Evaluación técnico y económico integral para microgenerador de energía fotovoltaica en Ecuador

Resumen

DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0255

Resumen

Este estudio evalúa la viabilidad técnica y económica de un microgenerador de energía fotovoltaica en Ecuador, adaptado a los sectores residencial, comercial e industrial. Se utilizó un modelo de Máquinas de Soporte Vectorial (SVM) para predecir la radiación solar, logrando métricas de precisión (0.96), sensibilidad (0.96) y exactitud (0.92). En el sector residencial, el sistema requiere 11.76 kW y 39 paneles para cubrir una demanda diaria de 50 kWh, con una inversión inicial de $4,950 USD y un ahorro anual de $1,200 USD, alcanzando el punto de equilibrio en 4.12 años. En el sector comercial, se necesitan 11.76 kW para una demanda diaria similar, mientras que en el sector industrial se requieren 78.43 kW y 261 paneles para cubrir 333.33 kWh/día. La herramienta desarrollada optimiza el dimensionamiento del sistema, considerando factores como eficiencia de paneles, capacidad de batería, potencia del inversor y días de autonomía. Además, analiza costos de instalación y retorno de inversión, demostrando que los sistemas fotovoltaicos son rentables y reducen las emisiones de CO₂. Los resultados destacan la viabilidad de estos sistemas para diversificar la matriz energética en Ecuador, maximizando beneficios económicos y ambientales.

Palabras clave: Radiación solar, dimensionamiento, costos, Ecuador.

Abstract

This study evaluates the technical and economic feasibility of a photovoltaic microgenerator in Ecuador, tailored to the residential, commercial, and industrial sectors. A Support Vector Machine (SVM) model was used to predict solar radiation, achieving metrics of precision (0.96), sensitivity (0.96), and accuracy (0.92). In the residential sector, the system requires 11.76 kW and 39 panels to meet a daily demand of 50 kWh, with an initial investment of $4,950 USD and an annual saving of $1,200 USD, reaching the break-even point in 4.12 years. In the commercial sector, 11.76 kW is needed for a similar daily demand, while in the industrial sector, 78.43 kW and 261 panels are required to cover 333.33 kWh/day. The developed tool optimizes system sizing, considering factors such as panel efficiency, battery capacity, inverter power, and days of autonomy. It also analyzes installation costs and return on investment, demonstrating that photovoltaic systems are cost-effective and reduce CO₂ emissions. The results highlight the feasibility of these systems to diversify Ecuador's energy matrix, maximizing economic and environmental benefits.

Keywords: Solar radiation, sizing, costs, Ecuador.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 12 de enero de 2025.
Fecha de aceptación: 19 de marzo de 2025.
Fecha de publicación: 10 de abril de 2025.