Ingeniero Civil Eléctrico / El avance en el desarrollo de tecnologías de GD ha permitido la introducción de pequeñas unidades de generación que aprovechan fuentes de energía convencionales y no convencionales a la red de baja tensión. Los beneficios que presenta la masificación de la GD desde el punto de vista medioambiental, social y técnico hacen que surja la necesidad de derribar las barreras que conlleva la incorporación de este tipo de tecnologías a la red de distribución. En ésta memoria es de particular interés el estudio de la convivencia entre la integración de GD y los sistemas de protección, teniendo como objetivo general formular una metodología que permita resolver la problemática asociada. Dicha metodología considera atributos como selectividad, sensibilidad, calidad de servicio y asimismo da cuenta de problemas como pérdida de coordinación y operación en isla, entre otros. Para validar la metodología se implementaron dos redes de estudio en el software DigSILENT Power Factory 15: un alimentador rural correspondiente al área típica 3 y uno urbano residencial perteneciente al área típica 1, provistos por Conafe y Chilectra respectivamente. Se integraron como tecnologías de generación PV y Cogeneración (CHP). Ante esto se analizó el escenario de demanda correspondiente al punto de mayor radiación para el caso de generación PV y de demanda valle para el caso de CHP. Por otro lado se implementaron dos esquemas de protección en cada una de las redes: fusibles y relés direccionales. La integración de generación fotovoltaica no produjo problemas en las redes protegidas por fusibles, incluso hasta con un 100% de penetración debido a su poco aporte al cortocircuito. Por otro lado, los generadores sincrónicos (CHP) produjeron que se perdiera sensibilidad y selectividad en ambos alimentadores. El esquema de relés direccionales respondió de manera sensible y selectiva ante la integración del 100% de ambas tecnologías dado el carácter programable de estos dispositivos. Sin embargo, lleva al sistema a formación de islas. El transitorio hacia este nuevo estado lleva a la red a estabilizarse en valores aceptables a partir del 60% de penetración en la red urbana y 80% en la red rural. Como trabajo futuro se propone la integración de generación eólica como GD con el fin de analizar el efecto en las protecciones de su aporte al cortocircuito. Desde el punto de vista de la formación de islas se propone realizar un análisis de esquemas de control de frecuencia y tensión y además evaluar esquemas de protección en la red aislada.

Ingeniero Civil Mecánico / En este documento se detalla el diseño, la construcción y el estudio de un sistema undimotriz a pequeña escala conformado por módulos dispuestos linealmente el cual flota y describe la forma de las olas, además acumula presión gracias a la presencia de actuadores neumáticos. El trabajo tiene como fin maximizar la acumulación energética bajo ciertas condiciones de oleaje en un laboratorio mediante el bloqueo automatizado de las articulaciones entre módulos. Inicialmente se refiere de forma general la memoria de título Diseño y Construcción de Sistema Undívago para la Conversión de Energía , en él se describe el sistema denominado Nahuenrew, proyecto en el que esta memoria está basada. Luego se describen generalmente otros tipos de tecnologías undimotrices. Se describe la metodología de desarrollo del proyecto el cual involucra el diseño con herramientas de fabricación digital, la construcción e implementación del sistema con marcadores para la captura de datos mediante un OptiTrack el cual graba su movimiento según las variaciones de la frecuencia de un generador de olas. Una fase experimental fue intervenir en los grados de libertad del sistema bloqueando algunas articulaciones para analizar el comportamiento del sistema y comprar su comportamiento al estar con todos sus grados de libertad con el sistema con unos módulos bloqueados. Finalmente se automatiza el sistema y se logra maximizar la carrera total de los actuadores del mecanismo bloqueando los módulos según la frecuencia con la que la ola hace oscilar el prototipo. Y se logra aumentar la carrera de un actuador Los resultados de este proyecto validan que es posible aumentar la captura de aire presurizado al bloquear ciertos módulos.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / Este trabajo analizará la promoción de Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como un elemento estratégico en el sector eléctrico, a partir de la política pública y la regulación en el derecho nacional e internacional. La investigación se centra en la generación de electricidad a gran escala en base a centrales de ERNC, y cómo ésta se logra integrar al mercado eléctrico chileno. Con este objeto, el Capítulo I describe las principales ventajas de la generación de electricidad a partir de estas fuentes, para luego señalar cómo aportan a la mitigación de los principales problemas del segmento generación del sector eléctrico que hasta la actualidad la política públicas y regulación no ha podido solucionar; estos son, la seguridad del suministro, la competencia en el mercado, altos precios de mercado, y la sustentabilidad. Por último, se refiere a las nuevas exigencias de la política energética internacional, y el compromiso asumido con la mitigación del Cambio Climático, y por tanto, cómo las ERNC compensan y cumplen un rol explícito con este objetivo. En razón de la importancia de las ERNC para el sistema eléctrico, es menester analizar cómo los sistemas regulatorios comparados han sorteado la forma de integrarlas en sus respectivos mercados. Por ésto, en el Capítulo II se analizarán los mecanismos de promoción más utilizados en el derecho comparado, y aquellos instrumentos de mercado. Asimismo, se hará alusión a experiencias exitosas de promoción en el contexto internacional. Por último, en virtud de la política energética internacional y de las nuevas regulaciones relacionadas con el Cambio Climático, se observan los Precios al Carbono, no como instrumentos aislados con el objeto de mitigar las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, sino como instrumentos de tipo indirectos que subsidian la promoción de las ERNC, y que incluso en algunos casos, se ha optado por ellos para cumplir con este objetivo, en vez de los instrumentos propios de promoción de energías renovables. El Capítulo III trata la evolución de los instrumentos de promoción que se han aplicado en nuestro país, explicándose cada uno de ellos, siendo clasificados en dos categorías, subsidios a la producción y subsidios al capital.

Ingeniero Civil Eléctrico / El generador de inducción doblemente alimentado es una tecnología relativamente nueva y se prevé una fuerte inserción en el mercado durante los próximos años debido a su aplicación en la generación eólica. El objetivo de esta memoria es analizar la factibilidad de su utilización en otras fuentes de energía renovables, como la hidráulica y la del mar, y comparar los resultados con las tecnologías tradicionalmente utilizadas en esas centrales, dentro del ámbito de la generación a velocidad variable y frecuencia fija. Para esto se realiza un estudio teórico, luego se simula el desempeño del DFIG y finalmente se desarrolla un anteproyecto para una aplicación en Chile. La comparación teórica arroja ventajas del DFIG en costos de construcción y operación, mientras que se ve mermado en costos y dificultad de mantención. Así, su utilización es recomendada para potencias medias y altas, es decir, en aplicaciones eólicas o de corrientes marinas. En otras fuentes la potencia extraíble no es suficiente para que su uso sea óptimo. De las simulaciones se obtienen factores de planta altos para las corrientes marinas (40,6%) y olas (30,2%). Para aplicaciones eólicas el factor es realista (28,5%) mientras que en lechos de ríos se descarta la aplicación debido a la baja eficiencia (20,9%). Con los resultados de las simulaciones se realizan evaluaciones económicas considerando escenarios con y sin inflación, emisión de bonos de carbono y ventas de cuotas ERNC. Los resultados entregan resultados positivos sólo para la energía eólica y las corrientes marinas, destacándose que para este último recurso los VAN y TIR son los mejores en cada escenario. También se debe destacar que en todos los casos es necesaria la venta de cuotas ERNC para que los proyectos sean económicamente viables, mientras que la emisión de bonos de carbono no es trascendental. Finalmente, se evalúa la construcción de una central de aprovechamiento cinético de las mareas en el Canal de Chacao, compuesta de 40 turbinas de 2,5 MW cada una, obteniendo un factor de planta superior al 41% y resultados económicos muy positivos (VAN cercano a los 40 millones de USD, TIR 16% y PRC de 7 años). Así se confirma la buena proyección de este tipo de aplicación del DFIG y se recomienda en lo inmediato mejorar la calidad de las mediciones que se disponen en Chile, así como las estimaciones de los costos de inversión, operación y mantenimiento, debido a que son las variables más sensibles en el análisis y de las que menos certeza se tiene.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / En el último tiempo la discución por la energía ha copado el debate público, con lo cual se ha transformado en un tema tanto nacional como internacional de suma relevancia. Ello se ha traducido especialmente en discusiones acerca del desarrollo sustentable y cómo enverdecer las fuentes y procesos productivos de energía. Así, se han propuesto tres vías para lograr dicho objetivo: i) innovación tecnológica; ii) eficiencia energética, y; iii) apoyo estatal a las energías renovables. Esta tesis centrara sus propuestas en la última opción mencionada. En ese sentido es que este trabajo busca, en primer lugar, revelar las tendencias del mercado eléctrico internacional para, en segundo lugar, a la luz de recomendaciones OCDE sugerir modificaciones a nuestra normativa eléctrica nacional. Luego, adentrarse a describir el funcionamiento del mercado eléctrico nacional, particularmente la generación de precios, y con tales antecedentes sumado la experiencia internacional proponer, dada la inexistencia de aspectos fiscales en nuestra legislación salvas contadas excepciones, vías de inclusión de energías renovables. Pues bien, una participación activa del Estado en el incentivo de las energías renovables reviste tal importancia que no puede concretarse sin más, es por tal razón que los últimos capítulos de este trabajo tienen por objetivo 5 ilustrar sobre las ayudas estatales en Europa y su relación con la libre competencia en los mercados, para luego hacer la debida extrapolación a Chile. En conclusión, la incursión del Estado con sus recursos en el mercado energético puede provocar efectos económicos nocivos, por lo mismo es de suma importancia la creación de una normativa específica que regule las ayudas estatales y un nuevo entendimiento de este concepto, tanto a nivel positivo como en la práctica jurídica

Seminario para optar al título de Ingeniero Comercial, Mención Economía / En la actualidad, Chile se encuentra en un proceso de cambio de la matriz energética conducente a una que cuente con mayor participación de Energías Renovables No Convencionales. La elección de ésta se basa en estudios acabados de los impactos positivos que tendrían sobre el medio ambiente y la sociedad, junto a una menor dependencia de aquellas fuentes de energía fósiles que son altamente contaminantes y generan constantes problemas sobre la comunidad. Dentro de las Energías Renovables No Convencionales existe una amplia gama de fuentes, entre ellas encontramos la proveniente del océano y que representa una ventaja para Chile, por sus características geográficas y laborales. La generación de energía oceánica traería un fuerte impacto positivo en aspectos económico, social y medioambiental, siempre que se den oportunamente los cambios en materia legal y de políticas de Estado. Esto se produciría a través de la creación de una nueva industria donde Chile podría ser pionero creando una gran oferta de empleo, disminuyendo los costos de la energía, transformándose en exportador de nuevas tecnologías y conocimientos. Para ello es necesario un consenso general entre las autoridades públicas, privadas y las comunidades, los cuales deben trabajar juntos por el desarrollo del país.

Las energías renovables no convencionales (ERNC) auspician la implementación sostenible de una diversificación de la matriz energética. No obstante, los elevados costos fijos de inversión y la indisponibilidad del control de su generación imposibilitan el desarrollo de aquellas tecnologías en el sector eléctrico peruano, en el cual existen otras abundantes fuentes energéticas, como la hidroeléctrica y la térmica. En ese sentido, para superar las evidentes desventajas de este tipo de generación eléctrica, en el Perú se implementó una serie de medidas normativas, entre las cuales se encuentra el Decreto Legislativo N° 1002 y el Decreto Supremo N° 012-2011-EM. Estas normas si bien regularon la subasta de proyectos energéticos con ERNC, los beneficios de ingreso al despacho del Sistema Interconectado Nacional, la prioridad en la conexión de transmisión y distribución, cuotas de peaje en los sistemas de transmisión y la participación de las ERNC en la actividad de distribución; sin embargo, este tipo de regulación distorsionan el normal desenvolviendo del sector eléctrico, generando incluso afectación en las tarifas de los usuarios finales del servicio de electricidad o en los intereses de otros inversionistas energéticos. En este contexto, la interconexión del sistema eléctrico peruano con los de otros países de la región, se concibe –entre otros aspectos– como solución a la falta de competitividad en la generación eléctrica con ERNC en el territorio nacional. A pesar de los evidentes beneficios, la interconexión eléctrica aún se encuentra en una primigenia etapa de perfeccionamiento, por lo que es necesario un instrumento normativo el cual propicie la interconexión eléctrica fomentando principalmente la utilización de las ERNC.

Magíster en Gestión para la Globalización / Chile es un referente minero mundial con un enorme potencial en energías renovables no convencionales (ERNC); hoy presenta desafíos energéticos estratégicos que deben enfrentarse con visión de largo plazo y considerando nuestras ventajas competitivas. Reconociendo los desafíos y las oportunidades, se presenta un modelo de negocios para establecer una fábrica de baterías de ión Litio de gran capacidad de almacenamiento (50KW) para uso industrial y de transporte pesado. Estimaciones a cinco años, con precios de la electricidad de US$300/Kwh y una producción de 200MW/año, arrojan ingresos brutos anuales de US$60M (con un 30% margen bruto). La propuesta es replicable, escalable y rentable, tiene viabilidad comercial y agrega valor en toda la cadena productiva. También genera una serie de beneficios económicos (suministro eléctrico seguro, estable y a precios menores; posibilita encadenamiento productivo), ambientales y sociales (diversificación de la matriz actual, sustentabilidad productiva, formación y potenciamiento de alianzas estratégicas, uso de los ecosistemas de innovación), y de desarrollo (generación de expertise local, exportación de las tecnologías desarrolladas y del know-how). Usando el modelo canvas y datos de las industrias minera y eléctrica, es un aporte a la economía nacional y puede convertirse en un caso de exportación de productos, servicios y conocimiento. Esta propuesta puede ser tanto un referente en ERNC como una nueva empresa en integración energética y proyectos multifuncionales. Iniciativas de este tipo promueven la producción sustentable, permiten un aseguramiento energético de largo plazo ampliando la matriz, a la vez que contribuyen al desarrollo de smart grid, a la integración energética regional y dan un impulso a la imagen país.

O objetivo fundamental deste trabalho é introduzir efetivamente as variáveis do aquecimento global dentro do planejamento energético através do Planejamento Integrado de Recursos Energéticos - PIR. A causa do aquecimento que ameaça a vida como conhecemos na Terra não é a liberação de gases de efeito estufa por atividades antropogênicas. A liberação desenfreada dos gases de efeito estufa é uma consequência do modelo de desenvolvimento econômico, que incentiva o uso insustentável de energia e recursos naturais. É necessário repensarmos o modelo de desenvolvimento, a causa do problema. Neste sentido, este trabalho apresenta uma alternativa de planejamento energético, que inclusive engloba a questão do aquecimento global. Metodologicamente busca-se a satisfação das necessidades regionais para depois delinear as necessidades de uma macro região. A utilização dos recursos energéticos próprios da região é priorizada. A vocação econômica regional é vista como vantagem competitiva para melhoria de índices sociais. As limitações ambientais, incluindo os efeitos do aquecimento global, são consideradas. As forças políticas são respeitadas. Os atores envolvidos e interessados no desenvolvimento regional participam do planejamento. E o mais importante, a abordagem sistêmica para buscar o ótimo é feita antecipadamente, conseguindo-se prever conseqüências do desenvolvimento antes da implantação de projetos. Estes, com ganhos econômicos, sociais, ambientais epolíticos, ao mesmo tempo, são priorizados em relação àqueles com ganhos predominantemente econômicos. Desta forma minimiza-se riscos e dificuldades de licenciamentos ambientais, rejeição pública, bem como problemas decorrentes da utilização insustentável de recursos naturais. ) Para validar este trabalho, a metodologia é aplicada em uma região do interior do Estado de São Paulo, a Região Administrativa de Araçatuba, composta por um conjunto de 43 municípios. Na conclusão, o trabalho aponta quais são os recursos energéticos que melhor se ajustam às premissas do desenvolvimento sustentável, que inclui a questão do aquecimento global. / The primary objective of this work is to effectively introduce the variables of global warming within energy planning through Integrated Resources Planning - IRP. The cause of this warming which threatens life on Earth is not the release of greenhouse gases through anthropological activities, but it is rather the consequence of an economic development model which stimulates the unsustainable use of energy and natural resources. It is necessary to rethink the development model. In this sense, this work presents an energy planning alternative that also takes into consideration the question of global warming. In terms of methodology, the satisfaction of regional needs are sought, and then expanded to a macro region. The use of internal energy resources of a particular region is prioritized. This regional economic tendency can be seen as a competitive advantage for the improvement of social indexes. The environmental limitations, including the effects of global warming, are considered. Political forces are accountable, and the stakeholders involved in regional development take part in planning. Most importantly, the systemic approach to obtain an optimum point is done previously through the prediction of development consequences prior to project implantation. These projects, with economic, social, and environmental benefits, are prioritized in relation to projects of predominant economic benefits. Thus, there is a minimization of risks and difficulties ofenvironmental licenses, public rejections, and problems of the unsustainable use of natural resources. To validate this work, this methodology was applied in Araçatuba, a region of the state of São Paulo, composed by a total of 43 municipalities. In conclusion, this work points the most adaptable energy resources to the subject of sustainable development, including the issue of global warming.

O objetivo do trabalho é apresentar a metodologia de Integração de recursos energéticos para o modelo de planejamento integrado de recursos energéticos desenvolvido na USP - PIRnaUSP - considerando os vigilantes e os delimitadores de pontencial dos recursos energéticos para o desenvolvimento sustentável ao longo do horizonte de planejamento aplicando a interação projetada com o ambiente pelo Mapeamento Energoambiental, trazendo a leitura do Cômputo e Valoração do Potencial completo, a Caracterização dos recursos energéticos, o Ranqueamento e a previsão de demanda a partir de cenários. Sendo analisado o estudo de caso projetado da Região Administrativa de Araçatuba - RAA - Caracterizada previamente em projeto de pesquisa financiado pela FAPESP e com resultados projetados ao momento da realização deste trabalho e magnificado o período de projeção para observar 5 anos intermediários. Com resultados de aplicação da Integração de Recursos Energéticos com a consideração dos vigilantes e Delimitadores de Potencial Energético, que são as mesmas informações - ou índices- sob a perspectiva dos recursos no caso dos Vigilantes e do Mapeamento, no caso dos DPE. Sendo a nomenclatura devido à delimitação do potencial real e efetivo do recurso energético possível de ser utilizada, para os DPEs e a constante vigilância em se obter o melhor pool de recursos integrados no tempo verificando-se as premissas do PIR e o desenvolvimento sustentável. Apresentado a limitação de alguns recursos e o rearranjo do aproveitamento, a partir do ranqueamento para o atendimento ao longo do horizonte de planejamento de forma satisfatória energeticamente e com o atendimento aos requisitos para o desenvolvimento sustentável. / The aim of the work is to present a methodology of energy resources Integration for the model of integrated energy resources planning developed at USP - PIRnaUSP - considering the vigilantes and delimiters of energy resources potential for sustainable development throughout the planning horizon applying the interaction projected with the environment by the Environmental-Energy Mapping, bringing the reading of the Computing and Valuation of the full Potential, the Characterization of the energy resources, the Ranking and the forecast of demand from scenarios. Being the analyzed case study of the Administrative Region of Araçatuba - RAA - previously characterized in research project granted by FAPESP and with projected results at the time of the work accomplishment and magnifying the period of projection to observe 5 intermediate years. With results of the application of the Energy Resources Integration with the consideration of the Vigilants and Energetic Potential Delimiters, which are the same information - or indexes - from the perspective of the resources in the case of the Vigilantes and the Mapping, in the case of the DPE. The nomenclature is due to the delimitation of the real and effective potential of the energy resource that can be used, to the DPEs and the constant vigilance in obtaining the best pool of resources integrated in the time, verifying the premises of the RIP and the sustainable development. Presented the limitation of some resources and the rearrangement of the utilization, from the ranking for the service along the planning horizon in a satisfactory way energetically and with the fulfillment of the requirements for the sustainable development.