CUANTIFICACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO Y SOLAR PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A TRAVÉS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA HIBRIDO ESCALA PILOTO EN EL CAMPUS ALVERNIA, UNIVERSIDAD MARIANA, SAN JUAN DE PASTO

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En Colombia, según estudios realizados el consumo energético ha aumentado considerablemente; esto debido a la demanda por usuarios y también viene relacionado con el aumento en la actividad productiva del país, cabe resaltar que el tipo de energía que tuvo mayor incremento de demanda fue la energía eléctrica, seguida de gas natural (Minminas, 2015).

La Universidad Mariana cuenta con la sede Alvernia, en la cual se han venido desarrollando actividades enmarcadas con el aprendizaje de sus estudiantes, aquí se encuentran laboratorios de diferentes áreas disciplinarias, los cuales demandan directamente energía eléctrica, además se ha venido utilizando fuentes de energía convencionales que contribuyen a la generación de impactos negativos frente al ambiente. La sede cuenta con espacios que podrían ser utilizados para la instalación de tecnologías que aprovechan y se basan en fuentes de energía renovable.

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Formulación del problema

¿Qué porcentaje de la demanda energética de los laboratorios de química en la sede Alvernia, podría satisfacer la producción de energía eléctrica del prototipo?

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Hipótesis

El potencial solar y eólico en producción de energía eléctrica cubrirá un 10% las necesidades energéticas básicas del laboratorio de química en la sede Alvernia Universidad Mariana

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Justificación

Durante mucho tiempo el ser humano ha utilizado a los combustibles fósiles como fuente energética para satisfacer sus necesidades y así poder cumplir con actividades cotidianas; sin embargo, la combustión de éstos da como producto principal el CO2, el cual es un gas de efecto invernadero que contribuye al denominado cambio climático, este fenómeno constituye una de las principales problemáticas actuales debido a que la tasa de emisiones crece cada día, por lo que en los últimos años se han buscado fuentes energéticas alternativas, como la eólica y la solar para mitigar los impactos.

Este tipo de fuentes alternas de energía son de fácil obtención, no contaminan y además son renovables, por lo que día a día más países se interesan en la búsqueda de nuevos métodos para el aprovechamiento de éstas. A medida que incrementa el desarrollo de nuevas tecnologías favorece la búsqueda de espacios propicios para el desarrollo, implementación y aprovechamiento de estas fuentes de energía. Es importante destacar que la fuente primaria que utilizan estos tipos de sistemas no tiene ningún costo al estar disponibles en el ambiente a diario, siendo así sostenible no solo económicamente sino también ambientalmente. “La aplicación de la tecnología además de ayudar a mitigar el deterioro ambiental y el cambio climático también se puede obtener beneficios de tipo económicos, esto debido al cambio del uso de energías convencionales y poder satisfacer las necesidades energéticas con el diseño e implementación de una tecnología o sistema que esté basada en la energía solar o eólica” (Fajardo, 2010, p.5).

Debido a la problemática, ha surgido la necesidad de plantear una investigación que busca determinar el potencial tanto de energía solar como eólica, en el campus Alvernia de la Universidad Mariana a través de la adopción de metodologías planteadas nacional e internacionalmente.

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Objetivo General

Cuantificar el potencial eólico y solar para la producción de energía eléctrica a través de la implementación de un sistema hibrido escala piloto en el campus Alvernia, Universidad Mariana, San Juan de Pasto

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Objetivos Específicos

1.4.1.1 Objetivo 1: Caracterizar factores geográfico, meteorológico y de consumo de energía del área de estudio

1.4.1.2 Objetivo 2: Implementar un sistema hibrido para el aprovechamiento de energía eólica y solar

1.4.1.3 Objetivo 3: Determinar la producción de energía eléctrica a través del sistema hibrido

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MARCOS DE REFERENCIA

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Marco Contextual:

La universidad Mariana cuenta con el Campus deportivo Monte Alvernia, el cual es la zona de estudio en cuestión (Fig.1 Zona de estudio-Campus Alvernia). [pic 1]

Figura 1. Zona de estudio-Campus Alvernia

Está ubicado aproximadamente a 1 km de la Fundación Hospital San Pedro en la vía a Pasto-Mapachico. La ubicación geográfica en coordenadas UTM corresponde a (Tabla 1: Ubicación geográfica zona de estudio):

Cuadro 1. Ubicación geográfica zona de estudio

UTM Este Xmin

UTM Este Xmax

UTM Norte Ymin

UTM Norte Ymax

Huso

Hemisferio

Zona de estudio

244060,2273

244400,5097

134653,0888

135052,4716

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Norte

El campus cuenta con aproximadamente 8 hectáreas, edificaciones y canchas deportivas, oficinas, cafetería, laboratorios, gimnasio y posee una gran cantidad de área despejada, propicia para la evaluación del potencial eólico y solar.

Con respecto a la meteorología, se toman datos para el municipio de Pasto ya que en el desarrollo de la presente investigación se definirán los valores propios de la zona. El municipio cuenta con

una radiación solar global promedio multianual de 4.0 a 4.5 kWh/m2 (UPME,2005), dirección predominante del viento Sur 22% y velocidad del viento en superficie (10 m) de 3.4 a 5.4 m/s (UPME,2006).

El campus cuenta con su propia estación meteorológica, instalada y funcionando desde 2011 y registra variables de interés como: Temperatura ambiente, radiación solar, velocidad y dirección del viento.