Diseño, Planificación, Implementación y Legalización de Sistema Solar Fotovoltaico de 9.36 kWp en la finca el Mirador en Lebrija-Santander 2025-2026

Abstract

El presente trabajo documenta el diseño integral, implementación física completa y legalización formal de un sistema solar fotovoltaico de 9.36 kWp (potencia instalada en DC) en la Finca El Mirador, ubicada en la vereda San Nicolás Alto del municipio de Lebrija, departamento de Santander, Colombia. El proyecto responde a la necesidad apremiante de reducir la dependencia energética de fuentes convencionales y disminuir los costos operativos en contextos rurales, aprovechando estratégicamente el potencial solar regional disponible. Se realizó el dimensionamiento técnico completo del sistema considerando rigurosamente condiciones locales de irradiación solar (4.8 kWh/m²/día promedio anual medido en sitio, equivalente a 1,867.3 kWh/m²/año sobre el plano de los módulos según simulación PVsyst), patrones específicos de consumo energético histórico y requisitos normativos colombianos vigentes establecidos por RETIE y resoluciones CREG aplicables. El sistema implementado está compuesto por 16 módulos fotovoltaicos LESSO de 585W con tecnología N-TOPCon bifacial, conectados a un inversor híbrido Huawei SUN2000-10K-LC0 de 10 kW nominal, debido a restricciones de capacidad del transformador de distribución de zona, la Electrificadora de Santander (ESSA) estableció un límite de inyección a red de 7.5 kW, por lo cual el inversor fue configurado para operar con esta restricción. (Esta limitación afecta significativamente la producción energética anual estimada en 13,964 kWh/año), sistemas integrales de protección AC/DC según NTC 2050 y medición bidireccional certificada. Se ejecutó exitosamente el proceso completo de legalización ante ESSA cumpliendo exhaustivamente con certificación RETIE emitida por organismo acreditado ONAC, Resolución CREG 174 de 2021 para autogeneradores a pequeña escala y normativas técnicas NTC 2050 y NTC 5001. La simulación profesional realizada con PVsyst V8.0.19 valida una producción energética anual de 13,964 kWh con un Performance Ratio de 79.89%, superior a los valores estimados mediante cálculo manual simplificado. Esta generación cubre ampliamente el consumo promedio mas bajo de la vivienda de 7,380 kWh/año, generando excedentes significativos para inyección a la red eléctrica de ESSA bajo el esquema de la Resolución CREG 174/2021. A tarifa actual ESSA de $900/kWh para la zona rural, el sistema genera un ahorro anual neto de $8,442,430 COP considerando autoconsumo directo valorado en $4,929,300, créditos por inyección de excedentes de $5,425,830 (90% del valor por cargos de distribución) y costo residual de red de $1,712,700. El análisis económico establece un período de retorno de inversión de 2.4 años (considerando inversión ejecutada de $23,041,195 COP). De esta manera se logra establecer un modelo técnico replicable documentado que contribuye efectivamente a la transición energética regional y demuestra de manera empírica la viabilidad técnica, económica y ambiental de sistemas fotovoltaicos residenciales en zonas rurales del departamento de Santander.