Dimensionamiento de una instalación solar fotovoltaica que permita satisfacer la demanda de energía eléctrica de una vivienda residencial de estrato medio en la ciudad de Bogotá

Abstract

La investigación analiza la viabilidad económica de implementar un sistema de paneles solares fotovoltaicos en una vivienda de estrato medio en Bogotá. Para ello, se recopiló información detallada sobre el consumo energético del hogar, las condiciones de irradiación solar de la zona y se seleccionaron los componentes adecuados del sistema. Se aplicó un análisis económico completo, considerando la inversión inicial, el tiempo de recuperación y las ganancias proyectadas a 25 años. Los cálculos técnicos se realizaron mediante la metodología del “mes peor”, identificando el periodo en el que resulta más difícil satisfacer la demanda energética con energía solar.  Esta metodología permitió comprobar que, mediante la instalación de cuatro paneles conectados a la red eléctrica, es posible suplir la demanda energética de la vivienda. Los resultados evidenciaron que el sistema generaría un ahorro significativo en el consumo de electricidad y reduciría aproximadamente 118 kg anuales de emisiones de CO₂. La inversión inicial, estimada en COP $5.725.087, se recuperaría en 4,7 años, alcanzando una ganancia proyectada de COP $225.015.860 en 25 años. Estos resultados demuestran que la implementación del sistema no solo es rentable, sino también ambientalmente sostenible, consolidándose como una alternativa efectiva para reducir costos y mitigar impactos ambientales en sectores residenciales urbanos.The research analyzes the economic feasibility of implementing a photovoltaic solar panel system in a middle- class household in Bogotá. To this end, detailed information was collected on the home's energy consumption,  the area’s solar irradiation conditions, and the appropriate system components were selected. A comprehensive economic analysis was carried out,  considering the initial investment, payback period, and projected profits over 25 years. The technical calculations were performed using the "worst month" methodology, identifying the period in which it is most difficult to meet energy demand with solar energy.  This methodology confirmed that, through the installation of four panels connected to the electrical grid, t is possible to meet the household’s energy demand. The results showed that the system would generate significant savings in electricity consumption and reduce CO₂ emissions by approximately 118 kg per year. The initial investment (COP $ 5.725.087) would be recovered in 4,7 years, reaching a projected profit of COP $ 225.015.860 over 25 years. These findings demonstrate that the implementation of the system is not only profitable but also environmentally sustainable, establishing itself an effective alternative to reduce costs and mitigate environmental impacts in urban residential sectors.