Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0264  
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS  
FOTOVOLTAICOS EN LA COMUNIDAD DE SAN JOSÉ CAYAPA  
FEASIBILITY ANALYSIS OF THE IMPLEMENTATION OF PHOTOVOLTAIC  
SYSTEMS IN THE COMMUNITY OF SAN JOSÉ CAYAPA  
1
2
Nazareno-Caicedo Kleber Gerardo ; Rodríguez-Borges Ciaddy Gina  
1
Facultad de Posgrado de la Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.  
Correo: knazareno0192@utm.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0009-0003-6036-6776  
2
Facultad de Posgrado de la Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.  
Correo: ciaddy.rodriguez@utm.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1097-4194  
Resumen  
La creciente demanda de energía, sumada a los desafíos ambientales y económicos actuales,  
ha impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles y económicas para la generación de  
electricidad. En este contexto, los sistemas fotovoltaicos representan una solución eficiente para  
las comunidades rurales, donde el acceso a la energía convencional es limitado, situada en la  
región costera de Ecuador. El presente estudio analiza la factibilidad de implementar sistemas  
fotovoltaicos en la comunidad de San José de Cayapas, ubicada dentro del área de influencia  
del alimentador Borbón 1, el cual abastece San José de Cayapas, con una demanda máxima  
registrada de 1,2 MW, se identificó la necesidad de evaluar el impacto de la generación  
distribuida sobre la red eléctrica local. Para ello, se emplearon herramientas especializadas como  
HOMER y DIgSILENT PowerFactory, con el fin de modelar la integración de energía solar y  
realizar un análisis detallado del flujo de potencia. Los resultados revelan que, sin generación  
fotovoltaica, la red presenta una demanda de potencia activa de 340 kW y una reactiva de 270  
kVAR, mientras que con la implementación del sistema fotovoltaico, dichas demandas se  
reducen a 237,52 kW y 183,26 kVAR respectivamente. Esta disminución del 23,66% en la carga  
de la red representa una mejora significativa en términos de eficiencia energética, estabilidad del  
sistema y reducción de pérdidas.  
Palabras clave: Energía fotovoltaica, análisis de factibilidad, comunidad San José Cayapa,  
energía renovable, sostenibilidad.  
Abstract  
The growing demand for energy, coupled with current environmental and economic challenges,  
has prompted the search for sustainable and economical alternatives for electricity generation. In  
this context, photovoltaic systems represent an efficient solution for rural communities, where  
access to conventional energy is limited, located in the coastal region of Ecuador. This study  
analyzes the feasibility of implementing photovoltaic systems in the community of San José de  
Cayapas, located within the area of influence of the Borbón 1 feeder, which supplies several  
communities San José de Cayapas. With a maximum registered demand of 1.2 MW, the need to  
evaluate the impact of distributed generation on the local power grid was identified. Specialized  
tools such as HOMER and DIgSILENT PowerFactory were used to model the integration of solar  
energy and perform a detailed power flow analysis. The results reveal that, without PV generation,  
the grid presents an active power demand of 340 kW and a reactive power demand of 270 kVAR,  
while with the implementation of the PV system, these demands are reduced to 237.52 kW and  
1
83.26 kVAR respectively. This 23.66% decrease in network load represents a significant  
improvement in terms of energy efficiency, system stability and loss reduction.  
Keywords: Photovoltaic energy, feasibility analysis, San José Cayapa community, renewable  
energy, sustainability.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 15 de febrero de 2025.  
Fecha de aceptación: 17 de abril de 2025.  
Fecha de publicación: 10 de mayo de 2025.  
664  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
1
. Introducción  
2020). La implementación de estos  
sistemas puede permitir mejorar la  
estabilidad de las redes eléctricas  
En la actualidad, el mundo enfrenta  
problemas relacionados con el  
cambio climático y el agotamiento de  
recursos naturales que permiten la  
generación de energía eléctrica  
mediante el empleo de fuentes las  
energía no renovables (Yudha et al.,  
(
Mahendravarman et al., 2022)  
López & Vega, 2021).  
(
La demanda de energía y los  
problemas de dependencia de  
fuentes tradicionales han impulsado  
la búsqueda de alternativas más  
2
018)(Gonnet et al., 2021). Debido a  
lo antes expuesto, es necesario  
incorporar fuentes de energía  
sostenibles  
y
accesibles. Los  
sistemas fotovoltaicos son viables  
para suplir de energía eléctrica,  
fundamentalmente en los casos en lo  
cual la comunidad se encuentra muy  
alejada de la red convencional, como  
es el caso de las comunidades  
rurales (De La Cruz & Avila, 2022).  
sostenibles (Alipour et al., 2021), que  
permitan suplir zonas geográficas  
carente de este servicio y de mitigar  
la creciente demanda de energía  
eléctrica. Siendo una opción factible  
la incorporación de sistemas  
fotovoltaicos (FV), que permiten  
generar electricidad mediante el  
aprovechamiento de la energía solar  
Existen comunidades en todo el  
mundo, que cuenta con acceso al  
servicio eléctrico convencional, pero  
tiene problema con la calidad de la  
energía recibida, como es el caso de  
la comunidad de San José de  
Cayapa, la cual además dispone de  
un alto potencial de irradiación solar  
por su ubicación geográfica en la  
(Grijalva & Vélez, 2020; (Figueroa  
Guerra et al., 2022).  
La energía solar proporcionada por  
los FV, ayuda a reducir las emisiones  
de gases de efecto invernadero y es  
una alternativa rentable  
a
los  
región costera del Ecuador.  
La  
combustibles fósiles. Los avances  
tecnológicos han reducido los costos  
región, donde se ubica esta  
comunidad presenta un acceso  
limitado a infraestructura energética,  
pudiendo ser beneficiada con la  
de estas  
instalaciones y su  
aumentando el  
mantenimiento,  
interés en este tipo de energía tanto  
en el sector residencial como en el  
industrial (Otacoma & Quinatoa,  
implementación  
de  
sistemas  
fotovoltaicos ( Banda, 2017 ; Alipour  
665  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
et al., 2021). Para ello estos  
sistemas, deben ser estimados de  
Esta investigación persigue efectuar  
un análisis de factibilidad para la  
implementación de sistemas  
acuerdo  
a
las necesidades  
la población,  
energéticas  
de  
fotovoltaicos en la comunidad de  
San José de Cayapa, considerando  
los beneficios potenciales para la  
estabilización de la red eléctrica,  
considerando la viabilidad técnica y  
económica la propuesta en función  
de la mejora de calidad la calidad de  
energía que ´pueda ofrecerse a los  
habitantes.  
valorando en función de los costos y  
su posibilidad de contribuir a la  
estabilización de la red eléctrica,  
mejorando su fiabilidad y reduciendo  
la vulnerabilidad ante interrupciones  
en el servicio (Chand et al., 2021;  
Kalair et al., 2020).  
El éxito de este tipo de proyectos, se  
fundamenta en considerar un  
enfoque integral que combine el uso  
de tecnologías avanzadas, con el  
2. Metodología  
La investigación se lleva a cabo a  
través de un enfoque mixto, que  
incluye la recolección de datos  
aporte  
gobierno,  
instituciones académicas  
comunidad local),  
de diversos actores  
empresas privadas,  
la  
políticas  
(
y
cuantitativos  
y
cualitativos. Se  
y
realizan encuestas a los residentes  
de la comunidad para obtener  
información sobre sus necesidades  
energéticas, el uso actual de la  
gubernamentales que favorezcan la  
implementación y el desarrollo de  
energías  
renovables  
(Valdés-  
González et al., 2020)(Encalada &  
Sancho, 2022). Además se debe  
realizar un diagnóstico detallado de  
las necesidades energéticas locales,  
el dimensionamiento adecuado de  
los sistemas fotovoltaicos, dotando  
de capacitación continua a la  
comunidad para asegurar una  
gestión eficiente y sostenible de la  
energía (Colmenar-Santos et al.,  
electricidad  
respecto  
y
sus expectativas  
los sistemas  
a
fotovoltaicos. Además, se realiza un  
análisis técnico de la radiación solar  
en la zona y se evalúan las posibles  
configuraciones sistemas  
de  
fotovoltaicos mediante simulaciones  
computacionales  
para  
la  
estabilización de la red.  
2020) (Mulenga et al., 2023).  
666  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
Para la evaluación económica, se  
lleva a cabo un análisis de costos,  
que incluye la instalación, operación  
y mantenimiento de los sistemas  
potencia en cada barra del sistema  
eléctrico que alimenta el área de  
estudio. Este software ofrece un  
conjunto completo de funciones para  
estudiar grandes sistemas de  
energía interconectados y abordar  
estas necesidades emergentes. Sus  
algoritmos de modelados rápidos y  
fotovoltaicos,  
empleando  
herramientas de estimación  
y
simulación como el software Homer  
Pro. También se consideraron los  
beneficios a largo plazo, como la  
reducción de la dependencia de  
fuentes de energía no renovables y  
la disminución de costos operativos.  
robustos se pueden aplicar  
a
cualquier topología de red de CA o  
CC y admiten la simulación de  
nuevas tecnologías. Es esencial  
llevar a cabo un análisis de flujo de  
potencia, para detectar posibles  
sobrecargas al conectar generación  
distribuida fotovoltaica a la red  
eléctrica. Este cálculo permitirá  
identificar cambios en los flujos de  
potencia, mejoras en el perfil de  
voltaje y pérdidas de potencia en la  
red.  
Empleo del Software HOMER PRO  
El HOMER Pro es un software para  
micro redes, y HOMER Energy  
permite para optimizar su diseño en  
diversas áreas, incluida la energía  
comunitaria en San José Cayapa,  
provincia de Esmeraldas. Este  
sistema se puede mejorar y distribuir  
mediante HOMER Energy. HOMER  
Método de estimación de la  
irradiación Solar  
(Modelo de Optimización Híbrida  
para Múltiples Recursos  
Energéticos) incluye 3 herramientas  
de control en un solo software,  
integrando la producción y la parte  
financiera.  
La irradiación solar media mensual  
varía entre 3. 690 kWh/m^2/día y 4.  
350 kWh/m^2/día, con una media  
anual de 3. 96 kWh/m^2/día en el  
Ecuador. La irradiación horizontal  
global es mayor en febrero, abril,  
Software  
Factory  
DIgSILENT  
Power  
julio,  
septiembre  
y
octubre,  
alcanzando su máximo en abril,  
mientras que agosto tiene el valor  
más bajo. San José Cayapa se  
Mediante el software DIgSILENT  
Power Factory, se calculó el flujo de  
667  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
encuentra en una zona donde la  
irradiancia solar es óptima para el  
uso de sistemas fotovoltaicos. Esto  
implica que la comunidad recibe  
suficiente luz solar durante el año, lo  
que maximiza el rendimiento de los  
paneles solares, sus coordenadas  
geográficas son 0°54.9' N, 78°56.8'  
La cercanía al ecuador y el clima  
tropical de la región favorecen la  
estabilidad y eficiencia de los  
sistemas fotovoltaicos, ya que las  
temperaturas y las condiciones  
climáticas suelen ser adecuadas  
para mantener el rendimiento  
constante de los paneles. Como  
podemos ver en la figura 1.  
W y su  
ubicación precisa es  
W373+XM San José de Cayapas,  
Ecuador.  
Figura 1. La Irradiación Solar Global Horizontal Media Mensual.  
Fuente: Elaborado con Homer (2025).  
Se analizaron los Factores analizado  
Desarrollo  
de  
energías  
como favorables para la instalación  
de SF  
renovables: La energía solar  
diversificaría las fuentes de energía,  
mejoraría el acceso a electricidad y  
contribuiría al desarrollo sostenible,  
La radiación solar adecuada: San  
José Cayapa tiene una buena  
irradiancia solar, ideal para sistemas  
fotovoltaicos, lo que asegura buen  
rendimiento de los paneles.  
utilizando  
recursos  
responsablemente.  
Coordenadas geográficas: 0°54.9'  
N, 78°56.8' W  
Geografía y clima: La cercanía al  
ecuador y el clima tropical son  
favorables para la eficiencia de los  
sistemas solares.  
Ubicación precisa: W373+XM San  
José de Cayapas, Ecuador.  
668  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
2
.1  
Definición del modelo de  
kWh por vivienda, lo cual permite  
inferir un consumo promedio diario  
de aproximadamente 19.8 kWh/día  
por vivienda.  
carga y consumo de energía  
Para llevar a cabo el análisis de  
factibilidad  
de  
un  
sistema  
fotovoltaico en la comunidad de San  
José Cayapa, se siguieron los varios  
pasos clave. Se siguieron los pasos  
para el análisis de flujo de potencia y  
evaluar la viabilidad técnica y  
económica de la instalación. El  
primer paso fue modelar la carga que  
alimentará el sistema fotovoltaico y  
la red eléctrica, con un consumo  
promedio de cada vivienda de 594  
Multiplicando este valor diario por el  
número total de viviendas que son 5,  
se obtiene una carga diaria total  
estimada de 136.41 kWh/día para las  
5 viviendas de la comunidad. Esta  
estimación representa la base sobre  
la cual se dimensiona el sistema  
fotovoltaico.  
Datos de carga:  
kWh/mes,  
equivalentes  
a
•
•
•
Carga diaria: 136.41 kWh/día.  
Número de viviendas: 5.  
aproximadamente 136.41 kWh/día  
todas las viviendas de la selección  
considerada.  
Datos de  
de  
consumo  
electricidad de enero a agosto de  
2
024, con un valor promedio de  
94 kWh/mes.  
Para estimar el consumo eléctrico de  
las viviendas en la comunidad de  
San José Cayapa, se utilizaron datos  
históricos de consumo registrados  
entre enero y agosto de 2024. Según  
estos registros, se determinó un  
consumo promedio mensual de 594  
5
•
El sistema fotovoltaico cubrirá  
una parte del consumo de las  
viviendas, el resto será  
y
alimentado por la red eléctrica.  
Tabla 1. Consumo Eléctrico de la comunidad de San José De Cayapas considerando  
CONSUMO  
ELECTRICO  
ENERO  
kWh)  
FEBRERO  
(kWh)  
MARZO  
(kWh)  
ABRIL  
(kWh)  
MAYO  
(kWh)  
JUNIO  
(kWh)  
DE LAS  
VIVIENDAS  
AÑO 2024  
Casa 1  
Casa 2  
Casa 3  
Casa 4  
Casa 5  
TOTAL  
(
96,27  
97,39  
100,96  
86,89  
135,25  
478,00  
106,00  
110,76  
114,95  
118,59  
105,40  
553,00  
111,14  
107,26  
115,88  
108,27  
98,81  
120,96  
548,00  
110,24  
111,00  
100,25  
96,00  
119,95  
101,94  
527,00  
105,83  
103,90  
96,63  
99,71  
108,78  
119,64  
525,00  
102,255  
121,02  
157,28  
137,25  
145,10  
121,40  
594,00  
136,41  
103,35  
Fuente: Elaborado por el Autor  
669  
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Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
costos excesivos  
o
cortes de  
2.2  
Estimación de la Carga  
energía. El consumo máximo ocurre  
de febrero a agosto, especialmente  
por el riego. El modelo HOMER Pro  
muestra una demanda promedio de  
La carga eléctrica es la cantidad de  
energía que los proveedores deben  
extraer del sistema. Para estimar la  
carga es crucial para diseñar un  
sistema eléctrico adecuado y evitar  
136,41 kWh con variaciones diarias  
y horarias.  
Figura 2. Perfil de Carga Horaria por HOMER Pro.  
Fuente: Elaborado con Homer (2025).  
continuación, en la tabla 1 se puede  
Dado que el sistema fotovoltaico no  
está diseñado para cubrir el 100%  
del consumo, se plantea una  
solución híbrida: una parte del  
consumo será abastecida mediante  
energía solar y el resto mediante la  
red eléctrica existente. Este enfoque  
permite reducir significativamente el  
consumo de energía proveniente de  
la red, disminuyendo así los costos  
operativos para los habitantes y  
promoviendo una fuente de energía  
observar el consumo eléctrico de la  
comunidad.  
2.2.1 Modelado de la Red de  
Distribución Eléctrica  
Para analizar la viabilidad técnica de  
implementar sistemas fotovoltaicos  
conectados a la red en la comunidad  
de San José de Cayapas, se  
desarrolló un modelo detallado del  
sistema eléctrico que alimenta el  
área de estudio utilizando el software  
más sostenible  
y
limpia.  
A
670  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
DIgSILENT PowerFactory. Este  
modelado incluyó los siguientes  
componentes y etapas:  
críticos, como intersecciones,  
cargas significativas y posibles  
puntos de conexión fotovoltaica.  
Levantamiento de la información  
del sistema existente  
Cálculo de flujo de potencia sin  
generación distribuida  
Se partió de la información operativa  
del alimentador Borbón 1, el cual  
Se realizó un estudio de flujo de  
potencia  
para  
establecer  
las  
suministra energía  
a
diversas  
condiciones base del sistema, tal  
como se presenta a la Figura 3. Los  
resultados mostraron:  
comunidades de la Parroquia San  
José de Cayapas, incluyendo a San  
José de Cayapas, San Antonio y Luz  
del Carmen. La demanda máxima  
registrada de este alimentador es de  
•
•
Potencia activa total: 0,34 MW  
Potencia reactiva total: 0,27  
MVAR  
1,2 MW.  
•
•
Perfil de tensiones en cada barra  
de la red.  
Modelado de la red eléctrica  
Identificación de posibles puntos  
de sobrecarga o caídas de  
tensión.  
El diseño del sistema eléctrico en  
DIgSILENT consideró:  
•
•
La subestación Borbón como  
punto de suministro principal.  
Representación del alimentador  
Borbón 1, incluyendo longitudes  
de  
líneas,  
secciones  
transversales, niveles de tensión  
y elementos de protección.  
•
•
Carga  
distribuida  
en  
las  
diferentes  
comunidades  
abastecidas, con énfasis en la  
comunidad de San José de  
Cayapas.  
Ubicación estratégica de barras  
eléctricas (nodos) en puntos  
671  
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Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
Figura 2. Modelo de sistema eléctrico del Comunidad de San José Cayapa.  
Fuente: Elaborado con DIgSILENT Power Factory (2025).  
Parroquia San José de Cayapas, y la  
A partir de la información de  
comunidad del mismo nombre, Luz  
generación  
energética  
de  
la  
del Carmen, entre otros. La  
demanda máxima de este  
alimentador es de 1,2MW. Ver tabla  
subestación Borbón, se obtuvieron  
los valores que se reflejan en la tabla  
2. El alimentador Borbón 1 garantiza  
2.  
la energía eléctrica de los recintos y  
comunidades:  
San  
Antonio,  
Tabla 2. Característica del transformador de la subestación  
Factor  
Demand  
a máx.  
Voltaje  
[MVA  
] OA  
[MVA]  
FOA  
de  
Potenci  
a
Cargabilida Cargabilida  
Transformador  
(
kV)  
d OA %  
d FOA %  
(MW)  
BORBON 1  
69  
12  
16  
1,2  
0,97  
83,42%  
74,74%  
DIgSILENT Power Factory, se  
calculó el flujo de potencia en cada  
barra del sistema eléctrico que  
alimenta el área de estudio. Los  
resultados iniciales, sin generación  
distribuida, una activa de 0. 34 MW y  
una reactiva de 0. 27 MVAR, como  
se muestra en la tabla 3.  
Se llevo a cabo un análisis de flujo de  
potencia para detectar posibles  
sobrecargas al conectar generación  
distribuida fotovoltaica a la red  
eléctrica. Este cálculo permitirá  
identificar cambios en los flujos de  
potencia y pérdidas de potencia en la  
red.  
Mediante  
el  
software  
672  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
Tabla 3. Flujo de Potencia de la Red sin  
responde a la mejora configuración  
encontrada, tal como se presenta en  
n la Figura 4.  
Generación Distribuida  
Nodos  
Activa  
MW)  
0.34  
Reactiva  
(MVAR)  
0.27  
(
3
6
Características del sistema:  
3
. Resultados y discusión  
.1 Resultados del Software  
•
Capacidad de generación  
solar: 5 kW por vivienda, con 4  
paneles solares de 250 W cada  
uno por hogar.  
3
Homer  
Según los resultados aportados por  
software del HOMER, la mejor  
configuración es FV-Red-Batería-  
Convertidor, con 5 kW en el sistema  
FV, 90% de rendimiento de carga y  
descarga de la batería, 1. 75 kW en  
el convertidor y carga cíclica., con un  
•
Convertidores: Convertidores  
de 3,61 kW por vivienda.  
Baterías: 200 Ah  
•
•
Demanda proyectada: 136,41  
kWh/día y potencia pico de 43,50  
kW.  
•
Radiación solar anual: 3,96  
kWh/m²/día.  
23. 9% de integración de energías  
renovables. Dicha estimación  
Figura 3. Producción Optimizada para el Sistema en Red.  
mientras que el 85.2% restante es  
3.2  
Producción de Electricidad  
suministrado por la red eléctrica  
convencional.  
la generación total de electricidad del  
sistema fotovoltaico solar propuesto  
para la comunidad de San José  
Cayapa, se basa en un modelo  
híbrido conectado a la red eléctrica.  
En este sistema, el 14.8% de la  
energía eléctrica total consumida  
proviene de fuentes fotovoltaicas,  
A pesar de esta distribución, el  
sistema presenta un excedente de  
generación del 0.282%, lo que indica  
que, en ciertos momentos del año, la  
energía producida por los paneles  
solares  
supera  
el  
consumo  
673  
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Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
inmediato,  
permitiendo  
muestra la generación media  
mensual y anual.  
potencialmente su inyección a la red  
o su almacenamiento. La Figura 5  
Figura 4. Producción Media Mensual de Electricidad del Sistema.  
Fuente: Elaborado con Homer (2025).  
con la red garantiza una cobertura  
constante de la demanda energética,  
Estos valores fueron estimados con  
base en las condiciones climáticas  
promedio de la región, la radiación  
reduciendo  
electricidad  
el  
consumo  
de  
y
convencional  
solar  
disponible  
y
las  
aportando beneficios ambientales y  
económicos a mediano y largo plazo.  
especificaciones técnicas de los  
paneles fotovoltaicos seleccionados.  
La combinación del sistema solar  
Tabla 4. Estimación de Producción por KWh/año de Electricidad del Sistema.  
Producción  
KWh/año  
,764  
%
6
14.8  
Sistema Fotovoltaico Propuesto  
Red  
39,066  
85.2  
Total  
45,829  
100  
indicar que la potencia se reduce en  
un 23,66% cuando se utiliza energía  
fotovoltaica en comparación con la  
red sin fuente renovable.  
3
.3  
Resumen técnico  
La  
fotovoltaicos en una red eléctrica  
cambia significativamente el  
instalación  
de  
sistemas  
3
.3.1 Distribución y conectividad  
comportamiento de la red, tanto en  
términos de generación de energía  
como de estabilidad. Por lo que fue  
necesario analizar, como influyen  
este sistema en cuanto a la de  
potencia, de acuerdo con los datos  
proporcionados, el análisis parece  
Debido a que propone conectar el  
sistema fotovoltaico a la red eléctrica  
existente de la comunidad y que el  
sistema tendrá un diseño modular,  
este permitirá la expansión futura si  
se requiere.  
674  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
Potencia de la Red de distribución  
sin fuente renovable fotovoltaica:  
de 0,34 MW  
Los resultados obtenidos sin  
generación distribuida, muestran  
una demanda de potencia activa de  
3
40 kW y reactiva de 270 kVAR. Al  
Potencia renovable  
Fuente  
incorporar el sistema fotovoltaico,  
estos valores disminuyen a 237,52  
kW y 183,26 kVAR respectivamente.  
fotovoltaica: de 0,24 MW  
Disminución de potencia: 23,66%  
0
,34 − 0,24  
Disminución = (  
) ×100 = 23,66%  
En términos porcentuales, se  
evidenció una reducción del 23,66%  
en la potencia activa y reactiva, lo  
0
,34  
La implementación de un sistema  
fotovoltaico ha reducido la potencia  
activa y reactiva en la red en un  
que  
representa  
una  
mejora  
significativa en la eficiencia operativa  
y la estabilidad de la red. Como se  
puede observar en la tabla 5.  
Reducción de sistema eléctrico de la  
comunidad.  
2
3,66%, lo que es un beneficio en  
términos de eficiencia y estabilidad  
del sistema.  
Tabla 5. Reducción de potencia con sistema fotovoltaico  
REDUCCION DEL SISTEMA ELECTRICO DE LA  
COMUNIDAD  
5
4
4
3
3
2
2
1
1
00,0  
50,0  
00,0  
50,0  
00,0  
50,0  
00,0  
50,0  
00,0  
340,0 kW  
2
37,52 kW  
5
0,0  
,0  
0
Numero de interaciones  
de potencia activa y reactiva sugiere  
una menor carga sobre el  
alimentador Borbón 1, lo cual puede  
contribuir a la prolongación de la vida  
útil de los equipos, la disminución de  
La incorporación de generación  
fotovoltaica en la comunidad de San  
José de Cayapas demuestra ser  
técnica y operativamente viable. La  
reducción del 23,66% en la demanda  
675  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
pérdidas técnicas en la red y un  
mejor perfil de voltaje.  
energía equivalente (COE) de 0.  
0856 $/kWh, se estimó un periodo de  
amortización es de 6. 4 años.  
3.2.2 Estabilidad de la Red  
Eléctrica y Carga Inicial  
Configuración  
fotovoltaica  
propuesta: Sistema FV-Red-Batería-  
Convertidor con una capacidad de 5  
kW en el sistema fotovoltaico y 3.61  
kW en el convertidor. El costo total  
del sistema con la incorporación del  
sistema fotovoltaico es de $56.136.  
Sin la integración de un sistema  
fotovoltaico, la red local experimenta  
0,34 MW de potencia activa y 0,27  
MVAR de potencia reactiva. Estos  
valores sugieren que la red opera en  
un margen bajo de capacidad,  
indicando infraestructura limitada  
para demandas o fluctuaciones.  
Rentabilidad  
fotovoltaico:  
del  
sistema  
Análisis de Factibilidad  
• NPC (Costo Neto de Propiedad):  
56.136.  
$
Se realizó un análisis detallado  
utilizando el software DIgSILENT  
Power Factory y HOMER Pro. Los  
resultados más importantes son:  
•
COE (Costo de Energía por  
kWh): $0.0856/kWh.  
•
Período de amortización: 6.4  
años, con un ingreso neto de  
aproximadamente  
Análisis de flujo de potencia:  
Generación  
energía:  
y
distribución de  
•
La pérdida activa en la red es de  
.34 MW, y la pérdida reactiva es  
0
de 0.27 MVAR.  
o El sistema fotovoltaico produce  
el 14,8% de la electricidad,  
mientras que el 86.7% proviene  
de la red.  
•
No se detectaron problemas  
significativos de sobrecarga o  
estabilidad al integrar el sistema  
fotovoltaico a la red.  
o Se prevé una generación de  
6,764 kWh/año desde el sistema  
Análisis económico:  
fotovoltaico y 39,066 kWh/año  
desde la red.  
En cuanto al costo de esta  
instalación se presenta valor total de  
o El excedente de energía solar es  
de 1,15%, lo que permite una  
56,176. 26 dólares y un Costos de  
676  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
venta parcial de electricidad a la  
red.  
mediante un una fuente de energía  
confiable y sostenible, reduciendo su  
dependencia de fuentes de energía  
contaminantes y costosas.  
Diseño del Sistema Fotovoltaico  
La implementación de sistemas  
fotovoltaicos en San José Cayapa es  
El sistema propuesto representa una  
alternativa a la extensión de redes o  
robustecimiento de la mismas, con  
una inversión menor y con sistema  
de energía distribuidas que aporta a  
la red estabilidad y mejorar los  
indicadores de calidad de la energía.  
factible  
su conexión a la red  
convencial, tanto desde el punto de  
vista técnico como económico. La  
comunidad posee un recurso solar  
abundante, y los costos iniciales,  
aunque  
superables con el apoyo adecuado  
de financiamiento externo  
subsidios gubernamentales.  
significativos,  
son  
Bibliografía  
y
Alipour, M., Salim, H., Stewart, R. A.,  
&
Sahin,  
O.  
(2021).  
Además, los beneficios sociales y  
económicos asociados a la mejora  
en el acceso a la energía y la  
reducción de la pobreza energética  
son sustanciales.  
Residential solar photovoltaic  
adoption behaviour: End-to-  
end review of theories,  
methods and approaches.  
Renewable Energy, 170, 471–  
486.  
https://doi.org/10.1016/j.renen  
e.2021.01.128  
4. Conclusiones  
Banda, A. R. T. (2017). “Estudio de  
El análisis de factibilidad realizado  
sugiere que la implementación de  
viabilidad  
técnica  
y
económica de un sistema  
fotovoltaico autónomo en las  
instalaciones de la UCSP.”  
sistemas  
fotovoltaicos  
en  
la  
comunidad de San José Cayapa es  
viable y beneficiosa tanto a nivel  
técnico, como económico. El uso de  
energía solar de mediante sistema  
FV puede permitir estabilizar la red  
eléctrica de energía, además de  
dotarla de una sistema de respaldo  
Repositorio  
chrome-  
extension://efaidnbmnnnibpca  
jpcglclefindmkaj/https://core.a  
c.uk/download/pdf/22548995  
UCSP,  
119.  
4.pdf  
Chand, A. A., Prasad, K. A., Mar, E.,  
Dakai, S., Mamun, K. A.,  
Islam, F. R., Mehta, U., &  
677  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Análisis de factibilidad de la implementación de sistemas fotovoltaicos en la comunidad de San José Cayapa.  
Kumar, N. M. (2021). Design  
and analysis of photovoltaic  
Modelamiento De Un Sistema  
Fotovoltaico Conectado a La  
Red Considerando La  
powered  
battery-operated  
computer vision-based multi-  
purpose smart farming robot.  
Variación De Irradiancia Solar  
En Homer Pro. Ingeniería  
Investigación y Desarrollo,  
Agronomy,  
11(3),  
1–18.  
https://doi.org/10.3390/agron  
omy11030530  
22(1), 60–71.  
https://doi.org/10.19053/1900  
71x.v22.n1.2022.14456  
7
Colmenar-Santos, A., Linares-Mena,  
A. R., Molina-Ibáñez, E. L.,  
Gonnet, A., Anton Marcelo, Mainetti  
Carlos, Guillermo, E., Borja,  
F., & Bournot, L. (2021).  
Rosales-Asensio,  
Borge-Diez, D.  
E., &  
(2020).  
Technical challenges for the  
optimum penetration of grid-  
Sistemas  
microcogeneración  
de  
que  
connected  
photovoltaic  
integran paneles fotovoltaicos  
systems: Spain as a case  
study. Renewable Energy,  
con  
electricidad  
combinados  
generadores  
de  
calor  
y
y
145,  
2296–2305.  
(CHP)  
https://doi.org/10.1016/j.renen  
e.2019.07.118  
almacenamiento en batería.  
Ingenio Tecnologico, 3, 1–14.  
De La Cruz, F., & Avila, C. (2022).  
SISTEMAS  
Grijalva Campoverde, C., & Vélez  
Mosquera, F. (2020). “Estudio  
FOTOVOLTAICOS: Solucion  
e
implementación de un  
energética  
comunidades  
en  
las  
asiladas.  
Sistema Fotovoltaico aplicado  
a luminarias: Caso de estudio  
Revista Ciencia e Ingeniería,  
25.  
http://revistas.uniguajira.edu.c  
o/index.php/ceihttp://revistas.  
uniguajira.edu.co/index.php/c  
ei  
Unidad  
educativa  
Dr.  
9,  
Francisco Falquez Ampuero".  
In Universidad Politecnica  
Salesiana (Vol. 0, Issue 0, pp.  
1–97).  
Kalair, A. R., Abas, N., Hasan, Q. U.,  
Encalada, A. A. M., & Sancho, J. S.  
C. (2022). Análisis de costos  
para la operación de sistemas  
Seyedmahmoudian, M.,  
&
Khan, N. (2020). Demand side  
management in hybrid rooftop  
photovoltaic integrated smart  
nano grid. In Journal of  
Cleaner Production (Vol. 258).  
fotovoltaicos  
domiciliarios  
para la ciudad de Cuenca.  
http://dspace.ups.edu.ec/han  
dle/123456789/21587  
Elsevier  
B.V.  
https://doi.org/10.1016/j.jclepr  
o.2020.120747  
Figueroa Guerra, D. A., Culqui Tipan,  
J. F., Núñez Verdezoto, M. D.,  
&
Cruz Panchi, O. D. (2022).  
678  
Nazareno-Caicedo et al. (2025)  
López, L., & Vega, M. (2021).  
Análisis Ambiental Preliminar  
de la Aplicación de Sistemas  
101).  
UNIVERSIDAD  
TÉCNICA DE COTOPAXI.  
http://repositorio.utc.edu.ec/bi  
tstream/27000/4501/1/PI-  
000727.pdf  
Fotovoltaicos  
como  
Alternativa de Transición  
Energética Justa en la  
Comunidad de La Sierra -  
Cesar.  
http://repositorio.unimagdalen  
a.edu.co/handle/123456789/6  
Valdés-González, G. D., Rodríguez-  
Ponce, E. R., Miranda-Visa,  
C., & Lillo-Sotomayor, J.  
(
2020). Viability study of  
photovoltaic systems as  
728  
distributed sources of energy  
in the city of Arica, Chile.  
Mahendravarman, I., Elankurusil, S.  
A., Ragavendiran, A.  
2022). Artificial Intelligent  
based Grid-connected PV  
&
Informacion  
31(3),  
Tecnologica,  
(
249–256.  
https://doi.org/10.4067/S0718  
-07642020000300249  
System  
Multilevel  
International  
Applied  
using  
Inverter.  
Journal  
Cascaded  
In  
of  
Yudha, H. M., Dewi, T., Risma, P., &  
Oktarina, Y. (2018). Life Cycle  
Analysis for the Feasibility of  
Engineering  
Research (Vol. 17, Issue 4).  
http://www.ripublication.com  
Photovoltaic  
System  
Application in Indonesia. IOP  
Conference Series: Earth and  
Mulenga, E., Kabanshi, A., Mupeta,  
H., Ndiaye, M., Nyirenda, E., &  
Mulenga, K. (2023). Techno-  
economic analysis of off-grid  
PV-Diesel power generation  
system for rural electrification:  
A case study of Chilubi district  
Environmental  
124(1).  
Science,  
https://doi.org/10.1088/1755-  
1315/124/1/012005  
in Renewable  
Energy, 203(October 2022),  
01–611.  
Zambia.  
6
https://doi.org/10.1016/j.renen  
e.2022.12.112  
Otacoma, C. W. D. Q., & Quinatoa,  
V. J. J. (2020). Estudio de un  
sistema solar fotovoltaico  
residencial conectado a la red  
para el sector de saquisilí con  
la normativa del arconel  
003/18”.  
In  
Universidad  
técnica de cotopaxi (Vol. 1, p.  
679