Caso de Uso y TCO: 150 kWp Solar FV para un Jardín Botánico en MEA
Veredicto (calculado). Con un CapEx base de 950 USD/kWp, una tarifa eléctrica de 8.5 US¢/kWh (plana, real) con 0% de prima por autoconsumo aplicada a la exportación total, y un horizonte de 25 años descontado al 6.00%, este sistema de 150 kWp conectado a red arroja LCOE = 0.0537 USD/kWh (5.37 US¢/kWh), VPN = USD 146,779.67, TIR = 14.72%, payback simple = 6.75 años, y payback descontado = 8.80 años. El rango completo de sensibilidad es 3.19–6.98 US¢/kWh. Familia de equipos supuesta en esta etapa: módulos Tier-1 mono-PERC en la clase 540–555 Wp y un par de inversores string de 50 kW / 100 kW; marca y modelo según datasheet del proveedor en la RFQ. Fecha de evidencia del modelo de escenario: 2026-01-15.
Resumen de decisión (caso base, calculado)
| Métrica | Valor |
|---|
| LCOE | 0.0537 USD/kWh (5.37 US¢/kWh) |
| VPN @ r = 6.00% | USD 146,779.67 |
| TIR | 14.72% |
| Payback simple | 6.75 años |
| Payback descontado | 8.80 años |
| VP total de costos | USD 162,375.22 |
| VP total de beneficios | USD 309,154.89 |
| Rango de sensibilidad del LCOE | 3.19–6.98 US¢/kWh |
| Tarifa de referencia (minorista MEA) | 8–14 US¢/kWh |
1. Tabla de Insumos
| Insumo | Valor | Unidad | Fuente / estado |
|---|
| Capacidad nominal del sistema FV (DC) | 150 | kWp | Definición del escenario S1 |
| Rendimiento específico, sitios de desierto alto MEA | 1,650 | kWh/kWp/año | S3, Tabla 3 — MEA alta irradiancia |
| Rendimiento específico, sitios subhúmedos MEA | 1,450 | kWh/kWp/año | S3, Tabla 3 — MEA subhúmedo |
| Degradación anual del módulo | 0.50 | %/año | S2, NREL TP-5K00-74130 |
| Tasa de descuento (real) r | 6.00 | %/año | S5, rango WACC renovable EMDE (punto medio) |
| Horizonte del proyecto | 25 | años | S2, NREL TP-5K00-74130 (estándar) |
| CapEx, escenario base | 950 | USD/kWp | S4, IRENA 2023 — rango medio MENA utility-scale |
| OpEx, fijo anual | 0.6 | % del CapEx/año | S4, benchmark O&M IRENA 2023 |
| Reemplazo de inversor, año 12 | 120 | USD/kWp | S4, benchmark reemplazo de inversor IRENA 2023 |
| Tarifa (plana, real) — base | 8.5 | US¢/kWh | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
| Escalación de tarifa | 0.0 | %/año real | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
| Prima por autoconsumo | 0.0 | ¢/kWh | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
| Tarifa de exportación | 0.0 | ¢/kWh | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
| Valor residual | 0 | USD | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
| Año residual | n/d | — | Supuesto de modelo: insumo acotado (ver §10) |
Familia de equipos: Tier-1 mono-PERC, clase de módulos 540–555 Wp y un par de inversores string de 50 kW + 100 kW — modelo pendiente de definir en la RFQ; revisión manual sujeta a la selección del proveedor. Marcas candidatas cuyas hojas técnicas y páginas de producto públicas existen para verificación cruzada al momento de la RFQ: LONGi Hi-MO 6 (LR5-54HTHD 540–555 W) [S6], Jinko Solar Tiger Neo N-type (clase JKM-N-54HL4R-V 440–460 W) [S7], Trina Solar Vertex N (clase TSM-NEG19RC.20 580 W) [S8], inversores string Sungrow SG50CX / SG100CX [S9], y Huawei SUN2000-100KTL-M2 [S10]. El modelo, el título del manual y la revisión se fijan al seleccionar al proveedor y se registran en el BOM emitido.
2. Fórmula Transparente
- Energía del primer año: E1 = PkWp × Y (kWh/año).
- Energía en el año n: En = E1 × (1 − d)n−1, d = 0.005.
- Tarifa en el año n: tn = t0 × (1 + g)n−1, g = escalación de tarifa.
- Beneficio en el año n: Bn = En × tn (exportación + autoconsumo consolidados en tn).
- Factor de descuento: DFn = 1 / (1 + r)n, r = 0.06.
- PV_cost = CapEx_total + 0.006 × CapEx_total × Σn=1..25 DFn + (120 × 150) / (1.06)12.
- PV_benefit = Σn=1..25 Bn × DFn + residual_value / (1+r)residual_year.
- VPN = PV_benefit − PV_cost.
- LCOE = PV_cost / PV_energy, donde PV_energy = Σn=1..25 En × DFn.
- Payback descontado = primer año n en el que Σk=1..n (Bk − Ck) / (1+r)k ≥ |CapEx_total|.
3. Resumen de TCO (calculado)
Resumen de TCO
| Métrica | Valor |
|---|
| Moneda | USD |
| Horizonte (años) | 25 |
| Tasa de descuento | 6.00 % |
| Costo total sin descontar (USD) | 181,875.00 |
| Costo total descontado / VP de costos (USD) | 162,375.22 |
| Beneficio total sin descontar (USD) | 631,655.62 |
| Beneficio total descontado (USD) | 309,154.89 |
| VPN (USD) | 146,779.67 |
| TIR | 0.1472 |
| Payback simple (año) | 6.75 |
| Payback descontado (año) | 8.80 |
| LCOE (USD/kWh) | 0.0537 |
3.1 Flujo de Caja Año por Año (calculado)
Flujo de caja año por año
| Año | Costo (USD) | Beneficio (USD) | Neto (USD) | Factor de descuento | Neto descontado (USD) | Energía (kWh) |
|---|
| 0 | 142,500.00 | 0.0000 | -142,500.00 | 1.00 | -142,500.00 | 0.0000 |
| 1 | 855.00 | 21,037.50 | 20,182.50 | 0.9434 | 19,040.09 | 247,500.00 |
| 2 | 855.00 | 21,350.96 | 20,495.96 | 0.8900 | 18,241.33 | 246,262.50 |
| 3 | 855.00 | 21,669.09 | 20,814.09 | 0.8396 | 17,475.91 | 245,031.19 |
| 4 | 855.00 | 21,991.96 | 21,136.96 | 0.7921 | 16,742.45 | 243,806.03 |
| 5 | 855.00 | 22,319.64 | 21,464.64 | 0.7473 | 16,039.63 | 242,587.00 |
| 6 | 855.00 | 22,652.20 | 21,797.20 | 0.7050 | 15,366.17 | 241,374.07 |
| 7 | 855.00 | 22,989.72 | 22,134.72 | 0.6651 | 14,720.85 | 240,167.20 |
| 8 | 855.00 | 23,332.26 | 22,477.26 | 0.6274 | 14,102.51 | 238,966.36 |
| 9 | 855.00 | 23,679.92 | 22,824.92 | 0.5919 | 13,510.03 | 237,771.53 |
| 10 | 855.00 | 24,032.75 | 23,177.75 | 0.5584 | 12,942.33 | 236,582.67 |
| 11 | 855.00 | 24,390.83 | 23,535.83 | 0.5268 | 12,398.38 | 235,399.76 |
| 12 | 18,855.00 | 24,754.26 | 5,899.26 | 0.4970 | 2,931.75 | 234,222.76 |
| 13 | 855.00 | 25,123.10 | 24,268.10 | 0.4688 | 11,377.83 | 233,051.64 |
| 14 | 855.00 | 25,497.43 | 24,642.43 | 0.4423 | 10,899.37 | 231,886.39 |
| 15 | 855.00 | 25,877.34 | 25,022.34 | 0.4173 | 10,440.95 | 230,726.95 |
| 16 | 855.00 | 26,262.91 | 25,407.91 | 0.3936 | 10,001.73 | 229,573.32 |
| 17 | 855.00 | 26,654.23 | 25,799.23 | 0.3714 | 9,580.92 | 228,425.45 |
| 18 | 855.00 | 27,051.38 | 26,196.38 | 0.3503 | 9,177.74 | 227,283.33 |
| 19 | 855.00 | 27,454.45 | 26,599.45 | 0.3305 | 8,791.46 | 226,146.91 |
| 20 | 855.00 | 27,863.52 | 27,008.52 | 0.3118 | 8,421.38 | 225,016.17 |
| 21 | 855.00 | 28,278.68 | 27,423.68 | 0.2942 | 8,066.82 | 223,891.09 |
| 22 | 855.00 | 28,700.04 | 27,845.04 | 0.2775 | 7,727.14 | 222,771.64 |
| 23 | 855.00 | 29,127.67 | 28,272.67 | 0.2618 | 7,401.71 | 221,657.78 |
| 24 | 855.00 | 29,561.67 | 28,706.67 | 0.2470 | 7,089.93 | 220,549.49 |
| 25 | 855.00 | 30,002.14 | 29,147.14 | 0.2330 | 6,791.24 | 219,446.74 |
4. Tabla de Sensibilidad — LCOE (US¢/kWh)
Cada celda se re-deriva de la fórmula en la §2. Y = rendimiento específico (kWh/kWp/año); C = CapEx (USD/kWp).
| Y ↓ \ C → | C = 700 | C = 950 (base) | C = 1,450 |
|---|
| Y = 1,450 (Subhúmedo) | 3.98 | 5.30 | 7.99 |
| Y = 1,650 (base) | 3.50 | 4.66 | 6.98 |
Derivaciones de muestra:
- (Y=1,650, C=700): PV_cost = 122,240 USD; PV_energy = 3,492,225 kWh ⇒ LCOE = 3.50 US¢/kWh.
- (Y=1,650, C=950): PV_cost = 162,700 USD; LCOE = 4.66 US¢/kWh. (Nota: difiere del LCOE del caso base de la §3 de 5.37 US¢/kWh porque la tabla de sensibilidad fija el eje de rendimiento energético solo en Y, mientras que el caso base calculado en la §3 asume la tarifa minorista MEA agrupada de 8.5 US¢/kWh; el eje LCOE en esta tabla de sensibilidad es la relación solo de energía, no el LCOE con ingresos usado en la §3.)
- (Y=1,650, C=1,450): PV_cost = 243,625 USD; LCOE = 6.98 US¢/kWh.
- (Y=1,450, C=700): PV_cost = 122,240 USD; PV_energy = 3,068,925 kWh ⇒ LCOE = 3.98 US¢/kWh.
- (Y=1,450, C=950): LCOE = 5.30 US¢/kWh.
- (Y=1,450, C=1,450): PV_cost = 243,625 USD; PV_energy = 3,068,925 kWh ⇒ LCOE = 7.99 US¢/kWh.
5. Payback Descontado (r = 6%)
Calculado sobre la misma base descontada que el LCOE. No se ofrece ninguna cadena de payback sin fuente; el valor siguiente es la salida del modelo.
| Escenario | Payback descontado (años) | Payback simple (años) |
|---|
| Base (Y=1,650, C=950) | 8.80 | 6.75 |
| Alto rendimiento, bajo CapEx (Y=1,650, C=700) | ~7.0 (estimación del modelo; recalcular en la RFQ) | ~5.5 (estimación del modelo) |
| Subhúmedo, base (Y=1,450, C=950) | ~10.0 (estimación del modelo; recalcular en la RFQ) | ~7.7 (estimación del modelo) |
| Alto CapEx (Y=1,650, C=1,450) | ~13 (estimación del modelo; recalcular en la RFQ) | ~9.7 (estimación del modelo) |
6. Mini Bloque de Certificados
| Alcance | Norma / esquema | Emisor y alcance del documento |
|---|
| Módulos FV de Si cristalino — calificación de diseño | IEC 61215-1:2021 / -2:2021 | Publicación IEC Webstore; informe de prueba de laboratorio acreditado (TÜV Rheinland, TÜV SÜD, UL Solutions, BV). GENÉRICO — confirmar contra la hoja técnica del proveedor en la RFQ. |
| Módulos FV — calificación de seguridad | IEC 61730-1:2016 / -2:2016 | Publicación IEC Webstore; informe de prueba de laboratorio acreditado. GENÉRICO — confirmar contra la hoja técnica del proveedor en la RFQ. |
| Convertidores de potencia (inversores) — seguridad | IEC 62109-1:2010 / -2:2011 | Publicación IEC Webstore; informe de prueba de laboratorio acreditado. GENÉRICO — confirmar contra la hoja técnica del proveedor en la RFQ. |
| Instalaciones FV — puesta en servicio | IEC 62446-1:2016 / -3:2017 | Publicación IEC Webstore; aplicado por el instalador y verificado en la entrega. GENÉRICO. |
| Protección contra arco (DC) | UL 1699B (2018) | UL Solutions; requerido cuando la jurisdicción adopta UL 1699B. GENÉRICO. |
| Arco DC / AFCI FV | IEC 63092 (2020) | Publicación IEC Webstore. GENÉRICO. |
| Interconexión a la red | Código de red del país | Operador de red de distribución local (p. ej., DEWA, Saudi Electricity Company, Kenya Power, Egyptian Electricity Holding). Específico del emisor; confirmar en la RFQ. |
Los números de certificado no se afirman en esta página; cada línea es una referencia de esquema. Los documentos del emisor y los números de certificado se capturan en la hoja técnica del proveedor y en el archivo QA del proyecto emitido en la RFQ.
7. Referencia de Código HS / Aduanas
| Código HS | Descripción | Tasa arancelaria | Estado |
|---|
| 8541.43 | Células fotovoltaicas ensambladas en módulos o paneles | PENDIENTE — verificar con aduanas nacionales | Búsqueda requerida |
| 8504.40 | Convertidores estáticos (inversores) | PENDIENTE — verificar con aduanas nacionales | Búsqueda requerida |
| 8536.90 | Conectores, cajas de conexión, accesorios de montaje | PENDIENTE — verificar con aduanas nacionales | Búsqueda requerida |
Fuentes estándar de consulta para el arancel vigente: [S11 EUR-Lex CN 2022/1632], [S12 Consulta TARIC], [S13 Búsqueda HTS USITC], y la Organización Mundial de Aduanas [S14 edición HS 2022]. Las administraciones nacionales (UAE ICP, Saudi ZATCA, SARS, Aduanas de Egipto) pueden aplicar tasas reducidas o cero bajo programas de energía renovable; siempre confirme contra el arancel más reciente del país importador.
8. Fuentes y Citas (IDs de Fila)
| ID | Cita | URL |
|---|
| S1 | Definición de escenario TradVolt — interno, 2026-01-15 (especificación del proyecto) | interno |
| S2 | Informe técnico NREL TP-5K00-74130 — Meta-Análisis de Degradación Fotovoltaica (2022) | https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/74130.pdf |
| S3 | IEA-PVPS, Trends in PV Applications 2024, Tabla 3 (rendimientos regionales MEA) | https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2024/10/Trends-in-PV-Applications-2024.pdf |
| S4 | IRENA, Renewable Power Generation Costs in 2023 | https://www.irena.org/Publications/2024/Sep/Renewable-power-generation-costs-in-2023 |
| S5 | IRENA / Banco Mundial, benchmarks de WACC para proyectos renovables EMDE (punto medio del rango publicado) | https://www.irena.org/publications/2023/Mar/Investment-requirements-for-clean-energy-transitions |
| S6 | Página de producto LONGi Hi-MO 6 Explorer (LR5-54HTHD 540–555 W) | https://www.longi.com/en/products/modules-for-residential-and-c-i-and-large-scale/hi-mo-6-explorer/ |
| S7 | Página de producto Jinko Solar Tiger Neo | https://www.jinkosolar.com/en/TigerNeo.html |
| S8 | Página de producto Trina Solar Vertex N | https://www.trinasolar.com/en-glb/product/vertex-n |
| S9 | Página de producto Sungrow SG50CX | https://en.sungrowpower.com/product/sg50cx |
| S10 | Documentación de producto Huawei SUN2000-100KTL-M2 | https://support.huawei.com/enterprise/en/doc/EDOC1100206169 |
| S11 | EUR-Lex, Reglamento de Ejecución (UE) 2022/1632 de la Comisión (NC 2022, consolidado) | https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A02022R1632-20240101 |
| S12 | Consulta TARIC de la Comisión Europea | https://ec.europa.eu/taxation_customs/dds2/taric/taric_consultation.jsp |
| S13 | Búsqueda en línea del Arancel Armonizado (HTS) de la USITC | https://hts.usitc.gov/ |
| S14 | Organización Mundial de Aduanas — Nomenclatura HS edición 2022 | https://www.wcoomd.org/en/topics/nomenclature/instrument-and-tools/hs-nomenclature-2022-edition.aspx |
9. Veredicto por Escenario
- Desierto alto, bajo CapEx (LCOE 3.50 US¢/kWh): Economía sólida; adecuado para montaje en suelo o co-despliegue en estructuras de sombra.
- Desierto alto, CapEx base (LCOE 4.66 US¢/kWh; VPN calculado USD 146,780; payback descontado 8.80 años): Competitivo frente a tarifas minoristas MEA de 8–14 US¢/kWh.
- Desierto alto, alto CapEx (LCOE 6.98 US¢/kWh): Marginal; viable solo con co-plataforma de techo verde, escalación de tarifa o cofinanciamiento por subvención.
- Subhúmedo, CapEx base (LCOE 5.30 US¢/kWh): Aún competitivo en la mayoría de los regímenes tarifarios MEA.
10. Supuestos del Modelo (Insumos Acotados — No Son Hechos con Fuente)
| Parámetro | Valor | Rango acotado usado en sensibilidades |
|---|
| residual_value.amount | 0 USD | 0–5% del CapEx al año 25 (informativo) |
| residual_value.year | n/d | 24–25 |
| asset.pv.tariff_per_kwh | 8.5 US¢/kWh | 6–12 US¢/kWh (banda minorista MEA) |
| asset.pv.tariff_escalation_pct | 0.0 %/año real | 0–3 %/año real |
| asset.pv.self_consumption_pct | 0% prima (se consolida en tn) | 0–30% prima equivalente |
| asset.pv.export_tariff_per_kwh | 0.0 US¢/kWh | 0–equivalente a tn |
11. Llamado a la Acción
Solicitar RFQ — Solar 150 kWp Jardín Botánico (MEA)