Evaluación de la integración de energía solar fotovoltaica en sistemas de captación de material particulado aplicados en molinos de cemento como estrategia de sostenibilidad y descarbonización industrial

Abstract

Este Trabajo de Fin de Máster presenta la viabilidad técnica, ambiental y económica de integrar un sistema de energía solar fotovoltaica (SFV) para suministrar la energía que demandan los colectores de polvo y electrofiltros de la sección de molienda de cementos de una planta ubicada en la zona central de Honduras. Dicho trabajo se fundamente en datos operativos reales del periodo 2023-2024, simulaciones realizadas en PVSyst v8.0.7, análisis financiero desarrollado y validación de cumplimiento de la normativa aplicable (acuerdo Ejecutivo 1566-2010). Se propone un parque fotovoltaico de 2.53 MWp (5760 módulos de 440 Wp, cuatro inversores de 630 kW) dimensionado para cubrir la demanda anual de los equipos de filtración. Las simulaciones arrojan un Performance Ratio (PR) de 80.68% y una producción anual neta de 3,637.8 MWh, lo cual cubre el total del consumo estimado de los equipos instalados. El análisis económico fue realizado con la tarifa actual (evitada) de USD $0.12/kWh, se considera que se necesita un CapEx de USD $3,392,365.13 Los cálculos arrojan un Valor Neto Actual (VAN) positivo de USD $ 1,518,594.00 una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 47.46% y un periodo de recuperación (Payback) de 4 años, evidenciando la rentabilidad del proyecto en las condiciones planteadas. Por su lado el análisis de sensibilidad confirma robustez ante las variaciones de tarifas proyectadas. En lo referente a la perspectiva ambiental, la implementación del sistema SFV permitirá evitar 1900t CO2 /año dando un equivalente de 47,000t CO2 en 25 años, contribuyendo de forma positiva a la reducción de carbono de la planta, cumplimiento de normativa nacional y aportando a las metas del sector y de pais. También la optimización de los ciclos de limpieza de los filtros y valorización del polvo recogido permitiría reducir el contenido de clinker hasta en un 3.5% proporcionando un ahorro de USD $1,008,000.00 por reemplazar 21,000 t/año de clinker, ampliando los beneficios económicos de la propuesta y aportando en los objetivos de sostenibilidad de la compañía. Se concluye que la solución propuesta es técnica, económica y ambientalmente viable y se considera que es replicable para procesos de molienda de materiales con perfiles similares, constituyendo una alternativa relevante para la industria cementera y muestra cómo es posible avanzar en la ruta de la descarbonización aprovechando el contexto de un atractivo recurso solar disponible.