Este documento presenta las directrices para el diseño del suministro eléctrico de una vivienda, incluyendo la selección del tipo de corriente, tensión, cumplimiento de normativas, protección contra descargas eléctricas, eficiencia energética y consideraciones ambientales. Describe los conceptos clave a considerar como las cargas de potencia, conexión a la red, arquitectura del sistema de distribución, protección y medición de la energía.

1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELAS UNIFICADAS
DISEÑO DEL SUMINISTRO ELÉCTRICO DE UNA
VIVIENDA
Autor:
Juan Galicia
Profesor: Esteban Torrealba
CABUDARE, AGOSTO DE 2022

2. RESUMEN
Este informe busca dar a conocer las diferentes directrices, normas, estándares, etc.
para el diseño de un suministro eléctrico de una vivienda de una manera resumida,
tomando en consideración los sistemas fotovoltaicos alimentados por energía solar y los
sistemas convencionales de energía eléctrica, para el suministro eléctrico de una
vivienda.

3. NORMAS Y DISPOSICIONES LEGALES
La gama de baja tensión va de 0 V a 1 000 V en corriente alterna. Y de 0 V a 1
500 V en corriente continua. Una de las primeras decisiones es la selección del tipo de
corriente entre la corriente alternativa, que corresponde al tipo de corriente más común
en todo el mundo, y la corriente continua. A continuación, los diseñadores tienen que
seleccionar la tensión nominal más adecuada dentro de estos rangos de tensiones.
Cuando se conecta a una red pública de BT (BAJA TENSIÓN), el tipo de corriente y la
tensión nominal ya están seleccionados e impuestos por la compañía eléctrica
El cumplimiento de la normativa nacional es entonces la segunda prioridad de los
diseñadores de la instalación eléctrica. La normativa puede basarse en normas
nacionales o internacionales, como la serie IEC 60364.
La selección de los equipos cumpliendo con los estándares de productos
internacionales o nacionales y la apropiada verificación de la instalación completa es un
medio poderoso para proveer una instalación segura con la calidad esperada. Definiendo
y cumpliendo con la verificación y pruebas de la instalación eléctrica en su finalización,
así como periódicamente, garantizarán la seguridad y calidad de esta instalación a lo
largo de su ciclo de vida.
La conformidad de los equipos con las normas de los productos utilizados en la
instalación es también de suma importancia para el nivel de seguridad y calidad
Las condiciones ambientales serán cada vez más estrictas y deberá ser
considerado en la fase de diseño de la instalación. Esto puede incluir regulaciones
nacionales o regionales considerando el material usado en los equipos, así como el
desmantelamiento de la instalación al final de su vida útil. Los conceptos que se deben
en tomar en cuenta para el diseño de la instalación del suministro eléctrico, tanto solar
como tradicional, son los siguientes:
Cargas de potencia instaladas
Se debe realizar una revisión de todas las aplicaciones que necesiten ser
alimentadas con electricidad. Hay que tener en cuenta las posibles ampliaciones o
modificaciones durante toda la vida de la instalación eléctrica
Conexión a la red de distribución pública de MT (media tensión)

4. Cuando esta conexión se realice en el nivel de Media Tensión habrá que estudiar,
construir y equipar una subestación de tipo consumidor
Conexión a la red de distribución de BT (baja tensión)
Cuando la conexión se realice en el nivel de Baja Tensión, la instalación se
conectará a la red eléctrica local y se contabilizará (necesariamente) según las tarifas de
BT
Guía de selección de arquitectura de MT y BT
Todo el sistema eléctrico, incluyendo la instalación de MT y la de BT, debe
estudiarse como un sistema completo. Las expectativas del cliente y los parámetros
técnicos influirán en la arquitectura del sistema, así como en las características de la
instalación eléctrica.
La determinación de la arquitectura más adecuada de la distribución principal de
MT/BT y del nivel de distribución de energía de BT suele ser el resultado de la
optimización y el compromiso.
Las disposiciones de puesta a tierra del neutro se eligen en función de la
normativa local, de las limitaciones relacionadas con el suministro eléctrico y del tipo
de cargas. Los equipos de distribución (cuadros, celdas, conexiones de circuitos) se
determinan a partir de los planos del edificio y de la ubicación y agrupación de las
cargas. El tipo de local y la asignación pueden influir en su inmunidad a las
perturbaciones externas.
Distribución de LV (Volatilidad local)
La puesta a tierra del sistema es una de las medidas de protección más utilizadas
para evitar las descargas eléctricas. Estas puestas a tierra del sistema tienen un gran
impacto en la arquitectura de la instalación eléctrica de BT y deben analizarse lo antes
posible. Hay que analizar las ventajas e inconvenientes para una correcta selección.
Otro aspecto que hay que tener en cuenta en la fase inicial son las influencias
externas. En una instalación eléctrica de gran tamaño, se pueden encontrar diferentes
influencias externas que deben considerarse de forma independiente. Como resultado de
estas influencias externas, debe realizarse una selección adecuada de los equipos de
acuerdo con sus códigos IP o IK.

5. Protección contra descargas eléctricas e incendios eléctricos
Dimensionamiento y protección de los conductores
Celdas de BT: funciones y selección
Una vez estimada la corriente de cortocircuito, se pueden seleccionar los
dispositivos de protección para la protección contra sobreintensidades. Los interruptores
automáticos tienen también otras funciones posibles, como la conmutación y el
aislamiento. Es necesario conocer a fondo las funcionalidades que ofrecen todos los
aparatos de conmutación y control de la instalación. A partir de ese momento se puede
realizar una selección correcta de todos los dispositivos.
Protección contra sobretensiones
Los rayos directos o indirectos pueden dañar los equipos eléctricos a varios
kilómetros de distancia. Las sobretensiones de funcionamiento, los transitorios y las
sobretensiones de frecuencia industrial también pueden producir las mismas
consecuencias. Es necesario evaluar todas las medidas de protección contra las
sobretensiones. Una de las más utilizadas corresponde al uso de dispositivos de
protección contra sobretensiones (SPD). Su selección, instalación y protección dentro
de la instalación eléctrica requieren una atención especial.
Eficiencia energética en la distribución eléctrica
La aplicación de medidas activas de eficiencia energética en la instalación
eléctrica puede producir grandes beneficios para el usuario o el propietario: reducción
del consumo eléctrico, reducción del coste de la energía, mejor uso de los equipos
eléctricos. Estas medidas requieren en la mayoría de los casos un diseño específico de la
instalación, ya que la medición del consumo eléctrico por aplicación (iluminación,
calefacción, proceso...) o por zona (planta, taller) presenta un interés especial para
reducir el consumo eléctrico manteniendo el mismo nivel de servicio prestado al
usuario.
Energía reactiva
La corrección del factor de potencia en las instalaciones eléctricas se realiza de
forma local, global o como una combinación de ambos métodos.

6. La mejora del factor de potencia tiene un impacto directo en la facturación de la
electricidad consumida y también puede repercutir en la eficiencia energética.
Armónicos
Las corrientes armónicas en la red afectan a la calidad de la energía y son el
origen de muchas perturbaciones como las sobrecargas, las vibraciones, el
envejecimiento de los equipos, los problemas de los equipos sensibles, de las redes de
área local, de las redes telefónicas.
Fuentes de suministro y cargas particulares
Se deben estudiar elementos concretos, como:
• Fuentes específicas como alternadores o inversores
• Cargas específicas con características especiales, como motores de inducción,
circuitos de iluminación o transformadores de BT/BT
• Sistemas específicos, como las redes de corriente continua
Una energía verde y económica
El desarrollo de la energía solar tiene que respetar unas normas de instalación
específicas que veremos adelante.
Aplicaciones genéricas
Algunos locales y lugares están sujetos a una normativa especialmente estricta: el
ejemplo más común son las viviendas.
Directrices de EMC
Para garantizar la Compatibilidad Electromagnética es necesario respetar algunas
reglas básicas. El incumplimiento de estas normas puede tener graves consecuencias en
el funcionamiento de la instalación eléctrica: perturbación de los sistemas de
comunicación, disparos molestos de los dispositivos de protección e incluso la
destrucción de dispositivos sensibles.
Medición
La medición es cada vez más una parte esencial de las instalaciones eléctricas. El
capítulo S es una introducción a las diferentes aplicaciones de las mediciones, como la

7. eficiencia energética, el análisis del uso de la energía, la facturación, la asignación de
costes, la calidad de la energía... También ofrece un panorama de las normas pertinentes
para estas aplicaciones, con especial atención a la norma IEC 61557-12 relativa a los
dispositivos de medición y supervisión de la energía (PMD).
Elección de la potencia del transformador
Cuando una instalación vaya a ser alimentada directamente desde un
transformador de MT/BT y se haya determinado la carga máxima de potencia aparente
de la instalación, se podrá decidir la potencia adecuada para el transformador, teniendo
en cuenta las siguientes consideraciones.
• La posibilidad de mejorar el factor de potencia de la instalación
• Ampliaciones previstas de la instalación
• Limitaciones de la instalación (por ejemplo, la temperatura)
• Capacidades estándar de los transformadores
Directivas medioambientales
La contribución de toda la instalación eléctrica al desarrollo sostenible puede mejorarse
significativamente mediante el diseño de la instalación.
De hecho, se ha demostrado que un diseño optimizado de la instalación, teniendo en
cuenta las condiciones de funcionamiento, la ubicación de las subestaciones de MT/BT
y la estructura de distribución (cuadros de distribución, canalizaciones, cables), puede
reducir sustancialmente los impactos ambientales (agotamiento de las materias primas,
agotamiento de la energía, fin de la vida útil), especialmente en términos de eficiencia
energética.
Además de su arquitectura, la especificación medioambiental de los componentes y
equipos eléctricos es un paso fundamental para una instalación ecológica. En particular,
para garantizar una información medioambiental adecuada y anticiparse a la normativa.
En Europa se han publicado varias directivas relativas a los equipos eléctricos, lo que ha
propiciado la adopción de productos más seguros para el medio ambiente en todo el
mundo.
Directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas)

8. En vigor desde julio de 2006 y revisada en 2012. Su objetivo es eliminar de los
productos seis sustancias peligrosas: plomo, mercurio, cadmio, cromo hexavalente,
polibromobifenilos (PBB) o polibromodifeniléteres (PBDE) de la mayoría de los
productos eléctricos de los usuarios finales.
Aunque las instalaciones eléctricas que son "instalaciones fijas a gran escala" no entran
en el ámbito de aplicación, el requisito de cumplimiento de la directiva RoHS puede ser
una recomendación para una instalación sostenible
Directiva RAEE (residuos de aparatos eléctricos y electrónicos)
En vigor desde agosto de 2005 y actualmente en revisión. Su objetivo es mejorar los
tratamientos de fin de vida de los equipos domésticos y no domésticos, bajo la
responsabilidad de los fabricantes. Como en el caso de la RoHS, las instalaciones
eléctricas no entran en el ámbito de aplicación de esta directiva. Sin embargo, se
recomienda la información sobre los productos al final de su vida útil para optimizar el
proceso y el coste del reciclaje.
Producto relacionado con la energía, también llamado diseño ecológico
Aparte de algunos equipos, como la iluminación o los motores, para los que es
obligatorio aplicar medidas, no hay requisitos legales que se apliquen directamente a la
instalación. Sin embargo, la tendencia es proporcionar los equipos eléctricos con su
Declaración Ambiental de Producto, como se está haciendo con los productos de
construcción, para anticiparse a los próximos requisitos del mercado de la construcción.
REACh (Registro, Evaluación y Autorización de Sustancias Químicas)
En vigor desde 2007, su objetivo es controlar el uso de productos químicos y restringir
su aplicación cuando sea necesario para reducir los riesgos para las personas y el medio
ambiente. En lo que respecta a la eficiencia energética y las instalaciones, implica que
todo proveedor debe comunicar a su cliente, previa solicitud, el contenido de sustancias
peligrosas en su producto (las denominadas SVHC, sustancias altamente preocupantes).
Entonces, un instalador debe asegurarse de que sus proveedores disponen de la
información adecuada.
En otras partes del mundo las nuevas legislaciones seguirán el mismo objetivo

9. Elección de las fuentes de alimentación
La importancia de mantener un suministro continuo plantea la cuestión del uso de
plantas de energía de reserva. La elección y las características de estas fuentes
alternativas forman parte de la selección de la arquitectura.
Para la fuente principal de suministro, se suele elegir entre una conexión a la red de MT
o de BT de la empresa de suministro eléctrico. En algunos casos, la fuente principal de
suministro pueden ser generadores rotativos en el caso de instalaciones remotas con
difícil acceso a la red pública local (MT o BT) o cuando la fiabilidad de la red pública
no tiene el nivel mínimo de fiabilidad esperado.
En la práctica, la conexión a una fuente de MT puede ser necesaria cuando la carga
supera (o se prevé que supere) un determinado nivel-generalmente del orden de 250
kVA- o si la calidad de servicio requerida es superior a la que normalmente ofrece una
red de BT.
Además, si la instalación puede causar molestias a los consumidores vecinos, al estar
conectada a una red de BT, las autoridades de suministro pueden proponer un servicio
de MT.
Los suministros en MV pueden tener ciertas ventajas: de hecho, un consumidor de MV:
• No es molestado por otros consumidores, como podría ser el caso de LV
• Es libre de elegir cualquier tipo de sistema de puesta a tierra de BT
• Tiene una mayor oferta de tarifas económicas
• Puede aceptar aumentos de carga muy grandes
No obstante, hay que tener en cuenta que:
• El consumidor es el propietario de la subestación de MT/BT y, en algunos países, debe
construirla, equiparla y mantenerla a su cargo. La compañía eléctrica puede, en
determinadas circunstancias, participar en la inversión, por ejemplo, en la línea de MT.
• Una parte de los costes de conexión puede recuperarse, por ejemplo, si un segundo
consumidor se conecta a la línea de MT en un plazo determinado tras la conexión del
consumidor original
• El consumidor sólo tiene acceso a la parte de BT de la instalación, mientras que el
acceso a la parte de MT está reservado al personal de la empresa (lectura de contadores,

10. operaciones, etc.). Sin embargo, en algunos países, el consumidor puede accionar el
interruptor de protección de MT (o el interruptor de corte de carga con fusibles)
• El tipo y la ubicación de la subestación se acuerdan entre el consumidor y la compañía
eléctrica cada vez se utilizan más fuentes de energía renovable, como los paneles
fotovoltaicos, para alimentar instalaciones eléctricas de baja tensión. En algunos casos,
estos paneles fotovoltaicos se conectan en paralelo a la red pública o estos paneles
fotovoltaicos se utilizan de forma autónoma sin conexión a la red pública.
La conversión de c.c. a c.a. es entonces necesaria, ya que el voltaje nominal de estos
paneles fotovoltaicos es cada vez mayor (algunos cientos de voltios) y también porque
los paneles fotovoltaicos producen corrientes de c.c.
Equipo eléctrico
1. La instalación, el ajuste, el examen, la reparación o el desmontaje de los equipos o
circuitos eléctricos sólo deben ser realizados por personas competentes debidamente
autorizadas.
2. Cuando haya que trabajar cerca de conductores eléctricos no aislados, como los
cables de los carros de las grúas, habrá que aislar y bloquear los circuitos
correspondientes. A menudo será necesario un permiso para trabajar en un sistema para
garantizar que el sistema no pueda volver a activarse accidentalmente mientras se
realiza el trabajo.
3. Todo el equipo eléctrico portátil debe mantenerse en buenas condiciones de
funcionamiento y ser examinado y probado periódicamente por una persona competente
antes de ser utilizado.
4. Todo el equipo eléctrico portátil debe ser inspeccionado al menos diariamente por
una persona competente. Los operadores pueden ser competentes para este fin si han
recibido la formación adecuada.
5. Las luces eléctricas portátiles sólo deben utilizarse cuando no se pueda proporcionar
una iluminación fija adecuada.
6. Los conductores eléctricos portátiles o flexibles deben ser del tipo de alta resistencia
y mantenerse alejados de las cargas, los equipos en funcionamiento y las instalaciones o
equipos en movimiento.

11. 7. En las zonas en las que es probable la presencia de atmósferas inflamables, sólo
deben utilizarse equipos eléctricos debidamente construidos y protegidos contra
explosiones.
8. Se dispondrá de medios eficaces y convenientemente ubicados para cortar toda la
presión de cada parte del sistema, según sea necesario para evitar el peligro.
9. La luz eléctrica portátil o el equipo utilizado en un espacio confinado deberá ser de
24 voltios o menos.
10. Todas las partes metálicas de los equipos eléctricos que no sean portadoras de
corriente deberán estar conectadas a tierra o se tomarán otras medidas adecuadas para
evitar que se pongan en tensión.
11. Todos los conductores en tensión deberán estar adecuadamente aislados o cercados
para evitar el peligro por contacto accidental de los trabajadores o de las partes no
conductoras de corriente de los aparatos elevadores, transportadores, equipos de
transporte y maquinaria.
12. Todo el personal que trabaje debe estar provisto de ropa y equipos de protección
personal adecuados.
13. La iluminación general en las zonas de paso de los trabajadores no debería ser
inferior a 10 LUX y las zonas de despliegue de los trabajadores no deberían ser
inferiores a 25 LUX, sin perjuicio de la provisión de cualquier iluminación adicional
necesaria en el lugar de trabajo concreto.
14. El área de trabajo debe estar debidamente protegida contra los riesgos de incendio y
se deben tomar medidas adecuadas de lucha contra el fuego, como extintores portátiles,
bombas de incendio fijas y motores, etc., que deben ser revisados periódicamente por
una persona competente.

12. SISTEMA FOTOVOLTAICO VS SISTEMA DE ENERGIA TRADICIONAL
Diversas investigaciones de coste-beneficio de los sistemas fotovoltaicos frente a
la energía convencional de la red han demostrado que la energía fotovoltaica es
ciertamente eficaz en los sistemas residenciales. Los beneficios del sistema de energía
solar dependen en gran medida de la ubicación del sistema instalado y de una serie de
factores especiales como el clima, el promedio de horas pico de energía solar, el coste
de la mano de obra, los precios de la energía de la compañía eléctrica y los incentivos
gubernamentales.
Después de una extensa revisión bibliográfica sobre estudios de investigación
anteriores muestra que los clientes finales no comprenden los aspectos económicos de la
instalación de sistemas solares residenciales. Por lo tanto, en este informe me he dado la
tarea comparar el sistema de energía solar contra el sistema de energía tradicional,
mediante datos proporcionados de Estados Unidos, país donde se está buscando cada
vez más alternativas de energía.
La tabla resumen que se muestra a continuación muestra un análisis estadístico
que valida que la tecnología fotovoltaica es más eficaz que los sistemas energéticos
convencionales, específicamente para el suministro eléctrico de viviendas. Además,
muestra claramente el análisis económico y del sistema completo para seis estados de
EE.UU. Finalmente, usar esta tecnología de energía solar tiene varios beneficios como:
 Los clientes finales o propietarios de viviendas residenciales tienen una tasa de
rendimiento esperada del 10% cada año debido a las entradas de efectivo de los
beneficios y a las ganancias de capital globales de la inversión. La garantía de
los sistemas solares o híbridos es de aproximadamente veinte años, según
indican los fabricantes, lo que repercute directamente en la tasa interna de
rendimiento.
 El valor de reventa de la casa aumenta entre un 15 y un 20%, lo que se suma a
los beneficios económicos de la instalación de módulos solares.

14. REFERENCIAS
Barbose, G.; Darghouth, N.; Wiser, R. (2011). "Siguiendo el sol IV: un resumen
histórico del coste instalado de la energía fotovoltaica en los estados unidosdesde 1998-
2010". LBNL-5047E. Berkeley, CA: Lawrence Berkeley National Laboratory.
Borenstein, S. (2008). "El valor de mercado y el coste de la energía solar fotovoltaica
Producción de electricidad". CSEM WP 176. University of California Energy Institute,
Center for the Study of Energy Markets, Berkeley, CA
Chabot, B. (1998). "Del coste a los precios: análisis económico de la energía y los
servicios fotovoltaicos". Progress in Photovoltaics: Research and Applications, (6);
pp.55-68.
Chakrabarti, S. & Chakrabarti S. (2002), "Rural electrification program with solar
energy in remote region-a case study in an island", Energy Policy, 30 (1), 33 NREL/TP-
6A2-46909. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory.
Drury E., Denholm P., & Margolis R. (octubre de 2011). "El impacto de diferentes
métricas de rendimiento económico en el valor percibido de la energía solar
fotovoltaica": Informe técnico NREL/TP-6A20-52197