Arquitecto / Estamos frente a una crisis energética y no podemos negarlo. Todos los números apuntan a que Chile sufre un creciente déficit de energía, producto del crecimiento de la población y de las demandas que la industria y el transporte han manifestado en los últimos años. Sin embargo no poseemos gas ni petróleo. Lo importamos en gran cantidad, provocando al mismo tiempo una gran contaminación al medio ambiente. En contraste a esta realidad, la naturaleza en Chile nos ha privilegiado con una gran variedad de recursos energéticos de gran valor, en su gran mayoría libres de contaminación en su ejecución.

Seminario para optar al grado de Ingeniero Comercial, Mención Administración / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El siguiente proyecto muestra un plan de negocios para Save Energy, una empresa dedicada a la venta de paneles solares de bajo costo para hogares en Chile. Se presenta una metodología en base a un plan de negocios diseñado por Christian Willatt H.1 La empresa venderá tres tipos distintos de productos; kit con insumos necesarios para que las personas armen sus propios paneles solares, paneles solares armados y un kit de instalación inicial que provee de todo lo necesarios para convertir la energía solar en energía eléctrica adecuada para el consumo del hogar y funciona como complemento de los paneles solares., Se ha realizado un análisis de mercado donde se aprecia que el costo de acceder a paneles solares para hogar es relativamente caro actualmente, ya que el precio bordea el $1.000.000 de pesos, lo que tardaría 5 años en recuperar la inversión. Save Energy apuesta a los paneles solares de bajo costo y fácil armado, los insumos serán importados desde China. Así un panel solar tendrá un precio de mercado de $50.000 con un 100% de rentabilidad, ya que su coste es de $12.000 pesos. Para abastecer en un 100% una vivienda serán necesarios de 8 a 9 paneles solares más una inversión inicial de $150.000 por un kit de instalación inicial. Se presenta en el siguiente trabajo, todo lo que es la descripción de la empresa, con un análisis de mercado y financiero proyectado a 5 años. Se destaca una propuesta concreta de marketing digital con la imagen empresarial incluida. Como resultados del análisis financiero, se ven retornos cercanos al 50% de la inversión para el segundo año de vida de la empresa, con recuperación de la inversión inicial. Por otro lado, se detalla la ley del “Net Metering”2 aprobada en Febrero de este año, la cual incentiva al autoabastecimiento de energía eléctrica por medio del uso de energías limpias, gratificando económicamente a los usuarios que utilicen la energía de manera eficiente y que a través de este método logren aportar energía a la red eléctrica central. Se invita a conocer el proyecto que se presenta como innovador para el mercado chileno, con alta participación de mercado ya que Save Energy es una de las primeras empresas que entra con el concepto de paneles solares de bajo costo y fácil acceso para los consumidores.

Ingeniero Civil Industrial / El objetivo de este informe es analizar y caracterizar el mercado de los paneles solares del sector residencial en Chile para conocer las oportunidades de negocio y estimar la demanda con el fin de proyectar el mercado a mediano plazo. Para esto se estudia el panorama nacional e internacional de la energía fotovoltaica y se realizan entrevistas para medir las fuerzas de actores de mercado. La metodología para estipular los niveles de ventas consiste en determinar los tamaños de mercados objetivos para los paneles, y su crecimiento a mediano y largo plazo. Luego se establecen los motores que impulsan las ventas de paneles térmicos y fotovoltaicos. Estos motores actualmente los componen quienes compran paneles de forma independiente, y otros sectores que compran paneles con el uso de beneficios económicos que disminuyen los costos. Para cada motor se establece un nivel de penetración basado en datos de años anteriores o en datos internacionales según corresponda. Por último se calculan en base a las ventas pronosticadas de paneles las cantidades de empleos generados y las inversiones de mercado. Se proyecta instalar entre 2016 y el año 2020 un total de 47.443 sistemas por la Ley de Franquicia Tributaria, 28.000 sistemas por el Programa de Protección al Patrimonio Familiar, 47.334 sistemas térmicos independientes y 11.235 sistemas fotovoltaicos independientes. Además se proyecta que a fines del año 2019 se hayan creado alrededor de 5.200 puestos de empleo relacionados al mercado solar. Esta cifra es 6 veces mayor a la cantidad actual de empleos generados en el sector solar residencial, por lo que se sugiere comenzar a capacitar a los profesionales que trabajarán en el futuro en este campo. A partir del Estudio efectuado, se concluye que existe un gran potencial económico en este mercado. La cifra de inversión por instalaciones en el mercado térmico y fotovoltaico superaría los 376 millones de USD hasta 2025. Para alcanzar o superar estas cifras es necesario aumentar la publicidad de energía solar distribuida (para aumentar así el público dispuesto a invertir) y diferenciar los productos o soluciones otorgadas (para no disminuir la participación de mercado de las empresas). Además es importante reformular la Ley de Net Billing para equiparar las condiciones de inversión al comprar un sistema solar.

Ingeniero Civil Mecánico / La expansión tecnológica que se vive en estos tiempos, motiva la búsqueda de nuevas energías para poder abastecer el gran consumo de energía que se crea día a día, es por esto, que una de las principales fuentes posibles, es la energía solar, que por medio de los paneles fotovoltaicos se puede convertir en energía eléctrica. Debido a la poca cantidad de energía solar que logra transformar en energía eléctrica, surge el problema de aumentar la eficiencia de conversión del panel fotovoltaico, donde uno de sus problemas es la elevada temperatura de operación que posee, dado que al ser menor se podría subir la eficiencia de los paneles fotovoltaicos. El estudio realizado tiene por objetivo general encontrar un disipador de calor de geometría triangular y con aletas, que pueda disminuir la diferencia de temperatura entre el panel fotovoltaico y el ambiente. Primero se encuentran las líneas de corriente del viento en un campo solar, dadas condiciones existentes en el Desierto de Atacama, luego se determina el coeficiente global de transferencia de varias geometrías de disipador triangular, para determinar la geometría del disipador de calor con mejor transferencia de calor y para finalizar se estudia la variación de aletas evaluando el coeficiente global de transferencia. Estos estudios se desarrollan por medio de software computacional, en específico, con el software Ansys CFX, un software computacional que puede aproximar las soluciones de ecuaciones de fluido y termodinámica, con las cuales se puede determinar, en un espacio de tres dimensiones, como se comportara el viento impactando el disipador de calor y poder determinar los coeficientes globales de transferencia. Como resultados obtenidos desde el trabajo realizado, se encuentra que para las geometrías triangulares evaluadas, la geometría de triangulo rectángulo posee el mejor coeficiente de transferencia y para el número de aletas se encuentra un máximo en el coeficiente global de transferencia el cual maximiza el intercambio térmico existente entre el ambiente y el disipador de calor, el que se encuentra en 222 aletas, que es el que permite el mayor descenso de temperatura entre todos los disipadores evaluados.

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / EcoDesalación SpA es una empresa que nace para ayudar a solucionar el problema de la escasez hídrica en el norte de Chile, problema que pone en peligro el desarrollo y sustentabilidad de la minería del cobre. Nuestra propuesta es la desalinización del agua de mar como alternativa para el abastecimiento de agua dulce a los proyectos mineros que iniciarán actividades en el mediano plazo. Dado la tendencia mundial hacia el cuidado del medio ambiente, hoy en día las empresas mineras están dispuestas a pagar por la diferenciación ecológica, debido a que esto mejora su reputación ambiental y su relación con las comunidades locales. Es por ello que nuestra apuesta es por la alimentación de la planta de desalinización con energía solar limpia y sustentable, aprovechando el potencial de generación de energía solar del desierto del norte de Chile. Nuestra misión entonces es proveer de agua dulce a las empresas mineras en el altiplano, usando para esto energías renovables y tecnologías de última generación que minimizan los posibles impactos ambientales, cuidando así el medio ambiente en donde se emplazan sus faenas. En el largo plazo, nuestra visión es aportar al desarrollo de actividades económicas que consideren los aspectos medioambientales para lograr un crecimiento sustentable del país. Nuestra propuesta de negocio corresponde a la construcción y operación de una planta de desalinización de agua de mar alimentada con energía solar en la región de Antofagasta. Nuestra estrategia competitiva será la diferenciación ecológica, por ser una empresa sustentable que cuida del medio ambiente a través de la entrega de agua desalinizada con energías renovables, minimizando de esta manera los posibles impactos ambientales indirectos de nuestros clientes, cuidando así su reputación ambiental y su relación con las comunidades locales. Nuestra estrategia de entrada será participar en las licitaciones de los proyectos El Abra Mill Project de Freeport-McMoRan, Chuquicamata Subterránea de Codelco Norte y Radomiro Tomic Súlfuros de Codelco Norte. Se estima que estos proyectos demandarán cerca de 1.000 l/s de agua desalinizada, correspondiente al 33% del aumento esperado en la demanda de agua en la región de Antofagasta para el 2021. Como estrategia de ventas se considera obtener los permisos ambientales antes de que se abran las licitaciones de estos proyectos, de modo de garantizar la factibilidad de ejecución de los mismos y tener ventaja respecto del resto de los competidores. El resumen asociado a la evaluación financiera del proyecto se presenta en la Tabla 1.1. Como se observa, el proyecto es económicamente viable cuando se evalúa en su estado puro, sin considerar deuda. Tomando un precio de venta de 6 US$/m3 y una tasa de descuento del 15%, se obtuvo que para 20 años de operación el VAN del proyecto es MMUS$282 y la TIR es de 21%. Es así como este proyecto debería ejecutarse, dado que genera ganancias por sobre la rentabilidad exigida.

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / Germán Labarca P. [Parte I], Heinz Busch O. [Parte II] / La empresa minera estudiada, es una sociedad contractual minera, dedicada a la explotación y procesamiento de Cobre y Molibdeno. El yacimiento se ubica en la Región de Antofagasta y Comuna de Sierra Gorda. Es un yacimiento de baja ley en cobre y alta concentración de Molibdeno, con reservas comprobadas de más de 21 años a un ritmo de explotación de 110.000 Toneladas de procesamiento diario. La energía eléctrica, se obtiene del Sistema Interconectado del Norte Grande, en adelante SING, mediante un contrato spot. Sin embargo está en construcción una central termoeléctrica, en adelante CTE. CTE se construye en la comuna de Mejillones, distante a 180 km de la faena, es propiedad de la empresa AesGener y venderá la energía eléctrica a la minera mediante un contrato de suministro de energía, que fue suscrito entre las partes en Julio del año 2012. La Planta CTE entrará en operación comercial en Junio del año 2016. Este contrato, en adelante el PPA 1, tiene una duración de 21 años y define, entre otras cosas la cantidad de energía suministrada, su precio y la fórmula de actualización que se aplicará. La compañía minera posee una de las tasas más altas de radiación solar del mundo a lo largo de todo el año. Además dispone de terrenos en cantidad suficiente dentro de las mismas instalaciones de la minera ya condenados para la explotación minera, es decir sin recursos minerales en el subsuelo. Finalmente está el hecho de que los costos de las tecnologías relacionadas a la generación de energía eléctrica a partir de la energía solar se han vuelto totalmente competitivos con las tecnologías convencionales. Estos tres factores permiten analizar la factibilidad de construir una planta de generación eléctrica termo solar, en adelante PTS, que pueda abastecer parcial o totalmente la demanda de energía de la minera. Los aspectos claves para que la minera decida la realización del proyecto PTS está: 1) El desarrollo de una estrategia comercial que permita liquidar los excedentes de energía en el mercado eléctrico del SING. Este excedente de energía se producirá al reemplazar total o parcialmente la energía de los contratos existentes con la energía que provendrá de la PTS. 2) Cumplir con el pago de los costos fijos asociados al contrato con CTE y 3) Obtener un precio unitario final de energía para la compañía minera menor al que se obtendría si la energía fuera suministrada únicamente desde CTE. El análisis de esta propuesta de negocio aborda cada uno de los aspectos claves mencionados en el párrafo anterior. Además permite establecer una propuesta concreta para un inversionista que desee desarrollar esta oportunidad de negocio. Se plantea como modelo de negocios el que un tercero, seleccionado a través de un proceso de licitación, financie, construya y opere la PTS y comercialice para la minera la energía sobrante que se producirá, con un contrato con la compañía minera por un período de 21 años.

No autorizada por el autor a ser publicada a texto completo / El objetivo del presente trabajo es realizar un análisis técnico y económico de la instalación de centrales termo solares de tipo concentrador con torre central con el fin de conocer la factibilidad de introducir este tipo de tecnología en Chile. El Norte de Chile, en particular el desierto de Atacama, tiene el potencial de iniciar un desarrollo en la energía solar. Su condición de extrema radiación, precios elevados y volátiles de la energía y su crecimiento industrial hacen de esta región un objetivo estratégico para el desarrollo de la tecnología de concentración solar. La generación eléctrica de la zona, perteneciente al Sistema Interconectado del Norte Grande, es en su casi totalidad producida por centrales termo-eléctricas que requieren importar combustibles fósiles. En este trabajo se revisa el estado del arte del desarrollo de la tecnología de centrales concentradoras con torre, a partir del cual se identifica los sistemas más adecuados para su instalación en el desierto de Atacama y se muestran las ventajas y desventajas de cada tecnología existente hoy en día. Con el objeto de simular la operación, se construye una base de datos meteorológica del sitio de la subestación Crucero. A través del programa System Advisor Model, se simulan centrales de 9 y 50 MW con despachos uniformes, desplazados y de horas punta. Mediante los resultados de las simulaciones se generan los flujos de caja correspondientes para conocer la rentabilidad de cada central. Los resultados demuestran que para asegurar la rentabilidad de este tipo de proyecto, la mejor opción es una central de gran tamaño (50 MW en este caso) donde se prioriza el factor de planta, es decir lograr una generación uniforme durante las 24 horas del día. En el mejor de los escenarios, se obtiene un nivel de costo de energía (Levelized Cost of Energy) que rentabiliza el proyecto de 98 USD/MWh. Se concluye que esta tecnología tiene el potencial de instalarse en Chile, logrando una rentabilidad positiva, gracias a las condiciones económicas y geográficas de la región. Se propone a futuro realizar un estudio de operación más detallado y con más libertad de control de los parámetros.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / La generación de energía eléctrica se está convirtiendo en un problema como consecuencia de la contaminación producida por las centrales termoeléctricas. Las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI) aumentan cada año debido a las crecientes necesidades energéticas de los países, lo cual contribuye al calentamiento global. Para disminuir estas emisiones es posible realizar programas de eficiencia energética en conjunto con el desarrollo de sistemas de generación eléctrica mediante fuentes de energías renovables no convencionales (ERNC). Chile, debido a sus características geográficas, tiene un enorme potencial para desarrollar ERNC en el corto plazo. Dentro de los lugares con mayor potencial se encuentra el norte de Chile, donde se tiene una de los mayores niveles de radiación solar en el mundo. Este trabajo tiene como objetivo principal el dimensionamiento de una central solar termoeléctrica cilindro parabólico con sistema de almacenamiento térmico (SAT) para la generación de energía eléctrica en el norte de Chile. Junto con esto, se dimensiona la central con distintos tamaños de SAT, con lo que junto a un análisis económico se intenta obtener el tamaño de SAT óptimo que minimice el costo normalizado de generación eléctrica (LEC). Para lograr el objetivo del estudio se genera una plataforma de simulación en el software TRNSYS, donde se obtienen los parámetros de funcionamiento de la central para los distintos tamaños de SAT a lo largo de un año de operación. Dentro de los resultados de la simulación obtenidos se encuentran: energía térmica producida por el campo de colectores, energía térmica en el SAT, energía eléctrica neta producida por el bloque de potencia y factor de planta de la central. Los casos en estudio fueron tamaños de SAT de: 0, 1, 3, 6, 7,5, 9, 12 y 15 horas; donde se obtiene que el rango de menor LEC se encuentra entre las 9 y 12 horas de capacidad. Además, para este rango se logran factores de planta de 63 a 72%, llegando a incluso un 79% para un SAT de 15 horas; valor muy cercano al factor de planta de centrales térmicas convencionales. Finalmente, se estima que el costo de generación eléctrica de la central solar con SAT ronda los 80$/kWh. Con lo que, junto a estimaciones futuras de costos en el SING y de la tecnología cilindro parabólico, se proyecta que este tipo de centrales solares se tornarían completamente competitivas entre los años 2016-2018 en el norte de Chile.

Ingeniera Civil Electricista / La presente memoria tiene por objetivo principal optimizar el despacho de una central solar térmica, que tiene como sistema de almacenamiento tanques de sales fundidas, y que además considera el funcionamiento de una caldera auxiliar para recalentar el fluido circulante en el campo solar. Para cumplir con el objetivo se evaluaron los principales factores influyentes, se realizó un análisis del comportamiento de los costos marginales de las dos subestaciones cercanas a la posible ubicación de la planta, estimando el funcionamiento mensual de la planta para diferentes formas de operación. En este contexto, se implementó un mapa de comportamiento de la central, para estudiar el funcionamiento en un rango variado de escenarios, para así obtener una estadística de las horas en las que el almacenamiento estaba activo, y cuando era la caldera auxiliar la que tenía el peso de la generación. Asimismo fue posible discernir las combinaciones de salida de turbina y porcentaje de combustible fósil que lograban una mejor eficiencia del bloque de potencia. El mapa de comportamiento también identificó los escenarios en los que el fluido térmico alcanza su mayor temperatura y se tenía una cantidad más alta de pérdidas térmicas, además de identificar en qué meses se generaba el mayor gasto en combustible fósil. Una vez terminado el mapa de comportamiento, se diseñaron dos conjuntos de estrategias, una plana a lo largo del día, con una salida de turbina al 100% y otra que permite una fluctuación de generación entre un 80% y un 110%. Cada conjunto está definido por diferentes escenarios, en algunos de los cuales se daba preferencia al almacenamiento y en otros a la caldera auxiliar. Los resultados de las estrategias diseñadas se valorizaron, obteniendo los ingresos por generación y los costos por concepto de combustible fósil para la caldera auxiliar. Además se determinaron las alternativas que presentaban una mejor eficiencia a lo largo del año. Se determinó que el escenario que contemplaba una generación diferenciada a lo largo del día, pese a tener durante gran parte del año un margen de ingreso similar a la producción plana, era una mejor opción dado que el gasto en combustible era menor y, por lo tanto, implica una menor contaminación por emisiones de dióxido de carbono. Finalmente se presenta un resumen del comportamiento de la central, con los datos de generación bruta y neta anual, el consumo de agua, las horas de generación y la eficiencia promedio de la planta.

Ingeniero Civil Mecánico / En localidades de difícil acceso, aisladas de la red eléctrica, es común el uso de generadores en base a motores diesel para el abastecimiento de electricidad. Si bien esta solución es fácil de implementar, posee características que llevan a considerar otro tipo de soluciones. Las principales falencias de un generador diesel para el abastecimiento de electricidad son: el alto costo de generación, asociado al costo directo de combustible y costos de mantenimiento del equipo, la disponibilidad de la electricidad y la emisión de contaminantes. En este estudio se busca solucionar los problemas de generación eléctrica de trece escuelas de la comuna de Quinchao, perteneciente al archipiélago de Chiloé. Actualmente la generación eléctrica en estas escuelas se realiza mediante generadores diesel, por lo que el concepto de disponibilidad se torna crítico, considerando que una falla en el equipo significa la suspensión de las jornadas escolares. Es por esto que se busca estudiar sistemas de generación eléctrica complementarios al sistema convencional, que funcionen con fuentes de energías renovables no convencionales (ERNC) solar fotovoltaica y eólica. Se utiliza para esto un software de simulación de sistemas híbridos de generación llamado Homer Energy, el cuál utiliza un criterio de selección económico, que se complementa con criterios técnicos de calidad y confiabilidad de equipos, para resolver qué configuración es la mejor para solucionar los problemas de generación en las escuelas. Para ello se realiza una diferenciación de dos grupos de escuelas: pequeñas (grupo A) y grandes (grupo B). Se selecciona una escuela del grupo A y dos escuelas del grupo B para realizar mediciones relacionadas a la calidad de los recursos energéticos solar y eólico y al consumo eléctrico a lo largo del día, ambos parámetros necesarios para realizar una correcta simulación. Esto se integra con una selección acabada de equipos de cada una de las tecnologías consideradas para componer el sistema de generación. Esta selección se realiza en base a equipos presentes en el mercado chileno, poniendo énfasis en las condiciones climáticas bajo las cuales deben trabajar. Realizada la simulación para un periodo de funcionamiento de 10 años y bajo los criterios económicos y técnicos implementados, se obtiene que para escuelas pequeñas, la configuración óptima consiste en un sistema híbrido FV-Diesel con almacenamiento. Mientras que para escuelas grandes, la configuración óptima consiste en un sistema híbrido FV-Eólico-Diesel con almacenamiento. En ambos casos se obtiene una reducción de los costos totales de generación y lo que es más importante, un aumento en la disponibilidad de la electricidad en las escuelas.