Simulación dinámica y optimización heurística de un sistema fotovoltaico con seguimiento solar para la reducción del consumo eléctrico en una institución universitaria de Cartagena, Colombia
DOI:
https://doi.org/10.70554/OBJK2026.v02n02.06Palabras clave:
Energía solar fotovoltaica, Seguimiento solar, Optimización heurística, Algoritmo genético, Consumo eléctrico universitario, Campus sostenibleResumen
El presente trabajo propone una metodología de simulación dinámica y optimización heurística para evaluar la incorporación de sistemas fotovoltaicos con seguimiento solar en una institución universitaria ubicada en Cartagena de Indias, Colombia. La línea base energética se construyó a partir de un recibo real de energía eléctrica, con un consumo mensual de 22.880 kWh y un costo total de 17.470.020 COP. Debido a que en esta etapa preliminar solo se dispone de un recibo institucional, se generó una serie anual estimada de consumo mediante factores mensuales de variación asociados a la dinámica académica. La radiación solar y la temperatura ambiente diaria fueron obtenidas de la base NASA POWER para las coordenadas de Cartagena. Se simularon tres configuraciones: sistema fotovoltaico fijo, sistema con seguidor solar de un eje y sistema con seguidor solar de dos ejes. El modelo incorporó corrección térmica de la temperatura de celda, performance ratio dinámico, factores de seguimiento, ahorro económico y reducción de emisiones de CO2. Adicionalmente, se aplicó un algoritmo genético para estimar la potencia instalada requerida bajo un objetivo de cobertura energética. Los resultados muestran que un sistema de 100 kWp con seguimiento de dos ejes podría cubrir aproximadamente el 58,53 % de la demanda anual estimada, mientras que la optimización heurística identificó una potencia de 85,43 kWp para cubrir el 50 % de la demanda. Estos resultados sugieren que los sistemas fotovoltaicos con seguimiento solar pueden constituir una alternativa viable para mejorar la sostenibilidad energética en campus universitarios tropicales.
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