ÍNDICE DE CONTENIDOS

ÍNDICE DE CONTENIDOS 1 Introducción... ii 2 Objetivos... iv 2.1 Objetivo General... iv 2.2 Objetivos Específicos... iv 3 Marco Teórico... vi 4 Alternativas de solución tecnológica en energía solar para Hotel... 8 4.1 Alternativas para paneles fotovoltaicos.... 8 4.1.1 Alternativa 1: Panel fotovoltaico Silicio Puro monocristalino:... 8 4.1.2 Alternativa 2: Panel fotovoltaico Silicio Puro policristalino... 11 4.1.3 Alternativa 3: Panel fotovoltaico Silicio Amorfo (a Si)... 12 4.2 Alternativas para sistemas de paneles solares térmicos.... 13 4.2.1 Alternativa 1: Sistema termo solar atmosférico.... 13 4.2.2 Alternativa 2: Sistema solar compacto presurizado Heat Pipe... 14 4.2.3 Alternativa 3: Sistema solar no presurizado.... 16 5 Definición de la mejor alternativa tecnológica... 19 5.1 Criterios a evaluar para panel solar fotovoltaico.... 19 5.2 Importancia relativa de los criterios... 21 5.3 Alternativas disponibles... 22 5.3.1 Alternativa 1: Panel fotovoltaico Silicio Puro monocristalino... 22 5.3.2 Alternativa 2: Panel fotovoltaico Silicio Puro policristalino... 23 5.3.3 Alternativa 3: Panel fotovoltaico Silicio Amorfo (a Si)... 24 5.4 Matriz Town para paneles fotovoltaicos... 25 5.5 Evaluación y selección de alternativa solar fotovoltaica.... 29 5.6 Criterios a evaluar para panel solar térmico.... 29 5.7 Importancia relativa de los criterios... 30 5.8 Alternativas disponibles... 31 5.8.1 Alternativa 1: Sistema solar atmosférico o colector de tubos de vacío... 32 5.8.2 Alternativa 2: Sistema solar compacto presurizado Heat pipe... 32

5.8.3 Alternativa 3: Sistema solar plano con cubierta... 33 5.9 Matriz Town para paneles solares térmicos... 34 5.10 Evaluación y selección de alternativa solar térmica... 38 6 Definición de parámetros de diseño, operación y variables de proceso principales asociadas a la aplicación del colector solar fotovoltaico.... 41 6.1 Información del Hotel... 41 6.1.1 Demanda eléctrica mensual (KWh) del hotel... 41 6.1.2 Demanda térmica mensual (KWh) del hotel... 42 6.2 Parámetros de diseño... 44 6.3 Parámetros de operación... 45 6.4 Variables de procesos... 46 6.4.1 Tipos de carga... 46 6.4.2 Régimen de carga... 46 6.5 Determinación del balance de energía del proceso de energía fotovoltaica... 46 6.6 Determinación de la capacidad, eficiencia y flujos de operación de paneles solares fotovoltaicos... 47 6.7 Parámetros de diseño... 50 6.8 Parámetros de operación... 51 6.9 Determinación de los balances de masa y energía del proceso de colectores solares térmicos... 54 6.10 Determinación de la capacidad, eficiencia y flujos de operación del sistema tecnológico... 55 6.10.1 Eficiencia... 58 6.10.2 Cálculo o selección adecuada de colector solar térmico... 58 6.11 Descripción de procesos y equipos industriales auxiliares relacionados con servicios tales como agua industrial, vapor y combustible, etc.... 60 7 Diagrama de bloques.... 64 7.1 Diagrama de bloques sistema fotovoltaico... 64 7.2 Diagrama de bloques sistema solar térmico.... 65 7.3 Variables a controlar.... 66 7.3.1 Variables a controlar sistema fotovoltaico.... 66 7.3.2 Variables a controlar sistema solar térmico.... 66

7.4 Diagrama P&ID del sistema... 66 7.4.1 Diagrama P&ID del sistema del panel fotovoltaico... 67 7.4.2 Diagrama P&ID del sistema del panel solar térmico... 70 8 Efectos en la empresa... 75 8.1 Efectos Ambientales... 75 8.1.1 Evaluación preliminar de los impactos ambientales potenciales que tendrá el proyecto en su implementación.... 75 8.1.2 Elaboración de la carta de pertinencia al sistema de evaluación ambiental en vista a la necesidad de que el proyecto requiera una Declaración de Impacto Ambiental (DIA) o un Estudio de Impacto Ambiental (EIA).... 76 8.1.3 Determinación de medidas de mitigación concretas en base a instrumentos/conceptos como la producción limpia, sistemas de gestión ambiental, eficiencia energética, análisis de ciclo de vida.... 77 8.1.4 Leyes medioambientales asociadas.... 77 8.1.5 Permisos sectoriales ambientales requeridos cuando corresponda.... 77 8.2 Efectos en la organización y planificación de actividades... 79 8.2.1 Análisis de efectos, influencia y cambios o variabilidad que experimenta la estructura de la empresa respecto a la gestión de operaciones.... 79 8.2.2 Estudio de cómo afecta la alternativa tecnológica otras áreas de la organización tales como: ventas, gestión de operaciones, producción y mantención, ingeniería, control de calidad y desarrollo, etc.... 79 8.2.3 Determinación de cuantificadores económicos.... 79 8.2.4 Planificación... 81 9 Evaluación Económica... 87 9.1 Estimación de costos de mano de obra... 87 9.2 Estimación de costos energía... 87 9.2.1 Ahorro producción energía fotovoltaica y térmica... 87 9.3 Estimación de costos mantención y reparación... 87 9.4 Estimación de la inversión total (costos del proceso y equipos industriales)... 88 9.4.1 Sistema fotovoltaico... 88 9.4.2 Sistema solar térmico... 88 9.5 Cálculo del VAN y TIR en función del capital de inversión y los flujos de caja. 89 9.6 Parámetros de evaluación... 89

9.6.1 Horizonte de evaluación... 89 9.6.2 Determinación tasa de descuento TREMA... 89 9.6.3 Definición de la tasa de impuestos... 91 9.7 Evaluación económica de implementación paneles fotovoltaicos para abastecer energía eléctrica... 91 9.7.1 Flujo de caja puro... 91 9.8 Análisis de sensibilidad Panel Fotovoltaico... 94 9.8.1 Escenario optimista Panel Fotovoltaico... 94 9.8.2 Escenario pesimista Panel Fotovoltaico... 97 9.1 Comparación entre el flujo puro y escenarios planteados... 99 9.2 Evaluación económica implementación colectores solares para abastecer energía térmica... 100 9.2.1 Flujo de caja puro... 100 9.3 Análisis de sensibilidad... 102 9.3.1 Escenario optimista... 102 9.3.2 Escenario pesimista... 104 9.4 Comparación entre el flujo puro y escenarios planteados... 106 10 Conclusiones y Recomendaciones... 108 11 Observaciones... 111 11.1 Etapa 2... 111 11.2 Etapa 3... 111 11.3 Etapa 4... 112 11.4 Etapa 5... 112 11.5 Etapa 6... 112 12 Bibliografía... 114 12.1 Bibliografía Capítulo 4... 114 12.2 Bibliografía Capítulo 5... 114 12.3 Bibliografía Capítulo 6... 114 12.4 Bibliografía Capítulo 7... 115 12.5 Bibliografía Capítulo 8... 115 12.6 Bibliografía Capítulo 9... 115

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 4-1: Características sistema termo solar atmosférico... 14 Tabla 4-2: Características sistema termo solar compacto presurizado Heat Pipe... 16 Tabla 4-3: Características sistema colectores planos... 17 Tabla 5-1: Importancia de cada criterio para panel fotovoltaico... 21 Tabla 5-2: Porcentaje por cada criterio panel fotovoltaico... 22 Tabla 5-3: Características Módulo fotovoltaico monocristalino... 23 Tabla 5-4: Características Módulo fotovoltaico policristalino... 24 Tabla 5-5: Características Módulo fotovoltaico amorfo... 25 Tabla 5-6: Evaluación de alternativas paneles fotovoltaicos... 29 Tabla 5-7: Importancia de cada criterio para panel térmico... 31 Tabla 5-8: Porcentaje por cada criterio panel térmico... 31 Tabla 5-9: Características colector de tubos de vacío... 32 Tabla 5-10: Características Heat Pipe... 33 Tabla 5-11: Evaluación de alternativas paneles térmicos... 38 Tabla 6-1: Demanda Mensual (kwh) del hotel... 42 Tabla 6-2: Demanda Mensual (kwh) del hotel... 42 Tabla 6-3: Demanda Térmica Mensual (kwh) del hotel... 44 Tabla 6-2: Cálculo cantidad de paneles solares... 48 Tabla 66-3: Demanda Mensual Abastecida por paneles (kwh)... 49 Tabla 6-4: Porcentaje abastecido por paneles fotovoltaicos... 50 Tabla 6-5: Radiación Solar Curicó... 52 Tabla 6-8: Cálculo cantidad de colectores solares a instalar... 56 Tabla 6-9: Demanda mensual térmica abastecida por colectores Heat Pipe (kwh)... 57 Tabla 6-10: Porcentaje abastecido por colectores Heat Pipe... 58 Tabla 9-1: Balance de equipos implementación sistema solar fotovoltaico... 88 Tabla 9-2: Balance de equipos implementación sistema solar térmico... 89 Tabla 9-3: Flujo de Caja Puro... 92 Tabla 9-4: Indicadores de rentabilidad Flujo de caja puro... 92 Tabla 9-5: Flujo de caja puro panel fotovoltaico... 93 Tabla 9-6: Escenario Optimista. Aumento de demanda en un 5%... 94 Tabla 9-7: Escenario Optimista. Aumento de demanda en un 5%... 94 Tabla 9-8: Flujo de Caja Escenario Optimista Panel Fotovoltaico... 96 Tabla 9-9: Escenario Pesimista. Disminución de demanda en un 22%... 97 Tabla 9-10: Escenario Pesimista. Disminución de demanda en un 22%... 97 Tabla 9-11: Flujo de caja Escenario Pesimista. Disminución de demanda en un 22%... 98 Tabla 9-12: Comparación de escenarios... 99 Tabla 9-13: Indicadores de rentabilidad Flujo de caja puro... 100

Tabla 9-14: Flujo de caja puro Colector Solar Térmico... 101 Tabla 9-15: Escenario Optimista. Aumento de demanda en un 5%... 102 Tabla 9-16: Flujo de Caja Escenario Optimista Colector Solar Térmico... 103 Tabla 9-17: Escenario Pesimista. Diminución de demanda en un 25%... 104 Tabla 9-18: Flujo de Caja Escenario Pesimista Colector Solar Térmico... 105 Tabla 9-19: Comparación de escenarios... 106 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Panel fotovoltaico mono-cristalino... 10 Ilustración 2: Panel fotovoltaico silicio de monocristalino... 11 Ilustración 3: Panel fotovoltaico poli-cristalino... 12 Ilustración 4: Panel solar de silicio policristalino... 12 Ilustración 4-4: Sistema termo solar atmosférico... 14 Ilustración 4-5: Sistema termo solar compacto presurizado Heat Pipe... 15 Ilustración 4-6: Sistema solar no presurizado... 17 Ilustración 5-1: Matriz Town Panel Fotovoltaico Policristalino... 26 Ilustración 5-2: Matriz Town Panel Fotovoltaico Monocristalino... 27 Ilustración 5-3: Matriz Town Panel Fotovoltaico Amorfo... 28 Ilustración 5-4: Matriz Town Sistema Termos Atmosférico... 35 Ilustración 5-5: Matriz Town Sistema solar compacto presurizado Heat pipe... 36 Ilustración 5-6: Matriz Town Sistema solar plano... 37 Ilustración 6-1: Algoritmo de verificación Contribución Solar Mínima... 44 Ilustración 6-1: Diagrama de Flujo general proceso de producción energía eléctrica... 47 Ilustración 6-2: Ángulo de inclinación de un captador plano... 51 Ilustración 6-3: Indicadores del coeficiente k para latitudes de Chile... 54 Ilustración 6-5: Diagrama de Flujo general proceso de producción energía térmica... 55 Ilustración 6-4: Diagrama de Operación... 59 Ilustración 6-5: Especificaciones técnicas Heat pipe... 59 Ilustración 6-6: Bomba de circulación... 60 Ilustración 6-7: Intercambiador de calor doble envolvente... 61 Ilustración 6-8: Sistema de control simple... 62 Ilustración 7-1: Diagrama de Bloques proceso de producción energía eléctrica... 64 Ilustración 7-2 Diagrama de bloques proceso Energía Térmica... 65 Ilustración 7-3: Diagrama P&D del sistema... 67 Ilustración 7-4: Transmisor de Voltaje para regulador... 68 Ilustración 7-5: Controlador de Voltaje para regulador y batería... 69 Ilustración 7-6: Sensor de voltaje de batería... 69 Ilustración 7-7: Diagrama del P&ID del sistema solar térmico... 70 Ilustración 7-8: Intercambiador de calor Alfa Laval M3... 71 Ilustración 7-9: Acumulador Cablemat Solar MXV... 72

Ilustración 8-1: Demanda mensual de clientes en hotel a lo largo de los meses del año 2012... 80 Ilustración 8-2 Diagrama Gantt de la implementación... 84 Ilustración 8-3 Resumen del proyecto... 85