[ES] Esta tesis tiene como objetivo el desarrollo de una metodología para la optimización de sistemas híbridos renovables que incluya mecanismos de gestión de la demanda y permita su operación tanto en modo isla, como en modo península, para su posterior validación experimental en aplicaciones dirigidas a granjas acuícolas ubicadas en la región costera central del estado de Veracruz, México. Para la consecución del objetivo, en primera instancia se elaboraron modelos de los componentes del sistema híbrido y se definió una estrategia de despacho para el sistema híbrido, los cuales fueron simulados en MATLAB y en la herramienta de ordenador HOMER. En estos modelos se incluyeron datos de los recursos renovables presentes en el sitio de estudio, la demanda eléctrica, así como también los costes de los componentes y los correspondientes a la operación, mantenimiento y combustible relacionados con la operación del sistema. Para la optimización del sistema híbrido, fueron considerados como indicadores económicos el Coste Total Anual (CTA), el Coste Neto Presente (NPC) y el Coste de Energía (COE); mientras que las emisiones de CO2, emisiones evitadas de CO2 y la Fracción Renovable (FR), fueron los indicadores medioambientales seleccionados para el caso de estudio. Posteriormente, se definieron algunos arreglos básicos y escenarios de gestión de la demanda aplicables a la operación del sistema híbrido, que permitiera evaluar los resultados de optimización y así determinar la configuración óptima, tanto en modo isla como en modo península. Finalmente, se aplicó la metodología a una granja acuícola modelo donde se consiguió definir el mejor escenario de gestión de la demanda y las posibles configuraciones de los componentes del sistema híbrido para su operación en modo isla y en modo península. Un análisis de sensibilidad desarrollado en HOMER sirvió de apoyo para evaluar el impacto de las variaciones en la demanda eléctrica de la granja y de la velocidad promedio del viento en la viabilidad técnica, económica y medioambiental del sistema híbrido óptimo. / [CAT] Aquesta tesi té com a objectiu el desenvolupament d'una metodologia per a l'optimització de sistemes híbrids renovables que incloga mecanismes de gestió de la demanda i permeta la seua operació tant en manera illa, com en manera península, per a la seua posterior validació experimental en aplicacions dirigides a granges aqüícoles situades a la regió costanera central de l'estat de Veracruz, Mèxic. Per a la consecució de l'objectiu, en primera instància es van elaborar models dels components del sistema híbrid i es va definir una estratègia de despatx per al sistema híbrid, els quals van ser simulats en MATLAB i en l'eina d'ordenador HOMER. En aquests models es van incloure dades dels recursos renovables presents en el lloc d'estudi, la demanda energètica, així com també els costos dels components i els corresponents a l'operació, manteniment i combustible relacionats amb l'operació del sistema. Per a l'optimització del sistema híbrid, van ser considerats com a indicadors econòmics el Cost Total Anual (CTA), el Cost Net Present (NPC) i el Cost d'Energia (COE); mentre que les emissions de CO2, emissions evitades de CO2 i la Fracció Renovable (FR), van ser els indicadors mediambientals seleccionats per al cas d'estudi. Posteriorment, es van definir alguns arranjaments bàsics i escenaris de gestió de la demanda aplicables a l'operació del sistema híbrid, que permetera avaluar els resultats d'optimització i així determinar la configuració òptima, tant en manera illa com en manera península. Finalment, es va aplicar la metodologia a una granja aqüícola model on es va aconseguir definir el millor escenari de gestió de la demanda i les possibles configuracions dels components del sistema híbrid per a la seua operació en manera illa i en manera península. Una anàlisi de sensibilitat desenvolupat en HOMER va servir de suport per a avaluar l'impacte de les variacions en la demanda energètica de la granja i de la velocitat faig una mitjana de del vent en la viabilitat tècnica, econòmica i mediambiental del sistema híbrid òptim. / [EN] This thesis aims to develop a methodology for the optimization of renewable hybrid systems that includes demand management mechanisms and allows its operation both in island mode, as in peninsula mode, for later experimental validation in applications aimed at aquaculture farms located in the central coastal region of the state of Veracruz, Mexico. To achieve the objective, in the first instance models of the hybrid system components were developed and a dispatch strategy for the hybrid system was defined, which were simulated in MATLAB and in the HOMER computer tool. These models included data on the renewable resources present at the study site, the electricity demand, as well as the costs of the components and those corresponding to the operation, maintenance and fuel related to the operation of the system. For the optimization of the hybrid system, the Total Annual Cost (TAC), the Net Present Cost (NPC) and the Cost of Energy (COE) were considered as economic indicators; while CO2 emissions, avoided CO2 emissions and the Renewable Fraction (RF), were the environmental indicators selected for the case study. Subsequently, some basic arrangements and demand management scenarios applicable to the operation of the hybrid system were defined, which allowed to evaluate the optimization results and thus determine the optimal configuration, both in island mode and in peninsula mode. Finally, the methodology was applied to a model aquafarm where it was possible to define the best demand management scenario and the possible configurations of the components of the hybrid system for operation in island mode and in peninsula mode. A sensitivity analysis developed at HOMER served as a support to assess the impact of variations in the farm's electrical demand and the average wind speed on the technical, economic and environmental viability of the optimal hybrid system. / Gómez González, FJ. (2020). Diseño y optimización de un sistema híbrido renovable con gestión de la demanda y aplicaciones en península y modo isla [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158563

Tesis por compendio / [ES] La energía juega un papel fundamental en el desarrollo sostenible de las comunidades. Así, proporcionar recursos energéticos fiables, económicamente aceptables, medioambientalmente respetuosos y socialmente beneficiosos, resulta esencial para el desarrollo sostenible de las mismas. A pesar de la universalidad de dicha definición, el uso de la energía está muy vinculada al nivel de desarrollo de los países. De este modo, la problemática energética de los países desarrollados contrasta enormemente con la de los países en desarrollo. En esta tesis doctoral se ha identificado la principal problemática energética de ambas realidades: grave impacto medioambiental de los modelos de generación del transporte tradicionales en los países desarrollados y pobreza energética en los países en desarrollo. A partir del compendio de artículos científicos de esta tesis doctoral se ha caracterizado el uso de sistemas renovables avanzados que permite solucionar dicha problemática de forma sostenible. En concreto, el principal problema energético en países desarrollados ha sido tratado mediante la planificación energética y el diseño óptimo de sistemas híbridos de energías renovables (HRES por sus siglas en inglés) en electrolineras, necesarios para la introducción de vehículos eléctricos como alternativa de movilidad sostenible. Por otro lado, el estudio de metodologías de diseño óptimas de HRES off grid y de las estufas para cocinar mejoradas mediante gasificación de biomasa se ha focalizado en la inaccesibilidad eléctrica y a sistemas de cocina limpia que sufren las comunidades en desarrollo. Así, esta tesis aporta una serie de metodologías para optimizar y adecuar los sistemas renovables presentados para el desarrollo energético sostenible de las comunidades. Además, no sólo demuestra la idoneidad de estos sistemas para dicho fin, sino también su versatilidad de aplicación en función del nivel de crecimiento de las comunidades. / [CA] L'energia juga un paper fonamental en el desenvolupament sostenible de les comunitats. Així, proporcionar recursos energètics fiables, econòmicament acceptables, mediambientalment respectuosos i socialment beneficiosos, resulta essencial per al desenvolupament sostenibles de les mateixes. A pesar de la universalitat d'aquesta definició, l'ús de la energia està vinculada al nivell de desenvolupament dels països. D'aquesta manera, la problemàtica energètica dels països desenvolupats contrasta enormement amb la dels països en desenvolupament. A aquesta tesis doctoral s'ha identificat la principal problemàtica energètica d'ambdues realitats: greu impacte mediambiental dels models de generació del transport tradicional en els països desenvolupats i pobresa energètica en els països en desenvolupament. A partir del compendi d'articles científics d'aquesta tesis doctoral s'ha caracteritzat l'ús de sistemes renovables avançats que permet solucionar aquesta problemàtica de manera sostenible. En concret, el principal problema energètic en països desenvolupats s'ha tractat mitjançant la planificació energètica i el disseny òptim de sistemes híbrids d'energies renovables (HRES, per les seues segles en anglès) en electrolineres, necessaris per la introducció de vehicles elèctrics com alternativa de mobilitat sostenible. D'altra banda, l'estudi de metodologies de disseny òptimes de HRES off grid i d'estufes per a cuinar millorades mitjançant gasificació de biomassa s'ha focalitzat en la inaccessibilitat elèctrica i a sistemes de cuina neta que pateixen les comunitats en desenvolupament. Així, aquesta tesis aporta una sèrie de metodologies per optimitzar i adequar el sistemes renovables presentats per al desenvolupament energètic sostenible de les comunitats. A més, no tan sols demostra la idoneïtat d'aquests sistemes per a aqueix fi, sinó també la seua versatilitat d'aplicació en funció del nivell de creixement de les comunitats. / [EN] Energy plays a significant role for the sustainable development of communities. Hence, supplying reliable energy resources, which result economically acceptable, environmentally friendly and socially beneficial, arises as essential for their sustainable development. Despite the universality of such definition, the energy use is highly linked to the development degree of the countries. Thus, energy problems of developed countries sharply contrast with those of developing countries. This doctoral thesis identifies the main energy issues of both realities: severe environmental impact of energy generation models for traditional transport in developed countries and energy poverty in developing countries. The compendium of scientific papers of this doctoral dissertation characterizes the use of advanced renewable energy systems to solve such problems in a sustainable way. Namely, the main energy issue in developed countries has been addressed by means of energy planning and the optimal design of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) in electric vehicle charging stations, which ensure the introduction of electric vehicles as a sustainable mobility alternative. Moreover, the study of methodologies for the optimal design of off grid HRES and improved cooking stoves based on biomass gasification have approached the inaccessibility to electricity and to clean cooking systems that developing communities suffer. Therefore, this thesis provides a number of methodologies to optimize and adapt the presented renewable energy systems for the sustainable energy development of communities. Furthermore, it demonstrates not only the suitability of these systems for such aim, but also their versatility of application regarding the growing degree of the communities. / Bastida Molina, P. (2021). Estudio de sistemas renovables avanzados para el desarrollo energético sostenible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172548 / Compendio