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Puerto Píritu, julio de 2012

REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE

ADMINISTRACIÒN INDUSTRIAL

EXTENSIÓN - PUERTO LA CRUZ

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE

PANELES SOLARES PARA LA SEDE DEL INSTITUTO

UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÒN

INDUSTRIAL UBICADO EN EL SECTOR LA PLANTA DE

PUERTO PÌRITU ESTADO ANZOÀTEGUI

Tutor Académico;

Lcdo. Alejandro Prado

Elaborado por:

Br. Lourdes Bello C.I17.901.005

Br. Roymer Rodríguez C.I 20.237.527

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Puerto Píritu, Julio de 2012

DEDICATORIA

Lourdes Bello: dedico este trabajo, a todas las personas que han

creído en mí a lo largo de mi carrera, a mi familia, amigos y allegados, que

siempre han estado allí apoyándome y aupándome a seguir adelante para

alcanzar mis metas.

Roymer Rodríguez: dedico este trabajo a Dios principalmente, ya que

sin su gracia no estaríamos aquí hoy, a mi familia, mis amigos, que siempre

me han ayudado, y me apoyan incondicionalmente.

Hacemos una dedicatoria especial a un hombre que ha sido ejemplo

para nosotros y nos ha llevado de la mano en esta carrera, que con ahincó y

esfuerzo nos ha brindado lo mejor de si para que podamos ser buenos

profesionales.

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AGRADECIMIENTOS

Primeramente agradecemos a Dios por darnos la oportunidad de estar 

aquí y de poder llegar a cumplir un peldaño más en nuestra carrera

profesional, Gracias por que en Su Inmensa misericordia nunca nos ha

dejado, siempre nos ha llevado de la mano.

 Agradecemos a nuestros padres por ser nuestros principales apoyos,

por brindarnos la oportunidad de poder estudiar, y guiarnos siempre en elcamino del bien inculcándonos valores para ser personas de bien.

Un agradecimiento especial a los profesores que han marcado pauta

en nuestra formación estudiantil dentro de esta institución, personas como

Evelyn Villalonga, Ronald Salazar y Alejandro Prado, a este ultimo un

especial Agradecimiento un Abrazo y Que Dios Lo Bendiga Siempre.

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ÍNDICE GENERAL

Págs.Dedicatoria…………………………………………………… iii

 Agradecimiento……………………………………………… ivÍndice General……………………………………………….. vÍndice de Cuadros…………………………………………… viiÍndice de Figuras…………………………………………….. viiiResumen……………………………………………………… ixIntroducción………………………………………………….. 10

Capítulo I. El Problema

1.1 El Problema, Justificación e Importancia…………….. 131.2 Objetivos de la Investigación

1.2.1 Objetivo General y Específicos………….. 16

Capítulo II. Marco Teórico

2.1 Antecedentes de la Investigación……………………. 182.2 Bases Teóricas………………………………………….. 202.3 Bases Legales…………………………………………… 252.4 Definición de Términos Operativos…………………... 272.5 Operacionalizacion de las Variables………………….. 29

Capítulo III. Marco Metodológico

3.1 Diseño de la Investigación……………………………... 313.2 Tipo de Investigación……………………………………3.3 Unidad de Análisis………………………………………. 323.4 Población y Muestra…………………………………….3.5 Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos…. 33

Capítulo IV. Discusión de los Resultados

1. Conocer los puntos de consumo de luminarias y

equipos informáticos dentro de la institución…………. 372. Especificar las características y detalles del consumo

eléctrico de la institución………………………………… 40

3.  Analizar las características del lazo de control en

función de los elementos utilizados para la

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automatización  del sistema de alimentación de

energía, mediante paneles solares…………………….. 41

4. Proponer un sistema de alimentación de energía

mediante paneles solares para la sede del InstitutoUniversitario de Tecnología de Administración

Industrial ubicado en el Sector La Planta de Puerto

Pìritu Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una

fuente alterna de energía, que permita cubrir la

demanda de energía cuando el servicio eléctrico falle. 43Capitulo V. Conclusiones y Recomendaciones

Conclusiones………………………………………………… 45Recomendaciones………………………………………….. 46

Referencias Bibliográficas………………………………….. 47

ÍNDICE DE CUADROS

Págs.

Cuadro Nº 1 Operacionalización de las Variables…………….. 29

Cuadro Nº 2Estimado del consumo de luminarias por aulas,coordinaciones y laboratorios…………………… 38

Cuadro Nº 3 Iluminarias por pasillos…………………………… 39

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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE

PANELES SOLARES PARA LA SEDE DEL INSTITUTO

UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÒN

INDUSTRIAL UBICADO EN EL SECTOR LA PLANTA DE

PUERTO PÌRITU ESTADO ANZOÀTEGUI

Autores:

Br. Lourdes Bello C.I: 17.901.005

Br. Roymer Rodríguez C.I: 20.237.527

Tutor Acadêmico: Lcdo.  Alejandro Prado

Fecha: Julio 2012

RESUMEN

 Esta investigación tiene como finalidad, dar a conocer aspectos generales sobre el

diseño de un sistema de alimentación de energía mediante paneles solares, siendo su tipode investigación es de Campo, teniendo como población y muestra toda la infraestructura delIUTA, utilizando como instrumentos la guía de observación y registro anecdótico. Caberesaltar que se desarrollo una serie de términos, que nos ayudan a entender principalmenteel uso y aprovechamiento de las fuentes de energías alternas como motor impulsor deinnovación, destacando la utilización de técnicas de investigación para determinar losobjetivos a alcanzar por este proyecto, fundamentalmente este trabajo se concepción en prodel beneficio de nuestra institución.

INTRODUCCIÓN

Para nadie es un secreto que la tecnología avanza diariamente a pasos

agigantados, con el fin de adaptarse a las necesidades básicas del hombre y

a las exigencias que la sociedad nos plantea diariamente.

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CAPITULO I

EL PROBLEMA

1.1.-  PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA, JUSTIFICACIÓN E

IMPORTANCIA

La necesidad energética mundial ha dado paso a la investigación yexploración, de fuentes alternas de energías, siendo algunas de ellas nocivas

para el medio ambiente. Las problemáticas energéticas que han surgido en

los países desarrollados, se deben al consumo de los recursos naturales no

renovables.

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Como consecuencia de ello se han efectuado reuniones

internacionales, para conciliar aliados en este sentido, tal es el caso del

protocolo de Kioto. Este protocolo se creó con el objetivo, de eliminar oreducir las emisiones de gases, que causan el calentamiento global, así

como también para impulsar el cambio al desarrollo sostenible, de esta forma

utilizar energías no convencionales, que eviten el impacto al ambiente.

Las fuentes de energías alternas en algunos casos ya han sido

empleadas por el hombre, se han promovido estudios con diferentes tipos de

energías, entre ellas, la cinética, producto de la caída de agua (represa delgurí) que genera movimiento en las turbinas y de esta manera se produce la

energía hidroeléctrica. Podemos nombrar la energía eólica, utilizada desde la

edad media en la construcción de los molinos de vientos y así para mediados

del siglo XX es desarrollada toda una tecnología enfocada en la generación

de electricidad por este medio.

La energía geotérmica, producto de los vapores que salen del

subsuelo, se utiliza para generar electricidad en centrales geotérmicas, para

este tipo de aprovechamiento, quedan aun muchos problemas por resolver, a

fin de hacer económicamente rentable las eventuales instalaciones de estas

centrales geotérmicas.

El calor generado por el sol dio origen a una forma de obtención y

aprovechamiento del mismo, a través de estudios realizados, se demostró

que es posible transformar la energía solar en energía eléctrica. Cosa esta

que se obtuvo a consecuencia de los programas espaciales de EstadosUnidos De América Y La Unión De Repúblicas Socialistas Soviéticas.

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nos permitan realizar las actividades con normalidad, dar protección a los

equipos de computación y mantener la sede iluminada.

Llevar a cabo la realización de un sistema de alimentación de energíamediante paneles solares, esto con el fin de dar continuidad a las actividades

normales de la institución en caso de que falle el servicio electrico, además

de la puesta en práctica de un trabajo innovador que sirva de base y ejemplo

a las siguientes generaciones de instrumentistas pertenecientes a esta casa

de estudios. Aprovechar nuestros conocimientos y desarrollar a su vez, una

solución es una acción que da impulso a este proyecto, el aprovechamiento

de la luz solar es la base de este trabajo, la generación de diseños de lazosde control para hacer posible el funcionamiento del sistema que se va a

poner en práctica, es motivo suficiente para dar seguimiento a esta

investigación.

Es de suma importancia, por La utilización de paneles solares procura el

beneficio de forma directa A la institución, facilitando el alcance de las metas

académicas planteadas, para impulsar el fortalecimiento, el apoyo a

investigaciones que amplíen la innovación tecnológica, estimulando su

capacidad en el orden productivo, empresarial y académico, tanto público

como privado.

1.2.- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

OBJETIVO GENERAL:

Diseñar un sistema de alimentación de energía mediante paneles

solares para la sede Del Instituto Universitario De Tecnología De

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 Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta De Puerto Piritu

Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de energía, que

permita cubrir la demanda de energía cuando el servicio eléctrico falle.

.OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Conocer los puntos de consumo de luminarias y equipos informáticos

dentro de la institución.

2. Especificar las características y detalles del consumo eléctrico de la

institución.

3.  Analizar las características del lazo de control en función de los

elementos utilizados para la automatización  del sistema de

alimentación de energía, mediante paneles solares.

4. Proponer un sistema de alimentación de energía mediante paneles

solares para la sede del Instituto Universitario de Tecnología de

 Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta de Puerto

Pìritu Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de

energía, que permita cubrir la demanda de energía cuando el servicio

eléctrico falle.

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Sistema Fotovoltaico presenta una solución tecnológica sobre todo,

donde existe demandas máximas en horas pico, presentándose allí la

mayor generación.

SUÁREZ, L: (2008)  INGENIERÍA CONCEPTUAL PARA LA

ELECTRIFICACIÓN DE VIVIENDAS EN ZONAS ALEJADAS DE LOS

PUNTOS DE DISTRIBUCIÓN MEDIANTE EL USO DE ENERGÍAS

ALTERNATIVAS. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES EDO - MÉRIDA.

VENEZUELA. Concluyeron que: De acuerdo a las justificaciones,

conclusiones y recomendaciones se ve la fortaleza de la propuesta en la

contribución de mejorar, optimizar y desarrollar tecnológicamente lassoluciones de electricidad para aquellos lugares remotos donde no llega la

red convencional. En conclusión el sistema Fotovoltaico es una solución

tecnológica, y a pesar del costo del sistema, es factible y competitiva con la

red convencional en lugares aislados.

PEREZ, H: (2010) PROPUESTA PARA INSTALAR UN SISTEMA DE

ENERGIA SOLAR PARA ALIMENTAR EL LABORATORIO DE

INFORMATICA DEL IUTA APLIACION PUERTO PIRITU. Concluyeron que:

los sistemas de energía solar representan modelos para el aprovechamiento

de los rayos solares, mediante la captación de energía por diversos modos

hasta ahora el más utilizados ha sido la célula fotovoltaica, a raíz de la

creciente eficiencia del servicio de electricidad en el país se hacen necesario

implementar esta metodología, para asegurar el funcionamiento de equipos

eléctricos, en la sede del Instituto Universitario De Tecnología De

 Administración Industrial, ampliación Puerto Pìritu, en esta funciona el

laboratorio de informática, el cual cuenta con 20 computadoras para el uso

académico, el fin de este proyecto es asegurar el funcionamiento y

salvaguardo de los equipos que se encuentran en dicho laboratorio.

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Aporte: en los trabajos anteriormente mencionados, se utilizaron

energías alternas, en especifico el aprovechamiento de la luz solar mediante

paneles fotovoltaicos, ya sea para energizar un sistema, como también para

su uso en lugares remotos, donde establecer tendidos eléctricos es casi

imposible por su ubicación. En estos trabajos se realizaron estudios, que

permiten desarrollar o mejorar las ideas expuestas por sus autores, sirven de

base y estamento teórico para establecer que la línea de investigación es

factible. El uso de paneles fotovoltaicos, nos demuestra que la energía

alternativa, será en un futuro, uno de los sistemas más rentables.

2.2. BASES TEÒRICAS

Energía Eólica

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Es la energía obtenida del viento, es decir, la energía 

cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada

en otras formas útiles para las actividades humanas.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica)

Energía Solar 

Es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor 

emitidos por el Sol.(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar )

Energía Solar Fotovoltaica

Es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica, -voltaica)

obtenida directamente de los rayos del sol (foto-) gracias a la foto-detección

cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica

semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales

sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio

métodos orgánicos.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaica)

Energía Térmica

Se denomina energía térmica a la fuerza liberada en forma de calor .

Puede ser obtenida de la naturaleza o del sol, mediante una reacción 

exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule; o

por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Así

mismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en

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forma de energía térmica calorífica, como la energía geotérmica o la energía 

solar fotovoltaica.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica)

Fuentes Alternas de Energía

Son aquellas fuentes de energía planteadas como alternativa a las

tradicionales o clásicas. No obstante, no existe consenso respecto a qué

tecnologías están englobadas en este concepto, y la definición de "energía

alternativa" difiere según los distintos autores: en las definiciones más

restrictivas, energía alternativa sería equivalente al concepto de energía renovable o energía verde, mientras que las definiciones más amplias

consideran energías alternativas a todas las fuentes de energía que no

implican la quema de combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo); en estas

definiciones, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o

incluso la hidroeléctrica. 

(http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_alternativa)

Panel Solar 

Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación 

solar . El término comprende a los colectores solares utilizados para producir 

agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados

para generar electricidad. La célula o panel solar más usual esta fabricada en

silicio y configurada como una gran área de unión p-n. Una simplificación de

este tipo de placas puede considerarse como una capa de silicio de tipo ndirectamente en contacto con una capa de silicio tipo p. en la practica, las

uniones p-n de las células solares, no están hechas de la manera anterior,

mas bien, se elaboran por difusión de un tipo de dopante en una de las caras

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de una oblea de tipo p, o viceversa.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Panelsolar 

Tipos de Paneles Solares:

• Cristalinas

• Mono cristalinas: se componen de secciones de un único cristal de

silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4

lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son

curvos, debido a que es una célula circular recortada).

•

Poli cristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículascristalizadas.

•  Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)

Principio de funcionamiento de un panel solar 

 Algunos de los fotones, que provienen de la radiación solar, impactansobre la primera superficie del panel, penetrando en este y siendo

absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el

arseniuro de galio.

Los electrones, subpartículas atómicas que forman parte del exterior 

de los átomos, y que se alojan en orbitales de energía cuantizada, son

golpeados por los fotones (interaccionan) liberándose de los átomos a los

que estaban originalmente confinados.

Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y

producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en

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los átomos que pierden los electrones, (parecidas a burbujas de carga

positiva) se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los

electrones, en el panel solar. Se ha de comentar que, así como el flujo de

electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas que estánasociadas a desplazamiento real de masa, los huecos, en realidad, son

cargas que se pueden considerar virtuales puesto que no implican

desplazamiento de masa real.

Un conjunto de paneles solares transforman la energía solar (energía

en forma de radiación y que depende de la frecuencia de los fotones) en una

determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC

(acrónimo del inglés Direct Current y que corresponde a un tipo de corriente

eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y

un sólo sentido, a través de un circuito. Los electrones se mueven de los

potenciales más bajos a los más altos).

La corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor (inverter ) que transforma la corriente continua en corriente alterna, (AC) (tipo

de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualquier hogar) de 120 o

240 voltios.

La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. La

electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de

los dispositivos de iluminación de la casa, ya que estos no consumen

excesiva energía, y son los adecuados para que funcionen correctamente

con la corriente generada por el panel. La electricidad que no se usa se

puede desviar y usar en otras instalaciones.

(http:es.wikipedia.org/wikiPanelfotovoltaico)

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Factor de eficiencia de un panel solar en su punto de máxima eficiencia.

Una placa o célula solar puede operar en un amplio rango

de voltajes e intensidades de corriente. Esto puede lograrse variando la

resistencia de la carga, en el circuito eléctrico, por una parte, y por la otra

variando la impedancia de la célula desde el valor cero (valor de

cortocircuito) a valores muy altos (circuito abierto) y se puede determinar el

punto de potencia máxima teórica, es decir, el punto que maximiza V y

tiempo frente a I, o lo que es lo mismo, la carga para la cual la célula puede

entregar la máxima potencia eléctrica para un determinado nivel de

radiación.

El punto de potencia máxima de un dispositivo fotovoltaico varía con la

iluminación incidente. Para sistemas bastante grandes se puede justificar un

incremento en el precio con la inclusión de dispositivos que midan la potencia

instantánea por medida continua del voltaje y la intensidad de corriente (y de

ahí la potencia transferida), y usar esta información para ajustar, de manera

dinámica, y en tiempo real, la carga para que se transfiera, siempre, la

máxima potencia posible, a pesar de las variaciones de luz, que se

produzcan durante el día. (http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)

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2.3. BASES LEGALES

Código Eléctrico Nacional Rev. – 1:2006

Vigilancia de control de la producción y certificación de los paneles

solares para su uso. Esta norma fue creada con el fin de estandarizar,

controlar y dar valor a la producción de paneles solares, a fin de garantizar 

que el producto cumple la norma de calidad.

ISO 50001 Gestión Energética.

 Aplicación de normas y estándares en proyectos factibles, para

energías alternas. La norma establece la gestión energética como prioridad,

en los planes de cambios, para el desarrollo de actividades que mejoran la

eficiencia energética y no causan impacto al ambiente, entre las propuestas,

se encuentran la generación de energía mediante paneles solares.

UNE 206001:1997 EX. Módulos fotovoltaicos. Criterios Ecológicos.

Normativa europea sobre los módulos fotovoltaicos o paneles solares,

en esta explican los criterios ecológicos, la obtención de energía limpia, el noimpacto al ambiente.

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2.4. DEFINICIÒN DE TÉRMINOS OPERATIVOS

Acción de control:  Acción ejercida con el fin de poder mantener una

variable dentro de un rango de valores predeterminados. Existen dos tipos;

las discretas y las continuas, basado en el sistema de alimentación se

utilizaran una acción de control continua. (http://www.liceus.com/cgi-

bin/ac/pu/AutomatizacionMediomabiental.pdf )

Automatización: es un sistema donde se transfiere tareas de

producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto

de elementos tecnológicos, nos ayudara a que el proceso de conversión deenergía se realice automáticamente.

(http://www.mitecnologico.com/Main/DefinicionAutomatizacion) 

Efecto Fotovoltaico: es la base del proceso mediante el cual una

célula FV convierte la luz solar en electricidad. La luz solar esta compuesta

por fotones, o partículas energéticas. Estos son de diferentes energías,

correspondientes a las diferentes longitudes d onda del espectro solar. Es el

que permite la transformación de energía solar a energía eléctrica, todo esto

mediante los paneles solares.

(http://solarfotovoltaica.galeon.com/ARCHIVOS/efecto.htm)

Lazo de Control: arreglo de elemento orientado al mantenimiento de

condiciones especificas en un proceso, maquinaria o sistema. En nuestro

caso el lazo de control está enfocado a realizar un cambio de estado en el

proceso eléctrico, a demás de permitirnos censar el proceso.(htto://www.slideshare.net/JELEstrada/lazo-de-control)

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Panel Fotovoltaico: Los paneles o módulos fotovoltaicos (llamados

comúnmente paneles solares, aunque esta denominación abarca otros

dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas)

que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos(electricidad solar ). Tomando esto como base fundamental para el diseño de

este trabajo en las condiciones naturales de la ubicación.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_fotovoltaico)

Semiconductor: es un elemento que se comporta como

un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide,

o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Es un elemento

importante, ya que este es parte de la constitución del panel fotovoltaico, que

permitirá la conductividad de la energía solar y el calor .

(http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor )

Sistema: es un objeto compuesto cuyos componentes se relacionan

con al menos otro componente; puede ser material o conceptual. Todos los

sistemas tienen composición, estructura y entorno, pero sólo los sistemas

materiales tienen mecanismo. Engloba la estructura, de los elementos

(paneles solares, acumuladores, conductores, entre otros) que forman

nuestro plan de ejecución. (http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema) 

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2.5. Operacionalización de la Variable

Diseñar un sistema de alimentación de energía mediante paneles solares para la sede Del Instituto

Universitario De Tecnología De Administración Industrial ubicado en el Sector La Planta De Puerto Piritu

Estado Anzoátegui, con el fin de buscar una fuente alterna de energía, que permita cubrir la demanda de

energía cuando el servicio eléctrico falle.

Variable Dimensión Indicador Fuente Instrumento

PanelesSolares.

Ventajas• No contamina.•  Aprovecha la luz solar.• Son silenciosos. Fuentes Primarias

InformaciónRecopilada Por ElPersonal Del IUTA Ampliación Puerto

Piritu

y

Fuentes Secundarias A Través De

RevisionesDocumentales.

Guía deobservación.

Desventajas• Mantenimiento constante.• No es estético.• Es costoso.

Características del lazo decontrol.

• Paneles de silicio• Acumuladores• Conductores

 Automatización del sistema dealimentación de energía.

• Contactores.• Relés.• Swicht.

Sistemaeléctrico.

Deficiencias en el tendidoeléctrico.

• Puntos calientes del sistemaeléctrico.

•  Alto consumo eléctrico.Registro

anecdótico.

Tabla Nº 1 Operacionalización

Fuentes: Bello, L. y Rodríguez, R. (2012)

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CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

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3.1.- Diseño de la Investigación

El diseño de la investigación es de campo, por que se realizaran

estudios, a demás de la participación directa del sitio de trabajo o medio

ambiente donde se lleven a cabo las actividades laborales.

Según Sabino, C. (2000); el expresa que la investigación de campo,

es aquella en la que los datos primarios son obtenidos directamente de la

realidad. Su innegable valor reside en que a través de ellos el investigador 

puede cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han conseguido

sus datos, haciendo posible su revisión o modificación en el caso de quesurjan dudas respecto a su calidad. Esto, en general garantiza un mayor 

nivel de confianza para el conjunto de información obtenida.

3.2.- Tipo de Investigación

El tipo de investigación será una propuesta. En este se explicara el

diseño un sistema de alimentación de energía, para la sede de la institución,

en la que proponemos una alternativa, a los altos costos de electricidad,

entre otros aspectos. Que hacen factible la puesta en práctica de este

proyecto. Realizando todas estas actividades, seguiremos las normas de

seguridad, guías y demás documentos, que sirvan de documento.

Según Hurtado, J.  (2008); explica que, la investigación proyectiva

consiste en la elaboración de una propuesta, un plan, un programa o un

modelo como solución a un problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de

un grupo social, o de una institución, o de una región geográfica en un área

particular del conocimiento, a partir de un diagnostico preciso de las

necesidades del omento, los procesos explicativos o generadores

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3.5.- Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

Técnicas: Es la forma y manera como se va a recabar la información

o obtener la misma, para concretar, direccionar y orientar la

investigación.

Observación: se usara la técnica de la observación, ya que esta permite,

la recolección de los datos en forma directa en la realidad; es decir, las

distintas actividades que serán ejecutadas en la realización del sistema de

alimentación.

Según Arias, F. (2004); la observación es una técnica que consiste en

visualizar o captar mediante la vista, en forma sistemática cualquier hecho,

fenómeno o situación que se produzca en la naturaleza o en la sociedad, en

función de sus objetivos de investigación preestablecidos.

Revisión documental: será usado el apoyo, de textos, guías, normas,

leyes y demás fuentes, que nos amplíen, información sobre los procesos, y

las actividades que se llevaran a cabo.

Según Tamayo y Tamayo, (1995); la revisión documental amplia la

descripción del problema e integra la teoría con la investigación y su

relaciones mutuas.

Instrumentos: según Arias f, (1997); los instrumento son medios

materiales que se emplean para recoger y almacenar la información.

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Guía de observación: amplia mediante la observación directa, la

investigación, de manera real, siendo recolectados los datos en una guía de

manera puntual.

Según Palella y Martins. (2003); la observación consiste en el uso

sistemático de nuestro sentidos orientados a la captación de la realidad que

se estudia.

Registro anecdótico: se emplea para describir o resaltar, situaciones

acontecimientos o aspectos que son significativos, que no estaban previsto

ser observados en determinado momento o que no sean observado conanterioridad.

Según Palella. (2006), este instrumento permite recoger hechos

incidentales de manera objetiva.

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CAPÍTULO IV

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

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4.1 Discusión de los Resultados.

Mediante el estudio realizado durante el desarrollo de este proyecto

acerca del sistema eléctrico actualmente operativo en la institución basados

en la técnica de guías de observación se pudo desglosar el sistema de

alimentación eléctrica de manera detallada, los resultados arrojan que dicho

sistema se encuentra alimentado por un sistema trifásico de 330 VA el cual

se subdivide a su vez de la siguiente manera: (1) una fase que alimenta los

equipos informáticos y sistema de iluminación la cual tiene una alimentación

monofásica de 110 VA la cual posee múltiples puntos de toma lo cual se

muestra como una ventaja que permite una distribución equitativa de laalimentación eléctrica para este tipo de equipos fundamentales para el

desarrollo de las actividades de la institución, y el sistema trifásico de 330 VA

que alimenta el sistema de aires acondicionados los cuales tienen un

consumo total de 201.039 KVA. Todo esto va a un Breaker principal de 650

VA, todos estos datos fueron obtenidos mediante observación y extracción

directa de datos en el área.

 Aun cuando el sistema eléctrico que actualmente se encuentra

operativo en las instalaciones del instituto es bastante aceptable aun así no

escapa de la realidad de las constantes fallas eléctricas de la zona en donde

se ubica la institución por ende el poseer un sistema de alimentación

eléctrica basada en energía alterna se muestra como una herramienta para

blindar el sistema eléctrico y evitar las interrupciones en las actividades

regulares de la institución.

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4.1.-Conocimiento de los puntos de consumo de luminarias y

equipos de informática dentro de la institución.

El sistema eléctrico de la institución está constituido por: Un (1)

breacker principal de 650 Amp, de allí deriva el sub-sistema de distribución,

conformado por 5 breakers, cada uno con un ramal eléctrico a su disposición

para evitar fallas generales y facilitar el mantenimiento eléctrico, estos

sistemas son sustentados, por una carga trifásica (330VA) y una monofásica

(110VA). El sistema trifásico se utiliza para alimentar el conjunto de aires

acondicionados dentro de la institución, en su totalidad fueron contabilizados23 equipos, cuyo consumo es de 201.039 KVA.

El sistema monofásico o de 110 VA, se encarga de surtir de energía, a

todo lo que es el sistema de iluminación, y equipos informáticos.

Dentro de la sede del instituto existen puntos de consumo de 110VA

en todas las aulas, lo cual facilita y hace posible energizar otros equipos que

se necesiten en el proceso regular de clases, además la institución cuenta

con un laboratorio informático en el cual se encuentran un conjunto de

equipos, que mas adelante son desglosados en un tabla para conocer el

promedio de su consumo. De igual forma el sistema de iluminación de la

institución también fue estudiado y en las siguientes tablas se muestra

información referente a su consumo.

Para el sistema de iluminación se recolectaron, los datos en dos (2)

etapas, primero luminarias por aulas, coordinaciones, laboratorios, luego

luminarias por pasillos. En la tabla (1.1 Y 1.2), se observaran los resultados:

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PASILLOSNUMERO DELAMPARAS

KWA PORLAMPARAS

KVATOTALES

PASILLOPRINCIPAL

3 0,16 0,48

PASILLOPRINCIPAL B

3 0,032 0,096

PASILLO 2DAPLANTA.A

7 0,16 1,12

PASILLO 2DAPLANTA.B

5 0,16 0,82

PASILLOS LAB.A 2 0,16 0,32PASILLOS LAB.B 3 0,08 0,24

PASILLO

FOTOCOPIADO

1 0,16 0,16

COMPLEMETARIAS 4 0,032 0,128Sumatoria en KVA 3,364

En las siguientes tablas nº 3 y 4, se reflejaran los resultados del

consumo estimado de los equipos informáticos en la institución:

ÁREANÚMERO DE

EQUIPOS

INFORMÁTICOS

KWA POR

EQUIPO

KWA

TOTALESLAB. INFORMÁTICA 22 0,306 6,73

COORD. INFORMÁTICA 1 0,306 0,31

DIRECCIÓN 3 0,306 0,92

CONTROL DE ESTUDIOS 3 0,306 0,92

BIBLIOTECA 4 0,306 1,22

COORD. DE PASANTÍAS 2 0,306 0,61

COORD. DE I.H. 2 0,306 0,61

COORD. DE P.G. 2 0,306 0,61

LAB. INSTRUMENTACIÓN 1 0,306 0,31

LAB. GAS 1 0,306 0,31  12,55

4.2.- Especificación de las características y detalles del

consumo eléctrico de la institución.

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Las características del consumo, se han detallado, mediante datos

recolectados en las facturas de pagos del servicio de energía eléctrica. Para

la realización de los siguientes cálculos, se tomaron en cuenta como

referencia de un período correspondiente a dos (2) meses de consumo de la

sede, y que mediante las siguientes sumatorias, se obtuvieron los promedios

por mes, luego se realizo una adición de estos, por último se calculo un

promedio general (ver cuadro explicativo), así también se obtuvo un índice

de pago monetario (Bs).

1er Mes de consumo. Sumatoria mensual 2do Mes de consumo.20.850,00KVA

330,00KVA+

21.180,00KVA

21.180,00KVA

17.970,91KVA

39.150,91KVA

17.690,91KVA

280,00KVA+

17.970,91KVADivisión

39.150,91KVA

2 meses

=19.575,455 KVA/mes

Cuadro nº 5, explicativo de sumatorias

Los datos son expresados en (KVA) kilovatios horas. En 2 meses de

consumo se obtuvo un promedio 19.575,455 KVA/mes, y arrojo un gasto

monetario de 3448.510 Bs/mes facturados. Esto con el fin de conocer un

aproximado del consumo eléctrico, y del gasto que se realiza en la institución

por concepto de energía eléctrica, así también excluir de estos cálculos la

carga de energía producida por los aires acondicionados, ya que el sistema

de alimentación de energía mediante paneles solares, energizara solo las

luminarias y equipos informáticos. También cabe destacar que la energía que

proveerán los paneles solares, es totalmente gratuita y no generara cargos

monetarios.

4.3 Análisis las características del lazo de control en

función de los elementos utilizados para la automatización  del

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sistema de alimentación de energía, mediante paneles

solares.

Los detalles generales, de la automatización de este sistema, se

referencian, mediante simulaciones realizadas, con distintos programas que

ayudaron a entender, tanto la lógica de control, como la lógica cableada del

sistema. Los puntos de análisis se basan en conocer qué función realiza

cada componente dentro del sistema.

Mantener el funcionamiento de las luminarias y equipos informáticos

de la sede es la tarea primordial del sistema de respaldo de energía cuandofalle la intensidad de corriente proveniente del tendido eléctrico habitual,

dicho sistema lo compondrán, los paneles fotovoltaicos (figura1.1), estos

paneles están hechos de silicio, el cual es un material conductor de

potencia, mediante su configuración transformara los rayos del sol, estarán

conectados a un conjunto de acumuladores donde se cumplirá el proceso de

colección y extracción de energía (figura 1.2) estos acumuladores de plomo

que se empalman a un inversor de corriente (figura1.3), que transforma la

energía eléctrica en corriente directa o corriente alterna (AC/DC) (DC/AC).

 Además este inversor nos proporcionara la energía, para energizar las

luminarias y los equipos informáticos.

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(Figura 1.1) (Figura 1.2) (Figura 1.3)

El breackers principal ubicado en el cajetín Nro. 1(figura 1.4) de la

institución, se asociara con el inversor. La acción de control la realizaran dosContactores monofásicos (110v) (figura 1.5) con un enclavamiento mecánico

entre sí, el contactor (K) se ubicara entre la línea externa del tendido

eléctrico, este será de contacto normalmente cerrado, antes del cajetín

principal. El otro contactor (K2) se ubicara en la salida del inversor de

energía, tendrá una acción de contacto normalmente abierto y estará

asociado a un contacto llamado (K1). La automatización se realizara, en el

momento en que falle la energía proveniente del tendido eléctrico externo, se

abrirá el contactor (K), por la acción que ejerce (K1), el contactor (K2) se

cerrara permitiendo el paso de energía reconvertida desde el inversor. En

caso de fallar el sistema automático este se podrá actuar de forma manual.

Figura 1.4 Figura 1.5

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4.4 Propuesta de un sistema de alimentación de energía

mediante paneles solares para la sede

El diseño del sistema de alimentación de energía mediante paneles

solares para la institución, por ser una propuesta, será desglosado en el

capítulo VI para ampliar los detalles del mismo.

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CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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CONLUSIONES

De los resultados del trabajo desarrollados, se dan a conocer los

puntos de consumo de luminarias y equipos informáticos dentro de la

institución, Consolidando la idea de que estos son los principales equipos a

energizar mediante el sistema de paneles solares por su menor consumo

eléctrico, además estos son elementos de suma importancia para la

prosecución de las actividades dentro de la sede.

Cabe resaltar que mediante la recolección de datos expuestos en lasfacturas de pagos de la institución, se toman en cuenta referencias

correspondientes a dos (2) meses de pago permitiendo observar un

promedio del consumo eléctrico por mes y el pago en bolívares, dándonos a

entender que la utilización del sistema de alimentación mediante paneles

solares, por ser una solución ecológica economizara tanto gastos, como

energía, proveyéndonos la misma energía por menos costos.

 Así mismo se da a conocer el funcionamiento que realiza cada

componente dentro del sistema de automatización para el lazo de control de

los paneles solares, utilizando criterios comunes que ayuden a entender la

lógica de control del mismo, así como la lógica cableada, todo esto con el fin

de referenciar los aspectos a tomar en cuenta para próximas revisiones.

De esta forma se propone el diseño del sistema de alimentación

mediante paneles solares para la institución, sabiendo que la información

arrojada en el desarrollo de los objetivos, dan importancia y base a los

fundamentos expuestos en el trabajo, referenciando que es necesario el

sistema para la prosecución de las actividades laborales y estudiantiles

dentro de la sede de manera normal.

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RECOMENDACIONES

• Que la institución promueva programas de capacitación, para la

utilización de las fuentes de energías alternas dentro del estudiantado

de tecnología instrumentista.

•  A las personas sugerirles que el sistema trae beneficios por ser,

rentable, cómodo, limpio y práctico para su uso ya que la parte

importante de la materia prima proviene del sol.

•  A los profesores por medio de conocimientos actualizados, ayuden a

difundir y realizar prácticas con fuentes de energías alternas, como los

paneles solares fotovoltaicos, usando como referencia este sistema de

alimentación de energía dentro de la institución.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Textos Consultados:

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Fundación Sypal. Caracas.

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Informes de Pasantías. Ed. IUTA, Puerto la Cruz.

- RINGEN,Knut SEEGAL Jane L. y WEEKS James L. (1992).

Enciclopedia de la Salud y Seguridad en el Trabajo. Estado

Unidos. EEUU:

Tesis Consultadas.

- CAMPOS, L: (2008) DISEÑO Y OPERACIÓN DE UN SISTEMA

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES EDO - MÉRIDA. VENEZUELA. 

- SUÁREZ, L: (2008) INGENIERÍA CONCEPTUAL PARA LA

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PUNTOS DE DISTRIBUCIÓN MEDIANTE EL USO DE ENERGÍAS

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 ALTERNATIVAS. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES EDO - MÉRIDA.

VENEZUELA.

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ENERGIA SOLAR PARA ALIMENTAR EL LABORATORIO DE

INFORMATICA DEL IUTA APLIACION PUERTO PIRITU.

Leyes y Reglamentos

- Código Eléctrico Nacional Rev. – 1:2006

- ISO 50001 Gestión Energética.

- UNE 206001:1997 EX. Módulos fotovoltaicos. Criterios Ecológicos.

- SISTEMAS DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA – MANUAL DEL

INSTALADOR (Asociación De La Industria Fotovoltaica) ASIF – 2008

ISBN: 978-84-95693-44-0

- UNE-EN ISO 9488:2006. ENERGÍA SOLAR. VOCABULARIO.

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CAPITULO VI

PROPUESTA

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