UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA “JOSÉ SIMEÓN CAÑAS”

ANÁLISIS DE SISTEMAS AISLADOS EXISTENTES EN EL SALVADOR Y PROPUESTA DE NORMATIVA DE CALIDAD DE SERVICIO EN SISTEMAS AISLADOS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREPARADO PARA LA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

PARA OPTAR AL GRADO DE

INGENIERO ELÉCTRICISTA

POR:

CÉSAR ELEAZAR BENÍTEZ VÁSQUEZ ERICK ALEXANDER CHÁVEZ HERNÁNDEZ ANTONIO MARCELL VELÁSQUEZ AGUILAR

OCTUBRE 2011 ANTIGUO CUSCATLÁN, EL SALVADOR, CA.

RECTOR ANDREU OLIVA DE LA ESPERANZA, S.J.

SECRETARIA GENERAL CELINA PÉREZ RIVERA

DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CARLOS GONZALO CAÑAS GUTIÉRREZ

COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA OSCAR ANTONIO VALENCIA MONTERROSA

DIRECTOR DEL TRABAJO ENRIQUE ANDRÉS MATAMOROS

LECTOR CARMEN ELENA TORRES

RESUMEN EJECUTIVO La producción de electricidad ha sido y es cada día más un elemento decisivo en el desarrollo económico y social, y por consiguiente en el mejoramiento de las condiciones de vida de la humanidad.

Actualmente muchas familias no tienen acceso a la electricidad, la mayoría de ellos viven en áreas rurales y a pesar de los programas de electrificación rural, el número de personas sin electricidad crece, en gran medida porque el crecimiento de la población es mayor que el crecimiento de las facilidades.

Para mejorar la calidad de vida, es necesario lograr una expansión significativa del acceso a la energía. Pero esta expansión no puede hacerse con fuentes de energía que contribuyan a empeorar las condiciones medioambientales, y es aquí donde los recursos renovables se desempeñan como herramienta clave para el desarrollo sostenible de nuestro país.

Un sistemas aislado es aquel que no está interconectado a la red nacional, estos sistemas no poseen un estándar de regulación de la calidad de la energía eléctrica.

Se presenta un estudio sobre la generación de energía eléctrica renovable enfocado a los sistemas aislados, dónde se especifican las ventajas y desventajas que cada una de ellas posee. La energía hidráulica, eólica y solar son recursos renovables que al ser fuentes de generación de energía eléctrica, debe mantener una determinada calidad, ya que de lo contrario, afectaría a todos los dispositivos eléctricos, electrónicos y al bolsillo de los usuarios.

Para minimizar tales efectos se presenta una propuestas de normalización para la calidad del suministro eléctrico en los sistemas aislados, fundamentada en la normativa nacional y comparada con otras normativas internacionales, como la de Guatemala, Costa Rica y i

Nicaragua, entre otras, por el hecho de ser países que ya han cuentan con esta experiencia. La normativa que se propone será enfocada a sectores de consumo residencial.

Esta normalización se basa en tres categorías principales: la Calidad de Producto Técnico, Calidad del Suministro Técnico y Calidad del Servicio Comercial. Éstas tienen por objetivo regular los índices e indicadores para calificar la calidad con que las Sistemas Aislados Autónomos brindan los servicios de energía eléctrica a los usuarios conectados a su sistema de Distribución, a fin de proteger sus derechos y los de las entidades que desarrollan actividades en éste sector.

Por último, se propone una metodología para medir o registrar adecuadamente los niveles y parámetros que sirvan de base para dar un diagnóstico acertado, con la ayuda de un sistema de adquisición y manejo de información que posibilite conocer la calidad del suministro del sistema de distribución. En base al resultado y de ser necesario, los administradores del sistema aislado autónomo deberán adecuar la infraestructura del sistema, de forma tal que posibilite el cumplimiento de las exigencias de Calidad del Suministro Técnico, Calidad del Producto Técnico y Calidad del Servicio Comercial y que sirvan como base para auditorías del ente regulador.

ii

ÍNDICE RESUMEN EJECUTIVO .............................................................................................................. i INDICE DE FIGURAS ............................................................................................................... vii INDICE DE TABLAS .................................................................................................................. ix SIGLAS ................................................................................................................................... xii ABREVIATURAS ..................................................................................................................... xv SIMBOLOGÍA ....................................................................................................................... xvii PROLOGO ............................................................................................................................. xix CAPÍTULO 1: MARCO HISTÓRICO ............................................................................................ 1 CAPÍTULO 2: LA CALIDAD DE SERVICIO DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO: EXPERIENCIA NACIONAL E INTERNACIONAL ................................................................................................ 3 2.1

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 3

2.2

CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO: ÍNDICES Y PARÁMETROS DE CALIDAD ............ 5

2.2.1 Calidad del Suministro Técnico .............................................................................. 6 2.2.2 Calidad del Producto Técnico ................................................................................ 8 2.2.3 Calidad del Servicio Comercial ........................................................................... 13 2.3

COMPARACIÓN DE NORMATIVA NACIONAL E INTERNACIONAL........................... 14 2.3.1 NICARAGUA ........................................................................................................ 14 2.3.2 GUATEMALA ....................................................................................................... 15 2.3.3 PANAMA ............................................................................................................. 15 2.3.4 PERÚ ................................................................................................................... 16 2.3.5 BOLIVIA ............................................................................................................... 17 2.3.6 EL SALVADOR ...................................................................................................... 18

2.3.7 Resumen comparativo de la normativa nacional e internacionales vigentes, de la calidad del servicio eléctrico ......................................................................................... 18 CAPÍTULO 3: SISTEMAS AISLADOS ........................................................................................ 21 3.1

Sistemas Aislados Eléctricos. .................................................................................. 21

3.2

Sistemas Aislados Fotovoltaicos ............................................................................ 22

3.2.1 Componentes ....................................................................................................... 22

3.2.2 Ventajas................................................................................................................ 23 3.2.3 Desventajas .......................................................................................................... 23 3.2.4 Situación de Energía Fotovoltaica en El Salvador ................................................ 23 3.3

Sistemas Aislados Eólicos ...................................................................................... 24

3.3.1 Componentes ....................................................................................................... 25 3.3.2 Ventajas................................................................................................................ 26 3.3.3 Desventajas .......................................................................................................... 26 3.3.4 Situación de Energía Eólica en El Salvador........................................................... 26 3.4

Mini Centrales Hidroeléctricas ............................................................................. 27

3.4.1 Clasificación por su Construcción ........................................................................ 28 3.4.2 Clasificación por su Generación ........................................................................... 29 3.4.3 Aprovechamiento Hidroeléctrico......................................................................... 29 3.4.4 Componentes ....................................................................................................... 30 3.4.5 Ventajas de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas ................................................ 31 3.4.6 Desventaja de las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas ....................................... 31 3.4.7 Situación Energía Hidroeléctrica El Salvador ...................................................... 31 3.5

Características de Proyectos de SABES .............................................................. 31

3.5.1 Entidades Relacionadas con el Desarrollo de Energías Renovables en El Salvador… ......................................................................................................................... 33 3.5.2 Sector Público ...................................................................................................... 33 CAPÍTULO 4: DIAGNÓSTICO DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE LOS PROYECTOS SABES ...... 35 4.1

Objetivos ................................................................................................................ 35

4.2

Alcances ................................................................................................................. 36

4.3

Metodología .......................................................................................................... 36

4.4

Tamaño Mínimo de la Muestra ............................................................................. 37

4.4.1 Comunidad El Junquillo ...................................................................................... 378 4.4.2 Comunidad Miracapa ......................................................................................... 378 4.5

Procesamiento de datos Comunidad el Junquillo ................................................. 38

4.5.1 Calidad del Servicio Comercial Comunidad el Junquillo ...................................... 38 4.5.2 Calidad del Suministro Técnico ............................................................................ 39

4.5.3 Calidad del Producto Técnico ............................................................................... 40 4.5.4 Conclusiones a encuestas El Junquillo .................................................................. 42 4.6

Procesamiento de datos Comunidad Miracapa ..................................................... 43

4.6.1 Calidad del Servicio Comercial Miracapa ............................................................ 43 4.6.2 Calidad del Suministro Técnico ............................................................................ 44 4.6.3 Calidad del Producto Técnico ............................................................................... 45 4.6.4 Conclusiones Encuestas Miracapa......................................................................459 4.7

Impacto de proyectos en comunidades. .............................................................. 50

4.8

Perfil de Éxito para Proyectos Hidroeléctricos SABES............................................ 51

4.9

Conclusiones Generales ......................................................................................... 52

4.10 Recomendaciones Generales ................................................................................ 53 CAPÍTULO 5: PROPUESTA DE NORMATIVA PARA REGULAR LA CALIDAD DE SERVICIO ELÉCTRICO EN SISTEMAS AISLADOS DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA ............................................................................................................................ 55 TÍTULO I

GENERALIDADES ...................................................................................... 55

SECCIÓN I

OBJETO Y ALCANCES ................................................................................ 55

SECCIÓN II

DEFINICIONES .......................................................................................... 56

SECCIÓN III ETAPAS DE IMPLEMENTACIÓN ................................................................ 59 SECCIÓN IV SISTEMA DE MEDICIÓN ........................................................................... 61 TÍTULO II

OBLIGACIONES......................................................................................... 63

SECCIÓN I

OBLIGACIONES DEL SISTEMA AUTONOMO ............................................ 63

SECCIÓN II

OBLIGACIONES DE LOS CLIENTES ............................................................ 64

TÍTULO III CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO .............................................................. 65 SECCIÓN I

CALIDAD DEL SUMINISTRO TÉCNICO ...................................................... 65

SECCIÓN II

CALIDAD DEL PRODUCTO TÉCNICO ......................................................... 66

SECCIÓN III CALIDAD DEL SERVICIO COMERCIAL ....................................................... 71 TÍTULO IV DISPOSICIONES FINALES .............................................................................. 76 SECCIÓN I

COMPETENCIA DE SIGET ......................................................................... 76

CAPÍTULO 6: METODOLOGÍA Y TECNOLOGÍA PARA LA ADQUISICIÓN Y EL CONTROL DE LOS PARÁMETROS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN LOS SISTEMAS AISLADOS DE DISTRIBUCIÓN. ..................................................................................................................... 77 6.1 Introducción ........................................................................................................... 77 6.2 Metodología para Realizar Estudios de Calidad del suministro de energía eléctrica. ....................................................................................................................... 77 6.2.1 Adquisición de datos. ...................................................................................... 77 6.2.2 Procesamiento de datos . ................................................................................ 77 6.3

Formato de control de interrupciones. ............................................................. 79

6.3.1 Forma de Llenar el Formato de Control de Interrupciones para Sistemas Autónomos. .................................................................................................................. 80 6.4 Tecnología para medición de parámetros de calidad de energía. ......................... 80 6.5 Formato de Recibo o Factura de Consumo y Servicio Prestado ............................ 82 6.5.1 Formato Base de Recibo o Factura .................................................................. 83 6.5.2 Forma de Llenar el Formulario ........................................................................ 83 CAPÍTULO 7: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 85 7.1 CONCLUSIONES ...................................................................................................... 85 7.2 RECOMENDACIONES. ............................................................................................. 86 GLOSARIO ............................................................................................................................. 89 REFERENCIAS ........................................................................................................................ 99 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 101

ANEXO A: FORMATO DE ENCUESTA. ANEXO B: DOCUMENTACIÓN TÉCNICA DE LOS PROYECTOS DE SABES. ANEXO C: DIAGNÓSTICO DE CALIDAD DE ENERGÍA EN PROYECTOS VISITADOS. ANEXO D: DIAGRAMAS UNIFILARES DE PROYECTOS VISITADOS.

INDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Relación y equilibrio Costos vrs Calidad tanto de las empresas eléctricas como de los usuarios. ....................................................................................................................... 3 Figura 2.2 Principales componentes de la calidad del Servicio eléctrico. .............................. 5 Figura 2.3 Clasificación de las perturbaciones electromagnéticas según la IEC 61000-2-5. .. 9 Figura 3.1 Esquema sistema aislado de aula de Ingeniería Eléctrica UES………………………….23 Figura 3.2 Componentes de un sistema eólico Certificado Unión Europea (CE). ................ 26 Figura 3.3 Esquema de una mini central hidroeléctrica. ...................................................... 32 Figura 4.1 Grafica FEBPER comunidad el Junquillo…………………………………………………………….41 Figura 4.2 y Figura 4.3 Gráfica del FEBPER representado en Bandas. .................................... 42 Figura 4.4 FEBPER y FEBNOPER que contienen el total de las mediciones realizadas en la comunidad Miracapa. ........................................................................................................... 47 Figura 4.5 FEBB y FEBPB equivalentes al FEBPER y FEBNOPER, respectivamente, que contienen el total de las mediciones realizadas en la comunidad Miracapa. ....................................... 47 Figura 4.6 a y Figura 4.6 b Gráficas del FEBB representado en Bandas en la comunidad Miracapa. .............................................................................................................................. 48 Figura 4.7 a y Figura 4.7 b Gráficas del FEBPB representado en Bandas en la comunidad Miracapa. .............................................................................................................................. 49 Figura 4.8 Simulador en el que se puede calcular la potencia y factura consumida residencial. ............................................................................................................................ 50

vii

viii

INDICE DE TABLAS Tabla 2.1 Resumen de la caracterización de las perturbaciones según la IEEE 1159. ......... 10 Tabla 2.2 Tabla resumen de los parámetros o indicadores normados en países bajo análisis................................................................................................................................... 19 Tabla 3.1 Clasificación de las Mini-hidráulicas UNIDO………………………………………………………29 Tabla 3.2 Clasificación de las hidráulicas BUN-CA. .............................................................. 29 Tabla 3.3 Características técnicas del proyecto el Junquillo. ............................................... 32 Tabla 3.4 Características técnicas de proyecto Miracapa. ................................................... 33 Tabla 4.1 FEBB, Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión…………………………………………41 Tabla 4.2

Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión. ......................................... 48

Tabla 4.3 FEBPB Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión “B” fuera de los Límites Admisibles. ............................................................................................................................ 49 Tabla 4.4 Escenarios de gatos mensuales de beneficiarios respecto al suministro de servicio eléctrico. .................................................................................................................. 50 Tabla 5.1 Tolerancia de los indicadores de calidad del servicio técnico de energía eléctrica…………………………………………………………………………………………………………………………..66 Tabla 5.2 Límites Admisibles de Tensión. ............................................................................. 68 Tabla 6.1 Bandas de clasificación de la desviación de tensión………………………………………….79 Tabla 6.2 Formato de Control de interrupciones. ................................................................ 79 Tabla 6.3 Formato de recibo. ................................................................................................ 83

ix

x

SIGLAS ANSI:

American National Standards Institute (Instituto Nacional Estadounidense de Estándares)

BUN-CA:

Biomass User Network

CAESS:

Compañía de alumbrado público de San Salvador

CAIDI:

Customer Average Interruption Duration Index (Índice de Duración de Interrupción Promedio por Usuario Afectado)

CAIFI:

Customer Average Interruption Frecuency Index (Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio al Usuario Afectado)

CEL:

Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa

CEM:

Compatibilidad electromagnética

CFFE:

Estimaciones en la Facturación

CLESA:

Compañía de alumbrado eléctrico de Santa Ana

COSE:

Conexiones de Servicio

DAII:

Distorsión Armónica Individual de Corriente

DAITI:

Distorsión Armónica Total de Corriente

DEUSEM:

Distribuidora Eléctrica de Oriente

EEO:

Empresa Eléctrica de Oriente

ENS:

Energía No Suministrada

ETESAL:

Empresa Transmisora de El Salvador

FE:

Porcentaje de Facturación Estimada

FEBB :

Frecuencia Equivalente por Rango de Tensión

FEBNOPER:

Frecuencia Equivalente Fuera de las Tolerancias Establecidas

FEBPB:

Frecuencia Equivalente por Rango de Tensión “B” Fuera de los Límites Admisibles

FEBPER:

Frecuencia Equivalente Dentro de las Tolerancias Establecidas

FEECB:

Frecuencia Equivalente por Energía Consumida Desagregada por Rango de Tensión

xi

FEECB:

Frecuencia equivalente por energía consumida desagregada por rango de tensión

FINET:

Fondo de Inversión Nacional en Electricidad y Telecomunicaciones

FMIK:

Frecuencia Media de Interrupción por kVA

IEC:

International Electrotechnical Commission (Comisión Electrotécnica Internacional)

IEEE:

Instituto de electricidad y electrónica de ingenieros

INPR:

Información a los Usuarios Finales Acerca de las Interrupciones Programadas

IP:

Internet protocolo

IPE:

Porcentaje de Errores en la Facturación

MARN:

Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales

NEC:

Código Eléctrico Nacional

OLADE:

Organización Latinoamericana de Desarrollo

ONG:

Organización No Gubernamental

OSINERGMIN: Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería PARA:

Porcentaje de Resolución

PRU:

Porcentaje de Reclamos

Pst:

Period short-term (Indicador de Efecto de Parpadeo)

RCSU:

Restablecimiento del Servicio Suspendido por Falta de Pago

RCUS:

Plazo de Respuesta a las Consultas de los Usuarios

REME:

Reclamos por Inconvenientes en el Funcionamiento del Medidor

RETE:

Reclamos por Inconvenientes con el Nivel de Tensión Suministrado

RTU:

Remote Terminal Unit (unidad terminal remota)

SABES:

Asociación Saneamiento Básico y Educación Sanitaria

SAIDI:

System Average Interruption Duration Index (Índice de duración de Interrupción Promedio del Sistema)

SAIFI:

System Average Interruption Frecuency Index (Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio del Sistema) xii

Scc:

Capacidad de corto circuito del sistema en el punto de medición del Flicker [kVA]

SI:

Carga [kW]

SIEPAC:

Sistema de interconexión para América Central

SIGET:

Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones

TDI:

Tasa de Distorsión Individual

TPA:

Tiempo Promedio de Procesamiento

TRRC:

Resolución de Reclamos Comerciales

TTIK:

Tiempo Total de Interrupción por kVA

TTIK:

Índice de frecuencia de interrupción promedio del sistema (interrupciones/usuarios del sistema/año)

UNIDO:

Organización de las Naciones Unidas para el desarrollo industrial

USRE:

Usuarios Reconectados Después de una Interrupción

USRE:

Reposición del suministro después de un reclamo ante una interrupción

UT:

Unidad de Transacciones

xiii

xiv

ABREVIATURAS A:

Amperios

AC:

Corriente Alterna

DC:

Corriente Directa

Etc:

Etcétera

Fp:

Factor de Potencia

Hz:

Hertz

Km:

Kilómetro

Km2:

Kilómetro cuadrado

KWh:

Kilo Watts hora

Kw:

Kilo Watts

m.s.n.m:

Metros sobre el nivel del mar

m3/s:

Metro cúbico por segundo

Mm:

Milímetros

MW:

Mega Watts

Pch:

Pequeñas centrales hidroeléctricas

RMS:

Raíz cuadrada del valor medio cuadrático

S:

Segundo

TC:

Transformador de medición de corriente

TP:

Transformador de medición de Voltaje

V:

Voltaje

VAC:

Voltaje de corriente alterna

VDC:

Voltaje de corriente directa

Vn:

Voltaje nominal

Vrs:

Versus

µ:

Micro

PLC:

Controlador lógico programable

xv

xvi

SIMBOLOGÍA

SIMBOLO

SIGNIFICADO

Generador Transformador de tension Pararrayos Elemento fusible

Carga Conexión Delta Abierta Conexión Estrella

Transformador seco de tension

xvii

xviii

PRÓLOGO

La demanda de generación eléctrica sigue creciendo cada día más pero no el desarrollo de pequeños sistemas aislados de generación que son implementados con el objetivo de llevar electricidad a todas las regiones y lugares de difícil acceso, donde la Red Nacional de Distribución de energía eléctrica no ha llegado. Las aplicaciones se basan en fuentes alternativas de energía renovable, donde se toman en cuenta las potencialidades de recursos en los sitios necesitados.

La sostenibilidad de los proyectos de electrificación aislada está determina por el grado de satisfacción y los beneficios que prometen dichos sistemas: el precio del suministro, la calidad,

durabilidad de los componentes electromecánicos y el mantenimiento y

operación de la red.

No basta contar con el suministro de energía eléctrica para asegurar un crecimiento económico, la Calidad de Energía Eléctrica es un tema esencial el cual ha evolucionado en la última década a escala mundial y está relacionado con las perturbaciones que pueden afectar las condiciones eléctricas de suministro y ocasionar el mal funcionamiento o daño de equipos y procesos. Una de las consecuencias más notorias de una mala calidad de energía eléctrica es la presencia de distorsiones armónicas fuera de tolerancias aceptables, que conlleva a graves fallas en los diferentes dispositivos eléctricos y electrónicos.

Por tal razón, se requiere un tratamiento integral del problema desde diversos frentes. El principal objetivo de este trabajo es proponer una norma del servicio de energía eléctrica a la institución reguladora del rubro.

xix

Es fundamental que el suministro de energía eléctrica entregado a los usuarios finales de los sistemas de generación aislada cumpla con las normas de calidad del Producto Técnico entregado, del Suministro Técnico Prestado y del Servicio Comercial, para lo cual es imperativo que tanto la operación y mantenimiento de la red de distribución como las inversiones en la misma, permitan contar con una red eficientemente dimensionada y operada, bajo estándares nacionales de calidad y eficiencia.

xx

CAPÍTULO 1 MARCO HISTÓRICO

En El Salvador, el grado de electrificación no alcanza al 100% de la población, por lo que existen numerosas necesidades de suministro eléctrico, principalmente en comunidades ubicadas en zonas muy alejadas de los núcleos poblacionales, que por su ubicación y carencia de infraestructura es complicado o excesivamente caro hacer llegar la energía eléctrica a través de la red de distribución de las empresas distribuidoras ubicadas en la zona de influencia.

Por lo anterior, desde el año 2000, la Asociación Saneamiento Básico y Educación Sanitaria (SABES), con la finalidad de mejorar las condiciones de vida de las comunidades carentes de los servicios básicos y que se encuentran aislados en el territorio nacional, ha gestionado cooperación internacional para introducir el suministro de servicio de energía eléctrica a comunidades ubicadas en el oriente del país, para lo cual ha realizado el trámite de solicitud de concesiones para la ejecución de proyectos bajo la modalidad de cooperación de ayuda mutua en las comunidades beneficiadas, contando con la aportación del trabajo comunitario de las familias beneficiarias de éstos proyectos, los cuales conforman un sistema compuesto por una Mini Central Hidroeléctrica y la red de distribución asociada, constituyendo un sistema aislado de la Red de Distribución eléctrica nacional.

Estos sistemas, son administrados por los miembros de la junta directiva de cada caserío o comunidad, quienes están a cargo de la gestión y administración del proyecto, para lo cual tiene el suministro de energía eléctrica de forma permanente y con unos costos del suministro que les permite operar y mantener la mini central hidroeléctrica.

Entre los beneficios de los proyectos impulsados por SABES están:

1

Construir mini centrales hidroeléctricas y redes de distribución para el suministro de energía eléctrica a comunidades aisladas. Suministrar energía a través de la generación hidroeléctrica a muy bajo costo. Generar energía eléctrica limpia a base de recursos naturales renovables. Mejorar la calidad de vida de las comunidades beneficiarias de los proyectos.

A la fecha, SIGET realiza inspecciones anuales con el objeto de verificar el uso racional y sostenible del recurso utilizado. Sin embargo, no se conoce sobre la calidad del servicio de la energía suministrada y poco se conoce de la satisfacción de los usuarios del servicio eléctrico, de los reclamos de los usuarios, sobre la continuidad del servicio y calidad del voltaje entregado, etc. En este contexto, el presente documento pretende alcanzar los siguientes objetivos: 1. Elaborar una propuesta de normativa de calidad de servicio en sistemas aislados de generación y distribución de energía eléctrica para ser aplicada a los sistemas aislados existentes y futuros, con el objeto de regular los índices e indicadores de referencia para calificar la calidad con que los sistemas aislados de energía eléctrica suministran los servicios de energía eléctrica a sus usuarios, definiendo tolerancias permisibles y métodos de control. Además se busca mostrar y comparar el marco regulatorio que rige a los sistemas aislados en países que poseen dichos sistemas. Por último se planteará la metodología y procedimiento para gestionar los indicadores regulados en la propuesta de normativa y el intercambio de información entre los concesionarios y el ente regulador. 2. Elaborar un diagnóstico de las condiciones del suministro de energía eléctrica en sistemas aislados de generación y distribución de energía eléctrica a fin de proponer procedimientos y acciones que mejoren la calidad del servicio eléctrico e incrementen la satisfacción de los usuarios de dichos sistemas. Para ello se presentará la investigación documental y de campo de las características de los proyectos aislados existentes.

2

CAPÍTULO 2 “LA CALIDAD DE SERVICIO DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO: EXPERIENCIA NACIONAL E INTERNACIONAL”

2.1

INTRODUCCIÓN

El estudio de la calidad de energía eléctrica en instalaciones eléctricas y redes de distribución es un tema importante tanto para las empresas eléctricas como para los usuarios, ya que permite identificar posibles problemas y adoptar las soluciones requeridas en cada caso.

Por la misma exigencia de los usuarios de obtener la calidad que garantice una operación “normal” de sus equipos, el Estado (Gobierno) en la mayoría de los países industrializados han desarrollado “Marcos Regulatorios” con el fin de mantener una Calidad de Energía Eléctrica dentro de un parámetro técnico –económico aceptable.

Figura 2.1Relación y equilibrio Costos vrs Calidad tanto de las empresas eléctricas como de los usuarios [Abreu, 2005: p.6].

Como se observa en la figura 2.1 para las empresas eléctricas que ofrecen una mayor calidad, los costos se incrementan ya que se requiere de grandes inversiones tanto en infraestructura y equipo, como en mantenimiento. En cambio, cuando a los usuarios se les suministra energía de baja calidad los costos de éstos se incrementan debido a la interrupción frecuente del suministro eléctrico o a distorsiones en la onda que derivan en daño a sus equipos u aparatos.

3

Por otro lado también se les exige a las centrales de generación que deben producir una tensión de forma senoidal, de amplitud y frecuencia lo más constante posible o dentro de un rango de variación tolerable por las cargas, ya que estos factores son los que van a definir el diseño y funcionamiento adecuado de las cargas, dispositivos de transmisión, protección, distribución, control y aislamientos de cualquier sistema eléctrico.

La calidad de la señal de tensión puede ser afectada en la trayectoria desde la central de generación o en el sistema de transmisión y distribución hasta que finalmente llegue a los usuarios. Ya que en la actualidad debido a los crecientes desarrollos tecnológicos la gran industria y la mayoría de aparatos y electrodomésticos que usamos en nuestro diario vivir ha migrado al uso de cargas basadas en electrónica que son muy susceptibles y a la vez emisores, de perturbaciones en el suministro eléctrico.

Por este motivo los usuarios, en especial los de sectores industriales, que dependen de procesos productivos, en ocasiones las 24 horas diarias durante todo el año, exigen a las empresas eléctricas una calidad de energía eléctrica tal que no afecte sus procesos productivos, ya sea ocasionando un comportamiento u operación errática en sus máquinas y equipos, pérdidas de producción, envejecimiento y averías aceleradas de los equipos o pérdidas.

También el garantizar la compatibilidad electromagnética de dispositivos, equipos y sistemas eléctricos y electrónicos es una exigencia clave de la calidad de su operación. Por los motivos antes citados debe existir un equilibrio técnico – económico, el cual es definido por las Leyes y Reglamentos Técnicos.

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2.2

CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO: ÍNDICES Y PARÁMETROS DE CALIDAD

En la actualidad no existe un concepto unificado a nivel mundial. Para definir la Calidad de energía hay que comenzar con el nivel superior: “Calidad de Servicio Eléctrico” (ver figura 2.2). Cuando nos referimos al servicio eléctrico, la calidad está dada por los valores máximos y mínimos de tensión y de frecuencia, parámetros técnicos que deben respetarse no excediéndolos; también que el suministro del servicio sea sin interrupciones y por último debe de existir un adecuado tratamiento de reclamos, atención al usuario y una adecuada medición y su correspondiente facturación. Calidad del Servicio Eléctrico

Calidad de Energía Eléctrica

Calidad de Producto Técnico

Calidad de Servicio Comercial

Calidad de Suministro Técnico

Figura 2.2Principales componentes de la Calidad del Servicio Eléctrico.

Para la Calidad de la Energía Eléctrica hay que considerar las características físicas de la energía suministrada en condiciones normales de operación tales que no producen interrupciones ni operaciones erráticas en equipos y procesos de la carga del suscriptor (usuario/cliente) o en la red de distribución, en cumplimiento de los parámetros establecidos en la norma de servicio eléctrico vigente. Así, para asegurar una correcta calidad de la energía eléctrica se debe tomar en cuenta las siguientes categorías:

1. Calidad de Suministro Técnico: Es el conjunto de propiedades básicas inherentes a la prestación del servicio eléctrico que tienden a maximizar su confiabilidad ante interrupciones del servicio de electricidad, basado en índices de frecuencia y de duración. 5

2. Calidad de Producto Técnico: Dedicada a estudiar cualquier problema de energía manifestado en la desviación de la tensión o perturbaciones de la misma (regulación de la tensión, Flícker, Armónicos de tensión, etc), de la corriente, interrupción de los sistemas eléctricos o mala operación del equipo de un usuario. El concepto de Calidad de Producto Técnico no es absoluto debido a que depende de las necesidades del usuario. Un alto nivel de Calidad de Producto Técnico generalmente puede ser entendido como un bajo nivel de Perturbaciones. 3. Calidad del Servicio Comercial: El objetivo de la medición de la Calidad del Servicio Comercial es el de garantizar que el Distribuidor preste al Usuario una atención pronta y adecuada a sus requerimientos, quejas o reclamos, sin menoscabo de la calidad del Servicio Eléctrico de Distribución.

La consecuencia de excluir de las regulaciones y normativas la señal de corriente, es debido a que las cargas conectadas a los sistemas eléctricos no son en su totalidad lineales, adicionalmente la mayoría de los sistemas son mallados, por lo tanto una perturbación puede verse reflejada o afectar a una red vecina. Debido a esto, en la Calidad de la Energía debe involucrarse tanto a la fuente como a la carga o lo que es lo mismo a las señales de tensión y corriente.

2.2.1 Calidad del Suministro Técnico La continuidad del suministro de energía eléctrica toma en consideración los cortes del servicio, ya sea en forma programada, por no contar con suficiente oferta para abastecer la misma, o en forma repentina, por actuación de las protecciones que se activan debido a fallas en el sistema. El Suministro Técnico está relacionado principalmente con la continuidad del servicio y para esto se auxilia de los siguientes indicadores: Indicadores Globales del Suministro Técnico Frecuencia [interrupciones/año]: Cantidad de veces en un período determinado que se interrumpe el suministro del sistema.

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a) Frecuencia Media de Interrupción por kVA Instalado, FMIK. Este índice representa la cantidad de veces que el kVA promedio sufrió una interrupción de servicio en un período determinado. b) Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio del Sistema, SAIFI (System Average Interruption Frequency Index).Este índice corresponde a la frecuencia de interrupciones para todos los clientes, hayan sido o no afectados por las interrupciones. Su medición requiere puntos de medida en cada localización de un cliente y por lo tanto en una alta inversión en equipos de medición. Indisponibilidad [horas/año]: Son los minutos u horas que el sistema ha estado sin servicio en el período considerado. a) Tiempo Total de Interrupción por kVA instalado, TTIK. Este índice representa el tiempo medio en que el kVA promedio no tuvo servicio en un período determinado. b) Índice de duración de Interrupción Promedio del Sistema, SAIDI (System Average Interruption Duration Index). Este índice corresponde al tiempo que ha estado, en promedio, sin suministro de energía eléctrica para todos los clientes que hayan o no, sido afectados, por interrupciones. Su medición requiere de una alta inversión en medidores y telemetría. Indicadores Individuales del Suministro Técnico: Frecuencia [interrupciones/año]: Cantidad de veces en un período determinado que se interrumpe el suministro a un usuario. a) Índice de Frecuencia de Interrupción Promedio al Usuario Afectado, CAIFI (Customer Average Interruption Frequency Index). Este índice corresponde a la frecuencia de las interrupciones para aquellos clientes que han sido afectados por una interrupción. A diferencia del SAIFI que se centra en la frecuencia de las interrupciones para todos los clientes, hayan o no sido afectados por estas. Indisponibilidad [horas/año]: Son los minutos u horas que el abonado medio ha estado sin servicio en el período considerado

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b) Índice de Duración de Interrupción Promedio por Usuario Afectado, CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index). Este índice representa la duración media de las interrupciones sufridas por los clientes. Los índices SAIDI y SAIFI son los utilizados con mayor frecuencia en el ámbito internacional. Es habitual que existan reglas que regulen la calidad del suministro eléctrico según los países o zonas de suministro, así como, los diversos sistemas: baja, media o alta tensión, corriente alterna o continua, sistemas monofásicos, bifásicos o trifásicos, todos ellos englobados entre los distintos modos de generar o transportar electricidad.

2.2.2 Calidad del Producto Técnico La Calidad de Producto Técnico es la normalización del abastecimiento mediante reglas que fijan los niveles, parámetros básicos, forma de onda, armónicos, niveles de distorsión armónica, interrupciones, etc. y suele referirse a la calidad de la onda de tensión de la energía eléctrica en sistemas de tensión alterna. Cada uno de los problemas de la Calidad del Producto Técnico tiene causas diferentes: Unos, son el resultado de infraestructura eléctrica común a varios usuarios. Por ejemplo, un fallo en la red puede ocasionar una caída de tensión que afectará a varios usuarios y cuanto mayor sea el nivel de la avería mayor será el número de clientes afectados. Otros problemas, como los armónicos, se generan en la propia instalación del usuario y pueden propagarse, o no, a la red de distribución y afectar a otros clientes.

Características, Tipos, Causas y Efectos de las Perturbaciones en el producto técnico. Dependiendo de la magnitud y duración de las perturbaciones del suministro de energía eléctrica en las líneas de transmisión y distribución, las cuales son supervisadas en el punto de servicio o medición, pueden afectar la operación de algunos o de todos los equipos en la instalación. El usuario final debe enfrentar tanto las perturbaciones de suministro de energía eléctrica entregadas en el punto de servicio por la empresa 8

eléctrica, como los problemas inducidos por los equipos propios instalados dentro de sus instalaciones, como por ejemplo, bajas de tensiones o Sags debido al arranque de grandes motores, etc. También se presentan los diferentes fenómenos electromagnéticos caracterizados por las normas IEC e IEEE, principales organismos de referencia para establecer parámetros mínimos y máximos que deben respetarse para asegurar una adecuada calidad, en este caso, del Producto Técnico servido a los usuarios. La IEC clasifica a los fenómenos electromagnéticos como se muestra en la figura 2.3.

Fenómenos conducidos de baja frecuencia

Fenómenos radiados de baja frecuencia

Fenómenos conducidos de alta frecuencia

Fenómenos radiados de alta frecuencia

Transitorios uni direccionales

Campos magnéticos

Fenómenos de Descargas Electrostáticas (ESD)

Pulso Electro magnético Nuclear (NEMP)

Armónicos Inter armónicos Fluctuaciones de tensión

Campos magnéticos

Campos eléctricos

Dips (Sags)

Transitorios oscilatorios

Interrupciones Desbalances de tensión Variaciones de frecuencia Tensiones inducidas de baja frecuencia

Presencia de DC en sistemas AC

Campos electro magnéticos Campos eléctricos

Tensiones o corrientes inducidos de onda continua

Transitorios

Figura 2.3Clasificación de las perturbaciones electromagnéticas según la IEC 61000-2-5.

En la tabla 2.1, se detallarán los parámetros más significativos y sus respectivos límites, que se utilizan para calificar la calidad del Producto Técnico, referente a las perturbaciones en la onda de la tensión, según la norma IEEE Std. 1159.

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Categorías

De Impulso Nanosegundo Microsegundo Milisegundo Oscilatorios Baja Frecuencia Media Frecuencia Alta frecuencia Instantánea Caídas (Sags) Subidas (Swell) Momentánea Interrupción Caídas (Sags) Subidas (Swell) Temporales Interrupción Caídas (Sags) Subidas (Swell) Interrupciones Sostenidas Sub Tensiones Sobre Tensiones Tensión Corriente Presencia de DC Armónicos Inter armónicos Ruido Flicker

IEEE Std. 1159 Contenido Espectral Duración Típica Típico Transitorios

Magnitud Típica

5 ns de pendiente < 50 ns 1 µs de pendiente 50 ns – 1ms 0.1 ms de pendiente > 1 ms 5 kHz 0.3 – 50 ms 5 – 500 KHz 20 µs 0.5 – 5 MHz 5 µs Variaciones de Corta Duración

0 pu – 4 pu 0 pu – 8 pu 0 pu -4 pu

0.5 ciclos – 30 ciclos 0.5 ciclos – 30 ciclos

0.1 pu – 0.9 pu 1.1 pu – 1.8 pu

0.5 s – 3 s 0.5 s – 3 s 0.5 s – 3 s

0.1 pu 0.1 pu – 0.9 pu 1.1 pu – 1.4 pu

3 s - 1 min 3 s - 1 min 3 s - 1 min Variaciones de larga duración > 1 min

< 0.1 pu 0.1 pu – 0.9 pu 1.1 pu – 1.2 pu

> 1 min > 1 min Desbalance Régimen Estacionario Régimen Estacionario Distorsión de la Forma de Onda Régimen Estacionario 0 – 9 kHz Régimen Estacionario 0 – 9 kHz Régimen Estacionario Banda Ancha Régimen Estacionario Fluctuaciones Rápidas de Tensión 25 Hz Intermitente Variaciones de Frecuencia < 10 s

0.0 pu 0.8 pu – 0.9 pu 1.1 pu – 1.2 pu 0.5% - 2% 1% - 30 % 0% - 0.1% 0% - 20% 0% - 2% 0% - 1% 0.1% - 7% AV/V 0.2% - 2% Pst ± 0.10 Hz

Tabla 2.1Resumen de la caracterización de las perturbaciones según la IEEE Std. 1159.

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Indicadores Individuales del Producto Técnico El índice para evaluar la tensión en el punto de entrega del Distribuidor al Usuario, en un intervalo de medición, k, será la diferencia, Vk, entre la media de los valores eficaces, RMS, de tensión, Vk y el valor de la tensión nominal, Vn, medidos en el mismo punto, expresado como un porcentaje de la tensión nominal.

Indicadores Globales del Producto Técnico Estos índices pueden calcularse trimestral, semestral o anualmente considerando las mediciones realizadas durante un período de doce meses. Los índices o indicadores globales son los siguientes: FEBB, Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión; que es la frecuencia Equivalente asociada a la Banda “B” de unidad porcentual. Este indicador se totaliza discriminando a su vez la cantidad de registros que están dentro y fuera de las tolerancias establecidas, de acuerdo a lo siguiente: o FEBPER, denominada Frecuencia Equivalente Dentro de las Tolerancias Establecidas. o FEBNOPER, llamada Frecuencia Equivalente Fuera de las Tolerancias establecidas. o FEBPB, que es Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión “B” Fuera de las Tolerancias Establecidas. o FEECB, designada como Frecuencia Equivalente por Energía Consumida desagregada por Rango de Tensión.

Distorsión Armónica de la corriente de carga La distorsión armónica de tensión producida por una fuente de corriente armónica dependerá de la potencia del usuario, del nivel de tensión al cual se encuentra conectado, y del orden de la armónica.

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Índice de Flícker generado por el Usuario El índice de severidad de Flícker generado por el usuario se determina por el índice de severidad de Flícker de corto plazo

.El índice de tolerancia máxima para el Flícker está

dado por Pst≤1.Comúnmente se considera que la energía eléctrica es de mala calidad cuando en un lapso de tiempo mayor al cinco por ciento (5%), del empleado en las mediciones se verifique que el Flícker ha excedido el rango de tolerancias establecidas.

Control para el Flícker generado por el Usuario En la definición de la IEC 868, un instrumento de medición de Flícker es un equipo que simula el proceso fisiológico de percepción visual de un individuo frente a cualquier tipo de parpadeo luminoso y que entrega un indicador confiable sobre la reacción del observador, independientemente de la fuente que la ocasione. Un medidor de Flícker se expone a parpadeos de naturaleza secuencial (periódica) e individual (aleatoria). La medición de esta variable es en unidades de perceptibilidad. La evaluación estadística entrega los indicadores del nivel de severidad del parpadeo conocidos como PST y PLT, que corresponden a una ventana temporal de 10 minutos y 2 horas respectivamente.

Factor de Potencia (Fp) El valor mínimo admitido para el factor de potencia se discrimina de acuerdo al usuario, de la siguiente forma: El Fp no se toma en cuenta para Usuarios con potencias menores de 10kW. Fp = 0.90 para Usuarios con potencia superiores 10KW.

Mediciones El control debe realizarse en el punto de medición o en la acometida del usuario, en períodos mínimos de siete días, registrando datos de energía activa y reactiva. El factor de potencia se determinará, efectuando mediciones tanto en el período horario de punta como en el resto del día.

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2.2.3 Calidad del Servicio Comercial Este concepto se refiere al cumplimiento global de las obligaciones fijadas en normativas y asignadas a los Distribuidores de energía eléctrica. El incumplimiento de estas obligaciones dará lugar a una sanción y/o multa por parte del ente regulador cuando la normativa por la cual se rijan así lo estipule. Los índices o indicadores de la Calidad del Servicio Comercial del Distribuidor que se controlarán pueden ser los siguientes: Porcentaje de Reclamos o Quejas. Basado en el número total de usuarios servidos. Tiempo Promedio de Procesamiento de Reclamos o quejas. Es el tiempo de procesamiento de un reclamo se mide desde el momento en que el usuario presenta el Reclamo o Queja, con la documentación necesaria, hasta el momento en que el usuario recibe respuesta del Reclamo o Queja presentada. Falta de Notificación de Interrupciones Programadas: Las interrupciones programadas por parte del Distribuidor, deben hacerse del conocimiento de los usuarios por medio de la respectiva publicación en un diario de mayor circulación y por los medios más directos hacia el usuario, al alcance del distribuidor. Precisión de la medición del consumo de energía eléctrica: Es la precisión de la medición del Consumo de energía eléctrica definida como admisible incluye al conjunto de equipos que conforman el sistema de medición, como Transformadores de medición y medidores. El equipo de medición deberá responder a las normas internacionales de fabricación tales como IEC o ANSI u otras que apruebe el ente regulador, garantizando la precisión de la medición indicada anteriormente. El valor de la precisión del equipamiento de medición deberá ser indicado en la boleta de verificación, la cual hará referencia a la norma con la cual cumple.

Índices de calidad de la atención al Usuario El Objetivo de la Calidad de la Atención al usuario es garantizar que el Distribuidor le provea al Usuario una atención que cumpla lo estipulado con las normas correspondientes. Si la legislación por la cual se rigen lo establece, el incumplimiento de 13

estas obligaciones dará lugar al pago de una indemnización del Distribuidor al usuario. Los principales parámetros de este rubro son los siguientes: Reconexiones: superada la causa que motivó el corte del servicio eléctrico, el Distribuidor estará obligado a conectar el servicio dentro de un plazo máximo definido en regulación local. Facturación errónea: registro de los reclamos por posibles errores de facturación, incluyendo la lectura de los medidores.

2.3

COMPARACIÓN DE NORMATIVA NACIONAL E INTERNACIONAL

A continuación se presenta un breve resumen comparativo sobre la situación legal de los sistemas aislados en diferentes países y la existencia o no de regulaciones acerca de la calidad de energía que los distribuidores entregan a sus usuarios en dichos sistemas.

2.3.1 NICARAGUA La Ley de la Industria Eléctrica decreto Ley Nº 272 del 23 de abril de 1998 y su Reglamento (Decreto Nº 42-98) y su posterior reforma (Decreto 128-99), establecen el régimen legal que regula las actividades de la industria eléctrica, que comprenden la generación, transmisión, distribución, comercialización, importación y exportación de energía eléctrica, estas actividades conformarán el Mercado Eléctrico de Nicaragua.

El sistema eléctrico de Nicaragua, está conformado por el Sistema Interconectado Nacional, que sirve a toda la región del pacífico, la zona central y norte del país, en las cuales se encuentra concentrada más del 90% de la población, aunque de este porcentaje solo un poco más del 50% tiene servicio eléctrico regular. Del resto del país, algunas zonas son servidas por Sistemas Aislados. Para dicho Sistemas Aislados no se cuenta con regulación alguna de calidad del servicio eléctrico ofrecido a los clientes.

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La legislación sobre el sector eléctrico no crea ningún incentivo específico para las energías renovables, sin embargo establece un marco jurídico favorable para que las energías renovables compitan en condiciones similares que otras fuentes energéticas.

2.3.2 GUATEMALA - REGLAMENTO DE LA LEY GENERAL DE ELECTRICIDAD. En el artículo 100 del quinto capítulo, que trata sobre los precios máximos de los sistemas aislados, se establece que será la Comisión Nacional de Energía Eléctrica, que en consideración a las características propias de la operación del respectivo Sistema Aislado y aplicando en todo aquello que sea posible los lineamientos correspondientes estipulados para el Sistema Nacional Interconectado, la encargada de emitir mediante Resolución los procedimientos a seguir en cada caso concreto para la fijación de precios.

2.3.3 PANAMA Dentro del historial de normativas y regulaciones revisado para este país no se encontró una normativa dedicada al aseguramiento de la calidad de la energía eléctrica en sistemas aislados, aunque se tiene contemplado la existencia de los mismos. Es por ello que el 08 de Junio de 1998 por medio de la resolución JD-764, el Ente Regulador de los Servicios Públicos resuelve dictar la Norma de Calidad del Servicio Técnico para las empresas distribuidoras del servicio público de electricidad y para los clientes conectados a la misma. Los alcances de esta normativa son: establecer los parámetros e indicadores referentes a la calidad del suministro y producto técnico, definir los límites máximos y mínimos para cada indicador previamente establecido, especificar la metodología a seguirse para realizar compensaciones cuando se excedan los límites previamente definidos y establecer los campos que debe contener el informe que el distribuidor presentará al ente regulador.

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La Norma de Calidad del Servicio Técnico para las empresas distribuidoras del servicio público de electricidad y para los clientes conectados a la misma, establece como únicas regulaciones sobre los sistemas aislados, el control de los niveles máximos y mínimos del voltaje, tanto en Baja como en Media Tensión.

2.3.4 PERÚ - LEY DE CONCESIONES ELÉCTRICAS, DECRETO LEY N° 25844, DECRETO SUPREMO Nº 00993-EM, LEY N° 28832, Actualizado a mayo 2010. - LEY N° 28832, PUBLICADA EL 23.07.2006, LEY PARA ASEGURAR EL DESARROLLO EFICIENTE DE LA GENERACIÓN ELÉCTRICA- DECRETO SUPREMO Nº 069-2006-EM, PUBLICADO EL 2006-11-28. REGLAMENTO DEL MECANISMO DE COMPENSACIÓN PARA SISTEMAS AISLADOS.

Las reformas emprendidas en el sector eléctrico estuvieron determinadas por la promulgación de la Ley de Concesiones Eléctricas (LCE) en 1992. Con la finalidad de establecer las condiciones para un mercado eficaz y competitivo, la ley introduce la segmentación de las actividades de generación, transmisión y distribución dentro del sector eléctrico, estableciendo un régimen de libertad de precios para que los suministros puedan efectuarse en condiciones de competencia y un sistema de precios regulados para aquellos suministros que por su naturaleza lo requieran. La LCE describe las metodologías que se deben emplear para obtener los precios máximos de generación, transmisión y distribución de electricidad. Además, la ley designa a la Comisión de Tarifas Eléctricas como el órgano regulador encargado de fijar las tarifas aplicando dichas metodologías.

En las leyes anteriormente citadas, se establece el Mecanismo de Compensación para Sistemas Aislados destinado a favorecer el acceso y utilización de la energía eléctrica a los Usuarios Regulados atendidos por dichos sistemas. Su finalidad es compensar a los

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Usuarios una parte del diferencial entre los Precios en Barra de Sistemas Aislados y los Precios en Barra del SEIN, según lo que establece el Reglamento.

2.3.5 BOLIVIA LEY DE ELECTRICIDAD (LDE) Nº 1604. Actualmente, el instrumento legal más importante del sector eléctrico es la Ley de Electricidad (LDE) Nº 1604 del 21 de diciembre de 1994. Esta Ley busca incrementar la eficiencia en el sector, introducir la competencia y fomentar las inversiones. La Ley establece la reestructuración del sector eléctrico al redefinir los roles de los participantes de cada una de las actividades de la industria, siguiendo la tendencia internacional y dando paso a la desintegración vertical.

En Bolivia, los sistemas aislados son sistemas eléctricos que no están conectados al Sistema Interconectado Nacional. Actualmente existen 32 sistemas aislados en el país y según el ente regulador, entre los problemas más frecuentes que se registran en los sistemas aislados del país, se encuentra la poca capacidad técnica e inversión, desconocimiento de normas y la poca adecuación de los sistemas aislados para mejorar la calidad de energía que suministran.

La Autoridad de Fiscalización y Control Social de Electricidad (AE) decidió universalizar los beneficios de la regulación en todas las empresas que operan los denominados “Sistemas Aislados Menores” con el propósito de proteger los derechos que tienen los usuarios.

Para ejercitar un control permanente sobre el servicio de electricidad, esta entidad reguladora firmó con los operadores -empresas y/o cooperativas de distribucióncontratos de adecuación a la Ley de Electricidad No1604.A partir de este compromiso, la Autoridad de Fiscalización y Control Social de Electricidad exige al agente eléctrico el cumplimiento de condiciones que tienen que ver con el registro de fallas que pueden tener a través del sistema “Centinela”, que vigila a distancia que el servicio llegue en 17

condiciones óptimas. El propósito de la AE es regular, controlar y fiscalizar las actividades de la industria eléctrica con participación y control social, garantizando los intereses y derechos de los consumidores.

2.3.6 EL SALVADOR El Salvador cuenta con una normativa que regula la calidad con que los distribuidores suministran energía a los usuarios en el sistema eléctrico nacional. Aunque existen pequeños sistemas aislados actualmente solo se tiene contemplado regular la variación máxima de voltaje respecto al nominal. Pero se busca crear el instrumento que asegure que a los usuarios de dichos sistemas se les brinde un suministro y servicio eléctrico de óptimas condiciones.

2.3.7 Resumen Comparativo de las Normativa Nacional e Internacional Vigentes, de la Calidad del Servicio Eléctrico en Sistemas Aislados.

Como se describió escuetamente en secciones anteriores, se han presentado los marcos jurídicos que rigen la calidad del servicio eléctrico en los Sistemas Aislados de generación y distribución de energía eléctrica, existentes en países tanto del istmo centroamericano como en la región de Sur América debido a que los mismos presentan similares condiciones a las de nuestro país.

La primera característica a destacar acerca de la similitud de las condiciones en que se desarrollan los sistemas aislados en los países bajo análisis es que en todos ellos el mercado eléctrico se encuentra liberalizado y que además son países en vías de desarrollo, con abundante disponibilidad de recursos renovables para la generación de electricidad, especialmente del tipo hidráulica.

18

Por último, es importante señalar que dichos sistemas están enfocados a brindar el suministro eléctrico a poblaciones alejadas de las grandes ciudades, y generalmente de escasos recursos económicos.

En lo referente a las normativas sobre la calidad del servicio eléctrico de dichos países, puede decirse que únicamente se tiene en cuenta la regulación de precios y niveles de voltaje en los sistemas aislados de generación y distribución de energía eléctrica, tal y como se muestra en la tabla 2.2.

PARÁMETROS REGULADOS PAÍS FMIK

TTIK

SAIFI

SAIDI

CAIDI

ΔVk

TDI

DATI

DAII

Pst.

Fp.

Precios

NICARAGUA

X

GUATEMALA

X

PANAMA

X

PERÚ BOLIVIA

EL SALVADOR Tabla 2.2Tabla resumen de los parámetros o indicadores normados en países bajo análisis.

X

19

20

CAPÍTULO 3 “SISTEMAS AISLADOS” 3.1

Sistemas Aislados Eléctricos.

Son sistemas de generación y distribución de energía eléctrica que no se encuentran conectados a la Red Eléctrica Nacional, se emplean sobre todo en aquellos lugares de difícil acceso o poco rentable para las compañías distribuidoras de la red eléctrica, ya que resulta más económico instalar un sistema de generación que tender una línea entre la red y el punto de consumo.

Estos sistemas abastecen de energía eléctrica a las comunidades de las zonas rurales de El Salvador; que a su vez poseen gran potencial de recursos renovables para la generación de energía eléctrica. Esta energía es utilizada comúnmente para uso doméstico y alumbrado público. Estos sistemas tienen la desventaja de proporcionar un servicio de energía eléctrica variable puesto que los cambios estacionales y meteorológicos hacen variar la disponibilidad del recurso y consecuentemente la generación de energía eléctrica.

Las especificaciones de fabricación y puesta en marcha de las grandes generaciones son menos rigurosas que los sistemas aislados de generación, eso permite la reducción en costos debido a que se descarta la utilización de complejos sistemas regulación y transmisión.

Tradicionalmente, este tipo de redes siempre han tenido costes de instalación excesivamente altos. Hoy en día los costes de Placas Solares, generadores eólicos, turbinas hidráulicas, baterías, inversores han descendido hasta llegar a valores realmente competitivos entre las diferentes tecnologías disponibles. Todo ello lleva a desarrollar nuevos sistemas capaces de satisfacer la demanda energética de cualquier instalación, con un precio inferior por kWh consumido, al que ofrecen las compañías distribuidoras. 21

3.2

Sistemas Aislados Fotovoltaicos

En un sistema típico, el proceso de funcionamiento es el siguiente: la luz solar incide sobre la superficie del panel fotovoltaico, donde es trasformada en energía eléctrica de corriente directa por las celdas solares; esta energía es recogida y conducida hasta un controlador de carga, el cual tiene la función de enviar toda o parte de esta energía hasta el banco de baterías, en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los límites de sobrecarga y descarga. En algunos diseños, parte de esta energía es enviada directamente a las cargas La energía almacenada durante el día es utilizada para abastecer las cargas por la noche, es decir en los intervalos de tiempo cuando el recurso natural está ausente. Si la carga a alimentar es de corriente directa, esta puede hacerse directamente desde el arreglo fotovoltaico o desde las baterías, si las cargas son de corriente alterna, la energía proveniente del conjunto de baterías, limitada por el controlador es enviada el inversor de corriente, el cual la convierte en energía alterna.

3.2.1 Componentes Panel fotovoltaico. Son los que reciben los rayos del sol y producen corriente directa, la energía producida estará relacionada directamente con la radiación solar. Regulador de carga. Ajusta y regula la corriente directa que sale del panel ya que ella está en función de la radiación solar y puede sobrepasar la capacidad de las baterías. La función primordial es proteger las baterías contra sobre cargas y descargas excesivas. Acumulador. Si usamos la tecnología fotovoltaica de forma particular se recogerá la energía solar durante las horas de sol, se transformara y se gastará durante las horas nocturnas. Inversor. El inversor transforma la tensión continua en tensión alterna. Dependerá el uso que vayamos a realizar de la instalación. 22

Protección general. En protección general, incluimos tanto la protección del resto del equipo eléctrico y electrónico, como la protección de las personas. Pueden ser diodos, interruptores etc.

Figura 3.1Esquema Sistema Fotovoltaico de Aula de Ingeniería Eléctrica UES.

3.2.2 Ventajas Es una energía muy abundante. Su utilización contribuye a reducir el efecto invernadero producido por las emisiones de CO2 a la atmósfera, así como el cambio climático. La utilización de energía solar en zonas rurales o aisladas, permite la creación de pequeñas empresas, lo que potencia el desarrollo económico de zonas de escasos recursos.

3.2.3 Desventajas Altos costos de inversión en instalación. Insuficiente financiación para la investigación.

3.2.4 Situación de Energía Fotovoltaica en El Salvador Como proyectos pilotos se tiene los impulsados por la Escuela alemana y por la Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas”, UCA. Pero el más representativo y de mayor alcance para la población salvadoreña es el de Fomilenio, que se cita a continuación: 23

Caserío Tizate, del cantón Paturla, ubicado en el municipio de Joateca (Morazán). Hace dos años, la casa de Carmen y Otilio fue una de las 250 viviendas beneficiadas con sistemas fotovoltaicos que transforman la energía solar en electricidad. Esto es parte del proyecto de desarrollo de la zona norte impulsado por Fomilenio, bajo el cual esperan lograr que el 97% de la población de dicha área tenga acceso a energía eléctrica.

Para lograr este porcentaje, Fomilenio tiene en sus planes instalar, en un lapso de cinco años, 950 sistemas fotovoltaicos en igual número de hogares, la introducción de 115 kilómetros de nuevas líneas eléctricas, así como la mejora de redes ya existentes.

Para este proyecto se dispone de aproximadamente $32 millones, de los $461 millones que la Corporación Reto del Milenio (MCC, por sus siglas en inglés) se ha comprometido a donar al país desde 2007 hasta 2012.

Una de las características en común que tienen los beneficiarios del proyecto de los sistemas fotovoltaicos, cuyo costo por unidad es de aproximadamente $1,300, es que viven en lugares remotos, con poco acceso vial y donde las redes eléctricas no alcanzan a llegar por el elevado costo que representaría instalarlas [La Prensa Gráfica, 2009:http://www.laprensagrafica.com/index.php/el-salvador/social/15676.html].

3.3

Sistemas Aislados Eólicos

Podemos hacer una primera gran clasificación de los aerogeneradores en función de la disposición del eje sobre el que se produce el giro distinguiendo entre aerogeneradores de eje vertical (no utilizados durante décadas pero que ahora están experimentando una nueva oportunidad en aplicaciones de integración en edificios) y aerogeneradores de eje horizontal (los más utilizados tanto en el pasado como en la actualidad, especialmente en aplicaciones de electrificación rural).

24

Dentro de los aerogeneradores de eje horizontal, en función del tamaño de los mismos se pueden diferenciar: los aerogeneradores para sistemas a pequeña escala (con potencias de hasta 50 kW) utilizados para carga de baterías y mini redes; en el otro extremo, los grandes aerogeneradores (con potencias superiores a 1000 kW) para sistemas a gran escala y una escala intermedia (con potencias entre los 50 y los 500 kW).

En cuanto a las principales aplicaciones, los aerogeneradores de mayor tamaño son ampliamente utilizados en parque eólicos conectados a la red eléctrica, mientras los aerogeneradores a pequeña escala están más enfocados a sistemas aislados. Este hecho hace que los aerogeneradores para aplicaciones aisladas funcionen normalmente en condiciones de viento más desfavorables que los parques eólicos conectados a red. El Aerogenerador produce corriente alterna trifásica, la cual se rectifica y se convierte en corriente continua que es almacenada en baterías para usarse cuando se necesite.

3.3.1 Componentes Generador: Genera electricidad activada por la acción del viento. Funciona cuando el viento mueve la hélice y, a través de un sistema mecánico de engranajes, hace girar el rotor de un generador. Regulador: Es el encargado de controlar la entrega de energía del aerogenerador y del arreglo solar hacia el banco de baterías y la red de electrificación. Banco de batería: Sirven para almacenar energía proveniente del aerogenerador y los módulos solares con el propósito de ser utilizada en otro momento del día o bien, cuando no hay electricidad en la red. Inversor: Convierte la corriente directa obtenida de las baterías, el aerogenerador y los módulos solares en corriente alterna para que pueda ser utilizada en las diferentes aplicaciones Tablero de protección: Llamado comúnmente Caja de Breakers, es una caja de protecciones que protegen las cargas o aplicaciones contra sobretensiones que pudieran darse en el sistema eléctrico. 25

El mecanismo de orientación: Este es el que vigila la dirección del viento utilizando la veleta.

Figura 3.2Componentes de un Sistema Eólico Certificado Unión Europea (CE).

3.3.2 Ventajas Es una energía limpia, que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.

3.3.3 Desventajas Intermitencia del recurso. Mantenimiento más complejo que otras tecnologías.

3.3.4

Situación de Energía Eólica en El Salvador.

La empresa Ibérica de Estudios e Ingeniaría (IBERINSA) será la encargada de realizar el estudio de viabilidad para la instalación de una central eólica energía generada por el viento en el país, informó la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL).

Una vez realizada la firma, la empresa tiene 15 meses para desarrollar el estudio de viabilidad, que se realizará en los municipios de Metapán, en Santa Ana, y San Isidro, en Sonsonate.

26

“La empresa tendrá que instalar una especie de torre que contiene un instrumento para medir la fuerza del viento y saber qué capacidad puede traducirse en energía eléctrica”.

Los fondos para la ejecución del proyecto provienen de una donación realizada por el gobierno español, que fue de $397,449. El donativo se efectuó a través del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio del Gobierno español.

CEL explicó que el estudio preliminar no alcanzó niveles óptimos de generación de viento en Metapán y Sonsonate. “El máximo alcanzado fue de 5 metros por segundo, cuando el nivel mínimo para operar debe ser 6.5 metros hasta 12 o 14 metros por segundo”.Si el resultado es positivo esta vez, se construirían dos parques eólicos. Este proceso tomaría entre dos y tres años de construcción, sin considerar un año promedio adicional para el diseño del proyecto y la licitación. El costo promedio sería de $2.2 y $2.5 millones el megavatio instalado, un valor similar al de la energía hidroeléctrica. Además tiene la ventaja de que, al igual que la hidroelectricidad, la energía eólica es renovable y no perjudica al medio ambiente [La Prensa Gráfica, 2009: http://www.laprensagrafica.com/index.php/el-salvador/social/15676.html].

3.4

Mini Centrales Hidroeléctricas

Las centrales y mini centrales hidroeléctricas transforman la energía que produce el ciclo natural del agua en electricidad, aprovechando la diferencia de desnivel existente entre dos puntos. La energía se transforma primero en energía mecánica en la turbina hidráulica, ésta activa el generador, que transforma en un segundo paso la energía mecánica en energía eléctrica.

La producción propia de energía eléctrica en las zonas rurales marginales, se presenta como alternativa válida y puede realizarse aprovechando la energía disponible en un salto hidráulico. El conjunto turbina-generador producirá más potencia eléctrica mientras 27

mayores sean la altura del salto hidráulico y el caudal disponible, tal y como se detallará más adelante.

3.4.1 Clasificación por su Construcción Cuando se vaya a poner en marcha una instalación de este tipo hay que tener en cuenta que la topografía del terreno va a influir tanto en la obra civil como en la selección de la maquinaria. Según el emplazamiento de la central hidroeléctrica se realiza la siguiente clasificación general:

Central de agua fluyente Es aquel aprovechamiento en el que se desvía parte del agua del río mediante una toma, y a través de canales o conducciones se lleva hasta la central donde será turbinada. Una vez obtenida la energía eléctrica el agua desviada es devuelta nuevamente al cauce del río. Estas centrales cuentan con un salto útil prácticamente constante y su potencia depende directamente del caudal que pasa por el río.

Central de pie de presa Es aquel aprovechamiento en el que existe la posibilidad de construir un embalse en el cauce del río para almacenar las aportaciones de éste, además del agua procedente de las lluvias y/o del deshielo. La característica principal de este tipo de instalaciones es que cuentan con la capacidad de regulación de los caudales de salida del agua, que será turbinada en los momentos que se precise. Esta capacidad de controlar el volumen de producción se emplea en general para proporcionar energía durante las horas punta de consumo.

Central Hidroeléctrica en canal de riego Se distinguen dos tipos de centrales dentro de este grupo: a) Aquellas que utilizan el desnivel existente en el propio canal. Mediante la instalación de una tubería forzada, paralela a la vía rápida del canal de riego, se 28

conduce el agua hasta la central, devolviéndola posteriormente a su curso normal en canal. b) Aquellas que aprovechan el desnivel existente entre el canal y el curso de un río cercano. La central en este caso se instala cercana al río y se turbinan las aguas excedentes en el canal.

3.4.2 Clasificación por su Generación Se tienen varias clasificaciones en base a la potencia generada pero de ellas, las más utilizadas y aceptadas son las siguientes:

CLASIFICACION Pico centrales Micro centrales Mini centrales Pequeñas centrales

POTENCIA P < 5 kW P < 100 kW P < 1000 kW P < 10000 kW

Tabla 3.1Clasificación de las Mini-hidráulicas UNIDO.

Tamaño/Potencia Nano o pico hidro, menos de 1Kw Micro hidro, de 1Kw – 100 Kw Mini hidro, 100Kw – 1000Kw Pequeña Central de 1Mw – 5Mw

Usos /aplicaciones Uso familiar Red eléctrica comunal sistema aislado Varias comunidades dentro de un radio de 10 Km a 40 Km conexión a la red Pequeñas ciudades y comunidades aledañas conexión a la red

Tabla 3.2Clasificación de las hidráulicas BUN-CA.

La clasificación de los sistemas de mini-hidráulica es una convención útil para reflejar diferentes modalidades de funcionamiento.

3.4.3 Aprovechamiento Hidroeléctrico Determinación del Caudal de Equipamiento 29

Es fundamental la elección de un caudal de diseño adecuado para definir el equipamiento a instalar, de forma que la energía producida sea la máxima posible en función de la hidrología.

La medición de los caudales del río se realiza en las estaciones de medición, donde se registran los caudales instantáneos que circulan por el tramo del río donde está ubicada la estación y a partir de estos se determinan los caudales máximos, medios y mínimos diarios correspondientes a un gran número de años, con los que se elaboran series temporales agrupadas por años hidrológicos.

Determinación del Salto Neto El salto es la otra característica fundamental para el diseño de una mini central hidroeléctrica. Deberá ser el máximo permitido por la topografía del terreno, teniendo en cuenta los límites que marcan la afección al medio ambiente y la viabilidad económica de la inversión.

3.4.4 Componentes Obra civil, ligada al tipo de emplazamiento de la central, según la clasificación por construcción presentada en literales anteriores. Turbina Hidroeléctrica, es el elemento clave de la central. Aprovecha la energía cinética y potencial que contiene el agua, transformándola en movimiento de rotación, que transferido mediante un eje al generador, produce energía eléctrica. Las turbinas hidráulicas se clasifican en dos grupos: turbinas de acción y turbinas de reacción. Generador eléctrico, es el encargado de convertir la energía mecánica de rotación, recibida por la turbina, en energía eléctrica, comúnmente a bajo a voltaje.

30

3.4.5 Ventajas de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas El recurso hídrico depende de que tanto perdure el ciclo del agua, por lo tanto, pueda considerarse una energía renovable. No contamina el ambiente, ya que no es necesario utilizar componentes derivados del petróleo, etc. Por lo tanto se trata de una energía verde.

3.4.6 Desventaja de las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas El alto coste de inversión inicial para la construcción de la infraestructura civil y el lento proceso de recuperación de la inversión, que dependiendo del tamaño puede tardar más de 15 años.

3.4.7 Situación Energía Hidroeléctrica El Salvador Desde el año 2000, la Asociación Saneamiento Básico y Educación Sanitaria SABES, ha venido implementando diversos proyectos destinados a la ayuda y desarrollo de comunidades aisladas de El Salvador por medio de proyectos de electrificación rural, tal y como se describió en el capítulo 1 del presente documento.

3.5

Características de Proyectos de SABES

Estas pequeñas centrales hidroeléctricas, en su mayoría, trabajan de forma aislada y operadas en forma manual, es decir, no poseen ningún tipo de automatización o regulación y por consiguiente, la calidad de la energía generada y la vida útil de las máquinas no es garantizada. Cada uno de los proyectos está construido similarmente en base al esquema mostrado en la figura 3.3.

31

Figura 3.3Esquema de una mini central hidroeléctrica.

Proyecto Hidroeléctrico El Junquillo Se encuentra ubicado en la región noreste de la República de El Salvador a 5 km al sur del Municipio de San Simón, Departamento de Morazán, en la Quebrada El Sirigual.

El acceso al proyecto es por carretera pavimentada que desde Ciudad Barrios conduce a San Antonio del Mosco. A partir de Ciudad Barrios se recorren unos 5 km y se toma el desvío a mano derecha que conduce a Plan de San Antonio; sobre esta calle se recorren unos 8 km al sureste para localizar el sitio del proyecto. En la actualidad este es un proyecto activo el cual proporciona electricidad a por lo menos 45 familias.

PROYECTO EL JUNQUILLO Potencia eléctrica generada Tipo de turbina Generador Transformador elevador Relación de transformador Beneficiarios Caudal Altura

MUNICIPIO DE CAROLINA 18 kW PELTON 25 kVA Marathon 2 de 25 kVA Delta Abierta 240V – 13.2 kV 45 familias 0.03 m3/s 79.14 m

Tabla 3.3Características técnicas del proyecto el Junquillo.

32

El Proyecto Hidroeléctrico Miracapa Miracapa ubicado sobre el Río Carolina, Municipio de Carolina, Departamento de San Miguel, República de El Salvador.

El proyecto hidroeléctrico consiste en generar energía eléctrica utilizando el agua del Río Carolina mediante una central hidroeléctrica con una capacidad instalada de 34 kW, para iluminación domiciliar de aproximadamente 27 familias del caserío Potrerillos, para mejorar sus condiciones de vida con este servicio básico. PROYECTO MIRACAPA Potencia eléctrica generada Tipo de turbina Generador Transformador elevador Relación de transformador Beneficiarios Altura Caudal

MUNICIPIO DE CAROLINA 34 kW Michel Banki 45 kVA Marathon 2 de 25 kVA 440 V-13.2 kV 27 familias 13.01 m 0.35 m3/s

Tabla 3.4Características técnicas de proyecto Miracapa.

3.5.1 Entidades Relacionadas con el Desarrollo de Energías Renovables en El Salvador Con el propósito de conocer una referencia de las entidades relacionadas con el rubro de energía renovable en El Salvador, se mencionan a continuación las siguientes. 3.5.2 Sector Público MARN (Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales) Organización encargada de analizar el impacto ambiental de determinados proyectos. Para fácil referencia puede visitar: www.marn.gob.sv

FINET (Fondo de Inversión Nacional en Electricidad y Telecomunicaciones) Este fondo tiene como objetivo facilitar el acceso de los sectores rurales y los de menores ingresos de la población a los servicios de electricidad y telefonía. Para fácil referencia puede visitar: www.fisdl.com.sv 33

SIGET (Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones) La Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET), fue creada por Decreto Legislativo No. 808 del 12 de septiembre de 1996, como una institución autónoma de servicio público sin fines de lucro, con atribuciones para aplicar las normas contenidas en tratados internacionales sobre electricidad y telecomunicaciones vigentes en El Salvador. Para fácil referencia puede visitar: www.siget.gob.sv

34

CAPÍTULO 4 “DIAGNÓSTICO DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE LOS PROYECTOS SABES”

El presente estudio, basado en mediciones y encuestas tiene como fin determinar el nivel de calidad de energía que la ONG SABES proporciona, a los usuarios de los proyectos realizados en el norte del departamento de San Miguel.

Se entiende por calidad de energía a la continuidad del suministro y al nivel de fidelidad del servicio que se brinda a los usuarios, con las características y condiciones adecuadas que les permita mantener su desempeño y no provoque fallas a sus equipos.

El presente capítulo proporcionará la información más relevante sobre los proyectos visitados (Miracapa y El Junquillo), evaluados y procesados para determinar el nivel de calidad servido y además se tomará como referencia para la elaboración de la propuesta de normativa para regular los parámetros de calidad en los sistemas aislados de generación y distribución de energía eléctrica.

4.1

Objetivos Elaborar el diagnóstico de las condiciones del suministro de energía en los proyectos antes mencionados. Medir de forma sistemática, por medio de encuesta técnicamente diseñada, la percepción del usuario con relación al servicio eléctrico brindado. Utilizar los resultados de las encuestas como una herramienta para definir los aspectos a considerarse en la propuesta de normativa de calidad de la energía eléctrica en sistemas aislados de generación y distribución. Complementar el diagnóstico sobre la Calidad del producto técnico por medio de la instalación de analizadores de redes. Éstos ayudarán a verificar los resultados obtenidos en las encuestas.

35

4.2

Alcances Establecer parámetros que indiquen el nivel de calidad de vida de los usuarios como resultado de la implementación de estos sistemas en cada comunidad. Diseñar una encuesta para analizar la calidad y la satisfacción de los usuarios respecto al suministro de electricidad. Determinar el rango de precios del suministro eléctrico para los usuarios de cada comunidad. Realizar investigación para verificar el funcionamiento y organización de los procedimientos implementados en las comunidades estudiadas.

La encuesta tiene como finalidad evaluar los siguientes parámetros: Calidad del Servicio Comercial o Reclamos de los consumidores o Facturación o Atención al usuario Calidad del Suministro Técnico o Frecuencia media de interrupciones o Tiempo total de interrupciones. o Energía no suministrada Las mediciones tienen como finalidad evaluar los siguientes parámetros: Calidad del producto técnico o Nivel de tensión o Perturbaciones, Oscilaciones rápidas de tensión o frecuencia. o Distorsión armónica.

4.3

Metodología

Tipo de estudio a realizar: Cuantitativo. 36

Universo Muestral: La encuesta es dirigida hacia los usuarios de las comunidades de dicho proyecto, con el objetivo de encuestar por lo menos a la muestra necesaria de la población total en cada comunidad. Técnicas de registro de datos Cuestionario individual. Medición y registro de los parámetros de la energía suministrada por medio de analizadores de redes instalados en vivienda. Tipo de Entrevista Personal. Requisitos que debe poseer el entrevistado: Usuario y Residente en la comunidad del proyecto. Representante de familia. Usuario debe poseer medidor individual.

4.4 Tamaño Mínimo de la Muestra De una población de N familias, se desea saber cuál es la muestra mínima de familias a encuestar para obtener un resultado confiable. N

=

Número de familias total

e

=

% de error mínimo aceptable

α

=

Nivel de significancia

n

=

Tamaño mínimo de la muestra

Por datos estadísticos se obtiene que una prueba con un nivel de significancia de 10% y un error esperado de 5%. α

=

0.10

α/2

=

0.05

e

=

0.05 , dato obtenido de la tabla de distribución Zó de distribución

de Gauss. 37

Para calcular la muestra máxima cuando es conocida la población total, N, se utiliza: (Ec. 4.1)

4.4.1 Comunidad el Junquillo. Está conformada por 45 familias. Al realizar el cálculo de la cantidad máxima se obtiene: (Ec. 4.2)

Número de encuestas realizadas = 25.

4.4.2 Comunidad de Miracapa. Está conformada por 27 familias. Al realizar el cálculo de la cantidad máxima se obtiene: (Ec. 4.3)

Número de encuestas realizadas = 15.

4.5

Procesamiento de datos Comunidad el Junquillo

Se presentará un breve análisis de los resultados obtenidos en las encuestas que fueron tomadas en la comunidad El Junquillo, con el objetivo de conocer la situación actual del servicio eléctrico brindado.

4.5.1 Calidad del Servicio Comercial Comunidad el Junquillo Las recomendaciones, producto de este estudio, le permitirán al administrador del proyecto tener mayor conocimiento de los eventos que podrían causarle inconvenientes. Reclamos de los consumidores Los datos reflejan que el 100% de los encuestados tienen inconformidades respecto al servicio suministrado pero comprenden que muchas de las causas de interrupciones, son de fuerza mayor. La principal de las inconformidades se debe a las fluctuaciones eventuales del voltaje en el sistema. Se puede observar en los datos que solo un 8% de los encuestados sufrieron daños materiales. 38

Medición y Facturación La factura no refleja toda la información fundamental para llevar un control adecuado del servicio brindado ya que solamente entregan un recibo que contiene el monto a cobrar y la persona a quien está dirigido. Todas las viviendas de la comunidad poseen medidor y generalmente se les cobra lo consumido. La cantidad que cancelan es aceptada por muchos, pero algunos presentan quejas o reclamos (de manera informal) debido a que los medidores de vecinos están dañados y se les cobra una cuota mínima.

Atención al usuario Las encuestas reflejan que los usuarios reciben notificaciones o avisos anticipados sobre la suspensión del servicio de energía. La directiva es la encargada de llevar el mensaje a cada usuario, cuando la suspensión es programada para mantenimiento. Cuando se generaba una queja o reclamo, los usuarios se dirigían a la persona encargada de la casa de máquinas. Éste posee la responsabilidad de atender y solucionar dichos problemas.

Más de un 90% de los encuestados opina que el tiempo en resolver las inconformidades es muy bueno, ya que los encargados son responsables. Los datos obtenidos muestran que los clientes están conformes con la calidad de energía eléctrica brindada. La información de tabulación y gráficas de encuestas realizadas en la comunidad El Junquillo, puede consultarse en el ANEXO D.

4.5.2 Calidad del Suministro Técnico La Calidad del Suministro Técnico prestado se evalúa considerando indicadores que reflejen la frecuencia y la duración total de las interrupciones del servicio de electricidad.

De los parámetros recolectados se verifica que no ocurrieron interrupciones en el periodo de medición (siete días).

39

4.5.3 Calidad del Producto Técnico El equipo se instaló la fecha 14 de junio del 2011 y dado que la red de distribución del sistema posee cuatro ramales que parten desde la casa de máquinas, se buscó colocar los módulos en el punto más alejado respecto a la casa de máquinas en dos ramales distintos. Con los datos recolectados y graficados se puede observar una estabilidad en el sistema. Se confirma que los niveles de voltaje registrados (113V a 117V) se encuentran dentro del rango permisible (110V a 130V) y no se detectaron distorsiones en la onda de voltaje. La gráfica se puede observar en ANEXO D.

Indicadores Individuales del Producto Técnico El junquillo Se obtuvieron un total de 1149 registros del nivel de voltaje. En sistemas aislados la norma vigente permite una desviación de ±8.5% respecto al valor nominal. El procedimiento realizado para discriminar los datos a utilizar en el análisis fue: Para obtener los datos válidos de voltaje se procedió a seleccionar cada una de las mediciones mayores o iguales a 84V (valor que corresponde al 70% del nominal de la tensión en el punto de suministro según la metodología para el control de la Calidad del Producto Técnico). De la misma manera se procede para obtener los datos no válidos. Se seleccionaron aquellos menores de 84V, obteniendo cero datos no válidos. Dentro de los 1149 datos válidos, se tendrá que seleccionar los que está dentro de la tolerancia (±8.5%), DTválidos.

Indicadores Globales del Producto Técnico El Junquillo A efectos de evaluar convenientemente el conjunto de las mediciones registradas, se determinan los siguientes Indicadores Globales. FEBPER, denominada Frecuencia Equivalente Dentro de las Tolerancias Establecidas. (Ec. 4.4)

Significa que el 100% del total de datos válidos están dentro de los límites de la tolerancia máxima permitida de variación de voltaje, que es el 8.5% (ver figura 4.1). 40

FEBPER , JUNQUILLO

1 0.8 %

0.6 0.4 0.2 0 BANDA Figura 4.1Gráfica FEBPER comunidad el Junquillo.

FEBB, Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión. Este indicador se utiliza para categorizar que tan cercanos o lejanos se encuentran los valores registrados del valor ideal del voltaje (120V) y cuál es la incidencia de los mismos en un valor o rango definido por normativa. El resultado es un grupo de bandas que se calculan de la siguiente manera: (Ec. 4.5)

De los datos recolectados se tiene las siguientes bandas: BANDA

FEBB

FEBB (%)

BANDA 1

0

0

BANDA 2

0

0

BANDA 3

0.18641115

19

BANDA 4

0.2412892

24

BANDA 5

0.3858885

38

BANDA 6

0.18641115

19

BANDA 7

0

0

BANDA 8

0

0

BANDA 9

0

0

TOTAL

1

100

DESCRIPCIÓN 0% está dentro de la banda 0 < B ≤ 1 0% está dentro de la banda 1 < B ≤ 2 19% está dentro de la banda 2 < B ≤ 3 24% está dentro de banda 3 < B ≤ 4 38% está dentro de la banda4 < B ≤ 5 19% está dentro de la banda 5 < B ≤ 6 0% está dentro de la banda 6 < B ≤ 7 0% está dentro de la banda 7 < B ≤ 8 0% está dentro de la banda 8 < B ≤ 9

RANGO DE VOLTAJE 120.0V – 118.8V 0