Ingeniero Civil Eléctrico / El presente trabajo resolvió el problema de planificación del sistema de transmisión para distintos escenarios futuros de inversión en generación. En cada uno de estos escenarios se definió un mix particular de tecnologías de generación, dándole una atención especial a las tecnologías solar, eólica e hidráulica, y considerando como año objetivo el 2025. Este ejercicio consideró además la instalación de equipos FACTS de compensación serie, que se co-optimiza con la instalación de infraestructura típica: líneas de transmisión y transformadores. En este trabajo, los equipos FACTS pueden sintonizarse en tiempo real y coordinadamente con el despacho económico de las unidades de generación para cada una de las condiciones de operación, permitiendo descongestionar cuellos de botella y utilizar corredores de transmisión con capacidad ociosa, haciendo un uso más eficiente del sistema en su conjunto. Considerando esto, uno de los objetivos de este trabajo es determinar el rol de los equipos flexibles de red a futuro y cuantificar en qué medida éstos pueden sustituir la necesidad por infraestructura típica (líneas, transformadores, etc.) en un contexto de mayor generación renovable y, por lo tanto, donde existe un patrón de flujos más variables en la red de transmisión. Se demostró a través de las simulaciones que en los escenarios con mayor incremento de generación renovable (particularmente solar), los equipos FACTS reducían hasta en un 58 % (20,8 [MUSS$]) el gasto en infraestructura tradicional, reduciendo el costo de la función objetivo en 27,8 [MMUS$]. También se demostró que en situaciones donde que se requiere rápidamente de nueva infraestructura de red para solucionar congestiones (i.e sin la necesidad de esperar por la entrada de grandes proyectos de transmisión), los equipos FACTS pueden reducir hasta en un 88 % (113,3 [GWh]) los vertimientos de generación renovable y así los costos totales del sistema.

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 de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Mientras el ser humano avanza en la comprensión del mundo que habita, crece la aceptación de la teoría que postula que las llamadas catástrofes naturales en realidad son desastres socio-naturales: eventos que no dependen %nicamente de una situación física extrema (tectónica, climática u otra) que ocurre en una localidad, sino que dependen también del grado de preparación de ésta para enfrentar el evento físico y para recuperarse de sus efectos a corto y largo plazo. Entonces, un desastre tiene un componente físico (amenaza) y uno social (vulnerabilidad). Bajo esta concepción de riesgos socialmente construidos, esta investigación tuvo como objetivo sistematizar y analizar información de desastres socio-naturales por lluvias extremas ocurridos en la ciudad de Valparaíso. Se diseño un método de selección de desastres utilizando parámetros físicos y sociales, y como resultado se obtuvieron 27 eventos entre 1950 y 2005 que fueron investigados en El Mercurio de Valparaíso, periódico local que cubre el período analizado. La información obtenida de cada desastre fue sistematizada en fichas, y los resultados fueron analizados esencialmente describiendo el comportamiento de los principales efectos e impactos ocurridos en contraste con datos de precipitación de los eventos pluviométricos, y también observando su comportamiento en el tiempo. A esto se suma la realización de mapas de puntos críticos que entregan información visual de los lugares con mayor recurrencia de efectos e impactos por lluvias. Respecto del método utilizado, se concluye que es un aporte la inclusión de parámetros sociales además de los físicos hasta hoy utilizados para seleccionar los desastres, y se valide la información hemerográfica como la mejor fuente para realizar estos estudios, siendo la publicación de información difusa el mayor problema en el uso de esta fuente. Se logró! la sistematización de eventos de precipitaciones extremas de casi 50 años, cuerpo que en s" mismo constituye un aporte para la ciudad y sus administradores, quienes pueden usar la información generada para comenzar a trabajar sobre la delimitación de áreas de riesgo por escorrentía o deslizamientos, las que actualmente no se contemplan en el plan regulador de la ciudad.

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.