En el Perú el 24% de la población nacional carece de acceso al servicio eléctrico; esto significa que alrededor de 6.5 millones de peruanos permanecen al margen del desarrollo y la modernidad. En el sector rural la situación es más grave pues solamente un 32% posee suministro eléctrico. La electrificación rural en el país se viene desarrollando, en base a los Pequeños Sistemas Eléctricos; a la extensión de las Líneas de Transmisión y Subestaciones asociadas a la construcción de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas. Se presenta el diseño de un grupo hidráulico utilizando una turbina Michell Banki de 8 a 20 kW de potencia para ser instalado en diversas localidades de la zona rural del país. El trabajo ha abarcado el diseño de un grupo de generación para el rango de potencias establecido incluyendo el diseño de la turbina, el sistema de transmisión para la transformación de energía mecánica a eléctrica, la selección del generador eléctrico y los instrumentos de control, además de la confección de la carta de trabajo de la turbina y los manuales de uso, instalación y mantenimiento. El grupo se encuentra diseñado para operar a 1800 revoluciones por minuto, con un caudal de diseño de 85.8 l/s y un salto neto necesario de 45.9 metros. El rotor esta compuesto por 24 álabes con un diámetro exterior de 149 milímetros y un ancho de 160 milímetros. Para regulación del caudal de entrada y con ello de la potencia de salida cuenta con un álabe directriz ubicado en el inyector de la turbina y regulable a través de una manivela exterior. La turbina estará conectada a un motor asíncrono trifásico de 4 polos operando como generador. Se podría hacer un paralelo entre este equipo y un grupo electrógeno. Mientras que en la parte técnica no se observará gran diferencia si la habrá en la parte económica, pues si bien el grupo hidroenergético presenta una inversión inicial mucho mayor que la del grupo electrógeno, prácticamente no tiene costo de operación. Por lo que para proyectos a largo plazo se presenta como una excelente opción. El costo del proyecto esta alrededor de los US$ 42 000 sin incluir el impuesto general a las ventas. El equipo en cuestión será capaz de trabajar en una amplia zona de trabajo. Pudiendo operar en múltiples combinaciones de salto y caudal que cumplan con la relación que se muestra en el desarrollo del trabajo. Con esto se logra un equipo con una alta flexibilidad de utilización. Con ello es posible tener una producción en masa de este equipo y destinarlo a ser utilizado en la electrificación de pequeños poblados en zonas alejadas del país que se ajusten a los requerimientos de caudal y salto neto del equipo. Con esto se logra también un equipo estandarizado y con ello bajar costos de reparación y de repuestos, además de tener técnicos especializados en el equipo. / Tesis

El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa. / Tesis

Se observa que las obras de electrificación rural ejecutadas por los Gobiernos Locales y Regionales actualmente operadas por ellos mismos, buscan desarrollar mecanismos para suplir la ausencia de un operador, debido a que las enormes inversiones necesarias para su despliegue y el reducido poder adquisitivo de las familias rurales, hacen estas inversiones no rentables económicamente para una empresa de distribución de energía eléctrica, por lo que no tienen incentivos para asumir nueva infraestructura. En el caso de la energía no convencional, como los paneles fotovoltaicos, la práctica llevó a establecer a modo de tarifa, un cobro arbitrario, a través de un monto fijo dividido entre los usuarios y si dicho monto no era suficiente, se creaban nuevos recargos. Dicho pago solo se orientaba a los costos de operación y mantenimiento del servicio, sin considerar el periodo de vida útil de las instalaciones, lo que lleva a que cuando eran necesarias las reposiciones, éstas no se adquirían por falta de recursos, evidenciado fracasos en la medida que no eran sostenibles en su funcionamiento, quedando los usuarios sin servicio y las instalaciones abandonas. Es en este sentido, que se requiere analizar medidas que hagan sostenibles las inversiones, tanto de gestión, como regulatorias. En cuanto a estas últimas se busca ver la posibilidad de que las herramientas regulatorias existentes puedan extenderse a la infraestructura que generan los Gobiernos Locales y Regionales, pues en tanto no constituyen “empresa”, no pueden ser sujetas de mecanismos regulatorios que contribuyen con la operatividad y continuidad del servicio. Ante la falta de acceso al servicio eléctrico por las familias rurales, muchos distritos, provincias y regiones han incrementado sus iniciativas de implementación de proyectos de electrificación rural con sistemas fotovoltaicos en el marco de la inversión pública, pero sin contar con la transferencia de conocimiento de las experiencias vividas, lo cual, en tanto no se desarrollen nuevos mecanismos de gestión provocarán que muchas de estas experiencias locales recorran el mismo camino que el MINEM cuando comenzó a implementar los primeros sistemas. En este sentido, existe una serie de obstáculos institucionales, financiero-económicos, tecnológicos y a nivel de recursos humanos que impiden el desarrollo de un mercado de sistemas fotovoltaicos en el Perú. Es en este marco, que el presente trabajo tiene como objetivo proponer el diseño de una Empresa de Energía de sistemas fotovoltaicos, capaz de ser responsable de brindar el servicio eléctrico a un grupo disperso de consumidores rurales alejados de las redes eléctricas de las empresas de distribución convencionales. Para esto, se requiere introducir un diseño institucional para el desarrollo de empresas de energía rural para sistemas fotovoltaicos que asuman a su vez la responsabilidad de proveer el servicio a través de una tarifa regulada, haciendo de este modo sostenible el servicio. / Tesis

En las comunidades campesinas, la energía eléctrica resulta ser un recurso limitado, debido a que en estos lugares las empresas eléctricas privadas no cuentan con la infraestructura adecuada con lo cual podrían proporcionar este servicio de manera óptima. La razón principal de este hecho es que la inversión que realizarían dichas empresas la recuperarían después de mucho tiempo, debido a que el consumo en las comunidades es muy bajo como para que la inversión se recupere en un tiempo prudente. Por esta razón, en estos lugares se cuenta con generadores eléctricos como fuente de energía, los cuales alimentan a todas las viviendas de la comunidad campesina. Sin embargo, no se cuenta con algún tipo de control acerca del consumo que se pueda realizar de esta energía limitada, por lo que frecuentemente se tienen consumos excesivos de parte de alguna vivienda, quedando muy poca energía restante para que otra vivienda pueda realizar un consumo similar. En consecuencia, surge la necesidad de contar con algún sistema que permita controlar el consumo que realice cada vivienda, de modo que se pueda repartir equitativamente la misma. En este documento se desarrolla una solución al problema mencionado, donde se presenta el diseño de un sistema de control que puede ser empleado en estos lugares, de modo que cada vivienda puede realizar un consumo dentro de un rango permitido. / Tesis

En el presente trabajo se desarrolla una evaluación de la implementación de un proyecto de desarrollo mediante el uso de extensionismo tecnológico, que tuvo el fin de brindar electricidad y así beneficiar a las personas para que puedan cubrir sus necesidades básicas insatisfechas y mejorar su desarrollo. En este aspecto, la tesis se enfoca en el extensionismo de la tecnología de pico paneles solares para llevar a cabo proyectos de electrificación rural. El objetivo principal del trabajo es evaluar los efectos de un proyecto de extensionismo tecnológico en materia de impacto, sostenibilidad y replicabilidad, el cual tiene el potencial de promover el desarrollo de comunidades ubicadas en una zona rural de la región San Martín. Todas las actividades de este proyecto denominado “PowerMundo” se han llevado a cabo desde la fecha de enero del 2013 hasta noviembre del 2015, durante un período de dos años y once meses. Como parte del presente trabajo se tiene inicialmente el Capítulo 1, que es el marco teórico de la Tesis, el cual contiene información sobre el extensionismo tecnológico, los proyectos de desarrollo con componente tecnológico y las necesidades humanas. Posteriormente se desarrolla el Capítulo 2, que presenta el marco contextual del proyecto donde se expone la evolución de la electrificación rural en Latinoamérica y Perú, y se detalla la coyuntura de las comunidades rurales de la región San Martín, en las cuales hay una falta generalizada de fuentes de energía con potencial de poder usarse en las tareas cotidianas; esto a su vez permite entender el porqué del trabajo de investigación. Finalmente, en el Capítulo 3 se explica el proyecto “PowerMundo”, se desarrolla la metodología de estudio decidida y se discute los resultados de la investigación. La investigación concluye que una conjunción adecuada entre extensionismo tecnológico y enfoque en desarrollo, libertades, capacidades y/o necesidades básicas insatisfechas puede lograr una eficiente implementación de proyectos de desarrollo; esto, a futuro, permitirá mejorar la calidad de vida de los beneficiados, para continuar con la salida de comunidades rurales del subdesarrollo. En adición, esta experiencia adquirida ha brindado conocimiento sobre una nueva alternativa en proyectos de electrificación rural, la cual es más atractiva debido a su viabilidad y rentabilidad en zonas aisladas, y que ha demostrado un impacto positivo en los usuarios. / Tesis

La presente tesis plantea como objetivo principal identificar los impactos positivos y negativos de los proyectos de electrificación en las zonas rurales del Cusco, en las comunidades de la provincia de Paruro (Yarccacunca, Araycalla), de la provincia de Acomayo (Rondocán), y de la provincia de Paucartambo (Sipascancha Baja, Mashuay, Patacancha, Juan Velasco Alvarado), mediante el reconocimiento de los efectos producidos en la población beneficiaria una vez terminados los PAFE I y II. Ello con el fin de fortalecer las políticas públicas y los procesos de ejecución de proyectos de electrificación rural. Para tal logro, se realiza un análisis de las sub variables e indicadores con una metodología de estudio cualitativa, cuantitativa y participativa que permitió recoger de los propios beneficiarios e involucrados, las percepciones sobre el proyecto de electrificación en sus comunidades y cómo la electrificación ha contribuido a alcanzar niveles óptimos de calidad de vida, así como efectos en el desarrollo de género, interculturalidad, educación y salud. El resultado fundamental es que los proyectos de electrificación pueden sentar las bases para un desarrollo social, pero si no son dirigidos con enfoques de desarrollo específicos, como género e interculturalidad, los resultados son limitados para el logro de capacidades humanas. Si bien se mejora aspectos de la vida cotidiana, básicamente con iluminación y entretenimiento, otros aspectos como educación y salud, no pueden ser favorecidos adecuadamente, si no se les prioriza dentro de programas o proyectos de electrificación. Por esta razón, es vital que en los proyectos en zonas de pobreza se considere cómo el Estado puede potenciar el desarrollo humano mediante la electrificación, dado que el desarrollo productivo no siempre es posible en todas las áreas. En concordancia con los hallazgos, se sugiere principalmente que los proyectos de ampliación de la frontera eléctrica en áreas rurales, incluyan una perspectiva social, más que productiva o de rentabilidad económica, así como un diagnóstico socioeconómico que permita definir si será conveniente un servicio eléctrico para consumo o comercial, además de alianzas entre organismos estatales y ministerios e instituciones privadas, reconociendo las necesidades de género y brechas interculturales. / Tesis

El sector de energía es uno de los más importantes para el desarrollo económico, social y cultural en pueblos originarios y zonas rurales a través de la educación de calidad y la generación de oportunidades de trabajo que brindan desarrollo económico. No obstante, también es uno de los entes responsables del calentamiento global debido a la gran cantidad de gases de efecto invernadero, que se producen en la generación de energía de manera convencional, es decir, de la quema de combustibles fósiles. Es así que nace la importancia de evaluar la viabilidad de la implementación de paneles solares en zonas rurales del departamento de Cusco para reducir el daño ambiental al consumir energía eléctrica limpia, además de asegurar la producción de electricidad necesaria para el desarrollo de la vida cotidiana, con diversos artefactos como un televisor, radio, interruptores y focos de luz. Entonces, como resultado del trabajo de investigación, se obtiene que el sistema fotovoltaico resulta competente tanto técnica como económicamente gracias a que brinda lo mínimo necesario en época de menor rendimiento que es durante el invierno, además de ser competitivo económicamente pues al tener una duración de vida de 20 años, el gasto que implica la compra e instalación del sistema se recupera a lo largo de su vida útil, ya que no es necesario el empleo de mano de obra especializada para su mantenimiento.

En el Perú el 24% de la población nacional carece de acceso al servicio eléctrico; esto significa que alrededor de 6.5 millones de peruanos permanecen al margen del desarrollo y la modernidad. En el sector rural la situación es más grave pues solamente un 32% posee suministro eléctrico. La electrificación rural en el país se viene desarrollando, en base a los Pequeños Sistemas Eléctricos; a la extensión de las Líneas de Transmisión y Subestaciones asociadas a la construcción de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas. Se presenta el diseño de un grupo hidráulico utilizando una turbina Michell Banki de 8 a 20 kW de potencia para ser instalado en diversas localidades de la zona rural del país. El trabajo ha abarcado el diseño de un grupo de generación para el rango de potencias establecido incluyendo el diseño de la turbina, el sistema de transmisión para la transformación de energía mecánica a eléctrica, la selección del generador eléctrico y los instrumentos de control, además de la confección de la carta de trabajo de la turbina y los manuales de uso, instalación y mantenimiento. El grupo se encuentra diseñado para operar a 1800 revoluciones por minuto, con un caudal de diseño de 85.8 l/s y un salto neto necesario de 45.9 metros. El rotor esta compuesto por 24 álabes con un diámetro exterior de 149 milímetros y un ancho de 160 milímetros. Para regulación del caudal de entrada y con ello de la potencia de salida cuenta con un álabe directriz ubicado en el inyector de la turbina y regulable a través de una manivela exterior. La turbina estará conectada a un motor asíncrono trifásico de 4 polos operando como generador. Se podría hacer un paralelo entre este equipo y un grupo electrógeno. Mientras que en la parte técnica no se observará gran diferencia si la habrá en la parte económica, pues si bien el grupo hidroenergético presenta una inversión inicial mucho mayor que la del grupo electrógeno, prácticamente no tiene costo de operación. Por lo que para proyectos a largo plazo se presenta como una excelente opción. El costo del proyecto esta alrededor de los US$ 42 000 sin incluir el impuesto general a las ventas. El equipo en cuestión será capaz de trabajar en una amplia zona de trabajo. Pudiendo operar en múltiples combinaciones de salto y caudal que cumplan con la relación que se muestra en el desarrollo del trabajo. Con esto se logra un equipo con una alta flexibilidad de utilización. Con ello es posible tener una producción en masa de este equipo y destinarlo a ser utilizado en la electrificación de pequeños poblados en zonas alejadas del país que se ajusten a los requerimientos de caudal y salto neto del equipo. Con esto se logra también un equipo estandarizado y con ello bajar costos de reparación y de repuestos, además de tener técnicos especializados en el equipo.

Se observa que las obras de electrificación rural ejecutadas por los Gobiernos Locales y Regionales actualmente operadas por ellos mismos, buscan desarrollar mecanismos para suplir la ausencia de un operador, debido a que las enormes inversiones necesarias para su despliegue y el reducido poder adquisitivo de las familias rurales, hacen estas inversiones no rentables económicamente para una empresa de distribución de energía eléctrica, por lo que no tienen incentivos para asumir nueva infraestructura. En el caso de la energía no convencional, como los paneles fotovoltaicos, la práctica llevó a establecer a modo de tarifa, un cobro arbitrario, a través de un monto fijo dividido entre los usuarios y si dicho monto no era suficiente, se creaban nuevos recargos. Dicho pago solo se orientaba a los costos de operación y mantenimiento del servicio, sin considerar el periodo de vida útil de las instalaciones, lo que lleva a que cuando eran necesarias las reposiciones, éstas no se adquirían por falta de recursos, evidenciado fracasos en la medida que no eran sostenibles en su funcionamiento, quedando los usuarios sin servicio y las instalaciones abandonas. Es en este sentido, que se requiere analizar medidas que hagan sostenibles las inversiones, tanto de gestión, como regulatorias. En cuanto a estas últimas se busca ver la posibilidad de que las herramientas regulatorias existentes puedan extenderse a la infraestructura que generan los Gobiernos Locales y Regionales, pues en tanto no constituyen “empresa”, no pueden ser sujetas de mecanismos regulatorios que contribuyen con la operatividad y continuidad del servicio. Ante la falta de acceso al servicio eléctrico por las familias rurales, muchos distritos, provincias y regiones han incrementado sus iniciativas de implementación de proyectos de electrificación rural con sistemas fotovoltaicos en el marco de la inversión pública, pero sin contar con la transferencia de conocimiento de las experiencias vividas, lo cual, en tanto no se desarrollen nuevos mecanismos de gestión provocarán que muchas de estas experiencias locales recorran el mismo camino que el MINEM cuando comenzó a implementar los primeros sistemas. En este sentido, existe una serie de obstáculos institucionales, financiero-económicos, tecnológicos y a nivel de recursos humanos que impiden el desarrollo de un mercado de sistemas fotovoltaicos en el Perú. Es en este marco, que el presente trabajo tiene como objetivo proponer el diseño de una Empresa de Energía de sistemas fotovoltaicos, capaz de ser responsable de brindar el servicio eléctrico a un grupo disperso de consumidores rurales alejados de las redes eléctricas de las empresas de distribución convencionales. Para esto, se requiere introducir un diseño institucional para el desarrollo de empresas de energía rural para sistemas fotovoltaicos que asuman a su vez la responsabilidad de proveer el servicio a través de una tarifa regulada, haciendo de este modo sostenible el servicio. / Tesis

El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa.