Tesis por compendio / [ES] La energía, la comunicación y la informática son componentes fundamentales de la sociedad moderna, ya que sientan las bases para el desarrollo tecnológico y el crecimiento económico. La estrecha interrelación entre estos pilares se ha hecho cada vez más evidente en los últimos años, a medida que los avances en computación y análisis de datos han permitido nuevos enfoques de gestión y sostenibilidad de la energía. En este contexto, el uso eficiente de la energía se ha convertido en un objetivo clave para los investigadores, los responsables políticos y las empresas por igual. Al aprovechar el poder de las técnicas informáticas y de aprendizaje automático (ML), es posible destacar los desafíos de asegurar los sistemas de energía y optimizar el uso de la energía, lo que lleva a la necesidad de técnicas avanzadas como algoritmos bio-inspirados y redes neuronales. Esta tesis doctoral tiene como objetivo analizar los programas y estrategias de gestión de la carga, el consumo y la demanda en el panorama energético actual. El núcleo central presenta un estudio exhaustivo sobre la integración de algoritmos bio-inspirados, como la optimización de enjambres de partículas (PSO) y los modelos de redes neuronales artificiales (ANN) en los sistemas de gestión de la carga para hacer frente a los retos de la gestión de la carga y utilizar la energía de forma eficiente y segura. El cuerpo principal de esta tesis comprende tres publicaciones científicas, cada una de las cuales corresponde a una etapa distinta dentro del marco general de investigación de este estudio: la primera etapa propone un sistema de monitorización de bajo coste para aplicaciones energéticas que introduce un sistema SCADA basado en web rentable que era un del 80% más barato que una solución similar. La arquitectura de bajo coste propuesta, diseñada para bancos de pruebas de microrredes, ofrece monitorización en tiempo real, accesibilidad remota y control fácil de usar para aplicaciones académicas y de investigación. La segunda etapa combina la optimización híbrida de enjambre de partículas (PSO) en cascada con redes neuronales feed-forward para pronosticar y optimizar con precisión la demanda de energía en una microrred en AC, mejorando la integración de fuentes de energía renovables como gasificación de biomasa. Los resultados muestran que el modelo PSO-ANN propuesto tiene un rendimiento un 23,2% mejor en términos de MSE que los modelos de RNA de retropropagación feed-forward (FF-BP) y propagación directa en cascada (CF-P). La tercera y última etapa se centró en un sistema inteligente de gestión de la carga reforzado con criptografía híbrida para garantizar la comunicación protegida y la privacidad de los datos, abordando así de manera efectiva los desafíos de seguridad energética en entornos residenciales. Los resultados mostraron que el modelo propuesto de Gestión de Carga aplicado a Sistemas Residenciales de Seguridad (SRS-LM) fue un 37% mejor en rendimiento (costo de energía, utilización de energía, tiempo computacional) y con una reducción de carga máxima del 60% en comparación con un modelo de Medidor de Energía Inteligente Universal (USEM). / [CA] L'energia, la comunicació i la informàtica són components fonamentals de la societat moderna, ja que establixen les bases per al desenvolupament tecnològic i el creixement econòmic. L'estreta interrelació entre estos pilars s'ha fet cada vegada més evident en els últims anys, a mesura que els avanços en computació i anàlisi de dades han permés nous enfocaments de gestió i sostenibilitat de l'energia. En este context, l'ús eficient de l'energia s'ha convertit en un objectiu clau per als investigadors, els responsables polítics i les empreses per igual. En aprofitar el poder de les tècniques informàtiques i d'aprenentatge automàtic (ML), és possible destacar els desafiaments d'assegurar els sistemes d'energia i optimitzar l'ús de l'energia, la qual cosa porta a la necessitat de tècniques avançades com a algorismes bio-inspirats i xarxes neuronals. Esta tesi doctoral té com a objectiu analitzar els programes i estratègies de gestió de la càrrega, el consum i la demanda en el panorama energètic actual. El nucli central presenta un estudi exhaustiu sobre la integració d'algorismes bio-inspirats, com l'optimització d'eixams de partícules (PSO) i els models de xarxes neuronals artificials (ANN) en els sistemes de gestió de la càrrega per a fer front als reptes de la gestió de la càrrega i utilitzar l'energia de manera eficient i segura. El cos principal d'esta tesi comprén tres publicacions científiques, cadascuna de les quals correspon a una etapa diferent dins del marc general d'investigació d'este estudi: la primera etapa proposa un sistema de monitoratge de baix cost per a aplicacions energètiques que introduïx un sistema SCADA basat en web rendible que era un del 80% més barat que una solució similar. L'arquitectura de baix cost proposada, dissenyada per a bancs de proves de microxarxes, oferix monitoratge en temps real, accessibilitat remota i control fàcil d'usar per a aplicacions acadèmiques i d'investigació. La segona etapa combina l'optimització híbrida d'eixam de partícules (PSO) en cascada amb xarxes neuronals feed-forward per a pronosticar i optimitzar amb precisió la demanda d'energia en una microxarxa en AC, millorant la integració de fonts d'energia renovables com a gasificació de biomassa. Els resultats mostren que el model PSO-ANN proposat té un rendiment un 23,2% millor en termes de MSE que els models d'RNA de retropropagació feed-forward (FF-BP) i propagació directa en cascada (CF-P). La tercera i última etapa es va centrar en un sistema intel·ligent de gestió de la càrrega reforçat amb criptografia híbrida per a garantir la comunicació protegida i la privacitat de les dades, abordant així de manera efectiva els desafiaments de seguretat energètica en entorns residencials. Els resultats van mostrar que el model proposat de Gestió de Càrrega aplicat a Sistemes Residencials de Seguretat (SRS-LM) va ser un 37% millor en rendiment (cost d'energia, utilització d'energia, temps computacional) i amb una reducció de càrrega màxima del 60% en comparació amb un model de Mesurador d'Energia Intel·ligent Universal (USEM). / [EN] Energy, communication, and computing are critical components of modern society, providing the foundation for technological development and economic growth. The close interrelation between these pillars has become increasingly apparent in recent years, as computing and data analysis advances have enabled new energy management and sustainability approaches. In this context, efficient energy usage has become a key focus for researchers, policymakers, and businesses alike. By harnessing the power of computing and machine learning (ML) techniques, it is possible to highlight the challenges of securing energy systems and optimizing energy usage, leading to the need for advanced techniques such as bio-inspired algorithms and neural networks. This doctoral thesis aims to analyse load consumption and demand management programs and strategies in the current energy landscape. The central core presents an study on integrating bio-inspired algorithms, such as particle swarm optimization (PSO) and artificial neural networks (ANN) models in load management systems to meet load management challenges and use energy efficiently and securely. The main body of this thesis comprises three scientific publications, each corresponding to a distinct stage within the overarching research framework of this study: the first stage covers the proposal of a low-cost architecture in energy systems introducing a cost-effective web-based SCADA system that was over 80% cheaper than a similar solution. The proposed low-cost architecture, tailored for microgrid testbeds, offers real-time monitoring, remote accessibility, and user-friendly control for academic and research applications. The second stage combined a cascade hybrid Particle Swarm Optimization (PSO) with feed-forward neural networks to accurately forecast and optimize energy demand in an AC microgrid, notably enhancing the integration of renewable energy sources like biomass gasification. The results showed that the proposed PSO-ANN model performs 23.2% better in terms of MSE than Feedforward Backpropagation (FF-BP) and Cascade forward propagation (CF-P) ANN models. The third and final stage focused on a smart load management system fortified with hybrid cryptography to ensure protected communication and data privacy, thereby effectively addressing energy security challenges in residential settings. Results showed that the proposed Security Residential System Load Management (SRS-LM) model was 37% better in performance (power cost, power utilization, computational time) and with a 60% peak load reduction compared to a Universal Smart Energy Meter (USEM) model. / Chiñas Palacios, CD. (2024). Bio-Inspired Algorithms and Artificial Neural Networks Applied to Smart Load Management Systems to Optimize Energy Usage [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203128 / Compendio

This paper analyzes, from an auction design perspective, the results of the auction of renewable energy that the Peruvian State has initiated since 2008, allowing to show significant results such as the introduction of new technologies for power generation with low CO2 emissions, competitive prices and high levels of competition. Although they are also shown the outstanding issues as the lack of clear direction and heading for future of renewable energy, as well as the need to strengthen institutions to create areas of renewable energies to integrate synergies around the energy transition. / El presente artículo analiza, desde la perspectiva del diseño de subastas, los resultados obtenidos en las subastas de energías renovables que el Estado Peruano ha iniciado desde el año 2008, permitiendo mostrar importantes resultados como la introducción de nuevas tecnologías de generación de electricidad con bajas emisiones de CO2, precios competitivos y altos niveles de competencia. También se muestran los temas pendientes como la falta de dirección y rumbo claros para el futuro de las energías renovables, así como la necesidad de fortalecer las instituciones para crear áreas de energías renovables que integren las sinergiasexistentes en torno a la transición energética.

El proyecto que se presenta a continuación, es un complejo de viviendas económicas dirigido para el sector socioeconómico C y D. Se encuentra en el distrito de Puente Piedra al norte de la ciudad y departamento de Lima en Perú. Este proyecto está dirigido netamente a la inversión privada, a diferencia de los proyectos sociales del Estado Peruano. Puntos muy importantes que marcan la diferencia con el ya nombrado son: la competencia, el costo del terreno, el rendimiento y la utilidad. La propuesta que se presenta tiene como finalidad cubrir las necesidades básicas y con mayor ímpetu aún, en brindar calidad de vida a los usuarios. Es una propuesta, cuya principal finalidad es crear un proyecto integral, seguro y digno que promueva la vida en comunidad. El proyecto ha sido diseñado dentro de criterios económicos, sostenibles y medioambientales. Se ha incluido un bloque de comercio, el mismo que genera ingresos que sirven para el mantenimiento en general, y, además, consta de energías renovables como paneles solares y turbinas eólicas, así como una planta de tratamiento de aguas residuales. Todo ello, reduce los gastos mensuales en consumos de energía y agua, además de ser un proyecto sostenible y eco-amigable. / The project presented below, is a affordable housing complex for the socioeconomic sector C and D. It is located in the district of Puente Piedra located in the north of the city and department of Lima in Peru. This project is clearly aimed at private investment, unlike the social projects of the Peruvian State. Very important points that make the difference between the State are: the competition, the cost of the land, the yield and the utility. The presented proposal is intended to cover basic needs and with even greater impetus, by providing life quality to users. It is a proposal, whose main purpose is to create a comprehensive, safe and dignified project that promotes community life. The project has been designed within economic, sustainable and environmental parameters. A commercial block has been included, which generates income is used for general maintenance, and also consists of renewable energy such as solar panels and wind turbines, as well as a wastewater treatment plant. All of this reduces monthly expenses like energy and water consumption, as well as being a sustainable and eco-friendly project. / Tesis

El sector eléctrico de muchos países pasó por un proceso de reestructuración que tuvo su inicio en las décadas de los 80 y 90, cuyo objetivo era reorganizar el funcionamiento del sector eléctrico, mejorando su eficiencia y proporcionando así beneficios a largo plazo a los consumidores, como la reducción del precio de la electricidad. En España, este proceso se inicia en la práctica con la aprobación de la Ley 54 del Sector Eléctrico en 1997, que establecía las líneas generales de la reestructuración de las actividades del sector y además marcaba como objetivo el 12% del consumo de energía primaria proveniente de fuentes renovables en el año 2010. Esta ley también contenía un régimen especial de apoyo a estas tecnologías basado en un sistema de primas. Este objetivo fue un gran estimulo para el incremento de la participación de las renovables en la estructura de generación del país, la cual pasó de representar el 2% de la potencia total instalada en 1998 al 29% en 2012. Teniendo en cuenta la situación de las renovables en España a lo largo del periodo de reestructuración de su sector eléctrico, en esta tesis se propone averiguar el impacto económico de estas fuentes de energía en el precio final medio de la energía eléctrica durante este período. La herramienta seleccionada ha sido el análisis comparativo en entornos similares para algunas variables y en entornos muy diferentes para otras, lo cual debe permitir identificar el efecto de las variables de interés en el precio final medio de la electricidad en el Reino Unido, California y Brasil junto con España. En esta tesis se ha utilizado el precio final medio de la electricidad como parámetro para valorar los efectos de la reestructuración del sector eléctrico en lugar de utilizar el precio de la electricidad para consumidores domésticos o industriales, debido a que el objetivo era analizar el comportamiento de esta commodity en el país como un todo y no para una determinada clase de consumo. El precio final medio de la electricidad se determinó considerando los costes reales de la energía eléctrica en cada ejercicio. Para comparar este precio entre los distintos países se utilizó el purchasing power parity (PPP) como factor de conversión del cambio de divisas para convertir los precios nominales a dólares internacionales, además de ecualizar en el proceso el poder de compra de los países considerados, eliminando las diferencias de nivel de precios entre ellos. Para el análisis propuesto se han recopilado datos procedentes de distintas fuentes, abarcando un horizonte temporal de unos 30 años. La localización, verificación y homologación de estos datos procedentes de fuentes muy diversas es uno de los aspectos novedosos y fundamentales de esta tesis. A partir de estos datos se elaboraron las curvas de precio final medio de la electricidad y de las variables que podían tener alguna influencia en éste, para entonces establecer correlaciones entre el precio y cada variable. La hipótesis de partida era que el aumento de generación renovable en España había tenido una repercusión mensurable en los precios, mientras que en los países comparados esta repercusión había sido insignificante, con lo cual, a partir del análisis comparativo de las correlaciones encontradas entre las curvas de precio final medio de la electricidad y las curvas de las variables identificadas, se segrega la influencia específica de las renovables en la reestructuración del sector eléctrico español. / Martinez Castor De Cerqueira, M. (2014). Repercusión de las energías renovables en la liberalización del sector eléctrico en España: análisis comparativo incluyendo Reino Unido, California y Brasil [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43592

[ES] El municipio de Serra se asienta en la vertiente meridional de la Sierra Calderona. El término municipal ocupa una superficie de 5.730 hectáreas de las cuales, el 95 % de su territorio se encuentra dentro del ámbito del Parque Natural de la Sierra Calderona y el 85% del territorio corresponde a Suelo Forestal. La estructura económica del municipio ha tenido, desde 1960, al sector de la construcción como eje principal de la economía, quedando el subsector forestal, como actividad residual. Esto ha provocado un flujo de mano de obra desde el sector primario hacia otros más productivos, teniendo como consecuencia un crecimiento desordenado de la masa forestal, provocando un deterioro del paisaje. Esto ha aumentado considerablemente el riesgo de incendios y plagas y amenaza en definitiva el patrimonio forestal del Parque Natural de la Sierra Calderona. Siguiendo las directrices marcadas por las prioridades de la UE en desarrollo rural se ha puesto en marcha un proyecto de investigación dirigido hacia la creación de empleo local mediante el fomento de actividades sostenibles cuyos resultados se reinviertan en la sociedad local generando una economía circular que constituya la base del desarrollo socio económico local. El proyecto consiste en el aprovechamiento energético sostenible de la biomasa forestal, agrícola y de jardinería y su reconversión a un combustible sólido (pélet) empleado en la calefacción de edificios públicos y por otra parte, comercializando el excedente de pélet, con esto se pretende un ahorro económico energético y de gestión del residuo y un beneficio que podrá ser empleado directamente en la creación de empleo local. El proyecto contribuye además a la protección y mejora de los montes de Serra. La presente Tesis trata de estudiar si un adecuado modelo de gestión de la biomasa en zonas de la interfaz urbano forestal de municipios, como Serra, incluidos en el Parque Natural de la Sierra Calderona puede tener efectos directos positivos en la prevención de incendios forestales y la lucha contra el cambio climático, la Tesis estudia además si estos modelos de gestión pueden ser económica y medioambientalmente sostenibles y su capacidad para contribuir a mejorar el desarrollo socioeconómico de estas poblaciones, fijando su población y ofreciendo un verdadero desarrollo rural basado en el aprovechamiento racional de sus recursos naturales. / [CA] El municipi de Serra s'assenta en el vessant meridional de la Serra Calderona. El terme municipal ocupa una superfície de 5.730 hectàrees de les quals, el 95 % del seu territori es troba dins de l'àmbit del Parc Natural de la Serra Calderona i el 85% del territori correspon a Sòl Forestal. L'estructura econòmica del municipi ha tingut, des de 1960, al sector de la construcció com a eix principal de l'economia, quedant el subsector forestal, com a activitat residual. Açò ha provocat un flux de mà d'obra des del sector primari cap a uns altres més productius, tenint com a conseqüència un creixement desordenat de la massa forestal, provocant una deterioració del paisatge. Açò ha augmentat considerablement el risc d'incendis i plagues i amenaça en definitiva el patrimoni forestal del Parc Natural de la Serra Calderona. Seguint les directrius marcades per les prioritats de la UE en desenvolupament rural s'ha engegat un projecte de recerca dirigit cap a la creació d'ocupació local mitjançant el foment d'activitats sostenibles els resultats de les quals es reinverteixen a la societat local generant una economia circular que constituïsca la base del desenvolupe soci econòmic local. El projecte consisteix en l'aprofitament energètic sostenible de la biomassa forestal, agrícola i de jardineria i la seua reconversió a un combustible sòlid (pélet) emprat en la calefacció d'edificis públics i d'altra banda, comercialitzant l'excedent de pélet, amb açò es pretén un estalvi econòmic energètic i de gestió del residu i un benefici que podrà ser emprat directament en la creació d'ocupació local. El projecte contribueix a més a la protecció i millora de les muntanyes de Serra. La present Tesi tracta d'estudiar si un adequat model de gestió de la biomassa en zones de la interfície urbà forestal de municipis, com Serra, inclosos en el Parc Natural de la Serra Calderona pot tenir efectes directes positius en la prevenció d'incendis forestals i la lluita contra el canvi climàtic, la Tesi estudia a més si aquests models de gestió poden ser econòmica i mediambientalment sostenibles i la seua capacitat per a contribuir a millorar el desenvolupament socioeconòmic d'aquestes poblacions, fixant la seua població i oferint un vertader desenvolupament rural basat en l'aprofitament racional dels seus recursos naturals. / [EN] The municipality of Serra sits on the southern slope of the Sierra Calderona mountains. The municipality occupies an area of 5,730 hectares of which, 95% of its territory is within the Sierra Calderona Natural Park and 85% of the territory corresponds to forest land. The economic structure of the municipality has had, since 1960, the construction sector as the main axis of the economy, leaving the forestry sub-sector as a residual activity. This has caused a labor flow from the primary sector to more productive ones, resulting in a disorderly growth of the forest mass, causing a deterioration of the landscape. This has considerably increased the risk of fire and pests and ultimately threatens the forest heritage of the Sierra Calderona Natural Park. Following the guidelines set by the EU priorities for rural development, a research project aimed at the creation of local jobs has been launched through the promotion of sustainable activities whose results are reinvested in the Local society generating a circular economy that constitutes the basis of the local socio-economic development. The project consists of the sustainable energetic use of forest, agricultural and garden biomass and its conversion to a solid fuel (wood pélet) used in the heating of public buildings and on the other hand, marketing the surplus of this wood pélet, this aims to a saving of energy bills and waste management costs and brings a benefit that can be used directly in the creation of local employment. The project also contributes to the protection and improvement of the Serra Mountains. This thesis aims to study whether an adequate model of management of biomass in the municipal urban forest interface, such as Serra, included in the Natural Park of the Sierra Calderona can have direct positive effects on the prevention of forest fires and the fight against climate change, the thesis also studies whether these management models can be economically and environmentally sustainable and their ability to contribute to improving the socioeconomic development of these populations, setting their Population and offering a true rural development based on the rational use of their natural resources. / Mayans Díaz, JJ. (2021). Gestión integral de la biomasa en la interfaz urbano-forestal, en ámbito supramunicipal y sus efectos en la lucha contra el cambio climático, Red Natura 2000 y prevención de incendios forestales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166094

Tesis por compendio / [ES] La crisis climática hace necesaria una transición energética para reducir el consumo de energía primaria y sustituir los combustibles fósiles por el uso de energías renovables mientras se electrificacan consumos energéticos. Esta transición energética está cambiando el paradigma del sector eléctrico, que pasa de ser un sistema con generación centralizada, demanda pasiva y casi nula capacidad de almacenamiento, a un sistema que tendrá que adaptarse a la variabilidad en el aprovechamiento de los flujos energéticos renovables. El desarrollo de nuevas tecnologías y las mayores necesidades de flexibilidad que aparecen implican un nuevo contexto de generación descentralizada, demanda activa y el desarrollo del almacenamiento como herramienta imprescindible de sistema. Y en esta nueva situación, los agentes consumidores adquiere un rol central en los sistemas eléctricos presentes y futuros. Esta tesis doctoral tiene como objetivo analizar las políticas públicas y la regulación que fomentarán la transición energética dentro del sistema eléctrico donde el consumidor jugará un papel imprescindible y se situará en el centro de mismo. La tesis emplea una serie de metodologías y herramientas transversales para abordar y analizar las tres etapas del proceso de las políticas públicas: formulación, diseño y evaluación. El cuerpo principal de la tesis contiene cuatro aportaciones recogidas en tres bloques. El primer bloque, formulación, responde a los dos primeros objetivos específicos que se centran en analizar programas de respuesta de la demanda a nivel internacional de forma estandarizada y cuantificar el potencial de flexibilidad en el sector residencial. El segundo, diseño, responde al tercer objetivo específico que se centra analizar los impactos que la regulación de fomento del autoconsumo tendría sobre el sistema eléctrico. Y el tercero, evaluación, responde al cuarto objetivo específico de extraer buenas prácticas y mejoras sobre una política pública ya implementada que utiliza la demanda industrial para proporcionar servicios complementarios al sistema. Cada una de las aportaciones contiene casos de estudio y políticas reales que han sido aplicadas o están siendo estudiadas. De esta forma la tesis aborda la problemática regulatoria actual centrada en fomentar un nuevo marco normativo para una transición energética donde la demanda eléctrica incrementa su papel en el sistema. Las cuatro aportaciones presentadas en esta tesis demuestran la necesidad de continuar avanzando en la formulación, diseño y evaluación de políticas con el objetivo de situar a los consumidores en el centro del sistema eléctrico. Mediante una combinación de técnicas y metodologías se muestran diversas formas de abordar la problemática y así mejorar las políticas públicas encaminadas a fomentar la transición energética del sistema energético actual a un sistema renovable y con una mayor participación de la ciudadanía y los agentes consumidores de electricidad. / [CA] La crisi climàtica fa necessària una transició energètica per a reduir el consum d'energia primària i substituir els combustibles fòssils per l'ús d'energies renovables mentre s-electrifiquen els consums energètics. Aquesta transició energètica està canviant el paradigma del sector elèctric, que passa de ser un sistema amb generació centralitzada, demanda passiva i quasi nul·la capacitat d'emmagatzematge, a un sistema que haurà d'adaptar-se a la variabilitat en l'aprofitament dels fluxos energètics renovables. El desenvolupament de noves tecnologies i les majors necessitats de flexibilitat que sorgeixen impliquen un nou context de generació descentralitzada, demanda activa i el desenvolupament de l'emmagatzematge com a eina imprescindible del sistema. I en aquesta nova situació, els agents consumidors adquireix un rol central en els sistemes elèctrics presents i futurs. Aquesta tesi doctoral té com a objectiu analitzar les polítiques públiques i la regulació que fomentaran la transició energètica dins del sistema elèctric on el consumidor jugarà un paper imprescindible i se situarà en el centre del mateix. La tesi empra una sèrie de metodologies i eines transversals per a abordar i analitzar les tres etapes del procés de les polítiques públiques: formulació, disseny i avaluació. El cos principal de la tesi conté quatre aportacions recollides en tres blocs. El primer bloc, formulació, respon als dos primers objectius específics que se centren a analitzar programes de resposta de la demanda elèctrica en l'àmbit internacional de forma estandarditzada i quantificar el potencial de flexibilitat en el sector residencial. El segon, disseny, respon al tercer objectiu específic que se centra analitzar els impactes que la regulació de foment de l'autoconsum tindria sobre el sistema elèctric. I el tercer, avaluació, respon al quart objectiu específic d'extraure bones pràctiques i millores sobre una política pública ja implementada que utilitza la demanda industrial per a proporcionar serveis complementaris al sistema. Cadascuna de les aportacions conté casos d'estudi i polítiques reals que han sigut aplicades o estan sent estudiades actualment. D'aquesta manera la tesi aborda la problemàtica reguladora actual centrada a fomentar un nou marc normatiu per a una transició energètica on la demanda elèctrica incrementa el seu paper en el sistema. Les quatre aportacions presentades en aquesta tesi demostren la necessitat de continuar avançant en la formulació, disseny i avaluació de polítiques amb l'objectiu de situar als consumidors en el centre del sistema elèctric. Mitjançant una combinació de tècniques i metodologies es mostren diverses maneres d'abordar la problemàtica i així millorar les polítiques públiques encaminades a fomentar la transició energètica del sistema energètic actual a un sistema renovable i amb una major participació de la ciutadania i els agents consumidors d'electricitat. / [EN] The climate crisis requires an energy transition to reduce primary energy consumption and replace fossil fuels with renewable energies while electrifying energy consumption. This energy transition is changing the paradigm of the electricity sector from a system with centralised generation, passive demand, and almost no storage capacity, to a system that will have to adapt to the variability in the use of renewable energy flows. The development of new technologies and the greater flexibility needs that arise from this change imply a new context of decentralized generation, active demand, and the development of storage as an essential system tool. And in this new situation, consumers acquire a central role in the present and future electricity systems. This doctoral thesis aims to analyse the public policies and regulations that will promote the energy transition within the electricity system where the consumer will play an essential role being at the center of it. The thesis employs a series of transdisciplinary methodologies and tools to address and analyse the three stages of the public policy process: formulation, design, and evaluation. The main body of the thesis contains four contributions organised in three blocks. The first block, formulation, responds to the first two specific objectives that focus on analysing demand response programs at the international level in a standardised way and quantifying the potential for flexibility in the residential sector. The second, design, responds to the third specific objective, which focuses on analysing the impacts that the regulation to promote self-consumption would have on the electricity system. And the third, evaluation, responds to the fourth specific objective of extracting good practices and improvements on an already implemented public policy that uses industrial demand to provide complementary services to the system. Each of the contributions contains case studies and real policies that have been implemented or are under study. In this way, the thesis addresses the current regulatory issues focused on promoting a new regulatory framework for an energy transition where electricity demand increases its role in the system. The four contributions presented in this thesis demonstrate the need to continue advancing in the formulation, design, and evaluation. Through a combination of techniques and methodologies, the document shows different ways of approaching the problem to improve public policies aimed at promoting the energy transition from the current energy system to a renewable system with greater participation of citizens and electricity consumers. / Ribó Pérez, DG. (2021). Study and Assessment of Energy Policies to Achieve Consumer Centered Power Systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/179514 / Compendio

Tesis por compendio / [EN] Energy services are crucial for eradicating poverty, improving human welfare and raising living standards. Thus, providing appropriate and reliable modern energy and sanitation services using secure and environmentally sound technologies, in conformity with socioeconomic needs and cultural values, is essential in the race for sustainable development. Autonomous systems based on the use of renewable energies (RE) have proven suitable for providing affordable, reliable, safe, and high-quality energy and sanitation services to isolated communities. Taking this into consideration, the objectives of this thesis are to investigate the contributions of the Human and Sustainable Development (HSD) approach to the analysis of RE projects in isolated rural areas in developing countries and understand how these projects to provide access to energy in impoverished rural areas should be developed according to the paradigm of HSD. Regarding the first objective, it is considered that, generally, these types of technology projects are designed, implemented and evaluated following strategies consistent with utilitarian approaches, focused on the generation of new resources. However, to analyze the impact of these projects on the lives of the people, in this thesis we use an approach that allows us to extend the analysis on several key dimensions of development that should be considered in the process of these projects. In particular, we have used the HSD approach, which considers that technological projects in rural areas should not only be aimed at increasing levels of access to affordable, reliable, secure and high quality energy, as well as improving the quality of the environment, including the immediate environment in homes, but also at strengthening the autonomy and empowerment of people, expanding their opportunities and freedoms. This approach has been used in six projects to provide access to energy in Andean communities in Peru, carried out by the NGO Practical Action, which consider only RE and community management models. To analyse these projects against the precepts of HSD approach, a special methodology has been designed, incorporating tools to collect data related to the context and individual conversion factors affecting people's capabilities, with particular emphasis on the gender component. Regarding the second objective, based on the results of the analyses, recommendations have been made to overcome barriers and difficulties identified for such projects to truly be catalysts of HSD. Additionally, a management model has been designed to handle any number of different technologies, considering the lessons learned from this research, which has been implemented in a project that includes 6 types of technologies simultaneously, and whose sustainability has proven satisfactory. / [ES] La energía es crucial para erradicar la pobreza, mejorar el bienestar y aumentar los estándares de vida de las personas. En este sentido, para lograr procesos de desarrollo es esencial dotar a la población de modernos servicios básicos energéticos, adecuados y fiables, utilizando tecnologías seguras y ecológicamente racionales, de conformidad con las necesidades socioeconómicas y los valores culturales. Para ello, los sistemas autónomos basados en el uso de las energías renovables (EERR) han demostrado ser adecuados para proporcionar servicios de energía y saneamiento en comunidades rurales aisladas. Tomando esto en consideración, los objetivos de esta tesis son investigar los aportes del enfoque de Desarrollo Humano Sostenible (DHS) al análisis de proyectos de EERR en zonas rurales aisladas de países en vías de desarrollo y entender cómo se deben desarrollar proyectos de EERR para el acceso a la energía en zonas rurales empobrecidas de acuerdo con el paradigma de DHS. En relación al primer objetivo, cabe considerar que, generalmente, este tipo de proyectos tecnológicos se han diseñado, implementado y evaluado siguiendo estrategias acordes con enfoques de cariz utilitarista, centrados en la generación de nuevos recursos. En cambio, para analizar el impacto de este tipo de proyectos en la vida de la personas, en esta tesis se promueve el uso de un enfoque que nos permita ampliar el análisis sobre varias dimensiones clave del desarrollo que deben ser consideradas en el proceso de estos proyectos. En particular, se ha utilizado el enfoque de DHS, según el cual los proyectos tecnológicos en las zonas rurales no sólo deben estar dirigidos a aumentar los niveles de acceso a una energía asequible, fiable, segura y de alta calidad, y a mejorar la calidad del medio ambiente, incluido el entorno inmediato en los hogares, sino también a fortalecer la autonomía y el empoderamiento de las personas, ampliando sus oportunidades y libertades. Este enfoque ha sido empleado en seis estudios de proyectos de acceso a la energía en comunidades rurales andinas del Perú, llevados a cabo por la ONG Practical Action, los cuales cuentan íntegramente con EERR y modelos de gestión comunitarios. Para realizar el análisis de estos proyectos en base a los preceptos del DHS se ha diseñado una metodología ad hoc, incorporando herramientas para obtener datos relativos al contexto y a los factores de conversión individual que afectan a las capacidades de las personas, haciendo especial hincapié a la componente de género. En relación al segundo objetivo, en base a los resultados de los análisis realizados, se han presentado una serie de recomendaciones con las que se pueden superar las barreras y dificultades identificadas para que este tipo de proyectos sean verdaderamente catalizadores del DHS. Además, se ha diseñado un modelo de gestión capaz de gestionar cualquier número de tecnologías distintas, considerando los aprendizajes adquiridos en las investigaciones anteriores, el cual ha sido puesto en práctica en un proyecto que incorpora 6 tipos de tecnologías simultáneamente, y cuya sostenibilidad ha demostrado ser satisfactoria. / [CA] L'energia és crucial per a eradicar la pobresa, millorar el benestar i augmentar els estàndards de vida de les persones. En aquest sentit, dotar la població de moderns serveis bàsics energètics, adequats i fiables, utilitzant tecnologies segures i ecològicament racionals, de conformitat amb les necessitats socioeconòmiques i els valors culturals, és essencial per aconseguir processos de desenvolupament. Per a això, els sistemes autònoms basats en l'ús de les energies renovables (EERR) han demostrat ser adequats per proporcionar serveis d'energia i sanejament en comunitats rurals aïllades. Prenent això en consideració, els objectius d'aquesta tesi són investigar les aportacions de l'enfocament de Desenvolupament Humà Sostenible (DHS) a l'anàlisi de projectes d'EERR en zones rurals aïllades de països en vies de desenvolupament i entendre com s'han de desenvolupar projectes d'EERR per a l'accés a l'energia en zones rurals empobrides d'acord amb el paradigma de DHS. En relació al primer objectiu, cal considerar que, generalment, aquest tipus de projectes tecnològics s'han dissenyat, implementat i avaluat seguint estratègies acords amb enfocaments de caire utilitarista, centrats en la generació de nous recursos. En canvi, per analitzar l'impacte d'aquest tipus de projectes en la vida de les persones, en aquesta tesi es promou l'ús d'un enfocament que ens permeta ampliar l'anàlisi sobre diverses dimensions clau del desenvolupament que han de ser considerades en el procés d'aquests projectes. En particular, s'ha utilitzat l'enfocament de DHS, segons el qual els projectes tecnològics a les zones rurals no només han d'estar dirigits a augmentar els nivells d'accés a una energia assequible, fiable, segura i d'alta qualitat, i a millorar la qualitat del medi ambient, inclòs l'entorn immediat a les llars, sinó també a enfortir l'autonomia i l'empoderament de les persones, ampliant les seves oportunitats i llibertats. Aquest enfocament ha estat emprat en sis estudis de projectes d'accés a l'energia en comunitats rurals andines del Perú, portats a terme per l'ONG Practical Action, els quals compten íntegrament amb EERR i models de gestió comunitaris. Per realitzar l'anàlisi d'aquests projectes en base als preceptes del DHS s'ha dissenyat una metodologia ad hoc, incorporant eines per obtenir dades relatives al context i als factors de conversió individual que afecten les capacitats de les persones, fent especial èmfasi a la component de gènere. En relació al segon objectiu, en base als resultats de les anàlisis realitzades, s'han presentat un seguit de recomanacions amb les que es poden superar les barreres i dificultats identificades perquè aquest tipus de projectes siguen veritablement catalitzadors del DHS. A més, s'ha dissenyat un model de gestió capaç de gestionar qualsevol nombre de tecnologies diferents, considerant els aprenentatges adquirits en les investigacions anteriors, el qual ha estat posat en pràctica en un projecte que incorpora 6 tipus de tecnologies simultàniament, i la sostenibilitat del qual ha demostrat ser satisfactòria. / Lillo Rodrigo, P. (2016). Acceso a la energía para el Desarrollo Humano Sostenible. Análisis de proyectos con Energías Renovables y modelos de gestión comunitarios en zonas rurales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68479 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

El concentrador solar Fixed Mirror Solar Concentrator (FMSC) apareció en los años 70 con la finalidad de reducir costes en la producción de energía termoeléctrica. Este diseño consiste en un concentrador de reflector estacionario y foco móvil, presenta buena integrabilidad en cubiertas, y es capaz de alcanzar temperaturas entre 100 y 200ºC manteniendo una eficiencia aceptable. En esta tesis se expone una metodología para determinar el comportamiento del FMSC. Se ha desarrollado una herramienta de cálculo basada en el método de ray-tracing, que simula el trazado de los rayos solares en el sistema óptico. Con esta herramienta se ha analizado el comportamiento óptico y térmico del FMSC, y de la versión con espejos curvos Curved Slats Fixed Mirror Solar Concentrator (CSFMSC). Se ha realizado un análisis paramétrico para conocer la influencia de los distintos parámetros en el modificador de ángulo (IAM), y para obtener los diseños óptimos a una temperatura de 200ºC para tres climas en diferentes latitudes. Se han comparado los valores teóricos obtenidos mediante ray-tracing con dos prototipos ensayados, obteniendo un buen ajuste en ambos casos. Los ensayos han sido utilizados para determinar la curva de rendimiento de uno de los prototipos. Se ha hecho uso del método propuesto en la norma EN-12975-2:2006, combinado con valores de IAM obtenidos mediante ray-tracing. Se prueba que esta combinación puede ser útil para obtener la curva de rendimiento de colectores complejos con un modelo biaxial para el IAM. / The Fixed Mirror Solar Concentrator (FMSC) appeared during the 70s with the aim of reducing costs in the production of electricity in solar thermal power plants. This design consists of a concentrator with fixed reflector and moving receiver, has a very good integrability into building roofs and can reach temperatures between 100 and 200ºC with an acceptable efficiency. In this Thesis a methodology is presented for the determination of the behaviour of the FMSC. A simulation tool based on the forward ray-tracing method has been developed. The optical and thermal behaviour of the FMSC and its curved mirror variation called the Curved Slats Fixed Mirror Solar Concentrator (CSFMSC), have been analyzed with this tool. A parametric analysis has been carried out in order to determine the influence of the different parameters on the Incidence Angle Modifier (IAM) and to determine the optimal designs at a temperature of 200ºC for three different climates at different latitudes. The theoretical values obtained from the ray-tracing code have been compared with two experimental prototypes. The experimental and numerical results obtained show a good fit. The efficiency curve of one of the prototypes has been determined from the experimental tests. The methodology proposed in the norm EN-12975-2:2006 has been used in combination with IAM values obtained by ray-tracing. It has been shown that this combination can be effectively used to obtain the efficiency curve of complex collectors with a bi-axial IAM model.