Propuesta de diseño de un sistema fotovoltaico con almacenamiento, gestión y generación de energía que satisfagan las nuevas necesidades para la empresa Seléctrica SRL - Romero-Traña, José Armando (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2025)
A lo largo del desarrollo del presente proyecto, se ha logrado diseñar un sistema fotovoltaico con almacenamiento de energía eléctrica mediante baterías de ion-litio, con el fin de mitigar los efectos negativos de los cortes eléctricos provenientes de la red de distribución convencional, garantizando así la continuidad operativa de la empresa en sus actividades productivas, conforme al objetivo general planteado. En primera instancia, se realizó un análisis detallado del consumo energético diario, determinando un promedio de 142 kWh/día, y se identificaron los patrones de uso mediante datos reales de operación. Esto permitió un dimensionamiento preciso tanto del sistema de generación solar como del banco de baterías, cumpliendo con el primer objetivo específico. Posteriormente, se evaluaron los equipos existentes en la instalación, entre ellos inversores y módulos solares, considerando sus especificaciones técnicas, eficiencia, y estado actual. Se definió su grado de reutilización con base en criterios de compatibilidad con nuevos componentes y en términos de costo-beneficio, alcanzando el segundo objetivo específico. Con esta información, se procedió al diseño técnico integral del sistema, incorporando módulos fotovoltaicos, inversores híbridos y un banco de baterías electroquímicas de 48 V. El sistema fue configurado para permitir tanto el autoconsumo como la operación aislada ante fallas de red, garantizando una transición fluida y segura del suministro eléctrico, lo cual responde directamente al tercer objetivo específico. Finalmente, se desarrolló un análisis de viabilidad económica, considerando la inversión inicial, el potencial ahorro en consumo eléctrico mensual, la reducción de pérdidas por interrupciones del servicio, y el tiempo estimado de recuperación de la inversión. Este análisis confirmó la sostenibilidad financiera del proyecto y su impacto positivo en la autonomía energética de la empresa, cumpliendo así con el cuarto objetivo específico. En conjunto, estos resultados validan la pertinencia técnica y económica del sistema propuesto, demostrando que se han alcanzado satisfactoriamente todos los objetivos del proyecto.

Throughout the development of this project, a photovoltaic system with energy storage using lithium-ion batteries was successfully designed to mitigate the negative impacts of power outages from the conventional distribution grid, thereby ensuring the uninterrupted operation of the company’s productive activities, in line with the general objective. First, a detailed analysis of the daily energy consumption, averaging 142 kWh/day, was conducted. Consumption patterns were identified using real operational data, allowing for an accurate sizing of both the solar generation system and the battery bank, fulfilling the first specific objective. Subsequently, the existing system components, such as inverters and solar panels, were technically assessed, taking into account their specifications, efficiency, and current condition. Their potential for reuse was determined based on compatibility criteria and cost benefit considerations, thus achieving the second specific objective. With this foundation, a comprehensive technical design was developed, integrating photovoltaic modules, hybrid inverters, and a 48 V lithium battery bank. The system was configured to support both self-consumption and off-grid operation during grid failures, ensuring a safe and seamless transition of power supply, which addresses the third specific objective. Finally, an economic feasibility analysis was carried out, considering the initial investment, potential savings on monthly electricity bills, reduction in losses due to service interruptions, and the estimated return on investment period. The analysis confirmed the financial sustainability of the project and its positive impact on the company’s energy autonomy, thereby fulfilling the fourth specific objective. Overall, these results validate the technical and economic viability of the proposed system, demonstrating that all project objectives have been successfully met.
Proyecto de Graduación (Licenciatura en Mantenimiento Industrial) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2025.
Esta tesis cumple con el objetivo ODS 7: garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todas las personas. Meta 1: garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles, fiables y modernos.
Keywords: Energía fotovoltaica; Consumo de energía; Almacenamiento de energía; Viabilidad -- Economía; Baterías de iones de litio; Redes de distribución; Semiconductores -- Paneles solares; Radiación solar; Electricidad -- Celdas solares; Baterías electroquímicas; Photovoltaic energy; Energy consumption; Energy storage; Feasibility -- Economics; Lithium-ion batteries; Distribution networks; Semiconductors -- Solar panels; Solar radiation; Electricity -- Solar cells; Electrochemical batteries; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Electrical engineering, electronics and photonics; Research Subject Categories::SOCIAL SCIENCES::Business and economics