Dise O De Sist Fotovoltaico Generador Electricidad

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
MAESTRÍA EN INGENIERÍA ENERGÉTICA

DISEÑO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO
PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
EN EL COBAEV 35 XALAPA.

PROYECTO QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRÍA EN INGENIERÍA ENERGÉTICA

PRESENTA
HÉCTOR DOMÍNGUEZ GONZÁLEZ

DIRECTOR DE TESIS
DR. ALFREDO RAMÍREZ RAMÍREZ

XALAPA ENRÍQUEZ., VER.

22 DE NOVIEMBREDEL 2012

HOJA PARA
EL OFICIO
DE
APROBACIÓN

2

Agradecimientos:
A dios por darme la fortaleza para ser constante y seguir adelante.

A mi asesor el Dr. Alfredo Ramírez Ramírez por su valioso apoyo y sus
sabios consejos para la realización de este trabajo.

Al mis maestros el Dr. Jorge Arturo del Ángel, Dr. René Croche Belín y al
Dr. Aarón Sánchez Juárez, por sus enseñanzas y por las iniciativasque tiene
en los proyectos científicos.

A las autoridades del Colegio de Bachilleres del Estado de Veracruz, y en
especial al Dr. Armando Zavaris Vidaña, por las facilidades otorgadas para la
realización del estudio de factibilidad en Energías renovables en el COBAEV
35 Xalapa.

A la Lic. Martha Elena Coronel Yañez, por sus consejos y su apoyo durante
la realización de ésta Maestría enIngeniería Energética.

A mi muy apreciado Ing. Fernando González Rivas Secretario General del
SETDITSX por la gestión y el apoyo incondicional que me otorgo durante
este posgrado.

A mi familia Perla Xitlally, Héctor Aldair, Roberto Carlos hijos y a mi
esposa Gaby por ser un pilar fundamental en mi vida.

3

Índice
Resumen

12

Introducción…………………………………………….……………………..

13

1.1 Planteamiento delproblema………………………………….…………………….

15

1.2 Justificación………………………………………………..……………………….

17

1.3 Objetivo general……………………………………….…………..………………..

20

1.3.1 Objetivos Particulares………………………………………..………………

20

I.

II.

Marco teórico

2.1 Sector energético a nivel mundial……………………………………………………

21

2.2 Energías renovables………………………………………………………………….

23

2.3 Fuentes de energía renovables……………………………………………………….

272.3.1 Energía por biomasa…………………………………………………………..

28

2.3.2 Ventajas y desventajas de la energía por biomasa……………………………

28

2.3.3 Energía eólica…………………………………………………………………

30

2.3.4 Ventajas y desventajas de la energía eólica…………………………………..

31

2.3.5 Energía hidráulica…………………………………………………………….

32

2.3.6 Ventajas y desventajas de la energía hidráulica………………………………

33

2.3.7 Energíasolar………………………………………………..…………………

34

2.3.8 Ventajas y desventajas de la energía solar……………………………………

36

2.4 Cambio climático……………………………………………………………………

38

2.5 Protocolo de Kioto…………………………………………………………………..

39

2.6 Situación de la energía solar en el mundo…………………………………………...

41

2.7 Aplicaciones de la energía solar……………………………………………………..

45

2.7.1 Radiación solar………………………………………………………………..

48

2.7.2 Factor AM (Masa deaire)…………………………………………………….

49

2.7.3 Trayectorias solares…………………………………………………………...

51

2.7.4 Efecto fotovoltaico……………………………………………………………

55

2.8 Descripción de los sistemas fotovoltaicos…………………………………………..

58

4

III.
3.1

2.8.1 Tecnología fotovoltaica……………………………………………………….

59

2.8.2 Características de los paneles solares…………………………………………

62

2.8.3 Tecnología de los inversores de corriente…………………………………….

66

2.8.4Protecciones eléctricas (NEMA)……………………….……………………..

69

2.8.5 Datos técnicos de los accesorios………………………….…………………..

71

Situación actual de la energía en México
Recursos energéticos………………………………………………………………

76

3.2 Sustentabilidad y fuentes renovables de energía en México……………………….

79

3.2.1 Energía por Biomasa…………………………………………………………

80

3.2.2 Energía Eólica………………………………………………………………..

82

3.2.3 Energíahidráulica……………………………………………………………

82

3.2.4 Energía solar en México……………………………………………………..

84

3.3 Situación nacional de la energía fotovoltaica……………………………………….

84

3.3.1 Situación fotovoltaica en México………………………………………………….

87

IV.

Metodología

4.1 Marco normativo y reforma energética……………………………………………...

89

4.1.1 Reformas energéticas en...