tesis - adriana porras - icap

INSTITUTO CENTROAMERICANO DE ADMINISTRACION PÚBLICA

PROGRAMA DE MAESTRÍA NACIONAL EN

GERENCIA DE PROYECTOS DE DESARROLLO Estudio de pre factibilidad para implementar un sis tema demanda de energía para

Fuerza y Luz, localizados en Pozos de Santa Ana.

Tesis sometida a la consideración del Tribunal Exam inador del Programa de Postgrado en Gerencia de Proyectos de Desarrollo pa ra optar al Título de

Magist er Scientiae en Gerencia de

INSTITUTO CENTROAMERICANO DE ADMINISTRACION PÚBLICAICAP

PROGRAMA DE MAESTRÍA NACIONAL EN GERENCIA DE PROYECTOS DE DESARROLLO

Estudio de pre factibilidad para implementar un sis tema piloto demanda de energía para clientes residenciales de la Compañía Nacional de



er Scientiae en Gerencia de Proyectos de Desarrollo

Adriana Porras Zúñiga

San José, Costa Rica Abril, 2011

INSTITUTO CENTROAMERICANO DE ADMINISTRACION PÚBLICA

PROGRAMA DE MAESTRÍA NACIONAL EN GERENCIA DE PROYECTOS DE DESARROLLO

piloto de control de clientes residenciales de la Compañía Nacional de



Proyectos de Desarrollo

ii

Esta tesis fue aprobada por el Tribunal Examinador de la Maestría en Gerencia de

Proyectos de Desarrollo del ICAP, como requisito para obtener el título de

Magíster Scientiae en Gerencia de Proyectos de Desarrollo.

------------------------------------------------------------------

MSc Sergio Iván Vega Mayorga

Presidente del tribunal

---------------------------------------- ----------------------------------------------

MSc Alfredo Acosta Fonseca MSc Elena Amuy Jiménez

Director de Tesis Examinador designado

---------------------------------------------

Adriana Porras Zúñiga

Sustentante

iii

Agradecimientos

A Dios y a la Virgen por darme la oportunidad de finalizar esta etapa de mi vida.

Agradezco al MSc Alfredo Acosta Fonseca y a la MSc Elena Amuy Jiménez por su

ayuda y apoyo a lo largo del proyecto.

A la Compañía Nacional de Fuerza y Luz, por la oportunidad que me brindó al

cursar esta maestría.

A todos mis compañeros que estuvieron presentes a lo largo de la carrera

universitaria y en esta nueva etapa, gracias por estar ahí y apoyarme.

iv

Dedicatoria

A mis padres, Elías e Isabel, gracias por su amor eterno y por ser la fuerza que me

acompaña en todos los proyectos de mi vida.

A mi hermana, Paula, que con su amor, alegrías y apoyo incondicional, me motiva

a ser una mejor persona.

A mi novio, Eider, por su amor y por su constante e incondicional apoyo durante

todo este tiempo.

v

Resumen Ejecutivo

El presente trabajo busca evaluar la pre factibilidad de implementar un sistema

piloto de control de demanda de energía para los clientes residenciales de Pozos

de Santa Ana, que se encuentran dentro de la zona de cobertura de la Compañía

Nacional de Fuerza y Luz S.A (CNFL, S.A.).

La CNFL, se ha destacado a nivel nacional como una empresa líder en la

implementación de nuevas tecnologías, capaces de mejorar el servicio que se

brinda nuestros clientes residenciales, industriales y comerciales.

Debido a la alta densidad de población en el sector residencial y la creciente

demanda de energía que estos representan, se propone implementar un sistema

que permita controlar la demanda de energía de estos clientes, a través de un

dispositivo capaz de regular la temperatura de los aires acondicionados en horas

pico, disminuyendo así la factura eléctrica; brindándole al usuario el beneficio de

administrar su propio consumo de energía mensual.

El desarrollo de un proyecto de esta magnitud, le permite a la empresa administrar

la demanda de energía mediante el uso eficiente de esta; así como la innovación

tecnológica a través de una red inteligente, que se alinea a la estratégica nacional

del sector eléctrico.

Al finalizar los estudios de mercado, técnico, financiero y económico social, se

podrá determinar si a nivel empresarial es factible su desarrollo como un plan

piloto en la zona de Pozos de Santa Ana, para posteriormente elevarlo a una

mayor población, incrementando los beneficios de la empresa y principalmente

para el cliente.

INTRODUCCIÓN ................................

CAPITULO I ................................

1.1 Marco metodológico ................................

1.2 Justificación del tema

1.3 Problema en síntesis

1.4 Objeto del estudio ................................

1.5 Delimitación del objeto de estudio

1.5.1 Delimitación temporal

1.5.2 Delimitación espacial

1.5.3 Delimitación institucional

1.6 Objetivos ................................

1.6.1 General ................................

1.6.2 Específicos ................................

1.7 Operacionalización de los objetivos específicos

1.8 Estrategia de la investigación

1.8.1 Caracterización de la investigación

1.8.2 Fuentes de información

1.8.3 Investigación bibliográfica

1.8.4 Investigaciones de campo

1.8.5 Procesamiento de la información

CAPITULO II ................................

2.1 Energía Eléctrica ................................

2.2 Energía y Demanda ................................

2.3 Redes inteligentes ................................

2.4 Redes de Área Doméstica

2.4.1 Arquitectura Zigbee

2.4.2 Dispositivos Zigbee

2.4.3 Topología de red ................................

2.4.4.1 Termostato Inteligentes

vi

Tabla de Contenido

................................................................................................

................................................................................................

..........................................................................................

icación del tema ................................................................

1.3 Problema en síntesis ................................................................

.............................................................................................

tación del objeto de estudio ................................................................

1.5.1 Delimitación temporal ................................................................

1.5.2 Delimitación espacial ................................................................

Delimitación institucional ................................................................

................................................................................................

................................................................................................

................................................................................................

1.7 Operacionalización de los objetivos específicos ................................

1.8 Estrategia de la investigación ................................................................

1.8.1 Caracterización de la investigación ..............................................................

1.8.2 Fuentes de información ................................................................

1.8.3 Investigación bibliográfica ................................................................

1.8.4 Investigaciones de campo ................................................................

1.8.5 Procesamiento de la información ................................................................

................................................................................................

.............................................................................................

........................................................................................

..........................................................................................

2.4 Redes de Área Doméstica................................................................

2.4.1 Arquitectura Zigbee ................................................................

Dispositivos Zigbee ................................................................

..........................................................................................

2.4.4.1 Termostato Inteligentes ................................................................

.................................... 1

............................................ 4

.......................... 4

........................................................ 4

......................................................... 6

............................. 6

..................................... 7

..................................................... 7

...................................................... 7

................................................ 8

........................................... 8

........................................... 8

..................................... 8

............................................... 9

.......................................... 10

.............................. 10

................................................ 10

............................................ 10

............................................ 10

................................. 11

......................................... 13

............................. 13

........................ 14

.......................... 17

............................................... 19

...................................................... 21

...................................................... 23

.......................... 24

............................................. 26

vii

2.5 Proyectos ........................................................................................................ 27

2.5.1 Fase Pre inversión ....................................................................................... 29

CAPITULO III ........................................................................................................ 34

3.1 Caracterización ............................................................................................... 34

3.1.1Macrolocalización .......................................................................................... 34

3.1.2Microlocalización ........................................................................................... 35

3.1.3 Institucional .................................................................................................. 36

3.1.3.1 Misión y Visión .......................................................................................... 37

3.1.3.2 Estructura organizativa ............................................................................. 38

3.1.3.3Dirección Comercial ................................................................................... 40

3.2 Experiencias .................................................................................................... 42

3.2.1 Internacional ................................................................................................. 43

3.2.2 Nacional ....................................................................................................... 44

3.2.3 Institucional .................................................................................................. 45

3.3Estructura normativa ........................................................................................ 45

3.3.1 Leyes ............................................................................................................ 46

3.3.2 Normas ......................................................................................................... 46

3.3.3 Procedimientos ............................................................................................. 47

CAPITULO IV ........................................................................................................ 49

4.1 Identificación del Proyecto .......................................................................... 49

4.1.1 Ficha Técnica ............................................................................................. 49

4.1.1.1 Nombre del proyecto: .............................................................................. 49

4.1.1.2 Descripción del proyecto: ........................................................................ 49

4.1.1.3 Sector o sub-sector a que pertenece el proyecto : .................................. 50

4.1.1.4 Ubicación geográfica del proyecto: ......................................................... 50

4.1.1.5 Institución dueña del proyecto : .............................................................. 50

4.1.1.6 Institución ejecutora del proyecto: ........................................................... 51

4.1.1.7 Unidad que elaboró el perfil del proyecto: ............................................... 51

4.1.1.8 Población beneficiaria: ............................................................................ 51

4.1.1.9 Costo total estimado del proyecto: .......................................................... 51

viii

4.1.1.10 Costos de inversión .............................................................................. 52

4.1.1.11 Costos de operación o funcionamiento ................................................. 52

4.1.1.12 Posibles fuentes de financiamiento: ...................................................... 52

4.1.1.13 Fecha estimada de inicio de la ejecución del proyecto ......................... 52

4.1.1.14 Fecha estimada de finalización de la ejecución del proyecto................ 53

4.1.2 Variables de la identificación ...................................................................... 53

4.1.2.1 Antecedentes ............................................................................................ 53

4.1.2.2 Definir el problema a resolver ................................................................... 54

4.1.2.3 Alternativas de proyectos identificados ..................................................... 54

4.1.2.4 Alternativa de proyecto seleccionada ........................................................ 56

4.1.2.5 Objetivos del proyecto ............................................................................... 56

4.1.2.6 Justificación de la intervención .................................................................. 57

4.1.2.6 Grupo meta o beneficiarios ...................................................................... 58

4.1.2.7 El proyecto en el marco de las políticas y estrategias de desarrollo del país

.............................................................................................................................. 58

4.1.2.8 Resultados o productos de un proyecto .................................................... 59

4.2 Estudio de Mercado ........................................................................................ 60

4.2.1 Definición del producto ................................................................................. 60

4.2.2 Caracterización de los clientes o usuarios ................................................... 61

4.2.3 Análisis de la oferta ...................................................................................... 62

4.2.4 Análisis de la demanda ................................................................................ 63

4.2.5 Determinación de la demanda potencial o insatisfecha ............................... 64

4.2.6 Precios, tarifas o costos de los bienes o servicios. ...................................... 64

4.3 Estudio Técnico ............................................................................................... 65

4.3.1Localización del proyecto .............................................................................. 65

Factores: ............................................................................................................... 65

a) Macro localización: ......................................................................................... 65

4.3.2 Tamaño del Proyecto ................................................................................... 67

4.3.3 Tecnología .................................................................................................... 68

a) Sistema de control de demanda de energía: .................................................. 68

ix

b) Funcionamiento del sistema de control de demanda de energía ................... 69

4.3.4 Ingeniería del Proyecto................................................................................. 72

4.3.4.1 Infraestructura ........................................................................................... 72

a) Equipos que conforman el sistema de control ................................................ 73

4.3.5 Aspectos de organización ............................................................................ 75

a) Planificación y Programación de la ejecución del Proyecto ........................... 76

b) Solución Institucional para la Organización del Proyecto ............................... 77

4.3.6 Comercialización de los bienes y servicios. ................................................. 78

4.3.6.1 Adquisición del equipo. .............................................................................. 78

4.3.6.2 Almacenamiento. ....................................................................................... 79

4.3.6.3 Instalación ................................................................................................. 79

4.3.6.4 Mecanismos y Canales de Comercialización. ........................................... 80

4.3.7 Aspectos legales que considera el proyecto ................................................ 81

4.3.8 Costos .......................................................................................................... 82

4.4 Evaluación Financiera ..................................................................................... 84

4.4.1 Objetivos de la evaluación financiera ........................................................... 84

4.4.2 Programa de Inversión ............................................................................ 84

4.4.3 Costos de inversión ................................................................................. 86

4.4.3 Costos de Operación .................................................................................... 86

4.4.4 Ingresos o sostenibilidad del proyecto ......................................................... 87

4.4.5 Flujo de fondos ............................................................................................. 88

4.4.6 Fuentes de financiamiento ........................................................................... 91

4.5 Evaluación Económico Social ......................................................................... 92

CAPITULO V ......................................................................................................... 96

Conclusiones ......................................................................................................... 96

Recomendaciones ................................................................................................. 98

BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 99

ANEXOS ............................................................................................................. 101

x

Índice de Anexos

Anexo Nº 1 Instrumentos de Investigación ......................................................... 102

Anexo Nº 2 Organigrama CNFL 2009 ................................................................. 105

Anexo Nº 3 Entrevista Jefatura Sucursal Escazú ................................................ 106

Anexo Nº 4 Entrevista Jefatura Laboratorio Medidores ....................................... 107

Anexo Nº 5 Entrevista Funcionario ARESEP ...................................................... 108

xi

Índice de Figuras

Figura 1 Diagrama de redes y medidores inteligentes. ......................................... 19

Figura 2 Protocolos Zigbee ................................................................................... 21

Figura 3 Topologías de red Zigbee ....................................................................... 25

Figura 4 Termostato Inteligente Utility Pro ............................................................ 26

Figura 5 Ciclo de vida de un proyecto ................................................................... 28

Figura 6 Mapa Costa Rica y área cobertura CNFL ............................................... 35

Figura 7 Mapa de Pozos de Santa Ana ................................................................. 36

Figura 8 Mapa Área Servida CNFL ....................................................................... 66

Figura 9 Mapa de Pozos de Santa Ana ................................................................. 67

Figura 10 Esquema del Sistema de Control de Demanda de Energía .................. 70

Figura 11 Instalación del termostato inteligente .................................................... 71

Figura 12 Programación del termostato inteligente. .............................................. 72

Figura 13 Termostato Inteligente Utility Pro .......................................................... 74

Figura 14 Medidor inteligente Elster Rex2-EA....................................................... 75

Figura 15 Planificación y programación del proyecto ............................................ 76

Figura 16 Organigrama de los involucrados en el proyecto .................................. 78

xii

Índice de Cuadros

Cuadro 1 Operacionalización de los objetivos específicos ...................................... 9

Cuadro 2 Misión, Visión y Valores Empresariales de la CNFL ............................. 37

Cuadro 3 Organigrama CNFL, S.A. ....................................................................... 40

Cuadro 4 Organigrama Dirección Comercial CNFL .............................................. 42

Cuadro 5 Leyes y normativas ................................................................................ 81

Cuadro 6 Costos de los equipos ........................................................................... 82

Cuadro 7 Costo de instalación del servicio ........................................................... 83

Cuadro 8 Costos de inversión ............................................................................... 86

Cuadro 9 Costos de operación .............................................................................. 86

Cuadro 10 Costos totales del proyecto ................................................................. 87

Cuadro 11 Flujo de fondos financiero (Anual) ....................................................... 90

Cuadro 12 Flujo de fondos financiero (Mensual) ................................................... 91

Cuadro 13 Ahorro Vrs Pérdida de Ingresos CNFL ................................................ 93

Cuadro 14 Cantidad de toneladas de CO2 no emitidas (mensual - anual) ........... 94

xiii

Lista de Abreviaturas

ARESEP: Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos

CNFL: Compañía Nacional de Fuerza y Luz S.A.

COOPE ALFARO RUIZ: Cooperativa de Electrificación Rural de Alfaro Ruiz R.L.

COOPEGUANACASTE: Cooperativa de Electrificación Rural de Guanacaste R.L.

COOPELESCA: Cooperativa de Electrificación Rural de San Carlos R.L.

COOPESANTOS: Cooperativa de Electrificación Rural del Cantón de San

Marcos de Tarrazú R.L.

ESPH: Empresa de Servicios Públicos de Heredia

HAVC: Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado

ICE: Instituto Costarricense de Electricidad

JASEC: Junta Administradora de Servicio Eléctrico de Cartago

kWh: Kilowatt Hora

kW: Kilowatt

MW: Megawatt

RIME: Red Informática de Medición Eléctrica

TIR: Tasa Interna de Retorno

TRH: Tarifa Residencial Horaria

SGI: Sistema de Gestión Integrado

VAN: Valor Actual Neto

W Watt

1

INTRODUCCIÓN

La situación energética actual, evidencia un fuerte crecimiento en el consumo de

energía y agotamiento en las fuentes generadoras de electricidad de Costa Rica;

por lo tanto se contempla la necesidad de contar con un plan para el manejo de la

demanda de energía actual. Por lo anterior, se plantea un estudio de pre

factibilidad, para implementar un sistema de control a nivel residencial, que

permita reducir la demanda de energía de forma considerable.

El desarrollo de proyectos enfocados al área de la conservación de la energía, ha

proliferado en los últimos años. Con el fin de concientizar en los clientes de la

CNFL y de implementar un sistema para controlar la demanda de energía, se

mostrarán diferentes estudios desarrollados para analizar la pre factibilidad de

dicho proyecto.

Inicialmente, se plantea en el marco metodológico la necesidad o problema

encontrado en la CNFL que da como sustento la elaboración del estudio de pre

factibilidad. Se realiza una descripción de la población meta para la

implementación del sistema de control de demanda, así como la elaboración de

los objetivos generales y específicos del proyecto. Finalmente, se indican cuales

son las fuentes de información a utilizar y las herramientas empleadas para el

procesamiento de datos y desarrollo del documento total.

A través del marco teórico, se realiza una exposición del tema en general,

abordado de forma específica a lo largo del documento. Principalmente, se

desarrollan conceptos básicos como energía y demanda, así como la aplicación

de estos conceptos en una empresa eléctrica. Posteriormente, se enfoca el tema

hacia las redes inteligentes y las redes de área doméstica que permiten la puesta

en marcha del proyecto desde un punto de vista tecnológico.

2

Para brindar una explicación amplia en la rama de proyectos, se realiza una breve

exposición del tema, que contempla el ciclo de vida de un proyecto, sus fases y los

diferentes estudios que comprende una investigación para determinar la pre

factibilidad de un proyecto.

Por otra parte, se plantea el marco referencial, donde se da una caracterización de

la zona y la institución donde se realizará el proyecto; en este punto se expone

específicamente la empresa CNFL y la Dirección Comercial, como dependencia

encargada de su implementación. A su vez se muestra una reseña de los

diferentes proyectos de igual magnitud a nivel internacional que se han llevado a

cabo en Canadá y Estados Unidos; así como la normativa regulatoria que podría

afectarlos.

Para concluir, se agrega un último capítulo denominado Instrumentos de

Investigación, que brindan un panorama amplio sobre las herramientas utilizadas

para obtener la información requerida para dar respuesta al problema de

investigación.

3

CAPITULO I

MARCO METODOLÓGICO

4

CAPITULO I

1.1 Marco metodológico

El marco metodológico, permite visualizar de forma general la necesidad de

realizar este proyecto; esto se logra a través de la justificación y definición del

problema a tratar. Adicionalmente, se plantean los objetivos y la

operacionalización de estos; así como las estrategias de investigación del

proyecto en general.

1.2 Justificación del tema

El consumo de energía de un país está asociado a su desarrollo económico y

social, por lo que se modifica en forma relativamente rápida para adaptarse a las

necesidades de la vida moderna.

El crecimiento constante del consumo energético producto del desarrollo

tecnológico y el aumento en la población, inciden de forma directa en el

incremento de la demanda energética de Costa Rica; aunado a esto se da un

aumento en el consumo de hidrocarburos necesarios para la producción eléctrica

en plantas térmicas con la consecuente producción de dióxido de carbono,

afectando de forma directa el ambiente y la población en general.

En los últimos años, el consumo de energía eléctrica del sector residencial ha

aumentado considerablemente, debido a la diversidad de equipos con que

cuentan actualmente los hogares costarricenses y los diferentes hábitos de

consumo que estos poseen. Ante el aumento en la demanda nacional percibido

recientemente, las empresas eléctricas deben optar, por desarrollar infraestructura

que permita la generación de energías limpias en el país. Esta alternativa a largo

5

plazo, previene el racionamiento de electricidad en las residencias y apagones que

generarían pérdidas millonarias para el país.

A corto plazo, las empresas de energía eléctrica, deben buscar una alternativa que

les permita administrar esa demanda energética que aumenta día con día; para

esto es necesario conocer cuánto y cuando se consume la energía eléctrica de

sus clientes, con el fin de realizar un plan a futuro para la administración de la

demanda. Asimismo, al obtener esta información le permite a la empresa

satisfacer con mayor precisión las necesidades del mercado y construir de forma

detallada su curva de carga.

Tras obtener la curva de carga de un sector, se logra identificar las horas pico en

las cuales se genera la mayor cantidad de energía, obteniendo un control sobre la

demanda y oferta de la empresa. Este control es posible al implementar

tecnologías de punta en el sector electricidad, como lo son las redes inteligentes,

medidores y dispositivos inteligentes, que le permiten tanto al usuario como a la

compañía como al cliente administrar el consumo eléctrico mensual.

Como parte de las redes inteligentes, el área de redes domésticas brinda una

alternativa para que los clientes administren su energía, ahorren dinero y

colaboren con el medio ambiente; esto se logra a través de un dispositivo

inteligente que permite que la compañía eléctrica regule el consumo de energía de

los aires acondicionados ubicados en el hogar, durante períodos de demanda en

horas pico y los clientes puedan acceder a la información de consumo en tiempo

real de forma remota, a través de Internet. Permitir que el cliente final decida

cómo, cuándo y cuánta electricidad usa, de manera que este uso se ajuste a sus

preferencias individuales de presupuesto, compromiso con el medio ambiente,

entre otros; se transmite como una ventaja competitiva para el funcionamiento de

la empresa. Generar programas que faciliten el control y manejo de la demanda de

6

energía, disminuye el consumo de electricidad del sector residencial, logrando un

ahorro de recursos para la CNFL y para el cliente.

1.3 Problema en síntesis

En Costa Rica, la mayor cantidad de energía eléctrica se consume durante las

10:00am y 12:30pm, así como de las 5:30pm a las 8:00pm. Durante este período

del día, la CNFL debe garantizar el flujo de energía ante la demanda que presenta

el sector residencial.

Los clientes residenciales, representan para la CNFL el 86.24% de la totalidad de

los clientes; el consumo de energía de este sector corresponde a un 39.63% de

los 280MWh facturados por la empresa en el mes de Agosto 2010 (Depto.

Consumidores, archivo Clientes2010 y Consumo2010).

Ante el aumento en la demanda residencial, la CNFL debe invertir en la compra o

producción de electricidad, a su vez incentivar en los clientes el uso racional de la

energía e implementar sistemas capaces de controlar o disminuir el consumo de

eléctrico de los mismos.

Al existir una alta demanda de energía en horas pico, la empresa debe estar

preparada para afrontar esta situación, ya que de no estarlo podría generarse una

saturación del sistema eléctrico actual, trayendo consigo apagones, pérdidas

económicas y proyección negativa de la imagen de la empresa.

1.4 Objeto del estudio

Se realizó un estudio de pre factibilidad con el propósito de desarrollar un sistema

de control que permita administrar el incremento en la demanda de energía

eléctrica del sector residencial. Para esto se propuso implementar un mecanismo

7

capaz de regular la temperatura de los aires acondicionados que poseen los

clientes, logrando así un manejo de la demanda de energía en horas pico con el

fin de beneficiar la curva de carga de la CNFL.

1.5 Delimitación del objeto de estudio

1.5.1 Delimitación temporal

Para el desarrollo del proyecto, se utilizaron datos estadísticos de los clientes del

mes de Enero 2008 al mes de Agosto 2010, estos datos los proporciona el

Departamento de Consumidores de forma mensual a la Dirección Comercial.

Asimismo, la propuesta a implementar por la CNFL, para el manejo de la demanda

a nivel residencial, será considerada como un proyecto que se desarrollará en el

futuro, debido a la inversión que esta conlleva. Asimismo se utilizaron de

referencia, investigaciones realizadas durante el 2008 y 2010, en Canadá y

Estados Unidos sobre las diferentes tecnologías disponibles.

1.5.2 Delimitación espacial El proyecto a implementar, está enfocado a clientes del sector residencial que

pertenecen geográficamente a la Sucursal Escazú, que posean un sistema de aire

acondicionado en sus viviendas y que estén dispuestos a colaborar en conjunto

para reducir el consumo de energía eléctrica en sus hogares y por consecuencia

el de la empresa. Por las características planteadas anteriormente, se determinó

que el estudio estaría enfocado a los clientes localizados en el sector de Pozos de

Santa Ana, donde se concentra la mayor cantidad de clientes residenciales del

cantón de Santa Ana, lo que corresponde a una población de 5,136 clientes

durante el mes de Agosto 2010. (Depto. Consumidores, archivo TOXSE2010).

8

1.5.3 Delimitación institucional La Dirección Comercial de la CNFL, es la encargada de comercializar la energía

eléctrica producida por la empresa, para esto cuenta con 5 sucursales encargadas

de velar por los servicios requeridos por los clientes. Debido al enfoque del

proyecto, se enfocó el estudio hacia los clientes de la Sucursal Escazú que

poseen la Tarifa Residencial Horaria y que se encuentran ubicados en Pozos de

Santa Ana.

1.6 Objetivos

1.6.1 General • Determinar la pre factibilidad para implementar un sistema de control de

energía mediante el uso de un mecanismo regulador de temperatura en los

aires acondicionados de los clientes residenciales ubicados en Pozos de

Santa Ana; con el propósito de manejar la demanda de energía de esta

población.

1.6.2 Específicos • Identificar los posibles ahorros o beneficios percibidos por el cliente, al

utilizar un sistema de control de energía.

• Determinar las características técnicas requeridas para la implementación

de un sistema capaz de controlar la demanda de energía del sector

residencial.

• Definir la rentabilidad del proyecto desde el punto de vista financiero,

analizando los recursos requeridos para el mismo.

9

• Establecer los beneficios sociales que brindará el proyecto con respecto al

uso eficiente de la energía.

1.7 Operacionalización de los objetivos específicos

Cuadro 1 Operacionalización de los objetivos específicos

Objetivos Específicos Variables Indicadores Instrumentos de Investigación

Identificar los posibles ahorros o beneficios percibidos por el cliente, al utilizar un sistema de control de energía, a partir de la experiencia encontrada en otros países.

- Características de los clientes de la zona. - Demanda de energía. - Oferta de energía

- Cantidad de kWh consumidos por mes por la población meta. - Cantidad de kWh ahorrados por mes por la población meta.

-Información obtenida del Departamento de Consumidores al mes de agosto 2010. - Perfil histórico de los clientes que posee la empresa. - Revisión de documentación de proyectos similares. -Entrevista

Determinar las características técnicas requeridas para la implementación de un sistema capaz de controlar la demanda de energía del sector residencial.

-Equipos - Tecnología

-Requerimientos de los equipos de medición. -Identificación de los termostatos a colocar.

- Consultas a proveedores comerciales. - Revisión de normativa de tecnología aplicada para los equipos de medición y control de demanda. -Entrevista

Definir la rentabilidad del proyecto desde el punto de vista financiero, analizando los recursos requeridos para el mismo.

- Rentabilidad del proyecto. - Costos del proyecto

- CAUE

-Análisis documental de costos

Establecer los beneficios sociales que brindará el proyecto con respecto al uso eficiente de la energía.

- Beneficios directos e indirectos del proyecto.

- Beneficios generados por el proyecto para el ahorro de energía. -Beneficios del proyecto para el medio ambiente.

- Análisis documental - Investigación bibliográfica

10

1.8 Estrategia de la investigación

1.8.1 Caracterización de la investigación

El estudio realizado, es del tipo cualitativo. Durante el desarrollo de la

investigación, se efectuó la recolección de datos, una vez finalizada esta

extracción de datos, se logró obtener resultados para los diferentes estudios de

pre factibilidad generados. Finalmente, del análisis de resultados de estos estudios

se obtuvieron las conclusiones y recomendaciones de la propuesta.

1.8.2 Fuentes de información En el desarrollo de la tesis, se utilizaron fuentes de información primaria,

secundaria y terciaria. Para esto se realizó una revisión basada en libros, revisión

bibliográfica, información técnica de fabricantes y artículos específicos sobre

proyectos piloto realizados por diferentes empresas de Norteamérica.

1.8.3 Investigación bibliográfica Para la investigación realizada sobre el control de demanda de energía a nivel

residencial, fue posible obtener información en libros referentes al tema. Sin

embargo, existe poca bibliografía donde se especifique el desarrollo de la

tecnología propuesta; por lo que esta información se obtuvo a través de estudios

realizados en otros países como Estados Unidos y Canadá.

1.8.4 Investigaciones de campo

Para el desarrollo de este proyecto, fue necesario elaborar entrevistas a

funcionarios de la CNFL como es el caso de algunos jefes técnicos que aportan a

través de su experiencia, aspectos importantes para el desarrollo del proyecto.

11

Dado que la CNFL cuenta en sus bases de datos con la información

correspondiente a los consumos de energía de los usuarios, no se requiere

realizar entrevistas o encuestas a los clientes. Adicionalmente, se requirió

determinar la cantidad de abonados de la zona de Pozos de Santa Ana que

poseen TRH y que utilizan aire acondicionado para la climatización de las

viviendas; dicha información fue suministrada por la Sucursal Escazú.

1.8.5 Procesamiento de la información La información obtenida a lo largo de la investigación, fue procesada en hojas de

cálculo de Microsoft Excel; a través de las mismas se podrá llevar un mayor

control sobre la información de demanda y oferta de energía, así como de los

costos y beneficios del proyecto.

1.9 Limitantes de la investigación

Desde la perspectiva de la propuesta, la tecnología a implementar actualmente no

se encuentra desarrollada en el país. Adicionalmente, no se cuentan con estudios

previos sobre el tema en la CNFL. Es importante indicar que la tecnología

sugerida para el control de demanda de la energía de los clientes residenciales,

requiere la adquisición de equipos con las características necesarias para soportar

la comunicación entre los sistemas de medición y de control de demanda.

12

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Marco Teórico

El marco teórico tiene como propósito establecer las bases fundamentales que

permitan la comprensión y entendimiento del trabajo a realizar; asimismo permite

establecer una conceptualización adecuada de lo

este capítulo, se desarrollaron conceptos básicos desde energía y demanda hasta

redes inteligentes. Adicional a esto, se expone una breve explicación del

desarrollo de un estudio de

ambos temas.

2.1 Energía Eléctrica

Energía es la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo para realizar un

trabajo, esta energía no puede ser creada, consumida ni destruida; solamente

puede ser convertida o transferida. Existen diferentes tipos de energía, como la

cinética, potencial, interna, luminosa, nuclear y eléctrica.

La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule” y se

representa con la letra “J”.

La energía eléctrica es la forma de energía que resulta de la existencia de una

diferencia de potencial entre dos puntos, estableciendo una corriente eléctrica

entre ambos y obtener trabajo.

La potencia eléctrica es la energía eléctrica ge

unidad de tiempo, es decir es la velocidad a la que se consume la energía; es

expresada en W (watt). El Watt es utilizado como la unidad de consumo de

13

CAPITULO II



establecer una conceptualización adecuada de los términos a utilizar. A través de



desarrollo de un estudio de pre factibilidad, permitiendo así la in

2.1 Energía Eléctrica




interna, luminosa, nuclear y eléctrica.


representa con la letra “J”.


al entre dos puntos, estableciendo una corriente eléctrica

entre ambos y obtener trabajo.

La potencia eléctrica es la energía eléctrica generada, transferida o usada en una


presada en W (watt). El Watt es utilizado como la unidad de consumo de



s términos a utilizar. A través de



, permitiendo así la interrelación entre






al entre dos puntos, estableciendo una corriente eléctrica

nerada, transferida o usada en una


presada en W (watt). El Watt es utilizado como la unidad de consumo de

14

energía de un dispositivo eléctrico. El producto de la potencia eléctrica (Kw) por el

tiempo (horas), genera kWh.

2.2 Energía y Demanda

La energía es fundamental para el desarrollo económico y social de un país;

contar con el abastecimiento de este recurso es vital para la implementación de

empresas y residencias en el país.

La energía eléctrica, es un concepto asociado al tiempo y a la potencia nominal

de una determinada carga eléctrica, por lo tanto cuanto más tiempo un equipo esté

operando, más energía estará consumiendo. La suma aritmética de las potencias

nominales de todos los equipos que se tienen funcionando simultáneamente

corresponde a la demanda de energía en una instalación eléctrica.

La demanda máxima representa para un instante dado, la máxima coincidencia de

cargas eléctricas (motores, compresores, iluminación, equipo de refrigeración,

etc.) operando al mismo tiempo, es decir, la demanda máxima corresponde a un

valor instantáneo en el tiempo.

El medidor de energía, almacena el valor acumulado de toda la energía

consumida durante el ciclo de lectura. En el caso de la demanda de energía, el

medidor almacenará únicamente, la lectura correspondiente al máximo valor

registrado de demanda, en cualquier intervalo de 15 minutos de cualquier día del

ciclo de lectura. Los picos por demanda máxima se pueden evitar al disminuir la

operación simultánea de cargas eléctricas.

En Costa Rica, para el sector residencial, la compañía eléctrica factura de forma

mensual el consumo de energía, sin embargo, para el sector comercial e

15

industrial, la empresa cobra a sus clientes la energía consumida y la demanda

máxima generada. La demanda máxima se cobra debido a que la empresa

eléctrica debe disponer de la infraestructura necesaria para poder satisfacer dicha

demanda en un momento determinado, a pesar de que esa infraestructura

permanezca subutilizada el resto del tiempo.

La demanda de energía eléctrica tiene la característica de que puede variar debido

a una gran cantidad de factores, principalmente con la estación del año y el

período horario durante el día. En el verano, para el caso de Costa Rica, durante

los meses de Diciembre y Abril se genera una gran demanda de energía dado al

uso de aires acondicionados, por otra parte durante el invierno en los meses de

mayo a noviembre, disminuye la cantidad de energía consumida. El consumo de

energía eléctrica también varía según el día de la semana, ya que durante los días

laborales este consumo es mayor que durante los fines de semana o días festivos;

a su vez existe un pico de energía de las 10:00am – 12:30pm y las 5:30pm-

8:00pm.

Otros factores que influyen en el incremento de la demanda de energía eléctrica

específicamente en el sector residencial, es el número de consumidores, número

de personas por vivienda, cantidad de electrodomésticos y los grados de

temperatura de los equipos de refrigeración o aires acondicionados.

La demanda de energía aumenta de forma considerable cada día en Costa Rica;

según proyecciones del Instituto Costarricense de Electricidad, la demanda de

energía se incrementará a 2.484 MW, lo que corresponde a un aumento del 65%

en 6 años. El aumento de demanda en la población costarricense de los últimos 5

años, ocasionó un apagón de gran magnitud el 24 de abril del 2007. Para

satisfacer la demanda de energía de los clientes y evitar los apagones, tanto el

ICE como la CNFL deben realizar un importante desarrollo de infraestructura en

los próximos años. El ICE tiene dentro de sus proyectos futuros, un plan de

16

expansión de la generación, con el cual pretende mantener y asegurar el

suministro eléctrico en forma sostenible.

La totalidad del consumo de energía registrado por la CNFL de forma mensual,

corresponde a la demanda del sector residencial, industrial, comercial y alumbrado

público. Durante el mes de agosto 2010, se reportaron 493.270 clientes de los

cuales el 86.24% corresponde al sector residencial, 13.55% al comercial y el

0.21% al industrial. A pesar de ser el sector comercial el consumidor del 40.42%

de la totalidad de la energía facturada por mes, el sector residencial lo preside en

un 39.63%, el sector industrial consume un 17.32% y finalmente el alumbrado

público un 0.21%.

En la población residencial el consumo de energía promedio es de 257,23kWh; sin

embargo, existen clientes cuyo consumo ronda los 1.000, 5.000, 10.000 y hasta

20.000 kWh mensuales. El manejo de la demanda de energía de estos clientes

requiere esfuerzos tanto para la empresa como para el abonado tales como el

desplazamiento de las cargas del período punta al período valle, percibiendo un

beneficio en el monto de la facturación.

Actualmente, existen nuevas tecnologías para el manejo de la demanda de

energía eléctrica en los hogares, como lo son los sistemas AMI (Advanced

Metering Infrastructure), los cuales proporcionan comunicación en dos vías y

soportan variedad de funciones tanto para la recolección de datos como en la

interacción con el usuario. A través de este sistema, es posible controlar los

equipos instalados en el inmueble y realizar un mejor manejo de los tiempos de

utilización de los mismos; contribuyendo a la vez con el uso eficiente de la

energía.

17

2.3 Redes inteligentes

Una red eléctrica, está compuesta por una planta generadora de energía, una red

de transmisión y líneas de distribución, utilizados en conjunto para brindar el

servicio de energía eléctrica a los usuarios.

Para registrar el consumo de energía eléctrica demandada por los clientes, se

utiliza un medidor de energía. Existen diferentes tipos de medidores dependiendo

de su construcción, tipo de energía que mide, clase de precisión y conexión a la

red eléctrica. Los medidores más utilizados en la actualidad, son los de estado

sólido (electrónicos); este tipo de medidor utiliza la corriente y tensión que actúa

sobre los elementos de estado sólido para producir pulsos de salida, cuya

frecuencia es proporcional a los Watt-hora.

En la actualidad, la tecnología permite la implementación de diferentes alternativas

para el desarrollo de nuevos servicios enfocados a mejorar la satisfacción y el

servicio al cliente. Es por lo anterior que en los últimos años, diversas compañías

eléctricas del mundo han desarrollado e implementado el concepto de “Red

Inteligente” en sus sistemas eléctricos.

Una red inteligente o “smart grid” es una red que integra de manera inteligente las

acciones de los usuarios que se encuentran conectados a ellas (generadores,

consumidores y aquellos que son ambas cosas a la vez), con el fin de conseguir

un suministro eléctrico eficiente, seguro y sostenible.

Las redes inteligentes permiten robustecer y automatizar el sistema eléctrico,

mejorando la operación, los índices de calidad y las pérdidas de energía.

Adicionalmente reducen los costos de operación, al utilizar los sistemas de

18

desconexión remota, detección de alteraciones en los sistemas; permitiendo una

facturación más precisa, logrando una mayor satisfacción del cliente.

El uso de las redes inteligentes, incentiva al cliente a generar, ahorrar y hacer un

mejor uso de la energía haciéndolo participe de la misma red, a su vez colabora

con la sostenibilidad del medio ambiente.

Para lograr la implementación y desarrollo de una red inteligente, es necesario

contar con medidores inteligentes, capaces de medir el consumo de electricidad

en cualquier período del día, así como recopilar información sobre precios y

comunicar en tiempo real a la compañía la cantidad de energía eléctrica que se

está consumiendo. Estos medidores inteligentes son capaces de establecer una

comunicación con los electrodomésticos inteligentes que se encuentren en los

hogares.

Algunos beneficios que brindan estos medidores inteligentes a la empresa

eléctrica y al usuario son:

- Informa al cliente el momento en que se utiliza la mayor cantidad de

energía y el costo que esto conlleva, lo que le permite al usuario un mayor

control sobre la factura.

- Identifica con precisión, los electrodomésticos y otros dispositivos que

consumen energía; esto permite hacer cambios en el inmueble del cliente,

para aumentar la eficiencia energética del hogar.

- Permite la comunicación del medidor con otros dispositivos programables,

como el aire acondicionado, permitiéndoles controlar directamente el

consumo de energía.

- Alertan a la empresa eléctrica, el momento en que ocurre un corte de

energía, de modo que esta puede actuar y restaurar el servicio lo más

pronto posible.

19

2.4 Redes de Área Doméstica

Una red de área doméstica o Home Area Network (HAN), permite a los usuarios

conectar y controlar de forma remota electrodomésticos o dispositivos digitales

automatizados en el hogar. Estos equipos se comunican a través de la red de

internet y del protocolo IEE802.15.4.

En el futuro, el medidor inteligente podrá integrarse a la HAN y comunicará a sus

usuarios y a las empresas eléctricas el consumo de energía de cada uno de sus

usuarios.

Los medidores inteligentes dentro de la HAN, realizan un papel importante ya que

permiten la comunicación bidireccional entre la empresa eléctrica y el usuario.

Estos medidores registran cada 15 minutos el consumo registrado por los clientes,

posteriormente esta información es enviada al centro de operaciones de la

empresa eléctrica, donde se analizan los datos de facturación y del

comportamiento de los clientes. Conocer el perfil del consumo de los clientes, le

beneficia a la empresa de forma estadística, para proyectar la demanda de

energía de sus clientes actual y en un futuro. A su vez, permite conocer las zonas

de mayor demanda de energía así como los posibles puntos donde se podrían dar

apagones, previniendo de forma anticipada una crisis energética en la ciudad.

Figura 1 Diagrama de redes y medidores inteligentes.

Fuente : http://www.sdge.com/smartmeter/sp/index.shtml (Consultado el 2/10/2010)

20

La unión entre la red de área doméstica y los medidores inteligentes, trae como

consecuencia agilidad en las operaciones que realiza la empresa eléctrica, la

conexión y desconexión de los servicios a distancia, reducirá el tiempo de atención

al cliente, siendo la empresa cada vez más eficiente.

Las redes de área doméstica se comunican con los medidores y los

electrodomésticos a través de una red inalámbrica bajo el protocolo de

comunicación IEEE 802.15.4, el mismo surgió como una idea en el 2000.

El protocolo IEEE 802.15.4, fue diseñado para diferentes aplicaciones en el ámbito

industrial, residencial, principalmente para la automatización de casas y sus redes.

Dentro de las casas, es posible automatizar el sistema de calefacción, ventilación,

aire acondicionado (HVAC), seguridad, iluminación y control de objetos como

cortinas, ventanas, puertas entre otros.

Tomando como base el éxito del protocolo IEEE 802.15.4; el 5 de noviembre del

2007 se crea Zigbee, una alianza de 100 empresas dedicadas a crear un sistema

estándar de comunicaciones, vía radio y bidireccional; con el fin de interactuar de

forma remota con todos los dispositivos inteligentes que se puedan tener en un

hogar.

La aplicación Zigbee Home Automation, ofrece a los fabricantes, integradores y

desarrolladores la opción de trabajar bajo un estándar dedicados a la domótica o

automatización del hogar, eliminando la necesidad de hacerlo sobre tecnología

patentada.

ZigBee, también conocido como "HomeRF Lite", es una tecnología inalámbrica

con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s y rangos de 10 m a 75 m.

Puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz

(EEUU).

21

2.4.1 Arquitectura Zigbee

ZigBee es una pila de protocolos, similar al modelo OSI. El modelo de

interconexión de sistemas abiertos conocido como modelo OSI es un marco de

referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de

comunicaciones, lo cual se asemeja al protocolo Zigbee, el cual está constituido

por diferentes capas, las cuales son independientes una de la otra.

En la siguiente figura se muestran las diferentes capas que conforman la pila de

protocolos para ZigBee.

Fuente: http://www.casadomo.com/noticiasDetalle.aspx?id=7123&c=6 (consultado 10/10/2010)

La capa de más bajo nivel es la capa física (PHY), que en conjunto con la capa de

acceso al medio (MAC), brindan los servicios de transmisión de datos por el aire,

punto a punto. Estas dos capas esta descritas en el estándar IEEE 802.15.4–

2003. El estándar trabaja sobre las bandas ISM de uso no regulado, dónde se

Figura 2 Protocolos Zigbee

22

definen hasta 16 canales en el rango de 2.4 GHz, cada una de ellas con un ancho

de banda de 5 MHz

Se utilizan radios con un espectro de dispersión de secuencia directa, lográndose

tasas de transmisión en el aire de hasta 250 Kbps en rangos que oscilan entre los

10 y 75 m, los cuales dependen bastante del entorno.

La capa de red (NWK) tiene como objetivo principal permitir el correcto uso del

subnivel MAC y ofrecer una interfaz adecuada para su uso por parte de la capa de

aplicación. En esta capa se brindan los métodos necesarios para: iniciar la red,

unirse a la red, enrutar paquetes dirigidos a otros nodos en la red, proporcionar los

medios para garantizar la entrega del paquete al destinatario final, filtrar paquetes

recibidos, cifrarlos y autentificarlos.

Se debe tener en cuenta que el algoritmo de enrutamiento que se usa es el de

enrutamiento de malla, el cual se basa en el protocolo Ad Hoc On-Demand Vector

Routing – AODV. Cuando esta capa se encuentra cumpliendo la función de unir o

separar dispositivos a través del controlador de red, implementa seguridad, y

encamina tramas a sus respectivos destinos; además, la capa de red del

controlador de red es responsable de crear una nueva red y asignar direcciones a

los dispositivos de la misma. Es en esta capa en donde se implementan las

distintas topologías de red que ZigBee soporta (árbol, estrella y mesh network).

La capa de soporte a la aplicación es la responsable de mantener el rol que el

nodo juega en la red, filtrar paquetes a nivel de aplicación, mantener la relación de

grupos y dispositivos con los que la aplicación interactúa y simplificar el envío de

datos a los diferentes nodos de la red. La capa de Red y de soporte a la aplicación

son definidas por la ZigBee Alliance. En el nivel conceptual más alto se encuentra

la capa de aplicación que no es otra cosa que la aplicación misma y de la que se

encargan los fabricantes. Es en esta capa donde se encuentran los ZDO (ZigBee

23

Device Objects) que se encargan de definir el papel del dispositivo en la red, si el

actuará como coordinador, ruteador o dispositivo final; la subcapa APS y los

objetos de aplicación definidos por cada uno de los fabricantes.

Cada capa se comunica con sus capas subyacentes a través de una interface de

datos y otra de control, las capas superiores solicitan servicios a las capas

inferiores, y éstas reportan sus resultados a las superiores. Además de las capas

mencionadas, a la arquitectura se integran otro par de módulos: módulo de

seguridad, que es quien provee los servicios para cifrar y autentificar los paquetes,

y el módulo de administración del dispositivo ZigBee, que es quien se encarga de

administrar los recursos de red del dispositivo local, además de proporcionar a la

aplicación funciones de administración remota de red.

2.4.2 Dispositivos Zigbee

Se definen tres tipos distintos de dispositivo ZigBee según su papel en la red:

• Coordinador ZigBee (ZigBee Coordinator, ZC) : El tipo de dispositivo más

completo. Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse de

controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para

conectarse entre ellos.

• Router ZigBee (ZigBee Router, ZR): Interconecta dispositivos separados en

la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la

ejecución de código de usuario.

• Dispositivo final (ZigBee End Device, ZED): Posee la funcionalidad

necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router),

pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta

forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo,

24

aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos

mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato.

Basándose en su funcionalidad, puede plantearse una segunda clasificación:

• Dispositivo de funcionalidad completa (FFD): También conocidos como

nodo activo. Es capaz de recibir mensajes en formato 802.15.4. Gracias a

la memoria adicional y a la capacidad de computar, puede funcionar como

Coordinador o Router ZigBee, o puede ser usado en dispositivos de red que

actúen de interface con los usuarios.

• Dispositivo de funcionalidad reducida (RFD): También conocido como nodo

pasivo. Tiene capacidad y funcionalidad limitadas (especificada en el

estándar) con el objetivo de conseguir un bajo coste y una gran simplicidad.

Básicamente, son los sensores/actuadores de la red.

2.4.3 Topología de red

ZigBee permite tres topologías de red:

• Topología en estrella: el coordinador se sitúa en el centro.

• Topología en árbol: el coordinador será la raíz del árbol.

• Topología de malla: al menos uno de los nodos tendrá más de dos

conexiones.

25

Figura 3 Topologías de red Zigbee

Fuente: http://www.teleco.com.br/es/tutoriais/es_tutorialzigbee/pagina_2.asp (consultado 10/10/2010)

La topología más interesante es la topología de malla ya que esta permite las

comunicaciones entre los nodos a pesar de que no exista nodo sin funcionar.

Las redes ZigBee se diseñaron para conservar la potencia en los nodos ‘esclavos’.

De esta forma se consigue el bajo consumo de potencia.

La estrategia consiste en que, durante mucho tiempo, un dispositivo “esclavo” está

en modo “dormido”, de tal forma que solo se “despierta” por una fracción de

segundo para confirmar que está “vivo” en la red de dispositivos de la que forma

parte. Esta transición del modo “dormido” al modo “despierto” (modo en el que

realmente transmite), dura unos 15ms, y la enumeración de “esclavos” dura

alrededor de 30ms, como ya se ha comentado anteriormente.

2.4.4 Aplicaciones Zigbee

Las aplicaciones sobre el estándar ZigBee, en conexión de redes, se centran en

perfiles específicos como la automatización de edificios y hogares, la atención

sanitaria, control industrial, control de alumbrado y control comercial.

Específicamente para la automatización de hogares, Zigbee en conjunto con

diferentes empresas inmersas en el mundo de los aires acondicionados, diseñaron

un termostato, capaz de controlar la climatización de los hogares, estos

termostatos se consideran como termostatos inteli

pertenecen a la red inteligente global.

2.4.4.1 Termostato Inteligentes

El protocolo Zigbee permite la comunicación entre los termostatos y aires

acondicionados de los hogares actuales; los termostatos antiguos pueden ser

reemplazados por termostatos inteligentes diseñados para administrar el consumo

de energía de los hogares durante los períodos pico del día.

Fuente: http://yourhome.honeywell.com/home/Products/Thermostats/

Los beneficios del TXU Energy iThermostatTM incluyen:

• Control del cliente

clientes pueden controlar su sistema de calefacción y aire acondicionado

desde cualquier aparato conectado a la Internet.

• Ahorra dinero: La configuración puede ser ajustada para días entre semana

y para días de fin de semana, con hasta cuatro períodos programables por

día. Dependiendo del uso y de la configuración, los clientes pueden ahorrar

hasta $150 o más cada año en costos de energía.

26


termostatos se consideran como termostatos inteligentes, ya que los mismos

pertenecen a la red inteligente global.

Termostato Inteligentes



azados por termostatos inteligentes diseñados para administrar el consumo

de energía de los hogares durante los períodos pico del día.

Figura 4 Termostato Inteligente Utility Pro

http://yourhome.honeywell.com/home/Products/Thermostats/

Los beneficios del TXU Energy iThermostatTM incluyen:

Control del cliente: En la casa, desde el trabajo o en las carreteras, los


desde cualquier aparato conectado a la Internet.

La configuración puede ser ajustada para días entre semana

ara días de fin de semana, con hasta cuatro períodos programables por


hasta $150 o más cada año en costos de energía.


gentes, ya que los mismos



azados por termostatos inteligentes diseñados para administrar el consumo


: En la casa, desde el trabajo o en las carreteras, los


La configuración puede ser ajustada para días entre semana

ara días de fin de semana, con hasta cuatro períodos programables por


27

• Ayuda al medio ambiente: Permite a la empresa y al cliente administrar el

consumo pico de electricidad, el cual puede prevenir interrupciones de

electricidad y ayuda a mantener los precios bajos.

El termostato inteligente, permite a la empresa eléctrica encender y apagar el

sistema de aire acondicionado del cliente durante períodos de demanda pico de

energía - típicamente entre las horas de 1 p.m. a 7 p.m. de mayo a septiembre.

Sin embargo, los clientes tienen el control final y pueden fácilmente modificar un

período de ciclo desde cualquier computadora conectada a la Internet. Esta

tecnología ayuda a la empresa eléctrica a reducir el esfuerzo por parte de las

instalaciones de transmisión y generación del estado y asegurarse de que todos

tengan la electricidad que necesitan para mantener sus hogares cómodos.

2.5 Proyectos

La palabra proyecto proviene del latín proiectus; esta se puede definir como el

conjunto de actividades coordinadas e interrelacionadas entre sí para cumplir con

un objetivo especifico, el cual debe ser alcanzado en un periodo de tiempo con un

presupuesto asignado. Existen diversas definiciones para lo que es un proyecto,

sin embargo Ramón Rosales Posas, lo define como:

“Un proyecto, es una tarea innovadora, que involucra un conjunto ordenado de

antecedentes, estudios y actividades planificadas y relacionadas entre sí, que

requiere la decisión sobre el uso de recursos, que apuntan a alcanzar objetivos

definidos, efectuada en un cierto período, en una zona geográfica delimitada y

para un grupo de beneficiarios, solucionando problemas, mejorando una

situación o satisfaciendo una necesidad y de esta manera contribuir a los

objetivos de desarrollo de un país” (Rosales Posas Ramón, Formulación y

Evaluación de Proyectos, 2008, pag.19)

Un proyecto nace como una necesidad identificada, que puede ser solucionada a

través de la implementación de diferentes fases, las cuales se pueden plasmar

como el ciclo de vida del proyecto. El cicl

que conectan el inicio de un proyecto con su fin.

Fuente: Rosales Posas, Ramón. La Formulación y Evaluación de Proyectos. San José, C.R.:

En el ciclo de vida de un proyecto, se pueden identificar cuatro fases:

a) Preinversión:

realizan los estudios y estimaciones para determinar la factibilidad o

viabilidad de los proyectos.

realizan los estudios de mercado, técnico, financiero, económico social y

ambiental.

b) Promoción, Negociación y Financiamiento:

encargados del proyecto deben realizar la negociación de los recur

necesarios para la implementación del proyecto; de igual forma deben

promocional y divulgar el documento de proyecto ante las autoridades

de la empresa, gobierno o entidades locales y regionales vinculadas con

28



como el ciclo de vida del proyecto. El ciclo de vida del proyecto define las fases

que conectan el inicio de un proyecto con su fin.

Figura 5 Ciclo de vida de un proyecto

Rosales Posas, Ramón. La Formulación y Evaluación de Proyectos. San José, C.R.:

Pag.23


Preinversión: En esta fase se elabora el documento de proyecto, se


viabilidad de los proyectos. Asimismo, en la fase de preinversión se


Promoción, Negociación y Financiamiento: Durante esta fase, los

encargados del proyecto deben realizar la negociación de los recur






o de vida del proyecto define las fases

Rosales Posas, Ramón. La Formulación y Evaluación de Proyectos. San José, C.R.:ICAP,2008.


En esta fase se elabora el documento de proyecto, se


Asimismo, en la fase de preinversión se


Durante esta fase, los

encargados del proyecto deben realizar la negociación de los recursos




29

el mismo. Al finalizar la etapa, se obtiene la aprobación del documento

de proyecto.

c) Inversión o Ejecución: A lo largo de esta etapa se ejecuta físicamente el

proyecto, según se planteó en el documento original. Es la etapa en que

se utilizan los recursos financieros para la adquisición de equipo, mano

de obra, y el préstamo de los servicios del proyecto. Producto de esta

fase, se obtiene el proyecto listo para entrar en funcionamiento u

operación.

d) Operación o Funcionamiento: Concluida la fase de ejecución se efectúa

la puesta en marcha del proyecto; en esta fase los bienes y/o servicios

que se esperan del proyecto se prestan de manera continua y

permanente durante la vida útil del proyecto, concluyendo con la

finalización del proyecto. Al finalizar el proyecto, se logran los objetivos

establecidos inicialmente para satisfacer una necesidad o problema.

2.5.1 Fase Pre inversión

La fase de pre inversión es conocida como la fase de planificación del

proyecto, ya que en esta se elabora el documento de proyecto. En esta fase

los proyectos son estudiados y analizados con el objetivo de obtener la

información necesaria para la toma de decisiones. Este proceso de estudio y

análisis se realiza a través de la preparación y evaluación de proyectos para

determinar la rentabilidad en base a la cual se debe programar la inversión.

Las etapas de la fase de pre inversión varían entre sí según el análisis y

profundidad que se le quiera dar al problema; estas etapas son:

30

a) Identificación del proyecto: En esta etapa da la detección de una necesidad

o problema que se desea mejorar, puede ser visto como una oportunidad

para mejorar. A través de este proceso, se identifican los recursos

disponibles para posteriormente con base a esto definir los objetivos y las

acciones a desarrollar.

b) Perfil: El perfil de un proyecto es un documento que especifica y describe el

proyecto a realizar con base a la alternativa seleccionada. En esta etapa,

se definen los antecedentes, justificación, objetivos, metas, entre otros. De

igual forma se visualiza la factibilidad y viabilidad del proyecto desde la

perspectiva del mercado, técnico, financiero, económico – social y

ambiental.

c) Pre factibilidad: En esta etapa se realiza una evaluación más profunda de

las alternativas encontradas viables, y se determina la bondad de cada

una de ellas. Asimismo, se realiza una identificación y estimación de los

costos y beneficios del proyecto; así como de las probables dificultades

que podrían surgir en el proyecto durante su ciclo de vida. Al concluir esta

etapa se disminuye la incertidumbre del proyecto y es posible que el

gerente del proyecto tome una decisión sobre la aprobación o rechazo final

del mismo.

d) Factibilidad: Con este informe, finaliza en análisis completo de todas las

variables del proyecto; posee un nivel aceptable de incertidumbre.

Concluyendo esta etapa, se facilitará la toma de decisiones para el

gerente del proyecto, ya que se tendrá una visión más amplia de la

evaluación a través del análisis de indicadores.

31

El contenido de los documentos a nivel de perfil, pre factibilidad y factibilidad,

incluyen diversos estudios, estos son:

a) Estudio de mercado: este estudio analiza el producto a generar, así

como la oferta y demanda del mismo. Adicionalmente, se identifican los

precios del producto, los mecanismos de comercialización y el plan de

venta para determinar la factibilidad y viabilidad del proyecto.

b) Estudio técnico: establece el tamaño y localización del proyecto;

asimismo se da una caracterización de la tecnología a implementar, el

equipo y maquinaria necesaria para el desarrollo del mismo. Se

identifican los costos totales del proyecto, específicamente los costos de

inversión y operación. Finalmente, se realiza un análisis de la normativa

legal que puede influir en las diferentes fases del proyecto.

c) Estudio financiero: en este estudio se identifican los costos de inversión

y operación del proyecto, tomando como punto de comparación los

ingresos que se obtienen para su desarrollo. Al determinar estos flujos,

se obtiene el valor actual neto, la tasa interna de retorno y la relación

beneficio / costo que permiten comprobar la rentabilidad del proyecto.

d) Estudio económico – social: se determinan los costos y beneficios del

proyecto, desde un punto de vista directo e indirecto; los mismos son

utilizados como base para obtener el flujo neto económico, los cuales

permitirán analizar los indicadores de valor actual neto económico, tasa

interna de retorno económico y relación beneficios / costos.

e) Estudio ambiental: el estudio ambiental permite la identificación de los

impactos que se puedan generar al medio ambiente si se ejecuta el

proyecto. Estos impactos pueden ser positivos y negativos; en el caso

32

de los impactos negativos se establece la mitigación de los mismos y el

monitoreo general del impacto.

Al realizar los diferentes estudios, se mejora la planeación, control y uso de los

recursos identificados. Por otra parte, permite la recopilación de datos relevantes

para el desarrollo del proyecto y con base a esto, tomar la decisión de realizar su

implementación, cumpliendo con los objetivos y las metas establecidas

inicialmente.

33

CAPITULO III

MARCO REFERENCIAL

34

CAPITULO III

MARCO REFERENCIAL

Al desarrollar un estudio de pre factibilidad, se requiere identificar el ámbito donde

se está trabajando, por esta razón se debe realizar una caracterización del

proyecto, enfocando de forma precisa la localización del mismo. A su vez, se

realiza una investigación de proyectos similares en el mundo y en nuestro país,

para determinar experiencias vividas por otras empresas que podrían beneficiar el

conocimiento general del proyecto. Finalmente, se establece la normativa que

puede influenciar el desarrollo de la investigación y del proyecto; para comprender

y prevenir conflictos legales a futuro.

3.1 Caracterización

3.1.1Macrolocalización

Costa Rica, ubicado en América Central, cuenta con una población de 4.579.000,

en un área de 51.100 km2; en total posee un grado de electrificación de un 98.4%.

La generación de energía eléctrica de Costa Rica, está en manos del Instituto

Costarricense de Electricidad (ICE) en un 87%, un 3% en empresas municipales y

cooperativas y finalmente un 10% en generadores privados. El 100% de la red de

transmisión de energía eléctrica es propiedad del ICE y la distribución se lleva a

cabo a través de las siguientes empresas eléctricas: CNFL, Empresa Servicios

Públicos de Heredia (ESPH), Junta Administrativa del Servicio Eléctrico de

Cartago (JASEC), COOPEGUANACASTE, COOPELESCA, COOPESANTOS y

COOPEALFARO RUIZ.

Con respecto a la CNFL, esta brinda el servicio de electricidad a 903km2 del Gran

Área Metropolitana, lo que corresponde a un 1.8% de la totalidad del país. A pesar

de ser un área pequeña, en esta se concentra la mayor parte de la población de

Costa Rica.

Figura

3.1.2Microlocalización

El proyecto está enfocado a los clientes de Pozos de Santa Ana, estos pertenecen

a la Sucursal Escazú. La población de Pozos de Santa Ana es de 12,335

habitantes, de los cuales la CNFL registra 5136 servi

35


Metropolitana, lo que corresponde a un 1.8% de la totalidad del país. A pesar


Figura 6 Mapa Costa Rica y área cobertura CNFL

Fuente: Dirección Comercial - 2008

3.1.2Microlocalización



habitantes, de los cuales la CNFL registra 5136 servicios.


Metropolitana, lo que corresponde a un 1.8% de la totalidad del país. A pesar




36

Figura 7 Mapa de Pozos de Santa Ana

Fuente: Sucursal Escazú.

3.1.3 Institucional

La CNFL, fue creada el 15 de mayo de 1941 como una empresa de servicios

públicos, dedicada a brindar el servicio de generación, distribución y

comercialización de la energía eléctrica a la población del Gran Área Metropolitana

de Costa Rica. Actualmente, genera el 11% de la energía comercializada y el 89%

restante la adquiere del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE).

En su zona de cobertura, la CNFL brinda el servicio de electricidad al 99.99% de

su población, a través de un sistema de distribución conformado por 35

subestaciones y 5.804 kilómetros de líneas de operación. Cuenta con 493,270

clientes, de los cuales el 86.24% corresponde al sector residencial, el 13.55% es

comercial y el restante 0.21% son del sector industrial. (Intranet CNFL)

37

A lo largo de los años, la CNFL ha demostrado ser una empresa capaz de brindar

un servicio de calidad, bajo estándares de normas como la ISO 9001,

contribuyendo con el crecimiento de país desde un punto de vista económico,

social y ambiental. En el 2008 y 2010, la Comisión de Integración Energética

Regional (CIER) otorgó a la CNFL el reconocimiento sobre la Satisfacción del

Cliente y la Calidad, por la calidad del servicio brindado a sus usuarios.

En temas de eficiencia energética, la CNFL promueve la buena prácticas en los

hogares, comercios e industrias; asimismo realiza auditorias energéticas que le

permiten al abonado detectar las causas por las cuales su consumo mensual se

incrementa, generando un aumento en su factura eléctrica.

Adicionalmente, la CNFL ha marcado la diferencia en temas de ambiente,

aprobando en el 2002 su primera política ambiental, mediante la cual se promueve

la conservación de bosques, educación ambiental, recolección de residuos y la

certificación en ISO 14001 en las plantas hidroeléctricas.

3.1.3.1 Misión y Visión

Dentro de la estrategia establecida por la CNFL, se identificaron los valores

centrales de la empresa así como la misión y visión de esta.

Cuadro 2 Misión, Visión y Valores Empresariales de la CNFL

Misión

“Somos una empresa del sector eléctrico que brinda servicios

públicos en el mercado nacional y que, comprometidos con la

satisfacción del cliente, desarrollamos nuestras competencias

esenciales y utilizamos los recursos de forma óptima, para

contribuir con el crecimiento económico y social, y con el

desarrollo ambiental del país”

38

Visión

“Ser una empresa modelo en el ámbito nacional e internacional,

en la prestación de servicios públicos de alto valor agregado

para nuestros clientes, basados en el desarrollo tecnológico, la

responsabilidad social y la calidad técnica y humana de nuestro

personal”.

Valores

centrales

- Responsabilidad Social

- Satisfacción al cliente

- Ética

- Compromiso

- Trabajo en equipo

- Superación

- Resultados

Fuente: http://www.cnfl.go.cr (consultado 5/10/2010)

3.1.3.2 Estructura organizativa

La estructura organizacional de la CNFL, está constituida en la cúspide por el

Gerente General, Ing. Pablo Cob Saborío, así como por el Subgerente General, el

Ing. Marco Cordero Gamboa.

A su vez, la empresa se encuentra dividida en Direcciones, Departamentos y

Secciones, las mismas manejan las principales actividades de la empresa.

39

Las nueve Direcciones identificadas son:

• Producción y Desarrollo

• Distribución

• Comercialización

• Jurídico

• Ambiental

• Innovación y Eficiencia Energética

• Recursos Humanos

• Tecnologías de Información

• Administrativa

Asimismo, la empresa cuenta con un Departamento de Gestión Estratégica,

Departamento de Investigación y Seguridad, Prensa y Relaciones Publicas, los

cuales se encuentran adscritos a la Gerencia General.

Las diferentes Direcciones con que cuenta la CNFL, permiten en conjunto cubrir

las necesidades del cliente, como lo son la producción, distribución y

comercialización de energía. Las Direcciones restantes, funcionan como un punto

de apoyo para el trabajo global que realiza la empresa.

En la siguiente figura, se muestra el organigrama de la CNFL de forma resumida,

sin embargo, en el Anexo 1, es posible visualizar de forma específica el

organigrama de la empresa.

40

Cuadro 3 Organigrama CNFL, S.A.

Fuente: http://intranet.cnfl.local (consultado 5/10/2010)

3.1.3.3Dirección Comercial

La Dirección Comercial, está enfocada a todas y cada una de las actividades que

realiza la CNFL hacia el servicio a sus clientes. Los procesos que comprenden las

actividades de la Dirección Comercial y declarados en el Sistema de Gestión

Integrado (SGI) de la empresa son: Recibir y Analizar Requerimientos ( atención y

recepción de trámites de los clientes), Ejecutar solicitudes de servicio ( conexión

de servicios nuevos, ejecución de cambios de medidor, traslados internos, etc);

Facturar ( facturación de los servicios), Gestionar cobro y devoluciones ( registro

de pagos, devoluciones de depósitos de garantía, entre otros); Prestar otros

servicios ( emisión e impresión de facturas a municipios).

Esta Dirección, está compuesta por 5 Sucursales, un Departamento de Servicios

Técnicos y el Departamento de Consumidores.

41

Las 5 sucursales son:

• Sucursal Heredia

• Sucursal Desamparados

• Sucursal Guadalupe

• Sucursal Central

• Sucursal Escazú

Las sucursales son las encargadas de operacionalizar los procesos declarados

dentro del alcance del SGI, relacionados con la atención personalizada al cliente,

actualización de órdenes de servicios, gestión de cobro, instalación de servicios

nuevos, cambios de medidor, modificaciones internas, lectura de energía,

distribución de facturas, corta y retiros de servicios.

Por otra parte el Departamento de Servicios Técnicos, es el encargado del

desarrollo de proyectos que involucren la correcta medición de la energía que

consumen nuestros clientes a nivel residencial, comercial e industrial. Esto lo logra

a través de la Sección de Administración de la Energía y la Sección Laboratorio de

Medidores. A su vez, la Sección Control Técnico Comercial, adscrita a este

departamento, realiza el control de las Sucursales así como la detección y

eliminación de los hurtos de energía generados por nuestros clientes.

Finalmente, el Departamento de Consumidores, tiene como principal objetivo el

control de los pagos realizados por los clientes, así como el mantenimiento de los

programas de cómputo utilizados para llevar el control de la facturación e historial

de los consumidores. Asimismo, a través de la Sección Servicios en Línea, se

brinda una atención vía telefónica al cliente y como parte de la responsabilidad

42

social de la empresa, este departamento cuenta con la sección gestión social y

cobro administrativo que vela por el bienestar de los usuarios de bajos recursos.

Cuadro 4 Organigrama Dirección Comercial CNFL


3.2 Experiencias

El desarrollo de tecnologías para el manejo de la demanda de energía, ha

evolucionado en los últimos años. Con la implementación de las redes inteligentes

y protocolos Zigbee, diferentes empresas comercializadoras de energía eléctrica,

han puesto en práctica proyectos pilotos para impulsar el ahorro de energía y

control de demanda en horas pico, a través de un termostato capaz de controlar el

consumo eléctrico en los hogares.

43

3.2.1 Internacional

• Horizon Utilities Corporation

Horizon Utilities Corporation es una empresa municipal dedicada a la distribución

de energía eléctrica a 235,000 clientes en Ontario, Canadá. La empresa ofrece a

sus clientes el programa “peaksaver” con el fin de disminuir la demanda de

electricidad en la comunidad. Para participar de este programa solamente se

deben inscribir y un técnico profesional llega al inmueble a colocar el termostato

programable. Este termostato tiene un costo aproximado de $350 sin embargo, la

empresa no cobra por esto.

El programa peaksaver se activa 10 veces durante los meses de mayo y

setiembre de 12:00pm a 10:00pm, exceptuando los fines de semana y feriados. Al

activarse el termostato, este permitirá la comunicación con la empresa eléctrica,

enviándole una señal para que esta pueda desconectar por un periodo de 15

minutos el compresor del aire acondicionado y volver a conectarlo por 15 minutos

más, durante 4 horas del día. El cliente no se verá afectado con estas

desconexiones, ya que el ventilador del aire acondicionado no se apagará,

permitiendo que el ambiente se mantenga fresco.

Actualmente, la empresa cuenta 120,000 clientes en el programa peak saber, y

como parte de la campana de atraer más clientes, se les obsequia un bono de

$25 que son aplicables como un crédito para la factura de electricidad del

primer mes. Adicional a esto, las personas que se inscriban en el programa

hasta el 30 de noviembre del 2010, participaran en la rifa de una lavadora y

secadora con sello energystar.

44

• Toronto Hydro

Toronto Hydro es un distribuidor de energía eléctrica en la ciudad de Toronto,

Canadá. En el 2005, Toronto Hydro contaba con 600,000 clientes residenciales,

así como 70,000 clientes comerciales e industriales. Actualmente ofrece a sus

clientes un crédito de $75 aplicables a la factura eléctrica para aquellos que

deseen participar del programa.

• CPS Energy

CPS Energy es una empresa del sector público ubicada en San Antonio, Texas;

brinda los servicios de electricidad y gas natural. Cuenta con 677.000 clientes en

el sector energía, así como 318.000 clientes en la venta de gas natural. Tiene un

área de cobertura de 4.060 km2.

CPS Energy ha desarrollado un plan a nivel comercial y residencial para la

instalación de termostatos programables, a través de una inscripción gratuita del

programa “Peak Saver”. Con este programa se sugiere ahorrar energía hasta 10

por ciento o más en gastos de electricidad del aire acondicionado. La empresa da

la facilidad de instalar y programar el termostato de forma gratuita según la rutina

diaria del cliente; a cambio de los ahorros energéticos del termostato digital, los

clientes permiten que CPS Energy apague el compresor del aire acondicionado

central de sus hogares por aproximadamente 10 minutos de cada media hora, de

lunes a viernes entre mayo y septiembre. Esto se hace a control remoto, pero no

durante la temporada de frío.

3.2.2 Nacional

En el país actualmente no se han desarrollado proyectos relacionados con el

control de demanda a través de un termostato regulador de aire acondicionado,

45

sin embargo, existen muchas iniciativas de diferentes empresas para el desarrollo

e implementación de equipos eficientes de energía, capaces de ahorrar

electricidad en los hogares.

3.2.3 Institucional

En la CNFL, se desarrollan diversos proyectos como la desconexión y lectura

remota, calidad de la energía, entre otros; sin embargo, no se tienen experiencias

relacionadas con la implementación de equipos capaces de controlar la demanda

de energía de nuestros clientes.

Algunas experiencias que se han dando en el grupo ICE sobre campañas de

ahorro de energía, se realizó con la con la venta de lámparas fluorescentes

compactas certificadas con el sello ENERGICE. Asimismo la CNFL desarrolló un

plan para la distribución de lámparas fluorescentes compactas en clientes

residenciales con consumos menores a los 270 kwh y clientes de la tarifa

residencial horaria.

3.3Estructura normativa

Para las diferentes actividades que realiza la CNFL, esta se rige por una serie de

leyes y normas, principalmente por el contrato eléctrico suscrito el 27 de febrero

de 1941, ratificado el 8 de abril por el Congreso Constitucional de la República de

Costa Rica; sin embargo, es hasta el 15 de mayo del mismo año en donde se

constituye la CNFL como una empresa pública de capital mixto. Este contrato fue

reformado por la Ley 4197 en 1968 y por la Ley 4977 en 1972.

46

3.3.1 Leyes

Algunas leyes que influyen en el desarrollo del proyecto son: Ley 7447 (Ley de

Regulación del Uso Racional de Energía) sus reformas y reglamento, Ley 8660

(Ley de Fortalecimiento y Modernización de las Entidades Públicas del Sector

Telecomunicaciones.)

Las actividades del Sector eléctrico, están enmarcadas por la Ley Reguladora de

los Servicios Públicos, N° 7593 de 9 de agosto de 1 996 y reglamentada por el

Decreto Nº 29847-MP-MINAE-MEIC del 19/11/01 o Reglamento Sectorial de

Servicios Eléctricos, el cual define y describe las condiciones principales en que

debe suministrarse el servicio eléctrico.

3.3.2 Normas

La Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos establece una serie de

normativas técnicas que debe cumplir la CNFL, para el desarrollo de sus tareas

diarias, estas son: Instalación y Equipamiento de Acometidas Eléctricas (AR-

NTACO), cuyo propósito es definir los aspectos técnicos generales que deben

satisfacer las conexiones entre las redes de las empresas distribuidoras y las

instalaciones eléctricas de los inmuebles.

Complementada por las Normas Técnicas de Prestación del Servicio de

Distribución y Comercialización (AR-NTSDC) y Uso, Funcionamiento y Control de

Contadores de Energía Eléctrica (AR-DTCON), emitidas por la misma. Estas

normas establecen las características que deben cumplir los equipos de medición

así como las variables técnicas y comerciales a respetar a la hora de brindar el

servicio al cliente.

47

3.3.3 Procedimientos

Dentro de la CNFL existen lineamientos que se deben cumplir como lo son los

procedimientos genéricos y específicos de las actividades que se realizan en las

dependencias. Analizando los procedimientos en función del proyecto, es

importante rescatar que no existen procedimientos que se puedan ver

directamente ligados con la formulación y desarrollo del proyecto; sin embargo, el

procedimiento Ejecución de Solicitud de Servicio puede afectar en el momento de

la ejecución del proyecto. El procedimiento de Ejecución de Solicitud de Servicio,

establece claramente, los pasos que se deben seguir para instalar un medidor en

la casa del cliente; por lo tanto al instalar el sistema de control de demanda se

debe utilizar previamente dichos pasos para la instalación del medidor inteligente y

crear un procedimiento especial para la instalación del termostato inteligente.

48

CAPITULO IV

ANALISIS DE RESULTADOS

49

CAPITULO IV

4. Análisis de Resultados

Para determinar la pre factibilidad de un proyecto, este debe ser analizado desde

diferentes perspectivas, para lo cual se realiza el estudio de mercado, estudio

técnico, estudio financiero, estudio económico social y cuando corresponda el

estudio ambiental. Los resultados que dichos estudios generen, facilitarán la toma

de decisiones ante el proyecto a desarrollar.

4.1 Identificación del Proyecto

Como parte de la formulación del perfil de un proyecto, se debe realizar la

identificación de este, lo cual permite identificar y estructurar los problemas y

necesidades que dan origen al proyecto.

4.1.1 Ficha Técnica

4.1.1.1 Nombre del proyecto:

Estudio de prefactibilidad para implementar un sistema

piloto de control de demanda de energía para clientes

residenciales de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz,

localizados en Pozos de Santa Ana.

4.1.1.2 Descripción del proyecto:

Implementación de un sistema piloto de control de demanda

de energía en los clientes que poseen aires acondicionados

50

y que se encuentran inscritos en la tarifa residencial horaria;

con el fin de manejar los picos de demanda que presenta la

CNFL en las horas punta del día.

4.1.1.3 Sector o sub-sector a que pertenece el

proyecto :

Servicios residenciales ubicados en el área de Pozos de

Santa Ana, que se encuentren inscritos en la Tarifa

Residencial Horaria y que a su vez, cuenten con un sistema

de aire acondicionado en sus hogares. (Se entiende por

consumo residencial el servicio para casas de habitación o

apartamentos que sirven exclusivamente de alojamiento).

4.1.1.4 Ubicación geográfica del proyecto:

Área servida de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz,

específicamente el Cantón de Santa Ana, Distrito Pozos.

4.1.1.5 Institución dueña del proyecto :

Dirección Comercial de la Compañía Nacional de Fuerza

Luz S.A.

51

4.1.1.6 Institución ejecutora del proyecto:

Dirección Comercial, Departamento de Servicios Técnicos y

Sucursal Escazú de la Compañía Nacional de Fuerza Luz

S.A. Las dependencias mencionadas, son las encargadas

de brindar el servicio de electricidad a los clientes, así como

velar por la correcta facturación y gestión de cobro.

4.1.1.7 Unidad que elaboró el perfil del proyecto:

Dirección Comercial de la Compañía Nacional de Fuerza

Luz S.A. La Dirección Comercial, a través del Departamento

de Servicios Técnicos, propone y ejecuta proyectos de

medición, los cuales benefician al cliente y a su vez a la

empresa.

4.1.1.8 Población beneficiaria:

Los beneficiarios del proyecto, durante la fase piloto serán

los clientes residenciales de Pozos de Santa Ana, inscritos

en la Tarifa Residencial Horaria. Los clientes residenciales

de Pozos de Santa Ana, son considerados de clase media

alta, por su poder adquisitivo.

4.1.1.9 Costo total estimado del proyecto:

El costo total estimado del proyecto, se constituye a partir

de los costos de inversión y de operación, dando un total de

$16,895.00.

52

4.1.1.10 Costos de inversión

El costo de inversión del proyecto, incluye la compra de

medidores y termostatos inteligentes, así como del software

y capacitación necesaria para su control, obteniendo un

total de $ 17.245.00.

4.1.1.11 Costos de operación o funcionamiento

El costo de operación o funcionamiento del proyecto, está

fundamentado en los costos de instalación del equipo y

mantenimiento del mismo; así como la elaboración de

brochures y folletos, para lo cual se obtiene un total de $

965.

4.1.1.12 Posibles fuentes de financiamiento:

Para el desarrollo de proyectos de inversión, la CNFL es

capaz de optar por un financiamiento externo o interno;

debido a la magnitud del proyecto, se realizará a través de

recursos propios, los cuales se obtienen según tarifas

establecidas por la Autoridad Reguladora de los Servicios

Públicos (ARESEP)

4.1.1.13 Fecha estimada de inicio de la ejecución d el

proyecto

La fecha más temprana para el inicio de la ejecución del

proyecto es el 9 de enero 2012 y la más tardía es el 27 de

febrero 2012.

53

4.1.1.14 Fecha estimada de finalización de la ejecu ción

del proyecto

La fecha más temprana para la finalización de la ejecución

del proyecto es el 3 de diciembre 2012 y la más tardía es el

28 de diciembre 2012.

4.1.2 Variables de la identificación

4.1.2.1 Antecedentes

Los clientes residenciales, comerciales e industriales de la

CNFL, poseen perfiles de carga específicos, demandando una

mayor cantidad de energía en las horas pico, comprendidas de

las 10:00 a las 12:30 y de las 17:30 a las 20:00 horas;

variando según la época del año. Durante el mes de Agosto

del 2010, el sector residencial consumió un total de 111,

088,557 kwh , lo que corresponde a un 39.40% del total

facturado en dicho mes. (Depto. Consumidores, archivo

TOXSE2010 y CONSUMO2010). El incremento en el consumo

de energía por parte de nuestros clientes, obliga a la empresa

eléctrica a producir mayor cantidad de energía o adquirirla a

través del ICE, para satisfacer la demanda de los usuarios. La

generación o adquisición de electricidad, incrementa los

gastos mensuales de la empresa, lo que conlleva a una

solicitud de alza tarifaria ante la ARESEP. A través del

proyecto, se plantea un control de demanda en los clientes

residenciales, con el propósito de mantener estables los picos

54

de energía, así como desarrollar un enfoque de uso eficiente

de la energía eléctrica mediante la promoción de proyectos

ahorradores de energía.

4.1.2.2 Definir el problema a resolver

Aumento en la demanda de energía del sector residencial,

lo que conlleva a la CNFL a adquirir electricidad al ICE o

invertir en la construcción de plantas hidroeléctricas para

satisfacer la demanda.

4.1.2.3 Alternativas de proyectos identificados

Producto de la valoración y evaluación del problema se

presentan diversas opciones de solución entre las que

destacan:

• Adquisición de Lámparas Fluorescentes Compactas

para la disminución en el consumo de las

residencias: Durante el 2008, el ICE elaboró una

campaña de venta de Lámparas Fluorescentes

Compactas (3x2) para disminuir el consumo de

energía de los clientes de todos el país, dicha

campaña fue promocionada a través del sello

ENERGICE. Por otra parte, en el 2010 y 2011 la

CNFL realizó un plan para entregar Lámparas

Fluorescentes Compactas a los clientes

residenciales, con consumos menores a los 270kwh.

Debido a las diferentes actividades que el Grupo ICE

ha realizado con respecto a la promoción de las

55

lámparas, esta alternativa no será tomada en cuenta

para el desarrollo del proyecto.

• Sustitución de refrigeradoras : En el tercer trimestre

del 2008, el Instituto Costarricense de Electricidad,

promovió la sustitución de 250.000 viejas

refrigeradoras por unas nuevas; como parte de la

campaña de ahorro de energético. A través de este

proyecto, el ICE esperaba disminuir en $65 millones

el gasto anual en la compra de combustibles para la

generación eléctrica. Debido a la crisis económica y

a la escasez de empresas destinadas para el

reciclaje de estas refrigeradoras, el proyecto fue

cancelado.

• Generación Distribuida: En el 2010 se pone a

disposición de los clientes del ICE, el plan piloto de

generación distribuida para autoconsumo. A través

de este plan piloto, los clientes podrán instalar en sus

hogares sistemas de generación basados en fuentes

renovables para consumo propio y se promoverá la

disminución de consumo de energía en los

abonados. Dado que esta iniciativa, ya está siendo

analizada por la CNFL, dicha actividad no se

analizará dentro del proyecto.

• Redes Inteligentes - Control de demanda a través del

aire acondicionado: Con respecto a la

implementación de Redes Inteligentes, actualmente

el Grupo ICE no ha desarrollado proyectos que

abarquen este tipo de tecnologías. Debido a que el

56

problema a resolver consiste en la diminución de

demanda de energía de los clientes del sector

residencial, se propone el sistema piloto de control

de demandan a través de un mecanismo regulador

de temperatura en aires acondicionados, ya que es

considerado un proyecto de poca inversión para la

empresa y permitirá resolver el problema planteado

inicialmente.

4.1.2.4 Alternativa de proyecto seleccionada

La alternativa seleccionada, permite controlar la demanda

de energía, en el sector residencial. Dicha alternativa no

requiere de un proceso de inversión excesivo para el

cliente; por el contrario beneficia al usuario, disminuyendo

el monto de facturación mensual.

4.1.2.5 Objetivos del proyecto

• Objetivo General

o Disminuir la demanda de energía de los clientes

residenciales de la Compañía Nacional de

Fuerza y Luz, ubicados en Pozos de Santa Ana;

a través de un mecanismo regulador de

temperatura en los aires acondicionados.

57

• Objetivos Específicos

o Brindar al cliente una opción para la

implementación de tecnologías ahorradoras de

energía en sus hogares, con el fin de evidenciar

una disminución en su factura mensual.

o Caracterizar el comportamiento de los clientes

seleccionados durante la fase piloto, para el

establecimiento de una segunda fase.

o Establecer los beneficios sociales que el

proyecto brindaría a través de la fase piloto.

4.1.2.6 Justificación de la intervención

El consumo de energía incrementa conforme aumenta el

desarrollo económico del país; ante el aumento en la

demanda de energía de los clientes de la CNFL, la empresa

debe brindar soluciones a sus usuarios. A largo plazo la

CNFL debe construir plantas hidroeléctricas para abastecer

a sus clientes o adquirir energía generada por combustibles

contaminantes; sin embargo, a corto plazo puede propiciar

el uso de tecnologías que permitan controlar la demanda de

energía, beneficiando al medio ambiente, al consumidor y

finalmente a la empresa eléctrica. La implementación de un

sistema de control de demanda de energía, permitirán a la

58

empresa eléctrica manejar la curva de carga de los clientes,

previniendo de igual forma apagones en el Gran Área

Metropolitana.

4.1.2.6 Grupo meta o beneficiarios

Para el proyecto piloto, el grupo meta está definido por los

clientes del sector residencial, ubicados en Pozos de Santa

Ana, que cuenten con la tarifa residencial horaria y posean

en sus viviendas un sistema de aire acondicionado.

4.1.2.7 El proyecto en el marco de las políticas y

estrategias de desarrollo del país

En Julio del 2010, el Ministerio de Ambiente, Energía y

Telecomunicaciones, definió dentro de los objetivos de la

política energética del país la importancia del uso racional

y eficiente de la energía en los diversos sectores del país,

así como la necesidad de introducir al mercado tecnologías

y equipos eficientes, aumentando la investigación y

desarrollo de tecnologías de aprovechamiento y uso

racional. Adicionalmente, se establece como meta para el

2021, lograr ser un país Carbono Neutral, libre de

emisiones contaminantes por hidrocarburos, utilizando

fuentes de electricidad limpias y renovables.

A través de la investigación y tecnologías de desarrollo, se

plantea en la actualidad las redes inteligentes, las cuales

funcionan de forma conjunta con el sistema piloto de

59

control de demanda de energía, lo cual permitirá promover

el ahorro y uso racional de la energía en los hogares

costarricenses, evitando la excesiva generación de

electricidad con hidrocarburos.

4.1.2.8 Resultados o productos de un proyecto

Los resultados del proyecto, están enfocados en

determinar la prefactibilidad de implementar un sistema de

control de demanda de energía, en los clientes

residenciales. A su vez, se busca identificar los beneficios

que este sistema brinda a sus usuarios, así como las

características técnicas necesarias para su respectiva

implementación. Finalmente, se define la rentabilidad del

proyecto financieramente y los beneficios sociales que este

brinda con respecto al uso eficiente de la energía.

60

4.2 Estudio de Mercado

El estudio de mercado, permite analizar el comportamiento de la oferta y la

demanda que se genera en la población meta, permitiendo determinar una

demanda potencial a través de métodos de proyección y finalmente determinar la

pre factibilidad del producto o servicio a promocionar.

4.2.1 Definición del producto

Debido al incremento en la demanda de energía que se ha evidenciado en los

últimos años, la empresa eléctrica debe impulsar en sus clientes, medidas

preventivas que permitan controlar o disminuir el consumo mensual de estos,

especialmente en la época seca del año. Por lo anterior, se busca implementar un

sistema de control de energía mediante el uso de un mecanismo regulador de

temperatura en los aires acondicionados de los clientes residenciales ubicados en

Pozos de Santa Ana.

El mecanismo regulador de temperatura, consiste en un termostato inteligente que

permite a la empresa eléctrica manejar las temperaturas de los aires

acondicionados del cliente, durante los períodos pico del día; permitiendo a la

empresa y al usuario, administrar el consumo de electricidad ahorrando energía y

dinero en la factura mensual.

El servicio será brindado como un valor agregado para nuestros clientes; para

implementar este termostato inteligente, el cliente solo debe presentarse en una

de nuestras 5 sucursales, solicitar la instalación del servicio y un técnico

profesional de la CNFL visitará la residencia para proceder con la instalación y

61

puesta en marcha del mecanismo regulador. Este termostato tiene un costo

aproximado de $350 sin embargo, la empresa no cobrará por esto.

Una vez instalado el termostato inteligente, este se activará durante los 12 meses

del año, exceptuando fines de semana y feriados; durante las horas pico 10:00am

– 12:30pm. En el momento en que se incrementa la demanda de energía, la CNFL

envía una señal al medidor inteligente ubicado en la vivienda, para que este a su

vez se conecte con el termostato y desconecte por un período de 15 minutos el

compresor del aire acondicionado, dejando activo el ventilador que permite brindar

frescura a la habitación o residencia mientras se vuelve a activar el compresor.

A través de este mecanismo regulador, los clientes de la CNFL tendrán la facilidad

de ahorrar energía en horas pico, permitiéndole a la empresa reducir la cantidad

de kWh generados durante estos períodos horarios; logrando una disminución en

la generación y compra de energía eléctrica al ICE.

4.2.2 Caracterización de los clientes o usuarios

El proyecto está enfocado al sector residencial localizado en Pozos de Santa Ana;

en este distrito se concentra la mayor cantidad de clientes del cantón de Santa

Ana. El distrito de Pozos cuenta con 12,335 habitantes de los cuales

aproximadamente la CNFL posee 5,136 clientes durante el mes de Agosto 2010.

(Depto. Consumidores, archivo TOXSE2010).

La población residencial que habita en Pozos de Santa Ana es considerada por su

poder adquisitivo como de clase media – alta; ya que factura por mes alrededor de

¢190.329.055,00 colones convirtiéndose en el sector de Santa Ana que más

electricidad factura en la tarifa residencial. (Depto. Consumidores, archivo Agosto

2010 - TOXSE2010).

62

Para implementar el sistema de demanda de energía en la zona de Pozos de

Santa Ana, se seleccionará a clientes que cuenten con un sistema de aire

acondicionado en sus hogares y que se encuentren actualmente inscritos a la

Tarifa Residencial Horaria; que corresponde a 206 servicios durante el mes de

Diciembre 2010. (Sucursal Escazú, archivo Ciclos de tarifa TREH).

4.2.3 Análisis de la oferta

La oferta puede ser considerada como la cantidad de oferentes dispuestos a

comercializar un determinado producto o servicio; en el caso de la CNFL ésta

cuenta con un área de concesión definida, la cual le permite brindar el servicio de

energía específicamente a 5,136 clientes localizados en Pozos de Santa Ana.

(Depto. Consumidores, archivo TOXSE2010).

Debido a la condición de monopolio en que se encuentra la CNFL actualmente, no

existen competidores u otras empresas que puedan implementar un sistema de

control de demanda a los habitantes de dicho sector.

Desde el punto de vista tecnológico, existe una amplia variedad de equipos en lo

que a medidores y termostatos inteligentes se refiere. Existen proveedores

autorizados por la ARESEP para comercializar medidores inteligentes, como lo

son Itron, Elster, Landis & Gyr; entre otros. Por otra parte, los termostatos

inteligentes se pueden adquirir a través de Honeywell, Comverge y Carrier.

Finalmente, visualizando la comunicación del sistema de control de demanda con

el sistema de facturación de la CNFL; esto es posible mediante el RIME el cual

permite la lectura de los medidores inteligentes de la CNFL y realizar su

facturación a tiempo real. A pesar de que existe una amplia oferta en cuanto a

equipo, el servicio a brindar por parte de la CNFL es único y permitirá diversificar

las actividades que realizar la empresa para los clientes.

63

El implementar un sistema de control capaz de regular la demanda de energía,

puede ser considerado como una ventaja competitiva para la CNFL, ya que los

clientes lo visualizan como un mecanismo novedoso, un servicio único, amigable

con el ambiente, que permitirá el ahorro de energía tanto para el cliente residencial

como para la empresa eléctrica.

4.2.4 Análisis de la demanda

Los clientes de la CNFL ubicados en Pozos de Santa Ana, corresponde a una

población de clase media – alta; de los 5,136 clientes localizados en dicha zona

aproximadamente el 14.63% están inscritos en la tarifa residencial horaria.

(Sucursal Escazú, archivo Ciclos TREH).

El sistema de control de demanda de energía, está enfocado a los clientes

inscritos en la tarifa residencial horaria que cuenten con un sistema de aire

acondicionado, de modo que la empresa a través de un termostato inteligente

pueda controlar la demanda de energía de este equipo, reduciendo el pico de

energía demandada en ciertos períodos del día.

Los clientes que se encuentran dentro de la tarifa residencial horaria, conocen

cómo administrar su consumo en los diferentes periodos del día, por lo que

incentivarlos para que sean parte de este proyecto puede ser considerado como

una actividad interesante para dicho segmento de clientes.

Para determinar la demanda de clientes que podrán ser parte del proyecto se

tomará como base los 206 clientes inscritos en la Tarifa Residencial Horaria, de

los cuales y según el histórico de consumo, se estima que un 10% de estos

64

clientes posee aires acondicionados en sus viviendas. Por lo tanto se proyecta

para el primer año del proyecto la inscripción de 10 clientes; los cuales pueden

aumentar de forma paulatina hasta alcanzar el total de 20 clientes ubicados en

Pozos de Santa Ana. Durante el primer año del proyecto, se espera producir

suficientes resultados para realizar una evaluación completa, tanto en ahorros

como en demanda máxima desplazada; así como en porcentajes participación y

penetración del programa, para plantear una segunda fase de mayores

proporciones incrementando la cantidad de clientes de la zona de Santa Ana,

Escazú y Ciudad Colón.

4.2.5 Determinación de la demanda potencial o insat isfecha

Debido a las características del mercado eléctrico en Costa Rica, la CNFL brinda

el servicio a los clientes que se encuentran ubicados dentro del área concesionada

por el gobierno, según Contrato Eléctrico de Ley N° 2 del 08 de abril de 1941. Por

lo anterior, no existe en la actualidad un competidor para desarrollar proyectos en

la zona mencionada, por lo que no se visualiza la existencia de una demanda

potencial o insatisfecha.

4.2.6 Precios, tarifas o costos de los bienes o ser vicios.

El proyecto en su primera fase, está enfocado a los clientes que poseen aires

acondicionados en sus hogares, en el cual se colocará el medidor y termostato

inteligente para controlar la demanda de energía consumida. El costo originado

por la compra de equipos (medidor y termostato) será asumido por la CNFL, la

cual a través de las tarifas aprobadas anualmente por la ARESEP justificará la

inversión generada; por lo tanto no se tendrá una tarifa específica para los

clientes. El costo de la inversión del proyecto es de $16.895, los cuales implican

equipo, software, capacitación, instalación y mantenimiento de los equipos;

desglosando dicha información entre la cantidad de clientes propuestos para la

primera etapa (20), se obtiene que el costo por cliente es de $ 844.75.

65

4.3 Estudio Técnico

El estudio técnico permite identificar y caracterizar las opciones tecnológicas

que serán utilizadas para producir o brindar un servicio. En el estudio, se

analizan adicionalmente aspectos administrativos, operación, legales y

costos de la inversión del proyecto.

4.3.1Localización del proyecto

La localización del proyecto nos amplia de forma la ubicación geográfica

donde se desarrollará la iniciativa de proyecto, así como una descripción

detallada de la población meta, entre otros.

Factores:

o Consumidores del servicio: El proyecto propuesto está

enfocado hacia los clientes de clase media alta que se encuentran

actualmente inscritos a la Tarifa Residencial Horaria y que poseen un

sistema de aire acondicionado en sus hogares

o Localización del servicio: El servicio se brindará inicialmente

en el Distrito de Pozos del Cantón de Santa Ana, que se encuentra

dentro de la zona de cobertura de la CNFL.

a) Macro localización: El proyecto se desarrollará dentro del área

servida por la CNFL (903.43 km2), específicamente en el cantón de

Santa Ana; el cual se encuentra ubicado dentro del marco de acción de

la Sucursal Escazú.

San José, co

población de 34,507 habitantes.

b)Microlocalización:

específica, este se

Santa Ana. Pozos posee una extensión territorial de 13.42 km² y

cuenta con 12,335 habitantes.

66

la Sucursal Escazú. Santa Ana es el noveno cantón

, con una extensión territorial de 61,42 km²

población de 34,507 habitantes.

Figura 8 Mapa Área Servida CNFL


Microlocalización: Caracterizando el proyecto de una forma más

, este se desarrollará en el distrito de Pozos del

. Pozos posee una extensión territorial de 13.42 km² y

cuenta con 12,335 habitantes.

de la provincia de

y cuenta con una

el proyecto de una forma más

desarrollará en el distrito de Pozos del Cantón de

. Pozos posee una extensión territorial de 13.42 km² y

4

El proyecto se plantea como un pilo que i

los cuales se encuentran ubicados en Pozos de Santa Ana y posee

de aire acondicionado en sus viviendas. Adicionalmente, se estima una proyección

de crecimiento de aproximadamente 20 clientes durante el primer año, sin

embargo dichos datos están sujetos al mercado actual.

estudio de mercado, durante el primer año del proyecto se espera realizar una

evaluación de los clientes inscritos en el proyecto, para posteriormente ampliar el

alcance.

67

Figura 9 Mapa de Pozos de Santa Ana


4.3.2 Tamaño del Proyecto

se plantea como un pilo que iniciará con la participación de 10 clientes,

los cuales se encuentran ubicados en Pozos de Santa Ana y posee



embargo dichos datos están sujetos al mercado actual. Como se indicó en el

ado, durante el primer año del proyecto se espera realizar una


niciará con la participación de 10 clientes,

los cuales se encuentran ubicados en Pozos de Santa Ana y poseen un sistema



Como se indicó en el

ado, durante el primer año del proyecto se espera realizar una


68

4.3.3 Tecnología

La tecnología en un proyecto es considerada como la herramienta que permite el

desarrollo del bien o servicio que se ofrecerá a una población meta. Para la

implementación de este proyecto, es necesario contar con la tecnología de punta

que se encuentra en el mercado a nivel de redes inteligentes, como lo son los

medidores inteligentes, termostatos inteligentes; entre otros. A lo largo de este

apartado, se brindarán las características primordiales de la alternativa tecnológica

seleccionada para la implementación de este.

a) Sistema de control de demanda de energía:

El sistema de control de demanda de energía consiste en un mecanismo

regulador de la temperatura de los aires acondicionados, a través de un

termostato inteligente que permite de forma gradual disminuir o aumentar la

temperatura del aire acondicionado, dependiendo de la demanda de energía

que se esté dando en el período pico del día (10:00am – 12:30pm).

Dicho termostato, luego de ser instalado en la casa de habitación del cliente,

envía señales a la empresa eléctrica a través del medidor inteligente; todo esto

se logra mediante el protocolo de comunicación zigbee. En el momento en que

la empresa eléctrica experimente un incremento en la demanda de energía,

ésta podrá activar la señal y disminuir en uno o dos grados el aire

acondicionado del cliente por un período no mayor a los 15 minutos. De esta

forma, la empresa no debe incurrir en gastos adicionales para la compra de

energía al ICE en los períodos punta del día, así como en el mantenimiento y

expansión de las redes de distribución.

69

b) Funcionamiento del sistema de control de demanda de energía

El funcionamiento del sistema de control de demanda de energía, consiste

en una plataforma en la que el medidor inteligente recibe una señal de la

empresa eléctrica a través de radio frecuencia, esta señal le indica al

medidor que debe interactuar con el termostato inteligente definido, para

regular la demanda de energía del cliente en horas pico.

Para lograr la comunicación entre el medidor y la empresa eléctrica, ésta

envía por medio de sus servidores de comunicación una señal (conexión

Ethernet y a su vez se enlaza por medio de fibra óptica a la red de la

subestación Lindora) al medidor colector Alpha 3, el cual a su vez se enlaza

con el medidor residencial monofásico Rex2-EA que posee en su interior un

transmisor y un receptor de radio frecuencia (RF); esta comunicación se

realiza en la banda de los 900 MHz que permite soportar la comunicación bi-

direccional entre los medidores.

Finalmente, el medidor Rex2-EA se conecta con el termostato inteligente

ubicado en la casa del cliente, por medio del protocolo Zigbee, cuya

frecuencia es de 2.4GHz con un ancho de banda de 5MHz. El sistema de

control de demanda de energía, debe ser colocado en un inmueble que

contenga un sistema de aire acondicionado, preferiblemente centralizado.

Los servidores de comunicación, a través de los cuales se realiza la

recolección y almacenamiento de datos, es denominado MAS (Meter

Automation Server) el cual se enlaza con el sistema RIME que utiliza la

CNFL para la facturación de clientes.

70

Figura 10 Esquema del Sistema de Control de Demanda de Energía

Fuente: http://www.elsterelectricity.com y http://www.zigbee.org/

Para iniciar el proceso de comercialización del servicio; el cliente debe

solicitar el servicio en la empresa eléctrica, ésta colocará el termostato

inteligente en la casa de habitación, en sustitución al termostato

convencional que debe poseer el sistema de climatización del cliente.

Figura

Fuente: http://www.youtube.com/watch?v=MwRI0FXzB8g&feature=player_embedded#!

Una vez instalado el termostato inteligente, se procederá a programar los

períodos del día en que la empresa

temperatura, para e

período pico de 10:00am a 12:30pm. Dicha programación puede realizarse a

través de la pantalla táctil del termostato o bien a través de la página en

internet.

71

Figura 11 Instalación del termostato inteligente

http://www.youtube.com/watch?v=MwRI0FXzB8g&feature=player_embedded#!


períodos del día en que la empresa tendrá acceso a la disminución de

temperatura, para el caso de la CNFL será de lunes a viernes, durante el



http://www.youtube.com/watch?v=MwRI0FXzB8g&feature=player_embedded#!


tendrá acceso a la disminución de

l caso de la CNFL será de lunes a viernes, durante el



72

Figura 12 Programación del termostato inteligente.

Fuente: http://www.strangeaddiction.com/

Finalizada la programación del termostato, este se comunica con el medidor

inteligente y este a su vez con la empresa, la cual es capaz de controlar la

temperatura del aire acondicionado del cliente, según sea la demanda de

energía en períodos picos.

4.3.4 Ingeniería del Proyecto

4.3.4.1 Infraestructura

La ingeniería del proyecto se refiere a las inversiones en materia de

infraestructura, equipo básico entre otros, requeridos para el desarrollo del

proyecto en mención. Para este caso, el sistema de control de demanda de

energía será desarrollado por el Departamento de Servicios Técnicos por lo que

73

no es necesario el desarrollo de una infraestructura específica para el mismo. Para

el desarrollo del proyecto es necesario contar con el sistema de comercialización

actual que utiliza la CNFL; por otra parte se requiere la adquisición de medidores y

termostatos inteligentes capaces de comunicarse a través del protocolo zigbee,

para lo cual se necesitará una plataforma de software que permita administrar y

controlar dichos dispositivos.

4.1.2.2 Equipamiento

a) Equipos que conforman el sistema de control

• HVAC: Un sistema HVAC es un sistema de ventilación, calefacción y aire

acondicionado; la finalidad de un sistema HVAC es proporcionar una

corriente de aire, calefacción y enfriamiento adecuado a un espacio en

particular de un inmueble. Los sistemas HVAC pueden incluir diferentes

equipos o subsistemas como lo son las unidades enfriadoras, unidades

de manejo de aire, sistemas de bombeo y calderas. El sistema de aire

acondicionado consta de dos unidades; una interior y otra exterior. Estos

dos aparatos están comunicados por un circuito, y dentro de éste hay un

gas refrigerante llamado Freón R22. Mientras en el interior el refrigerante

se evapora porque absorbe el calor, la unidad exterior transforma de

nuevo el refrigerante en líquido distribuyendo el aire frío dentro de la

casa y expulsando el calor fuera de la vivienda.

• Termostato inteligente: un termostato es el componente de un sistema

de control simple que abre o cierra un circuito eléctrico en función de

la temperatura. En la actualidad existen termostatos inteligentes, como el

termostato UtilityPro de Honeywell, que permite el ajuste automático de

los valores de temperatura del sistema de aire acondicionado, así como

la comunicación por medio del protocolo Zigbee (radio frecuencia), para

habilitar o no la desconexión del sistema de aire acondicionado en horas

pico, dejando h

De igual forma permite su programación a través de la Internet.


• Medidor inteligente:

comunicación avanzada en ambos sentidos, es decir de forma bidireccional

entre la empresa y el cliente. Algunos de estos medidores están equipados

con tecnología de comunicación inalámbrica, con el protocolo Zigbee y

proporcionan una recolección y transferencia segura de la información de

su consumo casi en tiempo real. Específicamente se utilizarán los

medidores Rex2-

plataforma flexible, funciones de medición, incluida l

de medición de potencia, el tiempo de uso (TOU) de medición, intervalo de

registro de datos, y los precios de nivel crítico. Con el sistema EnergyAxis,

cualquiera de estas características puede ser controlado remotamente.

74



pico, dejando habilitado el ventilador interno del sistema de clim


Figura 13 Termostato Inteligente Utility Pro


Medidor inteligente: es un dispositivo electrónico de medición que permite la






-EA de la empresa Elster, los cuales ofrecen una

plataforma flexible, funciones de medición, incluida la energía bidireccional,






del sistema de climatización.



electrónico de medición que permite la






EA de la empresa Elster, los cuales ofrecen una

a energía bidireccional,




Figura


La comunicación entre el medidor inteligente y el termostato inteligente, se realiza

a través del protocolo Zigbee, el cual utiliza el espectro de los 2.4 GHz A su vez, el

medidor se conecta con el medidor colector por medio de los 900 MHz, y

finalmente la comunicación con la empresa se realiza por medio de Ethernet

enlazado por fibra óptica hacia la subestación Lindora, a través de la cual fluirá la

información hasta la Sucursal de Escazú y Departamento de Servicios Técnicos,

encargados de facturar y velar

4 Para la ejecución y operación del proyecto se deben coordinar una serie de

actividades específicas para el correcto desarrollo del proyecto; para el mismo se

definirán objetivos los cuales

75

Figura 14 Medidor inteligente Elster Rex2-EA





comunicación con la empresa se realiza por medio de Ethernet



encargados de facturar y velar por la satisfacción del cliente.

4.3.5 Aspectos de organización

Para la ejecución y operación del proyecto se deben coordinar una serie de

para el correcto desarrollo del proyecto; para el mismo se

definirán objetivos los cuales se espera cumplir durante el ciclo del proyecto.





comunicación con la empresa se realiza por medio de Ethernet



Para la ejecución y operación del proyecto se deben coordinar una serie de

para el correcto desarrollo del proyecto; para el mismo se

se espera cumplir durante el ciclo del proyecto.

76

a) Planificación y Programación de la ejecución del Proyecto

Objetivos de ejecución y operación:

• Adquirir los medidores y termostatos inteligentes para el desarrollo del

proyecto.

• Recibir la capacitación por parte del fabricante sobre el uso adecuado de

estos equipos y del software.

• Realizar los folletos y brochures explicativos para entregar a los clientes

que participaran en el proyecto.

• Realizar visitas especializadas a los clientes participantes del proyecto

para explicar el uso y funcionamiento de la tecnología.

• Recopilar información y experiencias del proyecto para el planteamiento

de una segunda fase.

Figura 15 Planificación y programación del proyecto

77

b) Solución Institucional para la Organización del Proyecto

El proyecto de implementación de un sistema de control de demanda de

energía para los clientes residenciales localizaciones en Pozos de Santa

Ana, se llevará a cabo en conjunto por parte del Departamento de Servicios

Técnicos, Sucursal Escazú y el Centro de Control de Energía de la CNFL.

• Departamento de Servicios Técnicos:

o Sección Laboratorio de Medidores: Se encargará de la compra

de los equipos requeridos el proyecto, como lo son los medidores

inteligentes, termostatos inteligentes y su respectivo software.

o Sección Administración de la Energía: Tendrá a cargo la

administración del software y brindará apoyo técnico al proyecto

cuando se requiera. Esta sección será la encargada de capacitar

a los funcionarios de la Sucursal Escazú sobre el uso e

instalación de los medidores y termostato.

• Sucursal Escazú: Será la encargada de llevar a cabo el contacto con el

cliente, posteriormente efectuará una visita personalizada para explicar al

cliente los beneficios del proyecto y su participación en este. Asimismo se

procederá a realizar la instalación de los equipos en el inmueble del cliente y

llevar el respectivo control sobre el consumo y satisfacción del mismo.

• Centro de control de energía CNFL: El Centro de Control de Energía

permitirá el acceso a la Sección Administración de la Energía, como

administrador del software para mantener una comunicación inmediata en el

momento que se presenten los picos en la demanda de energía y se deba

proceder a disminuir la temperatura en los aires acondicionados de los

clientes.

Figura

Fuente:

4.3.6 Comercialización de los bienes y servicios.

El mecanismo regulador de temperatura, que permite administrar las temperaturas

de los aires acondicionados del cliente, con el fin de disminuir la demanda de

energía en las horas pico, requiere para su implementación una serie de

procedimientos los cuales se detallan a continuación:

4.3.6.1

Para el desarrollo del proyecto, se requiere de forma inicial adquirir a través de un

proceso licitatorio, los termostatos inteligentes así como los medidores inteligentes

Depto. Servicios Técnicos

Laboratorio de Medidores

Administración de la Energía

78

o que se presenten los picos en la demanda de energía y se deba


Figura 16 Organigrama de los involucrados en el proyecto


Comercialización de los bienes y servicios.




procedimientos los cuales se detallan a continuación:

4.3.6.1 Adquisición del equipo.


itatorio, los termostatos inteligentes así como los medidores inteligentes

Gerencia General

Dirección Comercial

Depto. Servicios Técnicos

Laboratorio de Medidores

Sección Administración de

la Energía

Sucursal Escazú

Dirección Distribución

Centro de control de energía

o que se presenten los picos en la demanda de energía y se deba


Comercialización de los bienes y servicios.





itatorio, los termostatos inteligentes así como los medidores inteligentes

Centro de control

79

que permitirán la comunicación de doble vía entre la empresa eléctrica y el cliente.

La compra de dichos equipos, la realiza el Departamento de Servicios Técnicos de

la Dirección Comercial.

4.3.6.2 Almacenamiento.

Posterior a la aprobación de la licitación pública para la compra de los medidores y

termostatos inteligentes, el Departamento de Servicios Técnicos de la C.N.F.L.

ejecutará la orden de compra a través de la Sección de Proveeduría. Los equipos

deberán ser almacenados en las bodegas del Departamento de Servicios

Técnicos ubicadas en la Uruca. Finalmente, será la Sucursal Escazú la que de

acuerdo a la demanda de los clientes, solicitará a la bodega del Departamento de

Servicios Técnicos, el envío de los medidores y termostatos para su

comercialización. A su vez, la Sucursal Escazú almacenará en sus bodegas los

equipos que seguidamente serán asignados a la cuadrilla especializada para

brindar el servicio en el terreno, según las necesidades de los clientes.

4.3.6.3 Instalación

La instalación del medidor inteligente la realizará la CNFL según solicitud del

cliente y se llevará a cabo de acuerdo a la normativa AR-NTACO (Instalación y

Equipamiento de Acometidas Eléctrica) de la Autoridad Reguladora de los

Servicios Públicos (ARESEP). Por otra parte, la instalación del termostato

inteligente, se efectuará previa autorización del cliente ya que ésta se realiza

dentro del inmueble.

80

4.3.6.4 Mecanismos y Canales de Comercialización.

La comercialización de este servicio durante el primer año, se realizará de forma

personalizada ya que el cliente meta se ubica en la zona de Pozos de Santa Ana;

posteriormente y una vez evaluada esta primera fase se procederá a comercializar

el servicio a través de la Sección Servicios en Línea y en las 5 sucursales de la

CNFL.

Durante la primera fase del proyecto y dado que está se considera como un plan

piloto, la divulgación del servicio se realizará a través de afiches y volantes que

serán confeccionados por la Sección de Publicaciones, los cuales son los

encargados de realizar el diseño y la impresión de los mismos. Para su

comercialización, el proyecto debe ser enfocado desde un punto de vista de

ahorro energético para el cliente y disminución en la facturación mensual.

Internamente en la empresa, la divulgación del proyecto estará a cargo del

Departamento de Servicios Técnicos, los cuales reciben la capacitación por parte

de expertos técnicos en cuanto a la implementación de los termostatos

inteligentes, medidores y software; así como consideraciones necesarias para su

instalación. Finalmente, el Departamento de Servicios Técnicos, realiza una

capacitación al personal técnico y comercial de la Sucursal Escazú, los cuales

tendrán a cargo realizar las visitas al campo para informar al cliente sobre el

proyecto. Al concluir la primera fase, se procederá a capacitar a las sucursales

restantes.

81

4.3.7 Aspectos legales que considera el proyecto

Para la ejecución y operación del proyecto es necesario tomar en cuenta las

siguientes leyes y normativas que rigen a la CNFL.

Cuadro 5 Leyes y normativas

Tipo Número Nombre Vigencia Motivo

Ley

2

Contrato Eléctrico 1/7/1968 Ajustar el servicio público a la

normativa de creación de la

empresa.

Ley

6227

Ley General de la Administración

Pública.

30/4/1998 Ajustar el servicio público a la

normativa vigente en la

administración pública.

Ley

7428

Ley Orgánica de la Contraloría

General de la República

4/11/1994 Ajustar el servicio público a la

normativa vigente en la

administración pública.

Ley

7593

Ley Autoridad Reguladora de los

Servicios Públicos – ARESEP

5/9/1996 Ajustar el servicio público a las

exigencias técnicas de la autoridad

reguladora.

Ley

8660

Ley de Fortalecimiento y

Modernización de las Entidades

Públicas del Sector

Telecomunicaciones

8/8/2008 Ajustar el servicio público tomando

en consideración la nueva ley de

fortalecimiento y modernización.

Reglame

nto

25584 Reglamento para la Regulación del

Uso Racional de la Energía



reguladora.

Normati

va

AR-

DTCON

Norma Técnica de ARESEP sobre el

Uso, Funcionamiento y Control de

Contadores de Energía Eléctrica.



reguladora.

Normati

va

AR-

DTCSE

Norma Técnica sobre Calidad de la

Continuidad de Suministro

Eléctrico



reguladora.

82

Tipo Número Nombre Vigencia Motivo

Normati

va

AR-

NTSDC

Norma Técnica sobre la Prestación

del Servicio de Distribución y

Comercialización.



reguladora.

Normati

va

AR-

NTACO

Norma Técnica de ARESEP sobre

Instalación y Equipamiento de

Acometidas Eléctricas.



reguladora.


4.3.8 Costos

El proyecto piloto requiere la adquisición de los medidores, termostatos

inteligentes, software y capacitación del mismo; para realizar la compra del

equipo necesario del proyecto se requiere una inversión inicial de $16.280.

Cuadro 6 Costos de los equipos

Equipo Proveedor Costo Unitario Cantidad por

adquirir

Costo Total

Medidor

inteligente tipo

Rex2-EA

Elster Electricity $200 20 $4.000

Termostato

Inteligente

Honeywell $350 20 $7.000

Costo de

capacitación

Elster Electricity $3.000 1 $3.000

Costo software Elster Electricity $50 por

medidor

20 $1.000

Fuente: CNFL – Elster Electricity

83

Cuadro 7 Costo de instalación del servicio

Equipo Proveedor Costo Unitario Cantidad por

instalar

Costo Total

Costo de

instalación

CNFL $25 20 $500

Fuente: CNFL – Costeo ABC Sucursal Escazú (Diciembre 2010)

Los costos por instalación de los servicios, se obtienen a través de la tabla de

datos denominada “Costeo ABC”, cuya información es proporcionada por la

Sucursal Escazú. El Costeo ABC, permite llevar un control de los costos en que

incurren las dependencias de la Dirección Comercial, para analizar o distribuir

de una mejor manera los gastos. Dentro de la información adquirida, es posible

determinar el costo de la instalación de un servicio, reconexion, cortas, cambios

de medidor, atención de averías, atención en ventanilla; entre otros.

84

4.4 Evaluación Financiera La evaluación financiera, utiliza los costos de inversión y operación, para

determinar a través del flujo financiero la rentabilidad del proyecto. Asimismo, se

calculan diversos indicadores financieros que permitirán

4.4.1 Objetivos de la evaluación financiera

A través de esta evaluación se pretende estudiar la factibilidad del proyecto, por lo

tanto el objetivo definido para esta etapa es: Definir la rentabilidad del proyecto

desde el punto de vista financiero, analizando los recursos requeridos para el

mismo.

4.4.2 Programa de Inversión

Para cada una de las actividades planteadas en el cronograma, se define el costo

que cada una de estas representa.

Para todas las actividades del proyecto, se definirá al Jefe del Departamento de

Servicios Técnicos como gerente del proyecto, por lo que su salario se verá

influenciado en los costos de las actividades. El salario del Jefe del Departamento

de Servicios Técnicos es de aproximadamente ¢ 3.000.000 al mes, lo que

correspondería ¢100.000 diarios.

La distribución de los demás recursos según su actividad es el siguiente:

o Licitación para adquirir los medidores, termostatos y

software : Esta actividad consiste en realizar el proceso de

adquisición de los equipos, por lo que requiere un total de 47 días

85

hábiles de trabajo, de los cuales se cuenta con la participación

del Jefe del Departamento de Servicios Técnicos, así como el

Jefe del Laboratorio de Medidores de la CNFL, el cual pertenece

al Departamento de Servicios Técnicos. El costo por mes de un

Jefe del Laboratorio de Medidores de la CNFL es de ¢ 2.000.000.

por lo tanto por día corresponde a ¢66.000; para los 47 días

serán en total ¢3.133.302. Adicionalmente se tendrá la

participación de un profesional administrativo 1, que representa

un costo por mes de aproximadamente ¢500.000, lo que

representaría para esos 47 días un monto de ¢783.333.

o Realizar e imprimir afiches y volantes: La sección de

publicaciones es la encargada de realizar el arte de los afiches y

volantes. Se tiene programada que para esta actividad se utilicen

12.6 días. El costo aproximado de los afiches y volantes es de

$350. Se debe contar con un profesional en diseño publicitario

con un costo de ¢ 500.000 mensuales, ¢ 16.666 diarios, en total

serían ¢209.999

o Recibir capacitación por parte del fabricante: El costo de esta

capacitación es de $3000, lo que corresponde aproximadamente

a ¢ 1, 515,000; dicha capacitación incluye material didáctico y

refrigerio. Se capacitarán aproximadamente 10 personas.

o Conexión de medidores y termostatos: Se utilizará para esta

actividad la colaboración del ingeniero de la sucursal, junto con

un técnico de campo. El costo diario de un ingeniero es de ¢

20.000 y el del técnico de campo es de ¢ 16.000.

86

4.4.3 Costos de inversión

El sistema de control de demanda de energía, requiere para su implementación

una serie de equipos capaces de permitir la comunicación bidireccional entre la

empresa y el cliente, logrando así el manejo del aire acondicionado del cliente

para disminuir su consumo en horas pico.

Los rubros de inversión que se deben analizar para el proyecto son:

Cuadro 8 Costos de inversión

Rubro Especificaciones Valor unitario

Cantidades Valor total

Maquinaria y Equipo

Medidores REX2-EA $200 20 $4.000 Termostato inteligente $350 20 $7.000 Software $40 por

medidor 20 $800

Desarrollo de Recursos Humanos

Capacitación del personal sobre la nueva tecnología.

$3.000

1

$3.000

Imprevistos Se calcula como un 10% del costo. $1.480 Total $16.280

Fuente: CNFL – Elster Electricity

4.4.3 Costos de Operación

Los costos de operación, están identificados como aquellos rubros necesarios

para la producción, administrativos y de ventas necesarios para el desarrollo del

proyecto. A continuación se detallan los costos de operación para el proyecto:

Cuadro 9 Costos de operación

Rubro Especificaciones Valor unitario

Cantidades Valor total

Producción Instalación de medidores y termostato 25 20 500 Mantenimiento del equipo 5.75 20 115

Administrativos No se identifican como costos del proyecto ya que forman parte de la operación normal de la CNFL.

N.A.

N.A.

N.A.

Ventas

Preparación de folletos y brochures para entregar a los clientes.

350

350

350

Total $965

Fuente: CNFL – Costeo ABC Sucursal Escazú (Diciembre 2010)

87

Finalmente, los costos totales del proyecto se constituyen a partir de los costos de

inversión y los costos de operación:

Cuadro 10 Costos totales del proyecto

Costos totales del

proyecto =

Costos de inversión + Costos de Operación

$ 17.245 = $16.280 + $965

4.4.4 Ingresos o sostenibilidad del proyecto

El análisis de la sostenibilidad de un proyecto o los ingresos que este genere son

vitales para la toma de decisiones ante una evaluación financiera, sin embargo,

para este tipo de proyectos, los ingresos deben ser analizados desde otro punto

de vista. Uno de los principales fines del proyecto es reducir la demanda de

energía en los clientes residenciales que poseen aires acondicionados; esta

reducción en la demanda de energía es sustituida por la inversión que debería de

realizar la empresa eléctrica para satisfacer las necesidades de los clientes. Es

decir, el proyecto no generará ingresos a la empresa por lo contrario beneficiará a

la CNFL en el ahorro de energía producida.

En el ámbito de eficiencia energética, esto es conocido como negawatt, que es la

unidad con la que medimos el ahorro y la eficiencia energética. Por cada

negawatt producido, la empresa eléctrica se ahorra producir un Kwh generado o

comprado.

Específicamente para este proyecto, se busca aumentar en 1 o 2 grados la

temperatura de los aires acondicionados de los clientes; según información del

Departamento de Eficiencia Energética de la CNFL, por cada grado centígrado

aumentado, el consumo se reduce en promedio en un 2%. Según auditorias

88

energéticas realizadas a clientes, un aire acondicionado centralizado consume de

forma promedio 1817.08 kwh mensuales. Tomando como ejemplo a este cliente,

si se aumenta en 2 grados la temperatura de sus aires se podría lograr una

reducción de 72.68 kwh por mes.

El costo del kwh adquirido al ICE en período punta tiene un costo 46.5 colones,

más 8.03 colones por transmisión; es decir un total de 54.53.

Contabilizando el ahorro de los 72.68 kwh en el cliente mencionado y realizando

un cálculo según el costo del kwh adquirido por el ICE, se tiene que a través de un

proyecto como este, la CNFL se ahorraría por año para un cliente,

aproximadamente 872 kwh es decir $100. Para una población meta del primer

año, para 20 clientes se estima una reducción del 17.443 kwh, es decir $2,000.Por

lo anterior, el proyecto no puede ser considerado como una fuente de ingresos,

por lo contrario permitirá el ahorro de energía para evitar futuros costos en la

generación o adquisición de energía eléctrica.

4.4.5 Flujo de fondos

Al obtener los costos de inversión y operación del proyecto, es fundamental

realizar el análisis del flujo de fondos para determinar la relación beneficio – costo

del proyecto.

Para esto, se tiene que el proyecto se está evaluando por un período de un año ya

que a partir de la experiencia, se planteará una segunda fase.

Durante la primera fase, se contará con 20 clientes, el desglose de desembolso

para el proyecto es:

89

Mes 1: Se deberá asignar presupuesto de aproximadamente $16.280, para

adquirir los medidores y termostatos inteligentes. Asimismo, dentro

del presupuesto indicado, se incluye la capacitación del uso del

equipo, así como el software para su administración.

Mes 2-3: Se realiza el proceso de adquisición de los equipos, a proveedores.

Mes 3: Elaboración de los brochures y folletos sobre el proyecto y la

tecnología a implementar para brindarla al cliente. El costo total de

esta impresión es de $350.

Mes 4: Durante el mes 4, se recibirá la capacitación del equipo por parte del

proveedor, sin embargo el costo de esta capacitación $3000, se

encuentra incluido en los costos de inversión del primer mes.

Mes 4 – Mes 12: A lo largo de estos meses, se llevará a cabo el proceso de

instalación de los equipos de medición y termostatos en las viviendas

de los clientes que deseen participar del plan piloto.

Para el cálculo del flujo de fondo financiero, se utilizará una tasa social de

descuento del 12%; ya que según lo establece la Guía metodológica general para

la identificación, formulación y evaluación de proyectos de inversión pública; el

proyecto no genera ingresos sin embargo si genera beneficios sociales y

ambientales.

90

Cuadro 11 Flujo de fondos financiero (Anual)

Categorías Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8 Mes 9 Mes 10 Mes 11 Mes 12

Costos de inversión

Terrenos

Infraestructura

Maquinaria y Equipo 11,800.00$

Desarrollo de recursos humanos 3,000.00$

Imprevistos 1,480.00$

Costos de operación

Costos de producción 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75

Costos administrativos - - - - - - - - - - -

Costos de ventas 250.00 - - - - - - - - - -

Ingresos del proyecto 0

Flujo neto de efectivo 16,280.00$ 303.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$

TREMA 12%

VAC $16,822.37

CAUE $2,715.75

Flujo de fondo financiero

NOTA: LOS IMPREVISTOS ESTAN CALCULADOS A UN 10% SOB RE EL VALOR TOTAL DE LA INVERSION

Debido a que el proyecto está basado en costos, se determinó calcular el CAUE,

como se puede mostrar conforme aumenta la trema disminuye el Valor Actual de

Costos, pero aumenta el CAUE. Es importante rescatar, que el proyecto presenta

unos costos muy altos debido a la inversión que se debe realizar para la compra

de equipos, por lo tanto durante la primera fase, el ahorro percibido no equivale a

la inversión inicial.

Por otra parte, analizando la tasa de retorno mensual del proyecto, se obtiene una

trema del 1%, por lo que se obtiene un VAC de $ 17,084.78 y un CAUE de

$1517.96.

91

Cuadro 12 Flujo de fondos financiero (Mensual)

Categorías Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8 Mes 9 Mes 10 Mes 11 Mes 12

Costos de inversión

Terrenos

Infraestructura

Maquinaria y Equipo 11,800.00$

Desarrollo de recursos humanos 3,000.00$

Imprevistos 1,480.00$

Costos de operación

Costos de producción 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75 53.75

Costos administrativos - - - - - - - - - - -

Costos de ventas 250.00 - - - - - - - - - -

Ingresos del proyecto 0

Flujo neto de efectivo 16,280.00$ 303.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$ 53.75$

TREMA 1%

VAC $17,084.78

CAUE $1,517.96

Flujo de fondo financiero

NOTA: LOS IMPREVISTOS ESTAN CALCULADOS A UN 10% SOB RE EL VALOR TOTAL DE LA INVERSION

4.4.6 Fuentes de financiamiento

La CNFL, es una entidad regulada por la Autoridad Reguladora de los Servicios

Públicos (ARESEP); dicho ente es el encargado de aprobar, modificar o denegar

los ajustes tarifarios solicitados por la empresa. A través de los ajustes tarifarios, la

CNFL incrementa o disminuye sus ingresos mensuales, lo que permite el

desarrollo de proyectos a lo largo del año.

Para el desarrollo de proyectos, la CNFL puede optar por financiamiento externo o

financiamiento interno, sin embargo, por las características del proyecto planteado,

el financiamiento propuesto será con recursos propios. Por lo anterior, se

propondrá incluir el sistema de manejo de demanda de energía dentro del plan

anual estratégico, de modo que se puedan destinar recursos al proyecto tomando

como plataforma el cumplimiento de los objetivos estratégicos de la CNFL.

92

4.5 Evaluación Económico Social

La evaluación económica social de un proyecto determina el aporte que este

genera al bienestar nacional. Consiste en un análisis para determinar si los

recursos invertidos en el proyecto contribuyen al desarrollo socioeconómico de la

zona o la población meta.

Particularmente, el mecanismo de control de demanda de la energía propuesto,

beneficia de forma indirecta a la sociedad costarricense, permitiendo un manejo

adecuado de la energía en la zona de servida por la CNFL.

Los diferentes hábitos de consumo de los clientes de la CNFL, demandan una

potencia eléctrica durante períodos cortos del día; esto conlleva a un aumento en

la generación o adquisición de energía eléctrica y la aparición de picos de

demanda en la curva de carga de la CNFL.

La curva de carga del sector residencial de la CNFL, demuestra un consumo pico

en diferentes horas del día, específicamente de las 10:00am – 12:30pm y de las

5:30pm a las 8:00pm. Actualmente la CNFL, debe garantizar a sus clientes la

energía a cualquier hora durante el día, inclusive en las horas pico. Según

auditorías energéticas realizadas a clientes de la zona, los aires acondicionados

consumen un promedio de 1817.08 kWh mensuales; implementando el sistema de

control de demanda en los aires acondicionados se percibe un ahorro de 72.68

kwh por mes, lo que corresponde a 872 kwh por año. Para la primera fase del

proyecto, se espera contar con una población meta de 20 clientes, lo cual en

conjunto generaría un ahorro de 17.443 kwh.

Los 17.443 kwh ahorrados a través del sistema reducen la cantidad de energía

que requiere ser generada por plantas térmicas u otro en determinado momento.

93

Por cada kwh generado se emiten 0.00165 toneladas de CO2, por lo tanto con los

17.443 kwh no producidos, el planeta se está beneficiando con una disminución de

28.78 toneladas CO2 al medio ambiente y de igual forma contribuyendo con la

estrategia nacional de cambio climático que persigue alcanzar una Costa Rica

carbono neutral para el 2011. (Estrategia nacional de cambio climático, MINAET).

Desde el punto de vista económico, los 17.443 kwh no producidos, benefician a la

CNFL ya que no debe incurrir en costos de aproximadamente $2000 anuales para

una población de 20 clientes. En el siguiente cuadro, se puede apreciar el ahorro

vrs la pérdida de ingresos que generaría el uso del sistema de control de energía

en una población de 20 y 100 clientes.

Cuadro 13 Ahorro Vrs Pérdida de Ingresos CNFL

Ahorro Vrs Pérdida de

Ingresos

Cantidad de clientes que cuentan con el sistema de cont rol de

demanda

1 cliente 20 clientes 100 clientes

Ahorro en Kwh

(mensual)

72.68 Kwh 1,453.6 Kwh 7,268 Kwh

Ahorro en Kwh (anual) 872.16 Kwh 17,443.2 Kwh 87,216 Kwh

Ahorro en colones para

la CNFL (mensual)

¢ 3,963 ¢79,260 ¢396,300

Ahorro en colones para

la CNFL (anual)

¢47,558 ¢951,120 ¢4,755,800

Pérdidas de ingresos

en colones para la

CNFL (mensual)

¢2,650 ¢53,017 ¢265,000

Pérdidas de ingresos

en colones para la

CNFL (anual)

¢31,808 ¢636,211 ¢3,180,800

Con una población de 20 clientes, la CNFL percibe de forma anual ¢951,120 de

ahorro en las compras de energía que realiza al ICE, por otra parte se evidencian

94

¢636,211 de pérdidas en el ingreso de la empresa, lo que muestra una diferencia

del 66%.

A través de la implementación del mecanismo regulador de temperatura, para una

población de 100 clientes, se espera percibir un ahorro de 87,216 Kwh anuales.

Considerando que la demanda de energía total de la CNFL es de 280,321,102

kWh y la del sector residencial es de 111,088,557 kWh, se percibe que con una

población de 100 clientes solamente se estaría disminuyendo la demanda total en

un 0.031% y la del sector residencial en un 0.078%. (Depto. Consumidores,

archivo Clientes2010 y Consumo2010).

Dado que el proyecto está enfocado al sector residencial, se estima que para

lograr una disminución del 1% de la demanda de energía de este sector, se

requeriría contar con una población de 1.275 clientes, lo que representaría un

ahorro de 1110.885 kWh anuales.

A pesar de que el proyecto no genera ingresos y que sus beneficios económicos

son pocos, el propósito del proyecto es fomentar el ahorro de energía en los

hogares costarricenses, así como propiciar el uso racional de nuestros recursos,

evitar la adquisición de hidrocarburos para generar electricidad y disminuir la

cantidad de CO2 emitidos por el país. El siguiente cuadro muestra la cantidad de

CO2 evitados, al ahorrar una cantidad determinada de kwh generados.

Cuadro 14 Cantidad de toneladas de CO2 no emitidas (mensual - anual)

Cantidad de clientes

Ahorro en Kwh (mensual)

Ahorro en Kwh (anual)

Toneladas de Co2 NO emitidos

(mensual)

Toneladas de Co2 NO

emitidos (anual)

1 cliente 72.68 Kwh 872.16 Kwh 0.119922 1.439064 20 clientes 1,453.6 Kwh 17,443.2 Kwh 2.39844 28.78128 100 clientes 7,268 Kwh 87,216 Kwh 11.9922 143.9064

Adicionalmente se plantean una serie de beneficios indirectos generados por el

95

proyecto como lo son:

� Disminución de costos por demanda y pérdidas eléctricas de

la CNFL.

� Reducción de los picos en la curva de carga en el área

servida por la CNFL.

� Desplazamiento en el tiempo, de inversiones nacionales

requeridas para la atención del crecimiento de la carga.

� Disminución en la contaminación de Dióxido de Carbono.

Controlar la demanda de energía de los clientes, beneficia de igual forma a los

clientes directos, quienes verán reflejado en sus facturas mensuales, una

disminución considerable en el monto a cancelar. Por otra parte, se contribuye a

fomentar en las familias costarricenses el ahorro energético, para contribuir con la

disminución de CO2 evitando el efecto invernadero que conlleva a un cambio

climático como actualmente se está viviendo.

96

CAPITULO V

Conclusiones

• Mediante el estudio de mercado se identifica la población meta para realizar

la primera fase del proyecto, determinando que los clientes que poseen

aires acondicionados centralizados en sus casas y que se encuentran

inscritos en la tarifa residencial horaria, son los principales candidatos para

la implementación del proyecto en sus hogares; dicha población meta está

conformada por 20 clientes.

• La zona de Pozos de Santa Ana por sus características socioeconómicas,

representa un punto estratégico para la ubicación de la primera fase del

proyecto.

• El estudio técnico permite evaluar el equipo a utilizar, el cual debe cumplir

con estándares internacionales como el protocolo Zigbee, así como con lo

establecido por la norma ANSI utilizada por la Autoridad Reguladora de los

Servicios Públicos.

• Realizado el estudio financiero, se determina que el proyecto durante la

fase 1, no genera el ahorro esperado para contrarrestar la inversión

generada para la compra de equipos y software.

• El proyecto propuesto, favorece a la eficiencia energética del país, así como

en la disminución de emisiones de CO2, contribuyendo a la meta planteada

por el país, para lograr la neutralidad en carbono para el año 2021.

97

• Concluida la etapa de preinversión (estudio de mercado, evaluación

técnica, evaluación financiera y socioeconómica) se determina que el

proyecto se puede ejecutar o bien es factible, siempre y cuando se aumente

la población meta del estudio, con el propósito de incrementar el ahorro de

energía esperado.

98

Recomendaciones

• Se recomienda implementar programas de uso racional de energía en los

clientes residenciales, para fomentar el ahorro energético en las familias

costarricenses; es posible incluir dentro del sistema de control de demanda,

equipos como tanques de agua caliente y sistemas de calefacción, lo cual

permitiría un mayor ahorro y aceptación por parte de los clientes. El

desarrollo de estos programas en el sector residencial, contribuye al

cumplimiento de las políticas energéticas del país y del Grupo ICE.

• Desarrollar una estrategia de mercadeo para la implementación de una

segunda fase, considerando la caracterización de los clientes identificada

durante la fase piloto.

99

BIBLIOGRAFIA

1. Rosales Posas, Ramón. La Formulación y Evaluación de Proyectos. San José, C.R.: ICAP, 2008.

2. Nathan Ota. Residential Energy Management for a Carbon-Constrained World: A Disaggregated Thermostat Using Ubiquitous Sensing for Energy Efficiency and Demand Response of Residential Heating and Cooling Systems. USA : VDM Verlag 2008

3. General Electric Company (2010) Smart Grid, Disponible en http://espanol.geappliances.com/enes/home-energy-manager/prepare-for-future.htm Extraído: ( 7:45pm, 5/10/2010)

4. CFE Red Inteligente (2010) Periódico Victoria, Disponible en: http://periodicovictoria.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=7470:prepara-la-cfe-red-inteligente&catid=48:nacional&Itemid=64 Extraído: ( 10:14am, 2/10/2010)

5. El zumbido de las abejas, ZIGBEE (2008) , Disponible en http://www.domodesk.com/content.aspx?co=97&t=21&c=47.Extraído: ( 9:15am, 2/10/2010)

6. El estándar Inalámbrico Zigbee (2007) Universidad Nacional de Trujillo. http://www.seccperu.org/files/ZigBee.pdf Extraído: ( 9:50pm, 17/10/2010)

7. TXU Energy Revela el termostato (2008) TXU energy. http://www.txu.com/es/about/Press_Releases_8614.htm. Extraído ( 6:00pm,8/10/2010)

8. El estándar Zigbee. (2009) http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/206/4/Capitulo%203.pdf Extraído ( 7:00pm,8/10/2010)

100

9. Datos generales Municipalidad de Santa Ana ( 2008) http://www.ticoindex.com/santaana/datos-generales-del-canton-santa-ana.html Extraído ( 4:00pm,5/1/2011)

10. Peakrewards (2010) http://peakrewards.bgesmartenergy.com/frequently-asked-questions. Extraído ( 1:30pm,9/1/2011)

11. Productos marca Elster (2009) http://braulioblanco.squarespace.com/productos/elster/3261073. Extraído (3:00pm,9/1/2011)

12. Estrategia Nacional de Cambio Climático Costa Rica (2009) http://cglobal.imn.ac.cr/Pdf/estrategia/Estrategia%20Nacional%20de%20Cambio%20Clim%C3%A1tico.pdf. Extraído (3:00pm,9/1/2011)

101

ANEXOS

102

Anexo Nº 1 Instrumentos de Investigación

Los instrumentos de investigación son utilizados para identificar las variables de

un proyecto así como para la recolección de datos. Para la investigación

cualitativa que se realizará con este proyecto, se utilizarán diversos instrumentos

que permitirán recaudar información necesaria para cumplir con los objetivos

específicos establecidos previamente.

Para cada objetivo específico, a continuación se identificarán los instrumentos de

investigación a utilizar:

• Objetivo Específico 1 : Identificar los posibles ahorros o beneficios

percibidos por el cliente, al utilizar un sistema de control de energía, a partir

de la experiencia encontrada en otros países.

� Instrumento de Investigación: Se realizará una revisión

documental de los proyectos similares que se han implementado en

los diferentes países del mundo, con el fin de analizar el porcentaje

de ahorro generado con el uso de esta tecnología.

Para determinar las características de los clientes de la zona de

Pozos de Santa Ana, así como la demanda de energía de estos, se

realizará una revisión del perfil histórico de los clientes que posee la

empresa, así como de la información estadística que genera el

Departamento de Consumidores de forma mensual, de enero 2008 a

agosto 2010.

Finalmente, se entrevistará a la jefa de la Sucursal Escazú, para

identificar las principales características de la población meta del

estudio. (Ver Anexo 3)

103

• Objetivo Específico 2: Determinar las características técnicas requeridas

para la implementación de un sistema capaz de controlar la demanda de

energía del sector residencial.

� Instrumento de Investigación: Con el propósito de obtener

información sobre las características técnicas necesarias para

implementar el proyecto en la CNFL, se realizarán consultas técnicas

a los proveedores de estos equipos como lo son Itron, Elster y

Landis + Gyr.

Adicionalmente se realizará una revisión a la normativa de tecnología

aplicada para equipos de medición y control de demanda, con el fin

de determinar si existe algún requerimiento de norma que pueda

afectar o influir en el desarrollo del proyecto.

Por otra parte, se realizará una entrevista al Jefe del Laboratorio de

Medidores, con el propósito de determinar si los equipos de medición

con que cuenta actualmente la CNFL se acoplarían junto con el

sistema de control del termostato inteligente o bien si se requiere

comprar medidores de energía que presenten esta particularidad.

(Ver Anexo 4)

De igual forma, se entrevistará al funcionario Randall Arce de la

ARESEP, integrante de la comisión encargada de autorizar el uso de

ciertos medidores de energía en el país; a través de esta entrevista

se logrará visualizar la posición de esta entidad ante la

implementación de un plan piloto en la CNFL (Ver Anexo 5).

104

• Objetivo Específico 3: Definir la rentabilidad del proyecto desde el punto

de vista financiero, analizando los recursos requeridos para el mismo.

� Instrumento de Investigación: Para identificar los recursos

necesarios y obtener la rentabilidad del proyecto, se realizará un

análisis documental de los costos que actualmente se presentan en

la CNFL, así como de otros informes con que cuenta la Dirección

Comercial para poder establecer los parámetros necesarios para el

desarrollo del proyecto.

• Objetivo Específico 4: Establecer los beneficios sociales que brindará el

proyecto con respecto al uso eficiente de la energía.

� Instrumento de Investigación: Se recurrirá a la investigación

bibliográfica del tema, a través de revistas, libros y páginas en

internet para determinar los beneficios sociales que pueda generar el

proyecto, desde un punto de vista de eficiencia energética. Asimismo

se realizará un análisis documental de la información obtenida.

105

Anexo Nº 2 Organigrama CNFL 2009

106

Anexo Nº 3 Entrevista Jefatura Sucursal Escazú

Compañía Nacional de Fuerza y Luz


Objetivo de la Entrevista: Identificar las principales características tanto energéticas como sociales de la población de Pozos de Santa Ana, con el propósito de visualizar de forma general el comportamiento de esta población y su posible participación en un plan piloto.

Personal a entrevistar: Jefatura Sucursal Escazú Fecha: _______

Nombre: _________________________ Firma: ___________________

Preguntas:

1. ¿La población de Pozos de Santa Ana, puede ser considerada como de

clase alta, media alta, media, media baja, baja? Explique porque lo

considera así.

2. ¿Solicitan los clientes de esta zona la realización de estudios energéticos

en sus residencias? SI NO

En caso de ser afirmativo explicar la frecuencia de estas solicitudes.

3. ¿Cree usted que los clientes de Pozos de Santa Ana, estarían dispuestos a

participar de un plan piloto para controlar la demanda de energía de sus

aires acondicionados?

4. ¿Cuánta cantidad de clientes de Pozos de Santa Ana, se encuentran

actualmente inscritos en la Tarifa Residencial Horaria?

5. ¿Cuál es el consumo promedio de energía de los clientes de esta zona?

6. ¿Estaría usted de acuerdo en que la Sucursal Escazú, sea parte un plan

piloto a futuro? ¿Que beneficio / desventaja generaría a la Sucursal?

Muchas Gracias

107

Anexo Nº 4 Entrevista Jefatura Laboratorio Medidore s



Objetivo de la Entrevista: Determinar si los equipos de medición con que cuenta actualmente la CNFL se acoplarían junto con el sistema de control del termostato inteligente o bien si se requiere comprar medidores de energía que presenten esta particularidad.

Personal a entrevistar: Jefatura Sec. Laboratorio Medidores Fecha: _______

Nombre: _________________________ Firma: ___________________

Preguntas:

1. ¿Cuenta actualmente la CNFL con medidores capaces de comunicarse a través del protocolo Zigbee? En caso de ser negativa la respuesta, indicar que hace falta para que estos medidores puedan comunicarse con los dispositivos a través de Zigbee.

2. ¿Cree usted que la CNFL invierta en sistemas de medición que permitan la comunicación Zigbee, en los próximos años?

3. ¿Tiene la CNFL algún plan para la implementación de la red inteligente a nivel comercial?

4. ¿Qué beneficios le brinda la red inteligente a la CNFL?

5. ¿Cree usted que sea posible la implementación de un sistema de control de demanda en la CNFL?

6. ¿Conoce usted alguna empresa o proveedores que hayan implementado el uso de termostatos inteligentes en residencias para el control de demanda? De ser afirmativo puede comentar las experiencias encontradas.

Muchas Gracias

108

Anexo Nº 5 Entrevista Funcionario ARESEP



Objetivo de la Entrevista : Visualizar la posición de la ARESEP ante la

implementación de un sistema de control de energía mediante el uso de un

mecanismo regulador de temperatura en los aires acondicionados en la CNFL.

Personal a entrevistar: Funcionario ARESEP Fecha: _______

Nombre: _________________________ Firma: ___________________

Preguntas:

1. ¿Qué entiende usted por redes inteligentes?

2. ¿Conoce usted sobre el protocolo Zigbee?

3. ¿Existe algún medidor inscrito en la ARESEP que cuente con la aplicación

Zigbee? En caso de afirmativo cuales medidores lo tienen.

4. ¿Conoce usted alguna empresa o proveedores que hayan implementado el

uso de termostatos inteligentes en residencias para el control de demanda?

De ser afirmativo puede comentar las experiencias encontradas.

5. ¿Cree usted que una empresa eléctrica en Costa Rica pueda implementar

un plan piloto con esta tecnología? ¿Se lo permite la normativa técnica?

6. ¿Puede una empresa eléctrica, aplicar un crédito en la factura del cliente, a

cambio de que este le permita controlar su demanda de energía?

7. En caso de implementar este sistema de control en la CNFL, ¿se requiere

su previa aprobación por parte de la ARESEP?

Muchas gracias

tesis - adriana porras - icap

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