DISEÑO DE UN SISTEMA DE ENERGÍA
RENOVABLE BASADO EN PANELES SOLARES
FOTOVOLTAICOS PARA MERCADOS DE
IBARRA, ECUADOR
DESIGN OF A RENEWABLE ENERGY SYSTEM BASED ON
PHOTOVOLTAIC SOLAR PANELS FOR IBARRA MARKETS,
ECUADOR
Manuel Rolando Cangas Salas
Universidad Americana de Europa, Ecuador
Hakna Ferro Azcona
Universidad Americana de Europa, Ecuador
pág. 731
DOI:
Diseño de un Sistema de Energía Renovable Basado en Paneles Solares
Fotovoltaicos para Mercados de Ibarra, Ecuador
Manuel Rolando Cangas Salas 1
cangasrolando29@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-0673-4662
Universidad Americana de Europa
Ecuador
Hakna Ferro Azcona
hakna.ferro@aulagrupo.es
https://orcid.org/0000-0002-8934-1404
Universidad Americana de Europa
México
RESUMEN
El objetivo del presente proyecto es diseñar un sistema de energía renovable basado en paneles solares
fotovoltaicos para mercados de Ibarra que permitan cubrir las necesidades de energía eléctrica de los
comerciantes y productores. La metodología que se utilizó fue cualitativa – cuantitativa, se aplicó los
métodos lógicos empíricos: inductivo, deductivo, descriptivo, analítico. La población sujeta a
investigación son los 4.648 comerciantes y productores de estos mercados. La técnica que se utilizó fue
la encuesta. Los resultados obtenidos de la contextualización de la demanda de energía eléctrica,
determinan un promedio de 581.000kw/mes. Los resultados de los aspectos técnicos e ingeniería de este
sistema determinaron los elementos del sistema fotovoltaico a través de: módulos fotovoltaicos,
baterías, inversores, reguladores, soportes y el cableado. La evaluación de impactos ambientales a través
de la matriz de Leopold determinó que en los componentes físico y medio biótico tiene un impacto
negativo no significativo y en el componente socioeconómico un impacto positivo significativo. La
evaluación económica financiera determinó que la inversión requerida es de $3.295.147.25, los
indicadores financieros son positivos con un VAN es de $860.472.30, la TIR es del 22,4%, el B/ C de
$1.26 y el PRI de 4 años, 4 meses y 25 días.
Palabras clave: energia renovable, sistema fotovoltaico, paneles solares, impactos ambientales,
evaluación económica
1
Autor principal.
Correspondencia: cangasrolando29@gmail.com
pág. 732
Design of a Renewable Energy System Based on Photovoltaic Solar Panels
for Ibarra Markets, Ecuador
ABSTRACT
The objective of this project is to design a renewable energy system based on photovoltaic solar panels
for Ibarra markets that can cover the electricity needs of merchants and producers. The methodology
used was qualitative - quantitative, and the logical empirical methods were applied: inductive,
deductive, descriptive, analytical. The population subject to research consists of 4,648 merchants and
producers in these markets. The technique used was the survey. The results obtained from the
contextualization of the electricity demand determine an average of 581,000 kw/month. The results of
the technical and engineering aspects of this system determined the elements of the photovoltaic system
through: photovoltaic modules, batteries, inverters, regulators, supports, and wiring. The evaluation of
environmental impacts through the Leopold matrix determined that in the physical and biotic
components there is a negative but insignificant impact, and in the socioeconomic component there is
a significant positive impact. The economic financial evaluation determined that the required
investment is $3,295,147.25, the financial indicators are positive with an NPV of $860,472.30, the IRR
is 22.4%, the B/C ratio is 1.26, and the payback period is 4 years, 4 months, and 25 days.
Keywords: renewable energy, photovoltaic system, solar panels, environmental impacts,
economic assessment
Artículo recibido 10 abril 2024
Aceptado para publicación: 08 mayo 2024
pág. 733
INTRODUCCIÓN
La finalidad principal del presente estudio es diseñar un sistema de energía renovable basado en paneles
solares fotovoltaicos para mercados de Ibarra, Ecuador que permitan cubrir las necesidades de energía
eléctrica de los comerciantes y productores. Para el desarrollo de esta investigación se realiza la
contextualización de la demanda de energía eléctrica de los comerciantes y productores de los mercados
de la ciudad de Ibarra, se define los aspectos técnicos y de ingeniería, se evalúa los impactos positivos
y negativos, se determina la evaluación económica – financiera y se diseña un sistema de energía
renovable basado en paneles solares fotovoltaicos que permitan cubrir las necesidades de energía
eléctrica de esta población objeto de estudio.
El uso de la energía eléctrica convencional usando combustibles de origen fósil: carbón, petróleo, gas,
en servicios energéticos (luz eléctrica) para cubrir las necesidades básicas de alumbrado, movilidad,
comunicación, ambientación, procesos productivos, tiene efectos negativos relevantes en el
agotamiento de los recursos naturales, dificultad de abastecimiento, contaminación ambiental,
emisiones de gases de efecto invernadero, costos altos de energía eléctrica, en el bienestar y la salud de
las personas. Una de las causas principales es la falta de planes, programas, proyectos de energías
renovables que puedan romper esta correlación negativa contribuyendo al desarrollo social económico,
sostenible (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, 2018).
Las deficientes políticas y programas del uso de energía renovable: solar, a través de paneles
fotovoltaicos; geotérmica, hidroeléctrica, bioenergía, ocasiona que se utilice servicios energéticos
convencionales provocando una significativa contaminación atmosférica incrementando el efecto
invernadero, daños a los ecosistemas, y que se ha duplicado su concentración a partir del siglo XX
(cambio climático) (Foster, 2018).
El uso de energía eléctrica convencional se considera altamente contaminante y dañina por las
emisiones de CO2 (dióxido de carbono), generados por combustibles fósiles, causando efectos a la salud
humana por la presencia de enfermedades de vías respiratorias, generando inflamación crónica en los
pulmones, deterioro en los flujos pulmonares, interactuando con el aparecimiento de otras enfermedades
como: bronquitis crónica, cáncer al pulmón y el asma (Greenpeace México, 2021).
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En el Ecuador el uso de energía eléctrica convencional y la no aplicación de energías renovables con el
enfoque de desarrollo sostenible, ha generado efectos desde el punto de vista ambiental y social por el
uso del petróleo, afectando al paisaje, suelo, agua y aire por las emisiones de gases contaminantes, y el
aumento de la concentración de gases de efecto invernadero antropogenéticas, generando impactos
negativos (Reyes, 2021).
En algunas regiones del Ecuador, el consumo de energías de origen fósil para servicios de luz eléctrica,
ocasiona problemas sociales y ambientales especialmente por los gases emitidos que repercuten en el
medio ambiente, contaminación del suelo, aire, aguas superficiales y subterráneas, ecosistemas, cadenas
productivas, en la salud de las personas por los contaminantes que llegan a ser perjudiciales para
enfermedades cardiovasculares, respiratorias entre otras (Campoverde & Naula, 2017)
En la ciudad de Ibarra específicamente en los mercados Amazonas, Santo Domingo y Mayorista; así
como productores emprendedores de La Choza y Kurikancha de esta localidad, utilizan actualmente
energía eléctrica convencional, provocando los contaminantes ambientales y sociales respectivos,
siendo una de las causas principales la no aplicación de proyectos mediante el uso de sistemas
alternativos para la distribución de energía eléctrica en estos locales comerciales (Muñoz & Rojas,
2017).
Con el uso actual de la energía eléctrica convencional, los comerciantes de los mercados de la ciudad
de Ibarra tienen actualmente menores rendimientos luminosos con las lámparas iluminarias, lo cual
aumenta el factor de mantenimiento o conservación, por lo tanto, obtienen menores valores de eficiencia
energética en las instalaciones, aumenta el consumo energético y los costos de este servicio (Castro &
Posligua, 2015).
Generalmente los parámetros de los precios de la energía eléctrica convencional son más altos que los
de producción de energía renovable, lo que incide en los niveles de gastos de los comerciantes de los
mercados Amazonas, Santo Domingo y Mayorista; así como productores emprendedores de La Choza
y Kurikancha de la ciudad de Ibarra (Contreras, 2020). Se considera que existe una tendencia creciente
del incremento de los precios por kilovatio de cobertura del servicio ligado a los factores de inflación
que tiene el país (Ministerio de Energía y Recursos Naturales No Renovables, 2021).
pág. 735
Los problemas actuales que tienen los comerciantes de los mercados de la ciudad de Ibarra son los
continuos cortes, paros repentinos de energía eléctrica, relacionados con la calidad eléctrica, con
anomalías de las bajas y subidas de tensión o sobretensiones (Defensoría del Pueblo, 2018). Esto
ocasiona que los ambientes de los espacios físicos de estos establecimientos no dispongan de espacios
iluminados afectando a la circulación de las personas que visitan estos mercados y a las operaciones
comerciales respectivas, así como también los efectos que puede ocasionar en los equipos electrónicos,
electrodomésticos, cámaras de vigilancia, cajeros automáticos, bloqueos informáticos y otros
dispositivos que son sensibles a estos problemas de cortes de energía eléctrica (Agencia de Regulación
y Control de Electricidad, 2020).
Con el uso actual de la energía eléctrica convencional se considera que los mercados de la ciudad de
Ibarra generan aproximadamente 1.217.20 toneladas de dióxido de carbono (CO2), emisiones que
contribuyen con efectos negativos al medio ambiente de su entorno, al efecto invernadero y cambio
climático (Ministerio de Energía y Recursos Naturales No Renovables, 2021).
Las autoridades, entidades públicas y privadas de la ciudad de Ibarra no cuentan con políticas,
programas, decisiones inteligentes, desconocen de innovaciones para el suministro de energía eléctrica,
por lo que es importante desarrollar el diseño mecanismos renovables basado en planes solares que le
permita cubrir la demanda de luz eléctrica a los comerciantes y productores de los mercados de Ibarra,
contribuyendo al principio de sustentabilidad y sostenibilidad ambiental (GAD de Ibarra, 2020).
El desconocimiento de las energías renovables para la generación de luz eléctrica a los comerciantes y
productores de los mercados de Ibarra, debe ser abordado con sistemas de paneles fotovoltaicos, que
asegure el suministro de este servicio para atenuar la vulnerabilidad en los impactos negativos que
ocasiona la energía convencional al medio ambiente y a la sociedad (GAD de Ibarra, 2020).
Una vez visualizada la problemática conduce a la siguiente pregunta de investigación: ¿El diseño de un
sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaico cubrirá la demanda de electricidad
de los comerciantes y productores de los mercados de Ibarra, Ecuador?
Los mercados de Ibarra generalmente usan grandes cantidades de energía eléctrica en los pasillos,
accesos y locales comerciales, en la operatividad de equipos electrónicos (áreas de comidas), decoración
de los locales, publicidad y en la ambientación. Esto genera altos costos de consumo eléctrico, por lo
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que es necesario implementar este tipo de sistemas fotovoltaicos, los que son eficientes, eficaces y
disminuyen un costo del 50 al 80% en relación a la energía convencional, que se traduce en ahorro
económico para los comerciantes de estos mercados de Ibarra (GAD de Ibarra, 2020).
La implementación de un sistema de energía renovable a base de paneles solares fotovoltaicos para los
comerciantes de los mercados Amazonas, Santo Domingo y Mayorista, La Choza y Kurikancha de la
ciudad de Ibarra, permite consolidar y fortalecer la gestión socio ambiental como parte integral de
funcionamiento de estos mercados. Asimismo, aporta al desplazamiento del uso de combustibles fósiles,
como un mecanismo de tecnologías de eficiencia energética renovable, sostenible y sustentable, para
asegurar la disponibilidad de energía eléctrica a los comerciantes de estos mercados, satisfaciendo la
demanda actual y futura en condiciones de cantidad, calidad y seguridad.
Este diseño de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos permite contar con una
oportunidad al desarrollo social, tecnológico y sobre todo a mejorar las condiciones económicas de los
comerciantes de los mercados de Ibarra, generando precios menores que la electricidad convencional.
Este tipo de energía a través de paneles fotovoltaicos es inagotable, no contamina el medio ambiente
porque no emite gases de efecto invernadero, sustancias toxicas contaminantes del aire, contaminantes
de agua, no contribuye al calentamiento global y es un sistema eficiente para la lucha contra el cambio
climático.
El diseño de un sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos es factible,
considerando que en el mercado ecuatoriano existen empresas como: Chint Ecuador, Soltec, Hidroterm,
Postanfi, AquaCobre entre las más importantes, que en su línea de productos comercializan paneles
solares con altos indicadores los que les hace eficaces, eficientes y pueden ser adquiridos de acuerdo a
las especificaciones técnicas del proyecto (diseño).
En lo referente al aspecto social es factible porque se enfoca en el ámbito de energía renovable,
minimizando los impactos a la salud por menor contaminación al aire, agua, suelo, contribución a la
sostenibilidad ambiental y mejorar el acceso y seguridad a la generación de luz eléctrica que repercutirá
positivamente en el entorno haciendo que las prácticas dirigidas hacia la producción de electricidad
sean sustentables.
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En lo pertinente al factor económico es viable sustentado en las proyecciones de los estados financieros
y los indicadores que demuestran la viabilidad económica, financiera de los paneles solares
fotovoltaicos, considerando que ya se dispone de los clientes seguros del proyecto que son los
comerciantes localizados en los mercados de Ibarra, lo que se viabiliza la inversión del mismo en
términos financieros.
La hipótesis de la investigación es la siguiente
La generación de energía renovable a base de paneles solares fotovoltaicos, a través del diseño de un
sistema basado en paneles solares fotovoltaicos, cubre las necesidades de la demanda de energía
eléctrica de los comerciantes y productores de los mercados de Ibarra.
El objetivo general es
Diseñar un sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos para mercados de
Ibarra, Ecuador que permitan cubrir las necesidades de energía eléctrica de los comerciantes y
productores.
Los objetivos específicos fueron
▪ Realizar la contextualización de la demanda de energía eléctrica de los comerciantes y productores
de los mercados de la ciudad de Ibarra
▪ Definir los aspectos técnicos y de ingeniería del sistema de energía renovable a base de paneles
solares fotovoltaicos
▪ Evaluar los impactos positivos y negativos que genera el sistema de energía renovable a base de
paneles solares fotovoltaicos
▪ Determinar la evaluación económica – financiera del sistema de energía renovable a base de paneles
solares
▪ Diseñar un sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos para mercados de
Ibarra, Ecuador que permitan cubrir las necesidades de energía eléctrica de los comerciantes y
productores.
METODOLOGÍA
Para el desarrollo de la investigación, se aplicó el enfoque cualitativo y cuantitativo. El enfoque
cualitativo es un procedimiento metodológico que se utiliza para el análisis, comprensión,
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características de un grupo de personas, elementos, de acuerdo al objetivo de la investigación (Salas,
2019). La variable cualitativa del presente estudio correspondió a los comerciantes y productores de los
mercados de Ibarra, para definir el género, tipo de servicio o bien que tienen en sus locales comerciales
y se consolidarán mediante la obtención de información y aplicación de estadística para registrar sus
características.
El enfoque cuantitativo es el análisis en base a la medición numérica, porcentual, estadística para
determinar patrones de comportamiento en el contexto o situación de acuerdo al objetivo de estudio
(Mata, 2019). Las variables cuantitativas de esta investigación fueron: estudio técnico para determinar
los aspectos más relevantes del tamaño del proyecto, ingeniería, evaluación económica financiera,
análisis de los impactos ambientales, diseño del sistema de energía renovable, a través de mediciones
objetivas, análisis numérico y estadístico que viabilizan la factibilidad del proyecto.
El empleo del método inductivo es el que analiza los hechos particulares hacia afirmaciones de carácter
general de leyes, teorías, a través de la observación, comparación, experimentación, abstracción,
generalización (Alipio et al., 2017). Este método en este trabajo permitió realizar el análisis de la
demanda, estudio técnico, ingeniería del proyecto, evaluación económica financiera y ambiental, y
relacionar con lo establecido en el marco conceptual.
El método deductivo permite el análisis de los datos a nivel general e interactuar con la información
primaria, obtenida a través de diferentes instrumentos de recopilación del objeto de estudio (Narvaez,
2022). Con el método deductivo se realizó el análisis de los componentes generales del proyecto
confrontando con la realidad de los datos encontrados para su aplicación, comprensión y demostración.
El tipo de investigación utilizado fue descriptivo analítico que es una etapa en la que se procesa los
datos, proporciona información útil para la descripción de la situación actual de acuerdo a los objetivos
de la investigación, formulando su análisis en forma crítica y estructurada, a través de narrativas,
gráficos, tablas de categorías estadísticas (Espada, 2021). Este método se utilizó en la descripción y
análisis de los datos obtenidos de la demanda, estudio técnico, ingeniería del proyecto, evaluación
económica, financiera y la evaluación de impactos ambientales para demostrar la viabilidad del
proyecto.
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La población es el número de personas u objetos sujetos a estudio sea de carácter descriptivo, analítico
o inferencial que se desea conocer algo en una investigación (Díaz, 2021). Para este estudio la población
objeto de estudio fue de 4648 personas, de los cuales 4.610 corresponden a los comerciantes localizados
en los mercados: Mayorista, Santo Domingo, Amazonas y 38 productores emprendedores de
Kurikancha y La Choza de la ciudad de Ibarra. El marco muestral es el numero representativo del
universo desde el punto de vista estadístico, para establecer las extrapoblaciones correctas con
representatividad de acuerdo a las variables u objetivos de la investigación (Ventura, 2017). El marco
muestral se obtuvo a partir de la población de los 4610 comerciantes de los mercados de Ibarra,
obteniéndose una muestra de 355 personas. Para la población de los 38 productores emprendedores de
Kurikancha y La Choza no se determinó el cálculo de la muestra.
La técnica de la encuesta es un procedimiento de investigación que permite al investigador recopilar
información empleando un instrumento de recolección de datos llamado cuestionario que está diseñado
en relación a las variables objeto de estudio (Westreicher, 2020). Para esta investigación se utilizó un
solo cuestionario de encuesta (instrumento de recolección de información) que está conformado por tres
dimensiones o temáticas abordadas que son: demanda de energía eléctrica, oferta de energía eléctrica y
energías renovables con paneles solares fotovoltaicos, de manera que se estructuró 15 preguntas
cerradas de respuestas múltiples redactadas de forma clara sin dejar dudas acerca del grado de precisión
que se esperó de los encuestados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
De la contextualización de la demanda de energía eléctrica de los comerciantes y productores de los
mercados de la ciudad de Ibarra, se determina que la demanda de energía eléctrica obtenidos a través
de las encuestas aplicadas a los comerciantes y productores de los mercados de Ibarra, se establece que
el mercado Amazonas tiene un consumo de 437.500kw/mes, el mayorista de 107.500kw/mes, el Santo
Domingo de 31.250 kw/mes, Kurikancha de 2.875kw/mes y La Choza de 1.875kw/mes, alcanzando un
consumo promedio general de estos mercados de 581.000kw/mes.
Del análisis de los aspectos técnicos y de ingeniería del sistema de energía renovable a base de paneles
solares fotovoltaicos se determinó lo siguiente: en cada mercado se estableció los sitios óptimos para la
instalación de los paneles o sistemas fotovoltaicos, considerando la radiación solar directa y el
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aprovechamiento del mayor tiempo posible de esta energía, para lo cual se consideró las cubiertas de
las edificaciones de los mercados, para la implementación de los estacionamientos FV, la instalación de
los paneles fotovoltaicos, los soportes y protectores respectivos. En la figura 1 se determina los procesos
de instalación y funcionamiento de los paneles solares fotovoltaicos en los mercados de Ibarra, cuyas
actividades son las siguientes:
Figura 1 Procesos de instalación y funcionamiento de los paneles solares fotovoltaicos
Nota. La figura muestra los procesos de instalación y funcionamiento de los paneles solares fotovoltaicos en los mercados de
Ibarra. Fuente: Elaboración Propia
Los procesos que se requieren para el diseño, cálculo de las instalaciones de generación eléctrica, a
través de paneles fotovoltaicos para abastecer de energía eléctrica a los mercados de Ibarra son los que
se detalla en la figura 2.
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Figura 2 Diagrama de bloques del sistema de energía renovable basado en paneles fotovoltaicos
1. Requerimiento de
energía eléctrica Necesidades de
energía eléctrica
2. Paneles
fotovoltaicos
Tipo de suministro
de energía eléctrica
Número de celdas
fotovoltaicas Número de paneles
fotovoltaicos
3. Diseño de
elementos del
sistema
Tipo de conexión
Número de
inversores Número de baterías Dispositivos de
protección
4. Ubicación de los
paneles
fotovoltaicos –
elementos
Verificación de
losas – cubiertas Montaje de soportes Fijación de paneles
solares
Conexión del
sistema de energía
eléctrica
Conexión de
inversores Conexión de
baterías
5. Procesos de
conexión Conexión de
inversores - baterías Mantenimiento del
cableado Protección contra
incendios Cajas de protección Colocación de
tomas de tierra
6. Puesta en marcha
(funcionamiento)
Generación de energía eléctrica en
pasillos y locales comerciales de los
locales de los mercados de Ibarra
FIN
INICIO
Nota. La figura muestra el diagrama de bloques del sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos.
Fuente: Elaboración Propia
Para la evaluación de los impactos ambientales positivos - negativos, y cumplir con lo establecido en el
Código Orgánico del Ambiente del Ecuador y lo estipulado en el Texto Unificado de Legislación
Secundaria del Ministerio del Ambiente, se procedió a estructurar la metodología para la evaluación de
estos impactos con el enfoque de matriz de causa – efecto que es la matriz de Leopold como señala la
tabla 1.
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Tabla 1 Matriz de Leopold
Componente
Factor
Impacto
Valoración
total
Físico
Aire
1
(-)1
Ruido
1
(-) 1
Suelo
1
(-) 1
Generación de desechos solidos
1
(-) 1
Subtotal
(-) 4
Medio biótico
Flora
1
(-) 1
Fauna
1
(-) 1
Subtotal
(-) 2
Socioeconómico
Actividades comerciales
4
(+) 20
Empleo
4
(+)16
Servicios básicos
5
(+) 25
Subtotal
(+) 61
Impacto total = impactos negativos –
impactos positivos
55
Nota. La tabla muestra la matriz de Leopold.
Fuente: Elaboración Propia
De la evaluación de los impactos se determina que en el componente físico se obtiene un puntaje de (-
)4, en el componente medio biótico de igual forma un impacto negativo de (-)2, mientras que en el
componente socioeconómico el impacto es positivo de (+) 61. Una vez establecido los impactos
positivos y negativos se procedió a determinar la valoración total (61 – 6 = 55), estableciendo un puntaje
de 55 positivo, que equivale a impacto “medianamente significativo”.
La evaluación económica se realizó considerando la inversión inicial en la que se detalla la inversión
fija, capital operativo inicial, gastos preoperativos. Se fundamentan los presupuestos de costos
operativos, gastos administrativos, gastos financieros y se estructuraron los estados financieros: estado
de pérdidas y ganancias y estado de flujo neto de efectivo. La evaluación financiera se sustentó en la
determinación del costo de oportunidad, tasa de rendimiento medio, para actualizar los flujos netos de
efectivo y determinar los indicadores financieros: VAN, TIR, PRI, B/C, permitiendo identificar la
viabilidad económica financiera de este sistema.
La inversión total requerida para el diseño de un sistema de energía renovable basado en paneles solares
fotovoltaicos y su operatividad es de $3.295.147.25, de los cuales en inversiones fijas se tiene un valor
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de $3.151.070.25, gastos preoperativos un valor de $2.000 y en capital operativo inicial un monto de
$142.077, como se describe en la tabla 2.
Tabla 2 Inversión total
Descripción
Monto
1. Inversiones fijas
Elementos constructivos
3.050.135,00
Montaje
91.993,25
Herramientas de mantenimiento
2.942,00
Muebles y enseres administrativo
2.400,00
Equipos de informática operativo
900,00
Equipos de informática de administración
2.700,00
Total inversiones fijas
3.151.070,25
2. Gastos preoperativos
2.000,00
3.Capital de trabajo
142.077,00
Total inversiones
3.295.147,25
Nota. La tabla muestra la inversión total del sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos.
Fuente: Elaboración Propia
Una vez descrita en forma específica los costos operativos, gastos administrativos, gastos financieros,
se procedió a consolidar los costos totales que se incurrirán en el funcionamiento del sistema de energía
renovable para los mercados de Ibarra, de manera que para el primer año estos son de $694.119.25 y
para el quinto año de $496.998.87, como se señalan en la tabla 3.
Tabla 3 Costos totales consolidados
Fase
Años proyectados
Año
1
2
3
4
5
Materiales directos
11.854,00
12.297,34
12.757,26
13.234,38
13.729,35
Mano de obra directa
28.724,40
31.666,01
32.850,32
34.078,92
35.353,48
Costos indirectos de operación
323.695,67
325.409,56
326.150,15
326.918,44
327.715,46
1. Costo Directos
364.274,07
369.372,91
371.757,73
374.231,75
376.798,29
Gastos de administración
53.052,81
58.245,18
60.363,93
62.561,92
64.842,11
2. Gastos Operativos
53.052,81
58.245,18
60.363,93
62.561,92
64.842,11
Costos Operativos (1+2)
417.326,88
427.618,09
432.121,66
436.793,66
441.640,40
Gastos de Financiar (intereses)
276.792,37
221.433,90
166.075,42
110.716,95
55.358,47
Total Gastos Operativos y No
Operativos
694.119,25
649.051,98
598.197,08
547.510,61
496.998,87
Nota. La tabla muestra los costos totales consolidados.
Fuente: Elaboración Propia
pág. 744
El presupuesto de ingresos del sistema de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos, se
sustentó en la capacidad operativa de 581.000 kilovatios / mes, lo que significa una producción de
energía eléctrica de 6.972.000kw/año, a un precio unitario de $0.33/kw, lo que determina unos ingresos
proyectados para el primer año operativo de $2.300.760. Los valores de los ingresos proyectados para
los otros años se detallan en la tabla 4.
Tabla 4 Ingresos proyectados
Concepto
Años proyectados
1
2
3
4
5
Ingresos proyectados
2.300.760,00
2.386.808,42
2.476.075,06
2.568.680,27
2.664.748,91
Total
2.300.760,00
2.386.808,42
2.476.075,06
2.568.680,27
2.664.748,91
Nota. La tabla muestra los ingresos proyectados.
Fuente: Elaboración Propia
El estado de pérdidas y ganancias se realizó para los cinco años proyectados del sistema de energía
renovable, se presentan los ingresos, costos operativos, gastos administrativos, gastos financieros de
cada uno de estos periodos. La utilidad neta en el primer año será de $1.024.233.48, para el quinto año
proyectado esta es de $1.381.940.65, deduciéndose que existe la factibilidad por el rendimiento
obtenido que representa el 44.51% (utilidad neta / ventas). Los valores se establecen en la tabla 5.
Tabla 5 Estado de pérdidas y ganancias
Concepto
Años proyectados
1
2
3
4
5
Ingreso por ventas
2.300.760,00
2.386.808,42
2.476.075,06
2.568.680,27
2.664.748,91
(-) Costo de operación
364.274,07
369.372,91
371.757,73
374.231,75
376.798,29
Utilidad Bruta
1.936.485,93
2.017.435,51
2.104.317,33
2.194.448,52
2.287.950,62
(-) Gastos de Administración
53.052,81
58.245,18
60.363,93
62.561,92
64.842,11
Utilidad Operacional
1.883.433,12
1.959.190,34
2.043.953,40
2.131.886,60
2.223.108,51
(-) Costos Financieros
276.792,37
221.433,90
166.075,42
110.716,95
55.358,47
Utilidad Antes de Participación
1.606.640,75
1.737.756,44
1.877.877,98
2.021.169,66
2.167.750,04
(-) 15% Participación de Utilidades
240.996,11
260.663,47
281.681,70
303.175,45
325.162,51
Utilidad Antes de Impuesto a la Renta
1.365.644,64
1.477.092,97
1.596.196,28
1.717.994,21
1.842.587,53
(-) Impuesto a la Renta 25%
341.411,16
369.273,24
399.049,07
429.498,55
460.646,88
Utilidad Neta
1.024.233,48
1.107.819,73
1.197.147,21
1.288.495,66
1.381.940,65
Nota. La tabla muestra el estado de pérdidas y ganancias.
Fuente: Elaboración Propia
pág. 745
La estructuración del flujo neto de efectivo determina los diferentes cambios en la situación financiera
que tendrá el sistema de energía renovable, presentando información respecto a la generación del uso
de los recursos de inversión, financiamiento y operaciones (costos, gastos), permitiendo evaluar la
viabilidad y sustentabilidad económica, derivado de la producción de 6.972.000kw/año, a un precio de
$0.33/kw, los resultados de las entradas y salidas de efectivo establecen un flujo neto para el primer año
de $804.157.50, para los demás años proyectados y su comportamiento se muestran en la tabla 6.
Tabla 6 Flujo neto de efectivo
Fase
Años proyectados
Valor
remanente
libros
Año
1
2
3
4
5
Entradas de efectivo
1. Recursos Financieros
2. Utilidad Operativa
1.883.433,1
2
1.959.190,3
4
2.043.953,4
0
2.131.886,6
0
2.223.108,5
1
3. Depreciación
306.747,58
306.747,58
306.747,58
306.747,58
306.747,58
4. Amortización
400,00
400,00
400,00
400,00
400,00
5. Valor Remanente en el Último
año
1.528.938,7
4
Total entradas de efectivo
2.190.580,7
0
2.266.337,9
2
2.351.100,9
8
2.439.034,1
8
2.530.256,0
9
1.528.938,7
4
Salidas de efectivo
1. Activos no corrientes
0.00
0.00
0.00
3.600,00
0.00
2. Capital de operación
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3. Activos Pre operativos
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
4. Costos Financieros
276.792,37
221.433,90
166.075,42
110.716,95
55.358,47
5. Pago a principal
527.223,56
527.223,56
527.223,56
527.223,56
527.223,56
6.Impuestos
582.407,27
629.936,71
680.730,77
732.674,00
785.809,39
Total salidas de efectivo
1.386.423,2
0
1.378.594,1
6
1.374.029,7
5
1.374.214,5
1
1.368.391,4
2
Entradas menos salidas
804.157,50
887.743,75
977.071,23
1.064.819,6
8
1.161.864,6
7
1.528.938,7
4
Saldo acumulado de efectivo
(FNE)
804.157,50
1.691.901,2
5
2.668.972,4
8
3.733.792,1
6
4.895.656,8
2
Nota. La tabla muestra el estado de flujo neto de efectivo.
Fuente: Elaboración Propia
El análisis de la viabilidad financiera del sistema de energía renovable basado en paneles solares
fotovoltaicos, permitió establecer el Valor Actual Neto (VAN), Tasa Interna de Retorno (TIR), Periodo
de Recuperación de la Inversión (PRI) y el Beneficio / Costo (B/C), determinando la factibilidad y
viabilidad desde el punto de vista financiero de este sistema. Para realizar la evaluación financiera se
pág. 746
procedió a determinar el costo de oportunidad y la tasa de rendimiento medio, para actualizar los flujos
netos de efectivo proyectados y aplicar las fórmulas econométricas respectivas. En la tabla 7 se detallan
los resultados obtenidos.
Tabla 7 Indicadores financieros
Indicadores financieros
Resultado
Tasa de Rendimiento Medio
13,34%
Valor Actual Neto
$860.472,30
Tasa Interna de Retorno
22,4%
Periodo de Recuperación de la Inversión
4 años, 4 meses y 25 días
Beneficio / costo
$1.26
Nota. La tabla muestra los resultados de los indicadores financieros.
Fuente: Elaboración Propia
CONCLUSIONES
Los sistemas de energía renovable basado en paneles solares fotovoltaicos, tienen como objetivo
principal aprovechar la luz solar, convirtiéndola en energia eléctrica, segura, renovable, que tiene una
relación directa con los principios de sostenibilidad y sustentabilidad ambiental, minimizando los gases
de efecto invernadero, el calentamiento global, el cambio climático.
Los sistemas de energía renovable en base paneles solares fotovoltaicos son fuentes de energía eficaces,
eficientes y se encuentran en armonía con la naturaleza, debido a esto existe una mayor utilización de
las fuentes de energía renovable, para generar electricidad de manera sustentable y representa una
opción para alcanzar un equilibrio al ambiente en la utilización de nuevas tecnologías para satisfacer el
consumo de energía eléctrica, a través de la energía solar, alcanzando mayores rendimientos y óptimos
niveles de producción energética.
Los paneles fotovoltaicos son generalmente los mas utilizados en los sistemas de energía renovable,
permitiendo generar electricidad de forma limpia, mas accesible y con mayores rendimientos,
satisfaciendo las necesidades en los ambitos de viviendas, espacios públicos y privados, empresas, de
acuerdo a la demanda de energía eléctrica.
pág. 747
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