Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico para la optimización del consumo energético de equipos de perforación diamantina en minería a cielo abierto

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo principal el dimensionamiento de un sistema fotovoltaico orientado a la optimización del consumo energético de los equipos de perforación diamantina en minería a cielo abierto. Entre los objetivos específicos se planteó: determinar la demanda máxima de energía aplicando el método de estimación basado en potencias nominales; dimensionar el sistema mediante el método de balance energético, considerando parámetros como la eficiencia de los paneles solares, el ángulo de inclinación y la capacidad de almacenamiento; y realizar una comparación entre los costos energéticos actuales y los proyectados, con el fin de identificar posibles ahorros. La hipótesis formulada sostuvo que un sistema fotovoltaico adecuadamente dimensionado sería capaz de cubrir de manera eficiente la demanda energética de los equipos de perforación, permitiendo una reducción de los costos operativos. Los resultados obtenidos respaldaron esta hipótesis. Se evidenció que el sistema propuesto logró satisfacer la demanda energética mensual de forma eficiente, incluso durante los periodos de mayor consumo, como abril y mayo de 2023 (con picos de hasta 5168.52 kWh/día), así como en noviembre de 2024 (hasta 211.84 kWh/día) y enero de 2025 (hasta 219.08 kWh/día). Para facilitar el proceso de diseño y validación, se desarrolló una interfaz gráfica en Matlab que automatizó los cálculos, permitió simular distintos escenarios de consumo y optimizar la configuración del sistema. El análisis económico reveló un ahorro estimado de S/ 15,185 durante el período analizado, reflejando un ahorro diario considerable. Se concluye que el sistema fotovoltaico dimensionado resulta técnica y económicamente viable, constituyendo una alternativa sostenible para operaciones mineras, con beneficios en la reducción de costos operativos y emisiones contaminantes.