seguridad y Previsión Social), las cuales se describen a
continuación.
NOM 021 STPS 1994 (Informes sobre riesgos de trabajo)
La norma indica que debe informar el patrón los riesgos de trabajo que ocurran,
para que las autoridades del trabajo lleven una estadística nacional de los mismos.
En este caso se revisaron cuáles serían los riesgos que podrían ocurrir durante el
mantenimiento mensualmente que se le debe de dar a los paneles, así como
posibles incidentes o cualquier hecho que pueda causarlo y dar seguimiento para
conducir una investigación que permita establecer claramente cuáles fueron los
hechos. La Investigación y análisis la realiza el comité de Investigación de
Accidentes y el jefe de seguridad e higiene, reportando a los integrantes del Comité
Central de Seguridad y Ecología, Comisión Mixta de Seguridad e Higiene y a toda
la empresa a través de los tableros. Se deben considerar también en este
Procedimiento todos los accidentes ecológicos y de daños a la propiedad .Es
responsabilidad de todo el personal, reportar al Subcomité de Investigación de
Accidentes y al Jefe Inmediato, todo accidente que ocurra, pues se corre el riesgo
de que no se tomen las medidas correctivas necesarias, y suceda algún accidente
mayor.
a) Contar con un análisis de las condiciones prevalecientes en las áreas en las que
se llevarán a cabo los trabajos en altura, en forma previa a su realización, a fin de
identificar los factores de riesgo existentes.
b) Disponer de los instructivos, manuales o procedimientos para la instalación,
operación y mantenimiento de los sistemas o equipos utilizados en trabajos de
altura.
c) Proporcionar autorización por escrito a los trabajadores que realicen trabajos en
altura.
d) Evitar o interrumpir las actividades en altura cuando se detecten condiciones
inseguras en los sistemas o equipos utilizados para estos trabajos, o cuando existan
condiciones climáticas que pongan en riesgo a los trabajadores.
e) Establecer e implementar un programa de revisión y mantenimiento anual a los
equipos utilizados para la realización de trabajos en altura.
f) Llevar los registros de las revisiones y mantenimiento preventivo y correctivo que
se practiquen a los equipos utilizados para la realización de trabajos en altura.
g) Proveer a los trabajadores que desarrollen trabajos en altura, al menos un
sistema de protección personal para interrumpir caídas de altura.
h) Practicar exámenes médicos a los trabajadores al menos cada año.
i) Disponer de un plan de atención a emergencias.
j) Contar con un botiquín de primeros auxilios.
k) Proporcionar capacitación y adiestramiento e información a los trabajadores que
estén involucrados en la realización de los trabajados en altura, de acuerdo con el
tipo de sistema o equipo utilizado.
l) Supervisar que los contratistas independientes cumplan con lo establecido en esta
NOM cuando el patrón convenga los servicios de terceros para realizar trabajos en
altura.
El patrón tendrá la opción de contratar una unidad de verificación acreditada para
verificar el grado de cumplimento de la NOM. Asimismo, se incluyen “guías de
referencia” señalando el contenido mínimo de los instructivos, manuales o
procedimientos para la instalación, operación y mantenimiento de equipos
suspendidos para realizar trabajos en altura, así como las características y contenidos
del botiquín de primeros auxilios para este tipo de trabajos.
Mantenimiento correctivo.
En el mantenimiento correctivo, el personal técnico se encargará de la sustitución o arreglo de los equipos de la instalación que hayan sido dañados para asegurar su buen funcionamiento.
Este mantenimiento no se realizará de forma periódica sino que será cada vez que el usuario de la instalación lo requiera por alguna avería de la instalación, en este caso, el contratista atenderá cualquier incidencia en el plazo máximo de una semana y la avería se reparará en el plazo máximo de 15 días.
Dentro de los mantenimientos anteriormente mencionados se tiene que cuidar también el llamado mantenimiento de operación será aquel donde se realizarán las actividades de regulación de la instalación fotovoltaica requeridas para el funcionamiento óptimo de la misma. Estas actividades de regulación serán aquellas realizadas para variar el ángulo de inclinación de los módulos solares dependiendo en la época del año a la que se encuentren funcionando.
Aunque el mantenimiento sea mínimo, es esencial para preservar sus paneles. Así pues, conviene limpiarlos regularmente. En zonas geográficas con mucha contaminación o con fuertes vientos una instalación puede cubrirse de hojas, polvo, hielo o excrementos de pájaros. Esto puede alterar el rendimiento de sus paneles solares en un 15% y reducir su vida útil. Para que esto no ocurra es conveniente que limpie su panel solar una o dos veces al año. Si goza de fácil acceso a los paneles basta con que los limpie con agua y una esponja suave. También puede utilizar un jabón no agresivo. También se debe: Inspeccionar los cables, Verificar regularmente que el contador de producción y el inversor funcionan con normalidad (si se trata de una instalación fotovoltaica) y finalmente contactar con su instalador para que lleve a cabo una revisión rutinaria una vez al año.
Diagrama de fluo del procesamiento de arroz y distribucion de planta
En el siguiente diagrama de flujo se describen los principales equipos y actividades que se realizan para el procesamiento de arroz en la empresa.
Sistemas fotovoltaicos y principio de funcionamiento
La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica.
Consiste en la captación de la energía radiante procedente del sol, equivalente a 3,8 E20 MW. La cual es emitida por su superficie a la temperatura de 13 millones de grados (producida por las fusiones de átomos de Hidrógeno para formar Helio).
Se transmite por el espacio en forma de fotones de luz. Estos fotones atraviesan la atmósfera terrestre perdiendo parte de su energía por los impactos con la misma. Esta pérdida de energía será en función de la distancia que recorre (latitud y altitud del sol) y del tipo de atmósfera que atraviesen (clara o nublada) hasta alcanzar la superficie de la Tierra.
Cuando fotones de un determinado rango de energía chocan con átomos de ciertos materiales semiconductores (el Silicio es el más representativo) les ceden su energía produciendo un desplazamiento de electrones que es en definitiva una corriente eléctrica.
Estos fotones se caracterizan por su energía y su longitud de onda (que forman lo que se llama espectro solar). Solo una parte de este espectro (que depende del material semiconductor) es aprovechada para el desplazamiento de los electrones.
Los materiales semiconductores, para su utilización en celdas fotovoltaicas, han de ser producidos en purezas muy altas, normalmente con estructura cristalina.
Estos cristales se cortan en rebanadas muy finas (del orden de micras) y se dopan unas con elementos químicos para producir huecos atómicos, lado "p", (en el caso del Si con Boro) y otras con otros elementos para producir electrones móviles, lado "n",(con Fósforo también en el caso del Si).
La unión de una rebanada "n" con una rebanada "p" (ambas son transparentes y por tanto dejan pasar los fotones) cada una con un conductor eléctrico metálico, forman así una célula fotoeléctrica, la cual bajo la incidencia de fotones, crea una corriente de electrones corriente eléctrica continua- a través del circuito eléctrico al que estén conectados los dos conductores de la celda.
Celdas o células fotovoltaicas.
Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica.
Están formados por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia prima la radiación solar.
Las celdas solares comerciales se fabrican con lingotes de silicio de alta pureza (material muy abundante en la arena). El lingote es rebanado en forma de placas delgadas llamadas obleas. El espesor típico usado es del orden de 300 nm (0. mm). Una fracción muy pequeña de tal espesor (del orden de 0.5 nm) es impregnado con átomos de fósforo. A esta capa se le conoce como tipo-n.
El resto de la oblea es impregnado con átomos de boro y se forma la capa conocida como tipo-p. Estas capas forman un campo eléctrico (voltaje interno construido) dentro de la oblea y cerca de la superficie que recibe la luz del sol. Dicho voltaje es el responsable de separar a las cargas foto generada positivas (huecos) y negativas (electrones).
La celda cuenta con dos terminales que se conectan a un circuito externo para extraer la corriente eléctrica producida. La cara de la oblea expuesta a la luz, posee un enrejado metálico muy fino (plata y/o aluminio), el cual colecta los electrones foto generados. Esta capa corresponde a la terminal negativa. Sobre este enrejado está conectado uno de los conductores del circuito exterior. La otra cara cuenta con una capa metálica, usualmente de aluminio. Esta corresponde a la terminal positiva ya que en ella se acumulan las cargas positivas. Sobre esta capa está conectado el otro conductor del circuito exterior. También la celda está cubierta con una película delgada anti reflejante para disminuir las pérdidas por reflexión.
Celda fotovoltaica
