MANUAL PARA EL DIMENSIONAMIENTO Y EVALUACIÓN DE UN ARREGLO FOTOVOLTAICO MONOFÁSICO A NIVEL RESIDENCIAL EN CHILE

En las últimas décadas las energías renovables han tomado un rol vanguardista en cuanto a una matriz energética limpia y segura afirmando un desarrollo sustentable para el ser humano, sobre todo, en lo que respecta a energía solar. Es por esto, que en la presente memoria, el autor busca que el lector sea capaz de sumergirse en torno a esta última a través de herramientas para el dimensionamiento y evaluación de su propio arreglo fotovoltaico a nivel de vivienda. Para realizar esto, se presentará mediante los primeros tres capítulos el marco teórico que busca abarcar tópicos respecto a el contexto energético chileno, la energía solar y el comportamiento orbital terrestre en referencia al Sol, más aun, se explicará en que consiste un módulo fotovoltaico, su funcionamiento y su rol en el mercado actual. Por último, a modo de ilustración, se realizarán dos dimensionamientos representando los casos más comunes para una instalación de este tipo, sin dejar de lado, instrucciones paso a paso de como concretar cada uno de ellos en conjunto a información verídica.Para finalizar, como resultado de ambos ejemplos, un sistema autónomo y otro interconectado a la red, se obtuvo valores de VAN de $ -2.432.929 y un TIR inexistente para el primer caso, a diferencia de lo logrado en el segundo caso, donde el VAN bordea los $- 415.824 en conjunto a un TIR de 1.192%. A partir de esto, se concluye que en general un sistema dependiente de la red posee un mayor grado de retorno que uno autónomo. En el caso de los ejemplos presentados en esta memoria, se logra recuperar la inversión para un sistema dependiente a pesar de que no se cumpla con la rentabilidad exigida (VAN<0; TIR>0), por otro lado, para un sistema aislado, jamás se recupera la inversión (VAN<0; TIR<0). Se utiliza una tasa de retorno del 4.2%. A partir de un TIR negativo se deduce que el beneficio del proyecto será menor a la inversión inicial.El motivo de esto es simple, una instalación dependiente de la red excluye de su dimensionamiento un sistema de reserva energético (baterías), dicho de otro modo, un sistema autónomo recae en gastos excesivos debido a las reinversiones que se deben generar en baterías durante la vida útil del proyecto reflejándose en una disminución significativa del VAN y el TIR (menor rentabilidad). A modo de recapitulación, lo anterior se traduce en un retorno de 18 años para el sistema dependiente de la red bajo una metodología conservadora, es decir, un escenario poco favorable. Si consideramos un contexto más rentable para nuestro proyecto, como puede ser el caso de una tasa de inflación nominal del costo de la energía de un 5% anual, anteriormente considerado como un 0%, se puede lograr un retorno de 13 años para el proyecto interconectado obteniendo una rentabilidad superior a la exigida tras recuperar la inversión (VAN = 279.345; TIR= 1.192%). Para la instalación autónoma, a pesar de que el beneficio anual aumente, su periodo de retorno aun sale de la vida útil del proyecto, es decir, mayor a 20 años, y de esta forma mostrando la superioridad de una instalación con conexión a la red.
 In the last decades, renewable energies have taken an avant-garde role in a clean and safe energy matrix, affirming a sustainable development for the human being, especially with solar energy. This is why, in this report, the author seeks that the reader is able to immerse themselves around the latter through tools for the dimensioning and evaluation of their own photovoltaic array at the housing level. To do this, the theoretical framework that seeks to cover topics regarding the Chilean energy context, solar energy and terrestrial orbital behavior in reference to the Sun will be presented through the first three chapters, moreover, it will be explained in which a photovoltaic module, its functioning and its role in the current market. Finally, by way of illustration, two sizing will be made representing the most common cases for an installation of this type, without leaving aside, step-by-step instructions on how to specify each of them together to true information.To conclude, as a result of both examples, an autonomous system and another one interconnected to the network, NPV values of $ -2,432,929 and a nonexistent IRR were obtained for the first case, unlike in the second case, where The NPV skirts the $ - 415,824 as a whole at a TIR of 1,192%. From this, it is concluded that in general a system dependent on the network has a higher degree of return than an autonomous one. In the case of the examples presented in this report, it is possible to recover the investment for a dependent system even though the required profitability (VAN <0; TIR> 0) is not met, on the other hand, for an isolated system, the investment is never recovered (VAN <0; TIR <0). A rate of return of 4.2% is used. From a negative IRR it follows that the benefit of the project will be less than the initial investment.The reason for this is simple, a network-dependent installation excludes from its dimensioning an energy reserve system (batteries), in other words, an autonomous system is subject to excessive expenses due to the reinvestments that must be generated in batteries during the life of the project, reflecting a significant decrease in NPV and IRR (lower profitability). As a recapitulation, the above results in an 18-year return to the system dependent on the network under a conservative methodology, ie, an unfavorable scenario. If we consider a more cost-effective context for our project, such as a nominal energy cost inflation rate of 5% per annum previously considered as 0%, a 13-year return can be achieved for the project Interconnected, obtaining a return higher than that required after recovering the investment (NPV = 279,345, TIR = 1,192%). For the autonomous installation, despite the fact that the annual benefit increases, its return period still leaves the useful life of the project, that is, greater than 20 years, and thus showing the superiority of a facility with connection to the network.