Estudio FV OnGrid Executive xxxx2018 EMPRESA EFICIENTE. REDUCCIÓN DE COSTOS ENERGÉTICOS, DE FORMA LIMPIA Y CON IMPACTO SOCIAL Aprobado por Ing. Mauricio Charles Realizado por Ing. Tania Saba Social Renovable Latam, Av Providencia N 727
Estudio Fotovoltaico OnGrid Executive Fecha de Entrega 18032018 Señor Gerente EMPRESA EFICIENTE. Presente Estimado Gerente Tenemos el agrado de presentar los resultados del Estudio Solar Fotovoltaico OnGrid Executive, según los requerimientos de EMPRESA EFICIENTE. Los resultados y el desarrollo final de la evaluación de los escenarios posibles se manejarán de forma confidencial entre Social Renovable y EMPRESA EFICIENTE. Sin otro particular atte Ingeniería y Estudios Social Renovable Social Renovable Latam, Av Providencia N 727
OBJETIVO DE LA CONSULTORÍA Desarrollo de un Estudio Executive de PreFactibilidad TécnicaEconómica para la toma de decisión de implementación de energía solar fotovoltaica ongrid en EMPRESA EFICIENTE. DESARROLLO ESPECÍFICO 1. Diagnósis parámetros de diseño 1.1. Perfil de Consumo Energía Eléctrica Anual (últimos 12 meses) 1.2. Perfil Anual y Estacionalidad (máximo 2 empalmes) 1.3. Evaluación de Consumos (máximo 2 empalmes) 1.4. Caracterización de Tarifa Eléctrica (máximo 2 empalmes) 2. Evaluación de diseño 2.1. Diseño Planta FV ONGRID 2.2. Dimensionamiento de Potencia Máxima 2.3. Cantidad y Tipo de Paneles (certificaciones y garantías) 2.4. Diseño y Evaluación de Strings 2.5. Diseño de Cantidad de Inversores 2.6. Diseño de Potencia Máxima Proyectada 2.7. Tipo de Cableado Eléctrico y Determinación de Sección Transversal 2.8. Generación Estimada Proyectada de Planta Solar a la Red Interna 2.9. Cálculo de Huella de Carbono Generación Renovable 3. Información SEC 3.1. Recomendaciones Certificación SEC Instalaciones 3.2. Información Útil Equipos Certificados 3.3. Información Útil Normativa 20.571 4. Montos de Inversión, Ahorro y Retorno 4.1. Cálculo de la Energía Generada y Estimación de Ahorros Futuros 4.2. Orden de Magnitud Inversión en Equipos 4.3. Evaluación OnGrid 100% Inyección 4.4. Evaluación OnGRID 100% Autoconsumo 4.5. Evaluación con Inversión Pura 4.6. Indicadores de Evaluación Relevantes (VAN, TIR, Payback simple) 4.7. Diagrama Recomendado para Inversiones en EE & ERNC 4.8. Consolidado Final
DIAGNÓSIS PARÁMETROS DE DISEÑO 1. PERFIL DE CONSUMO ENERGÍA ELÉCTRICA ANUAL EMPALME 1 Del análisis de facturación eléctrica, e información obtenida de EMPRESA EFICIENTE, analizando empalme(s) de kw de potencia, vemos que en los últimos 12 meses se tiene: Gráfico 1: Perfil de Consumo Histórico Empalme 1 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Energía Eléctrica Empalme 1 (kwh) 3.000 2.178 2.221 1.836 1.9791.945 1.433 1.500 2.0521.5381.433 1.422 500 El perfil de consumo eléctrico del cliente se caracteriza por tener una tendencia positiva cerca de los meses de Verano, en donde el mes de mayor consumo es Noviembre con 3000 kwh, unas 6 veces más que el mes de Febrero. Tabla 1 : Costos Anuales de Electricidad Empalme 1 Empalme Energía kwh Costo Empalme 1 $ El costo total en electricidad de este empalme en el último año fue de $ tomando en cuenta sólo el costo de energía por kwh, sin otros cargos como intereses, pagos fuera de plazo y ajustes sencillo, o impuestos como el IVA.
La distribución de costos de electricidad, según la tarifa eléctrica de EMPRESA EFICIENTE es: Gráfico 2: Distribución Mensual de Costos Empalme 1 $400.000 $300.000 $200.000 $100.000 $ $100.000 Distribución Mensual de Costos E1 ($) Costo Energía Otros Cargo IVA Otros El gráfico anterior separa los distintos costos incluidos en las facturaciones mensuales del empalme 1 de EMPRESA EFICIENTE. El siguiente gráfico muestra el desglose de la tarifa eléctrica del cliente: Gráfico 3: Caracterización de Tarifa Eléctrica Desglose Costos de Tarifa eléctrica E1 0% 7% 16% 1% 76% Costo Energía Otros Cargo IVA Otros
DIAGNÓSIS PARÁMETROS DE DISEÑO 1. PERFIL DE CONSUMO ENERGÍA ELÉCTRICA ANUAL EMPALME 2 Del análisis de facturación eléctrica, e información obtenida de EMPRESA EFICIENTE, analizando 01 empalme(s) de kw de potencia, vemos que en los últimos 12 meses se tiene: Gráfico 4: Perfil de Consumo Histórico Empalme 2 250 200 150 Energía Eléctrica Empalme 2 (kwh) 219 206 151 135 129 100 50 73 28 30 42 49 31 77 78 El perfil de consumo eléctrico del empalme del cliente se caracteriza por tener una tendencia positiva cerca de los meses de Verano y una fuerte baja en Invierno, en donde el mes de mayor consumo es Septiembre con kwh. Tabla 2: Costos Anuales de Electricidad Empalme 2 Empalme Energía kwh Costo Empalme 2 $ El costo total en electricidad de este empalme en el último año fue de $ tomando en cuenta sólo el costo de energía por kwh, sin otros cargos como intereses, pagos fuera de plazo y ajustes sencillo, o impuestos como el IVA.
La distribución de costos de electricidad, según la tarifa eléctrica de EMPRESA EFICIENTE es: Gráfico 5: Distribución Mensual de Costos $35.000 $30.000 $25.000 $20.000 $15.000 $10.000 $5.000 $ $5.000 Distribución Mensual de Costos E2 ($) nov15 ene16 mar16 may16 jul16 sept16 nov16 ene17 mar17 Costo Energía IVA Otros may17 jul17 sept17 nov17 El gráfico anterior separa los distintos costos incluidos en las facturaciones mensuales del empalme 2 de EMPRESA EFICIENTE. El siguiente gráfico muestra el desglose de la tarifa eléctrica del cliente: Gráfico 6: Caracterización de Tarifa Eléctrica Desglose Costos de Tarifa eléctrica E2 19% 1% 80% Costo Energía IVA Otros
DIAGNÓSIS PARÁMETROS DE DISEÑO 1. PERFIL DE CONSUMO ENERGÍA ELÉCTRICA ANUAL CONSOLIDADO Del análisis de facturación eléctrica, e información obtenida de EMPRESA EFICIENTE, analizando 01 empalme(s) de kw y de kw de potencia, vemos que en los últimos 12 meses se tiene: Gráfico 7: Perfil de Consumo Estimado Consolidado 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Consolidación de Consumo Consumo Eléctrico Empalme 1 (kwh) Consumo Eléctrico Empalme 2 (kwh) El perfil de consumo eléctrico del empalme del cliente se caracteriza por tener una tendencia positiva cerca de los meses de Verano y una fuerte baja en Invierno, en donde el mes de mayor consumo es Septiembre con kwh. Tabla 3: Consolidación de Consumos y costos Empalmes Empalmes Energía kwh Costo Empalme 1 $ Empalme 2 $ Total $ El costo total en electricidad consolidado por ambos empalmes en el último año fue de, tomando en cuenta sólo el costo de energía por kwh, sin otros cargos como intereses, pagos fuera de plazo y ajustes sencillo, o impuestos como el IVA. Aquí el empalme 1 equivale al % del total y el empalme 2 equivale a un % del total.
EVALUACIÓN DE DISEÑO Evaluación de Superficie Disponible Según información del Cliente, corroborada con imagen satelital, la superficie disponible de techumbre para la instalación de un sistema solar fotovoltaico Ongrid en EMPRESA EFICIENTE es: Area (m2) Latitud Longitud Inclinación Opt Ciudad Tarifa Empalme(s) kw 1. 2. Evaluación de Recurso Solar Tabla 4: Cantidad de Energía generada en la zona geográfica de las instalaciones. Generación FV kwh kwh/m 2 dia Fuente: Solar GIS /Ministerio de Energía kwh/m 2 año En la tabla anterior se encuentra la producción energética de energía solar FV de 1 kwp de potencia instalada ( paneles) exactamente sobre la techumbre evaluada anteriormente, considerando los datos de inclinación, área de techumbre, y ubicación geográfica. El valor presentado en la tabla es el valor promedio durante un año de la generación sumada sobre todas las horas del día. Este valor puede ser una sobreestimación en lugares de topografía abrupta que se encuentren encajonados y donde la duración del día sea menor a la duración del día en un sitio llano, a la latitud, longitud y elevación correspondientes.
EVALUACIÓN DE DISEÑO Diseño Planta FV ONGRID De acuerdo a las condiciones de la ubicación del cliente, la superficie disponible sobre la techumbre, y considerando la inclinación óptima de para la zona geográfica del cliente en Temuco tenemos que: Dimensionamiento de Potencia Máxima por Empalme Potencia FV kwp 1. 2. 3. Dimensionamiento de Potencia Máxima por Techumbre Potencia FV kwp Tabla 5: Producción FV Potencia Máxima kwh/m2día kwh/anual En la tabla anterior vemos la producción energética solar FV del potencial máximo a instalar según superficie disponible de techumbre. Los siguientes cálculos permiten evaluar los ahorros y el comportamiento de la planta FV en sus instalaciones. El presente estudio analiza la producción real de una planta solar fotovoltaica con las tecnologías disponibles actualmente en Chile, e instalada exclusivamente sobre techumbre. No considera la instalación de plantas a nivel de suelo. Los cálculos de potencial máximo a producir se basan en la cantidad máxima de paneles que pueden ser instalados sobre la techumbre disponible, y que esta techumbre cumpla con las condiciones adecuadas para ello (inclinación, sombra, orientación). Los cálculos de resistencia de techo (aproximadamente kg/m2) deben ser realizados por la empresa o un calculista, y no se consideran en este estudio.
EVALUACIÓN DE DISEÑO Diseño Planta FV ONGRID Según las consideraciones anteriores, el diseño de la planta se realiza respecto al área disponible máxima en techumbre. La potencia se expresa en kwp. Cantidad y Tipo de paneles Tipo de Paneles Cantidad Policristalinos Potencia Wp Diseño y Evaluación de Strings Metraje Cantidad PanelxString Diseño Cantidad de Inversores y Potencia Tipo Potencia kw Cantidad 5. Tipo de Cableado Eléctrico y Sección Trasnversal Cableado Sección 1. 2. 3. 4. 6. Generación Estimada Planta Solar Producción Fotovoltaica (kwh) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Energía kwh/año
EVALUACIÓN DE DISEÑO Diseño Planta FV ONGRID Estacionalidad Producción FV 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 PRIMAVERA VERANO OTOÑO INVIERNO Durante las horas de mayor producción de energía solar, es más alta la probabilidad que se produzcan excedentes, los cuales se inyectan automáticamente a la red eléctrica, siendo pagados por la distribuidora, al valor correspondiente a su zona. 1. 1. Diseño Planta FV ONGRID Producción Planta FV vs Consumos 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 Producción Fotovoltaica (kwh) Consumo Eléctrico Empalme 1 (kwh) Como se aprecia en el gráfico anterior, el mayor diferencial entre el consumo energético y la autoproducción se da en los meses de invierno. Sin embargo, en los meses de verano la diferencia es notoriamente menor, debido a la mayor producción de su planta FV.
EVALUACIÓN DE DISEÑO 1.Huella de Carbono Actual Actualmente EMPRESA EFICIENTE genera la siguiente cantidad de toneladas de CO2 equivalente, emitidas por el consumo energético eléctrico evaluado: Consumo Eléctrico Anual (MWh) Huella de Carbono (ton CO2eq) Con el proyecto FV evaluado, EMPRESA EFICIENTE puede reducir su huella de carbono equivalente en: Energia Generada Anual MWh Huella de Carbono (ton CO2eq) Reducción Huella de Carbono %
MONTOS DE INVERSIÓN, AHORRO Y RETORNO Evaluación ONGRID 100% Inyección a la Red Ubicación Latitud Potencia instalada Longitud Parámetros de la planta Sistema de montaje Panel Inversión por kwp (excl. IVA) Degradación del panel Producción por año (1. año) Mantención Ingresos por año (1. año) Inc. anual mantención Precio de la electricidad Inversión Precio en CLP/kWh Inversión total Aumento Precio Electricidad TIR Amortizacion LCOE 9. 10. Evaluación ONGRID 100% Autoconsumo Ubicación Latitud Potencia instalada Longitud Parámetros de la planta Sistema de montaje Panel Inversión por kwp (excl. IVA) Degradación del panel 0,1% Producción por año (1. año) Mantención 1,0% Ingresos por año (1. año) Inc. anual mantención 0,1% Precio de la electricidad Inversión Precio en CLP/kWh Inversión total Aumento Precio Electricidad TIR Amortizacion LCOE
MONTOS DE INVERSIÓN ESTIMADO Artículo Descripción del Producto Cant. Total 1. Equipos Propios Panel Solar 320Wp/3BB Inversor 10kW Estructura de montaje por kwp RADOX Solarkabel 6 bk, 500m, 4 mm2, schwarz 2. Obras Civiles Sub Total UF Mano de obra especializada Logística (Transporte personal y equipos, Alimentación) Accesorios Eléctricos (Gabinete y Protecciones) Imprevistos 3. Administración Proyecto Gastos administrativos Planta FV Sub Total UF Sub Total UF Total NETO UF 4. Complementarios Certificación SEC Sistema de monitoreo y Seguimiento Medidor Bidireccional Monofásico Sub Total Total General NETO Potencia Instalada Observaciones Diseño estimado basado en la información preliminar cliente.no considera adecuaciones del terreno. Cableado DC estimado dependiendo de la ubicación de los equipos para una planta de kwp instalada sobre techumbre paralelo a cubierta.
Evaluación Económica Sistema Solar Fotovoltaico OnGrid 100% Autoconsumo COSTOS Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Elect Empalme 1 Elect Empalme 2 Total Electricidad AHORRO FV Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Planta FV " 10 kwp" Total Anual Ahorros ANÁLISIS Año Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ahorro Anual Mantención Ahorro a VP Periodo 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ahorro Anual Mantención Ahorro a VP Flujo Acumulado Inversión Llave en Mano Indicadores Económicos Planta Solar FV Tasa Interés VAN Total Inversión app Aumento Precio Electricidad TIR PRI Simple (años) Horizonte (años)
Evaluación Económica Sistema Solar Fotovoltaico OnGrid 100% Inyección COSTOS Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Elect Empalme 1 Elect Empalme 2 Total Electricidad $ $ $ AHORRO FV Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Planta FV " 10 kwp" Total de Ahorros ANÁLISIS Periodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ahorro Anual $ $ $ $ $ $ $ $ Mantención Ahorro a VP Periodo 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Ahorro Anual Mantención Ahorro a VP Flujo Acumulado Año Inversión Llave en Mano Planta Solar FV Indicadores Económicos Tasa Interés VAN Total Inversión app Aumento Precio Electricidad TIR PRI Simple (años) Horizonte (años)
Sistema de Conexionado Referencia Sistema OnGrid La planta FV estimada posee una configuracion de Strings o arreglos FV, con Paneles de Wp cada uno, teniendo una potencia total de kwp. Conexión Serial RS 485 Conexión Ethernet TCP/IP Monitoreo (optativo) Conexión Ethernet TCP/IP Toma a Tierra El inversor considerado es de kw para un sistema Monofásicode energía. + Protecciones Tablero Eléctrico FV Tablero Eléctrico Cliente / Consumos Medidor bidireccional
CONSIDERACIONES El estudio no considera la adecuación, en caso de ser necesaria, de los empalmes de la empresa, para inyectar o soportar la cantidad de energía producida. Tampoco considera la limitación que puede tener la distribuidora de electricidad, quien es finalmente la que aceptará o no la inyección de esta energía a la red, o la cantidad máxima de paneles a instalar. La mano de obra y montos de instalación considerados son una estimación de experiencia en proyectos fotovoltaicos, correspondiente a un % del total estimado por kwp instalado llave en mano. El monto exacto de implementación, mano de obra e instalación debe realizarse por separado, al variar notoriamente de una infraestructura a otra. Los costos logísticos dependiendo de la distancia donde se encuentre la planta, no están incluidos, debido a las distancias consideradas a nivel nacional en todo el territorio nacional de Chile. El desarrollo se ha realizado en base a lo informado por el cliente, y a las mejores alternativas de evaluación según su realidad energética, ubicación geográfica y tamaño de la empresa. El objeto de este Estudio es permitirle evaluar, conocer, y finalmente decidir concretamente, y con cifras reales, la factibilidad y conveniencia de implementar alternativa fotovooltaica evaluada en su empresa, de tal manera de potenciar su negocio. Este Estudio le permitirá postular a fondos, ya que la información entregada es pertinente a lo solicitado en la mayoría de los casos. Sin embargo, el presente Estudio no garantiza la adjudicación de los fondos. Ingeniería y Estudios Social Renovable
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