Orientador : Gilberto De Martino Jannuzzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T17:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Terciote_Ricardo_M.pdf: 9585329 bytes, checksum: 364ac7f0292ffad7c14d7199a139824f (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Atualmente vários países vêm investindo 'na complementação e transformação de seus parques energéticos com a introdução de fontes alternativas de energia, sendo que as questões ambientais alavancaram em muito estes investimentos, principalmente devido aos impactos causados pelas formas tradicionais de geração de energia. O desenvolvimento da energia eólica no mundo apresenta-se como uma das mais importantes e promissoras tecnologias na geração complementar de energia. Neste trabalho, apresentam-se a evolução da energia eólica ao longo do tempo, um panorama brasileiro e mundial atual, sua utilização na geração de energia elétrica, os impactos ambientais e suas perspectivas. Considerando o crescimento de mercado e da tecnologia, apresentam-se os resultados de um projeto elaborado na UNICAMP, com intuito de avaliar a eficiência energética do mesmo e verificar a característica dos ventos. Os resultados encontrados mostram que a energia eólica deve ser encorajada em locais com boas condições de vento para que seja possível gerar energia limpa de forma competitiva / Abstract: Currently several countries are investing in the transformation of their energy supply systems by introducing alternative sources of energy. In many instances, environmental issues motivated the major part these investments. Wind energy development in the world is one of the most important and promising energy technologies with less environmental impacts. The main objective of the work is to present an evaluation of a small (500W) wind system installed at UNICAMP. We study the available wind data and measurements of electricity production over several months. The results show that the wind energy must be encouraged in places with good conditions of wind to generate competitive clean energy / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_SergioRicardo_M.pdf: 529149 bytes, checksum: 67dc073a5e26c94355fc7d55c998ee42 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En un trabajo previo se propuso un control de mitigación de efecto nube que permitía disminuir los efectos nocivos de la nubosidad parcial sobre parques fotovoltaicos en la frecuencia de sistemas eléctricos de potencia. Esto último sin la necesidad del uso de acumuladores de energía. La estrategia se basa en la operación sub-óptima de los parques (operación en deload) con tal de disponer de reservas de potencia. A pesar que la implementación del sistema nombrado mejoró la frecuencia del sistema de forma significativa en comparación al caso base (sin el sistema de control), la operación en deload de los parques implica una gran cantidad de energía que no se está aprovechando, lo que no se consideró en la metodología. Con tal de mejorar esto, el siguiente trabajo propone un control de mitigación de efecto nube en parques fotovoltaicos de gran escala basado en una herramienta de pronóstico de radiación. Esto último permite disminuir las pérdidas de energía junto con mitigar los efectos de la nubosidad parcial, mediante la determinación de un nivel de deload en los parques fotovoltaicos usando dicho pronóstico. En primer lugar, esta tesis presenta una revisión bibliográfica y discusión del estado del arte de las técnicas de pronóstico en parques fotovoltaicos. Se muestra que la selección de la técnica de pronóstico depende en la información disponible y la ventana de tiempo del pronóstico, es decir, dependerá del caso de estudio. Dicho esto, se propone el uso de una técnica de pronóstico basada en redes neuronales en el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) de Chile. El pronóstico sirve para determinar el nivel de deload en el parque fotovoltaico para los siguientes 10 minutos, en función de una rampa de radiación. Los resultados muestran que la implementación de la técnica de pronóstico no solo mejora la respuesta en frecuencia del sistema, sino que también disminuye las pérdidas energéticas de forma significativa. / Este trabajo fue parcialmente financiado por el Proyecto CONICYT/FONDAP/15110019 "Solar Energy Research Center" SERC-Chile y el Instituto de Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI)

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El estudio del recurso solar disponible en fachadas de edificios puede permitir el desarrollo de proyectos para su aprovechamiento, sin embargo, en Chile actualmente no se dispone de datos en forma de valores medidos por instrumentos para ello. Para subsanar esta deficiencia, se utilizan modelos que simulan los procesos físicos durante la trayectoria de la energía solar, considerando los efectos específicos asociados al entorno del lugar. Por esto, se propuso estimar la irradiancia solar global en las fachadas de un edificio estándar en la ciudad de Santiago, Región Metropolitana, mediante un modelo de simulación. Para lograr dicho objetivo, se modificó el modelo PINSOL para realizar estimaciones en entornos urbanos mediante la inclusión del factor de cielo visible (SVF), y se evaluó la exactitud del cálculo mediante una comparación con el modelo comercial Autodesk® Ecotect sobre las fachadas de la biblioteca Ruy Barbosa, de la facultad de Ciencias Agronómicas en el Campus Antumapu de la Universidad de Chile. De los resultados obtenidos, PINSOL tiene mejores ajustes en las envolventes Techo y Este; en la fachada Oeste es poco satisfactorio, y Norte no tiene ninguna relación con Ecotect, debido al comportamiento errático de la serie de datos. A pesar de esto, en ambas simulaciones se observa una dinámica inversa de ésta fachada respecto de las otras: aumenta la irradiancia en invierno y disminuye en verano, de tal forma que, en la época invernal, la captación sería más eficiente en un plano con exposición norte y alta pendiente, siendo éste un dato relevante al momento del uso del recurso solar. Pese a obtener resultados poco satisfactorios, las simulaciones representan a grandes rasgos las características del recurso solar en fachadas de edificios en la Región Metropolitana. Sin embargo, la falta de información adecuada como entrada para los modelos y la escasez de datos con los cuales comparar los resultados impide comprobar de forma completa la validez de la modelación. A pesar de esto, este estudio permite contar con una primera aproximación del recurso disponible en el entorno urbano de la región. Los modelos de simulación de energía solar utilizados se mostraron como herramientas útiles para su prospección, pero al igual que otros tipos de modelos, se ven limitados por la calidad de los datos de entrada. / The study of the available solar resource on building facades allows projects development for its use, however, currently there are no data as values measured by instruments for it. Instead, models that simulate physical processes in the path of solar energy are used, for which existing meteorological data is interpolated and adjusted to the specific effects associated with the local environment. Therefore, it was proposed to estimate the global solar irradiance on the facades of a standard building in the city of Santiago, Metropolitan Region, through a simulation model. PINSOL model was modified to estimate solar irradiance in urban environments by including the Sky View Factor (SVF), and the accuracy of the calculation was assessed by comparison with the Autodesk ® Ecotect comercial model, on the facades of the Ruy Barbosa library. PINSOL had better adjustments in the ceiling and East facade, in the West facade was unsatisfactory, and North had no relationship with Ecotect, due to the erratic behavior of the data series. Despite this, in both simulations, there is an inverse dynamics of this facade compared to the others: the irradiance increases in winter and decreases in summer, so that in the winter, collection would be more efficient in a plane with northern exposure and high slope, being this a relevant factor when the use of solar resources. Despite the unsatisfactory results, the simulations represent roughly solar resource characteristics on facades of buildings in the metropolitan area. However, the lack of adequate information as input for the models and the paucity of data with which to compare the results impossible to verify in full the validity of the modeling. Despite this, this study allows for an approximation of the resource available in the urban environment in the region. Simulation models are useful tools for solar energy prospecting, but like other types of models are constrained by the data, as explained above.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En las últimas décadas, se ha generado un nuevo interés por el desarrollo de sistemas de generación distribuida y el uso de energías renovables, para la electrificación en zonas rurales aisladas. En este contexto se insertan los sistemas de micro-redes, que combinan varias fuentes de generación eléctrica y que se plantean hoy como una de las soluciones técnicas más competitivas. Estos proyectos pueden generar impactos socioeconómicos y ambientales y toma especial relevancia la participación de las comunidades en ellos. Ambos factores pueden afectar su sustentabilidad, resultando necesario evaluarlos para corregir las deficiencias y favorecer el éxito del mismo. Así, se generó una propuesta metodológica para la evaluación de proyectos de micro-redes en comunidades rurales del norte de Chile, que permitiera medir el grado de impacto del proyecto y tomar decisiones para favorecer su éxito en el largo plazo. Se generó el cuerpo central de la propuesta en base a las variables, indicadores y cuestionario para la evaluación y luego se aplicaron estos instrumentos al proyecto de micro-redes ESUSCON ubicado en la localidad de Huatacondo, Región de Tarapacá. Se realizaron las correcciones necesarias y se generó la propuesta metodológica final consistente en etapas para la evaluación. Se generaron en total 19 de variables de impacto (socioeconómicos y ambientales) y 9 para el análisis de sustentabilidad, asociadas a la participación y percepción de la comunidad; se utilizaron indicadores cuantitativos y cualitativos. Se definieron 5 etapas de evaluación que involucran a la comunidad en el proceso y en una de las cuales se aplican los indicadores y cuestionario generados. Se concluye que la propuesta final es una herramienta práctica para la evaluación y que puede adaptarse a otros proyectos de energías renovables y en otras zonas de Chile. La combinación de los métodos de investigación cuantitativa y cualitativa, permite aprovechar las ventajas de cada uno y favorecer los resultados de la misma y la base de información generada permitirá reducir errores en proyectos futuros y favorecer su éxito. Por último, se plantea la necesidad de evaluar, además y de forma complementaria, los aspectos técnicos y económicos de los mismos, y avanzar en el desarrollo de proyectos de energía a nivel de comunidad sustentables. / In recent decades, there has been a renewed interest in the development of distributed generation systems and the use of renewable energy for rural electrification in isolated places. In this context the micro-grids are a system that combine various sources of power generation and that has raised today as one of the most competitive technical solutions. These projects can generate socioeconomic and environmental impacts and is of particular relevance the participation of the communities in them. Both factors may affect its sustainability, being necessary to evaluate them, correct deficiencies and promote the success of the project. Thus, a methodology for the evaluation of micro-grid projects in rural communities in northern Chile was generated that would measure the impact of the project and make decisions to promote their long-term success. It was generated the main body of the proposal based on the variables, indicators and assessment questionnaire and then these tools were applied to micro-grid project ESUSCON located in Huatacondo, Región de Tarapacá. The necessary corrections were made and a finished methodological proposal was generated, consisting of evaluation stages. A total of 19 impact variables (socioeconomic and environmental) and 9 for analysis of sustainability, related to participation and community perception, were generated. It was used quantitative and qualitative indicators. It was defined five stages of evaluation involving the community in the process and in one of them including the generated indicators and questionnaire. It was concluded that the final proposal is a practical tool for the evaluation and that can be adapted to other renewable energy projects and other areas of Chile. The combination of quantitative and qualitative research methods, allow taking advantage of each and favor the results. Also, a basis of information was generated that will reduce mistakes in future projects and encourage their success. Finally, there is the need to assess, in addition the technical and economic aspects of the project, and promote the development of community and sustainable energy projects.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniería en Recursos Naturales Renovables / Las condiciones actuales de Cambio Climático y escasez nacional de combustibles fósiles, nos indican que Chile debe diversificar la matriz energética y planificar un desarrollo energético a través de energías existentes en el territorio. Esto ha llevado a un grupo de científicos a plantear una solución energética llamada Iniciativa GeVi (Generador Virtual), esta iniciativa utiliza diferentes fuentes de energía, las que en su mayoría son renovables no convencionales (ERNC), generando energía cerca de los lugares de consumo. Para ello se requiere identificar las fuentes de energía renovables y los conflictos que se puedan generar en el territorio la instalación de generadores eléctricos. La presente memoria de título tiene como objetivo general desarrollar una propuesta metodológica que permita identificar zonas con recursos naturales disponibles para transformarlos en energía eléctrica utilizable para una solución tipo GeVi. El presente trabajo es una propuesta metodológica dividida en cuatro etapas. Primero, se recopilarán y generará información del territorio y sus recursos naturales. Segundo, se generan capas de información en cartografía digital de acuerdo a la información recopilada. Tercero, en esta etapa la información digitalizada se procesa a través de algoritmos, calculando el potencial energético de las fuentes de energías renovables identificadas, la propuesta se basa en algoritmos y métodos de cálculo para la fuente de energía eólica, solar, biomasa y mini hidráulica ya existentes. Cuarto, se propone fusionar las cartografías de los potenciales energéticos e información base del territorio en una sola imagen. De esta forma se genera una herramienta de apoyo para la planificación territorial y disminuir los conflictos por la competencia del espacio del territorio. La metodología se aplicó de forma reducida para el poblado de Huatacondo, obteniéndose como resultado cartografías de potenciales energéticos para las fuentes de energía eólica, solar y biomasa, también se generó una cartografía del potencial energético neto de la zona de estudio. Durante la aplicación de la memoria se destaca la importancia de la información base (datos de recursos naturales: viento, biomasa y radiación) para la aplicación de la metodología. La presente memoria fue generada para ser utilizado en la Iniciativa GeVi, sin embargo por su finalidad puede ser utilizado para cualquier proyecto que necesite generar información de fuentes de energías renovables, dado su carácter recopilatorio en el cual se trabaja con variables generales y que apoyan la toma de decisiones territoriales de cualquier proyecto de generación distribuida a través diversas fuentes de generación que utilicen ERNC presentes en el presente trabajo. Esta memoria deja abierta la posibilidad de incorporar más fuentes de energías renovables a la metodología, tales como, geotérmica de baja entalpía, mareomotriz y las que se puedan desarrollar en el futuro. En futuras versiones se espera automatizar los procesos para la generación de cartografía ingresando sólo los datos iniciales y poder generar una plataforma abierta a todo el público (vía web) en la cual se pueda ingresar los datos y generar la cartografía del territorio. / In the current conditions of climate change and national shortage of fossil fuels, we show that Chile should diversify energy sources and energy development plan through existing national energies. This has led a group of scientists to propose an energy solution called GeVi Initiative (Virtual Generator). This Initiative works with different energy sources, which are mostly non-conventional renewable (URE), generating energy close to consumption sites. This requires identifying the sources of renewable energy and conflicts that may arise in the territory, installation of electric generators. The objective general memory of this title is develop a methodology to identify surfaces with natural resources available to process them into usable electrical energy for a standard solution GeVi. This paper is a methodology in four stages. First, they collect and generate information of the territory and its natural resources. Second, the layers of information are generated in digital cartography according to information collected. Third, the digital information is processed through algorithms, calculating the potential energy sources renewable energy identified in this proposal are suggested algorithms and calculation methods for wind power, solar, biomass and mini hydro. Fourth, it proposes to merge the maps of potential energy and information base of the territory in a single image. This will generate a support tool for land planning and reducing conflicts over territory space competition. The methodology used was applied to a reduced form to the village of Huatacondo it has resulted mappings of potentials sources of energy for wind, solar and biomass, also generated a net energy potential mapping of the study area. During the implementation of the reports highlighted the importance of basic information (data of natural resources: wind, biomass and radiation) for the implementation of the methodology. While this work was generated for use in GeVi Initiative, a project developed and implemented by the Energy Center at the University of Chile, it purpose can be used for any project that needs to generate renewable energy sources, given their patchwork in which we work with general variables and supports the regional decision-making of any distributed generation project through various sources of generation using ERNC present in this paper. This leaves the open possibility of incorporating more renewable energy sources to the methodology, such as low-enthalpy geothermal, tidal and can be developed in the future. Future versions are expected to automate processes for mapping generation by only entering the initial data and then generate a platform open to everyone (via web) in which to enter the data and mapping the territory.

Es sabido que la Arquitectura a lo largo de la historia ha actuado siempre como reflejo y respuesta a la realidad social del momento y contexto en la cual esta se desarrolla. De esta misma forma la Arquitectura en Chile, como reflejo de la realidad nacional y también global de nuestro tiempo, debiera preocuparse por identificar y reconocer los problemas nacionales actuales, dando a conocer la complejidad real de nuestra sociedad actual

Este estudio tiene como principal objetivo mejorar la materialidad de las viviendas y aprovechar en ellas el uso de energías no convencionales, todo esto con la finalidad de lograr un mayor aprovechamiento energético en las viviendas según la zona climática en la que se encuentren. Inicialmente se realizó una cuantificación de los flujos de energía a través de envolvente térmica de la vivienda, con el fin de conocer las pérdidas energéticas de las mismas. Posteriormente se realizó una modificación en la aislación de los elementos envolventes de las viviendas, de manera de mejorar su resistencia térmica y reducir las pérdidas energéticas. En dicho análisis se hizo variar el espesor de la aislación en los distintos elementos de la envolvente y se estudia el comportamiento del flujo de energía sobre cada uno de ellos. De este estudio se puede analizar la relación del flujo térmico con el espesor del material aislante y en algunos casos se observa que pequeños aumentos en los espesores de la aislación generan grandes reducciones en el flujo de energía desde el interior al exterior de la vivienda. Luego se indagó acerca de problemas que afectan la calidad de la vivienda, como la condensación y puentes térmicos, y se plantea una serie de propuestas cuya finalidad es evitar estos problemas y alargar la vida útil de la vivienda y mejorar la calidad de vida en sus moradores.

Los elevados costos de producción energética basada en combustibles fósiles, la evidencia de sus efectos sobre los cambios ambientales globales, ha impulsado el estudio, desarrollo e implementación de energías renovables no convencionales (ERNC), a fin de aumentar la capacidad instalada en la red y aprovechar estas fuentes en proyectos de menor escala de los distintos sectores productivos del País. El objetivo de este trabajo es analizar, en forma preliminar, la factibilidad técnico-económica de utilizar generadores eléctricos, basados en energía eólica, para la operación de sistemas de riego tecnificado, evaluando sus costos. Se desarrolló una plataforma computacional, que permite simular la operación de un sistema de riego tecnificado utilizando generadores eólicos y evaluar su rentabilidad económica según el cultivo y la superficie plantada. Hidráulicamente, la herramienta permite evaluar los esquemas de captación y distribución de agua más típicos utilizados en el riego, que incluyen captación subterránea o superficial, bomba de captación y bomba de riego. Eléctricamente, el sistema consta de un aerogenerador, regulador de carga, inversor de corriente (para el uso de bombas de corriente alterna) y un banco de baterías, que permite acumular energía de forma eléctrica, ahorrando un estanque elevado, para acumularla de forma potencial. Con este trabajo se apoya a la Comisión Nacional de Riego en la evaluación de proyectos eólicos, presentados a los concursos de la Ley 18.450, y en la identificación de dificultades, beneficios, variables trascendentales y otros alcances que faciliten la elaboración, por parte de la CNR, de requerimientos para futuros términos de referencia en estudios de este tipo. Se realizó una evaluación teórica de un cultivo de cerezos en la zona de San Javier (VII Región del Maule) para tres tamaños prediales, haciendo un análisis de sensibilidad. Se concluye principalmente que: una mayor seguridad energética implica una mayor inversión inicial en aerogeneradores. La rentabilidad disminuye a medida que la seguridad aumenta. La red eléctrica siempre será más rentable que los generadores eólicos o diesel. A medida que aumenta la superficie plantada, la rentabilidad eólica aumenta, superando la de un generador diesel. La alta inversión inicial en aerogeneradores se ve amortizada por los bajos costos de mantención y nulos costos de operación. A modo general, se concluye que: en zonas extremas, este tipo de energías se hace más atractiva ya que puede ser la única alternativa energética. La variación temporal de generación, es uno de los factores más influyentes en la factibilidad de instalar aerogeneradores en un proyecto de riego tecnificado, ya que el consumo de las bombas es constante en las horas de riego. Los incentivos y subsidios estatales son indispensables para implementar estas tecnologías. Por último, como extensión de este trabajo, se propone desarrollar una simulación basada en energía solar, y como complemento, plantear un modelo de optimización que permita integrar distintas fuentes energéticas para abastecer un sistema de riego tecnificado.

Ingeniero Civil / En el contexto del debate respecto de la matriz energética chilena, diversos sectores plantean que debería existir una participación de las ERNCs mayor al 3.56% actual. La Ley 20.257 (de Energías Renovables No Convencionales) del año 2008, obliga a las empresas eléctricas que efectúen retiros de energía desde los sistemas eléctricos con capacidad instalada superior a 200 MW para comercializarla con distribuidoras o clientes finales a acreditar al año 2024 que el 10% de esta energía provenga de ERNC. Una de las tecnologías que más ha penetrado en la última década son las pequeñas centrales hidráulicas (PCHs), definidas como aquellas con potencia instalada inferior a 20 MW. Dado el tamaño de estos proyectos, comúnmente se considera que sus impactos ambientales son poco significativos. Sin embargo, la proliferación de una gran cantidad de PCHs puede producir impactos acumulativos sobre los sistemas ambientales acuáticos. El presente estudio tiene por objetivo analizar preliminarmente los impactos ambientales acumulativos asociados a un conjunto PCHs sobre los sistemas acuáticos en Chile. Como antecedente preliminar, en el presente trabajo se caracterizó el conjunto de proyectos de PCHs ingresados al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) en la última década. En base a la información disponible, se determinó que los proyectos de PCHs analizados involucran una inversión de US$540 millones, totalizando una capacidad instalada de 288 MW. Además, se concluyó que los proyectos en estudio son de alta caída ya que aproximadamente el 86% tienen caída neta sobre los 35 m. Respecto a los caudales de diseño, el 65% de los proyectos presenta caudal de captación inferior a 6 m3/s. Las cuencas que concentran la mayor cantidad de proyectos son Río Bueno, Tolten y Maule. Estas cuencas también concentran las mayores capacidades instaladas totales. Como parte central del trabajo, se propone un grupo de indicadores de impactos ambientales acumulativos de PCHs, que principalmente se relacionan con la distancia reducida a caudal ecológico que presentan estos proyectos. Los indicadores propuestos incluyen la distancia unitaria reducida a caudal ecológico y la fragmentación unitaria (ambas por MW de capacidad instalada), la fragmentación ponderada por el caudal ecológico, y un indicador global que combina el caudal ecológico y la distancia reducida a caudal ecológico. Cada uno de los indicadores acumulativos propuestos se calcularon a nivel de cuenca. A partir del análisis, se determinó que el conjunto de PCHs consideradas en el presente estudio reduce a caudal ecológico una distancia de río de 605 m/MW y una distancia acumulada de 142 km de cauces en distintas cuencas hidrográficas. Este resultado contrasta con los 135 m/MW reducidos a caudal ecológico y de 89 km de distancia acumulada por el conjunto de proyectos de centrales hidroeléctricas con capacidad mayor a 20 MW ingresados al SEIA durante el mismo período. En general, la cuenca del río Imperial concentra los valores más altos para los indicadores de impacto acumulativo, a pesar de incluir solamente dos proyectos de PCHs. Se propone como trabajo futuro validar los indicadores propuestos, así como también proponer nuevos indicadores ambientales acumulativos que no sólo consideren el medio físico, sino que además consideren otros factores como sociales, económicos y biológicos a fin de realizar una comparación de los impactos ambientales acumulativos de un conjunto de proyectos de PCHs con un conjunto de proyectos hidroeléctricos con capacidad instalada mayor a 20 MW.