Ingeniero Civil Eléctrico / Los sistemas de almacenamiento de energía son un conjunto de tecnologías que presentan diversas características técnicas, las cuales generan una variedad de aplicaciones que permiten mejorar la operación técnica y económica de los sistemas eléctricos. El potente desarrollo de la electro movilidad e industria tecnológica han impulsado el desarrollo de la tecnología ion-litio. El aumento explosivo de su manufactura, la cual ha disminuido drásticamente sus costos, sumado a las múltiples químicas disponibles y su alta eficiencia la hacen sobresalir con respecto a otras tecnologías electroquímicas. [1] El objetivo general del presente estudio es evaluar la factibilidad técnica y económica de la instalación de un banco de baterías ion-litio asociado a una central fotovoltaica y central eólica que operan actualmente en el Sistema Eléctrico Nacional. En Chile se está trabajando en el reglamento de coordinación y operación de sistemas de almacenamiento (SAE). Es por esto que la operación del SAE se basa en el reglamento preliminar que regirá la coordinación y operación publicado en octubre de 2017. Las simulaciones de la operación del sistema para un horizonte de cinco años se realizarán en la plataforma computacional Chebyshev, desarrollada por el centro de energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Esta plataforma presenta la ventaja de modelar la operación del sistema en tiempo continuo por lo que es posible rescatar las sensibilidades y variaciones que se puedan dar principalmente por las tecnologías de generación con recurso variable como solares y eólicas. Se simuló la operación del sistema eléctrico para tres casos de estudio, el primer caso no considera uso de sistemas de almacenamiento, el segundo caso considera un BESS en modo de arbitraje de energía operado en la misma barra de conexión que la central generadora de interés y el tercer caso simula la operación de la central generadora con capacidad de almacenamiento. Los resultados obtenidos verifican una correcta operación técnica del sistema de almacenamiento pero dan cuenta de la infactibilidad económica del proyecto según los supuestos tomados. Los altos costos de capital de las baterías son los principales factores para que el proyecto no tenga rentabilidad positiva. Es importante tener en cuenta que el explosivo desarrollo de la manufactura de baterías gracias a la industria de vehículos eléctricos proyecta una agresiva disminución de costos para un horizonte cercano. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Acciona Energía Chile

Ingeniero Civil Electricista / El presente Trabajo de Título tiene como objetivo estimar el potencial energético de las olas disponible en las costas chilenas, para ello se desarrolla un estudio acerca del comportamiento teórico del oleaje tanto a través de la teoría de ondas lineal, como no lineal que es cómo se comporta el oleaje real, junto con esto se presentan las ecuaciones que permiten estimar la energía y potencia de las olas en función de sus parámetros físicos. Se recopila información acerca de las principales tecnologías desarrolladas basadas en distintos principios de generación undimotriz, analizando las características constructivas, ventajas y desventajas de cada dispositivo, condiciones de operación y cual ofrecería un mejor comportamiento considerando las condiciones geográficas y de oleaje presentes en Chile. A partir del estudio desarrollado por la empresa Baird & Associates S.A, se logra precisar los niveles de energía del oleaje existente en distintos puntos del país, además de la variabilidad tanto diaria como estacional de esta energía dependiendo de los parámetros del oleaje, concluyendo que el lugar que presenta las mejores condiciones para la operación de un dispositivo de extracción de energía de las olas es la región de Valparaíso, además con información proporcionada por el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA), se identificaron aquellos puntos que presentan la mayor profundidad y que se encuentran junto a la costa, ya que la disminución de la profundidad influye en la disipación de la energía de las olas lo que afecta directamente en el rendimiento de los dispositivos. Una vez determinado la cantidad de energía posible de extraer, se requiere convertirla a energía eléctrica, para esto se analiza la capacidad de generación de cada dispositivo y las características de la red de distribución de manera que no existan limitantes técnicas para la inyección de energía a la red. La evaluación económica de los distintos proyectos analizados arrojó que sólo en un caso es posible obtener un precio competitivo de energía que haga rentable el proyecto a 30 años, se trata del generador basado en el principio de Arquímides compuesto por un generador lineal. Finalmente, e independiente del principio de generación los dispositivos estudiados fueron diseñados para otras condiciones de oleaje principalmente las que predominan en Europa, por lo que para mejorar la producción de energía y con ello la rentabilidad de los proyectos se debe estudiar en detalle el diseño de cada prototipo de manera de optimizarlo a las condiciones de oleaje presentes en la costa chilena.

Keywords: Energy Audits, Energy Efficiency, Rational Use of Energy, Life cycle assessment, Hotel buildings, Net Zero Emissions Buildings, Renewable Energy,Solar Energy, Biomass, cogeneration (CHP). This PhD analyzes the touristic facilities and proposes improvements in the energy process production and management of hotels. During the last years there have been changes related to social, economic, legislation and environment aspects that have produced a change in building designs and the process and energy systems. The tourist sector has more than 50 years in the Balearic Island¿s and has reached a level of maturity than allows for analysis and rethinking on energy production schemes. For this reason it¿s important to find a criterion of typologies of hotels and innovate in the design, management and production of energy. This can result a tool to be used to designers in the initial phase, for choose the architecture than reduce more the environment impacts, and be used to the public administration, users and managers for taking correct decisions. / La tesi analitza els establiments turístics i vol proposar millores en els processos de producció igestió energètica dels equipaments turístics. En els darrers anys s’han produït canvissociambientals, econòmics i legislatius que han provocat un canvi en els edificis, fent ques’estableixin noves estratègies i dissenys en els processos i sistemes de producció energètica.El sector turístic te més de 50 anys d’implantació a les Illes Balears, ja ha arribat a un grau demaduresa suficient per poder ser analitzat i reflexionar sobre el seu futur en l’ús de l’energia. Ésper aquesta raó que trobar un criteri de tipologies d’hotels i propostes d’innovació en el disseny,la gestió i producció de l’energia pot resultar una eina que serveixi de suport tant alsdissenyadors en l’etapa inicial, per a tal de seleccionar l’arquitectura que redueixi els impactesambientals, com també serveixi a l’administració pública, als usuaris i gestors a l’hora deprendre decisions.

La presente tesis se orienta a la producción limpia de H<SUB>2</SUB> a partir de sistemas de conversión de energía solar y eólica. Se analizan configuraciones de SGRHs (Sistemas de Generación Renovable de Hidrogéno), autónomas y asistidas por red, cuyo objetivo principal es el suministro adecuado de potencia al electrolizador. El modelado, análisis de la dinámica y diseño de control se efectúa aplicando conceptos de sistemas dinámicos híbridos. Para describir apropiadamente la interacción entre variables continuas y discretas típica de tales sistemas se emplea como herramienta matemática el autómata híbrido.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniería en Recursos Naturales Renovables / A pesar de innumerables avances en la electrificación de poblaciones humanas, aún existen cientos de comunidades rurales aislados que no cuentan con conexión a las redes eléctricas nacionales. En este contexto, las micro-redes alimentadas con Energías Renovables No Renovables No Convencionales (ERNC) aparecen como una solución de autogestión y empoderamiento de las comunidades aisladas para satisfacer sus necesidades de suministro eléctrico.

Como se conoce, en los últimos años el consumo de energía ha ido en aumento debido al incremento poblacional y la dependencia creciente a la energía eléctrica. Esta situación ha ocasionado un aumento en la utilización de fuentes de energía no convencionales y renovables, como la energía solar y la energía eólica. Estos tipos de energía renovable no contaminan el medio ambiente en su generación. El tema de investigación busca obtener la máxima prestación de una turbina eólica utilizando una estructura de control basado en redes neuro-difusas. A fin de lograr este objetivo, primero se obtiene el modelo matemático de una turbina eólica de eje horizontal de tres palas de velocidad variable con generador de inducción doblemente alimentado, así como los modelos que representan la dinámica del proceso. Luego, se realiza el diseño de los controladores basados en redes neurodifusas, y otro controlador basado en linealización por realimentación de estados., el cual se utilizará con fines comparativos. Las variables controladas son la potencia activa y reactiva, mientras que las variables manipuladas son el ángulo de paso de las palas de la turbina eólica y los voltajes aplicados en los terminales del rotor del generador de inducción. Para comparar el desempeño de ambos controladores se desarrollaron simulaciones en Matlab, como resultado se obtuvo que el controlador neuro-difuso presenta mejor desempeño bajo distintas condiciones de operación. / Tesis

Tesis (magister en derecho ambiental) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo del trabajo realizado ha sido profundizar en el análisis de las características de las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) y de las regulaciones ambientales asociadas a estas fuentes, con la finalidad de detectar por una parte, si la explotación de estas fuentes de energía efectivamente es de un bajo impacto ambiental y, siendo así, si su tratamiento en el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA), acoge esta característica en el tratamiento de los proyectos correspondientes.

La eficiencia energética y la búsqueda de nuevas fuentes de energía han llevado a investigar aplicaciones de la energía solar para generación de energía Eléctrica. Un colector solar parabólico, junto con un ciclo de vapor para generación o un motor Stirling, pueden ser alternativas válidas de implementación para generación distribuida (GD), sobre todo en regiones de Chile donde existe una alta radiación solar. Los objetivos generales de este trabajo son mostrar que la energía necesaria para desarrollar el seguimiento solar del colector parabólico es mínima en comparación a la capacidad de generación de éste y determinar experimentalmente la radiación incidente y la temperatura en el foco del colector a lo largo del día. Tomando en consideración los requerimientos de flexibilidad, robustez y economía, se selecciona un sistema de seguimiento altitud-azimut de tipo ecuatorial. Este sistema se diseña, se simula y se construye para seguir de forma autónoma al sol. La radiación incidente sobre un foco de concentración de una superficie es calculada a través de un modelo genérico de reflexión de rayos en forma de conos provenientes desde el sol, los cuales forman una zona focal de diámetro dependiente de la calidad del material reflectante. Con este diámetro es posible calcular la capacidad de concentración del colector y la radiación incidente en él. Se construye un receptor para el foco, en el cual se puede medir la temperatura y estimar la radiación incidente, permitiendo su contraste con los valores teóricos. Se encuentra que la energía necesaria para realizar el seguimiento solar no es superior a 20 [Wh] por día, lo cual no supera el 1% de los 2500 [Wh-día] que un generador de 500 [W] nominales es capaz de generar. Las curvas de temperatura y radiación determinadas experimentalmente en el receptor se ajustan a lo esperado teóricamente, por lo cual se cuenta con un modelo que puede predecir bajo cualquier condición el valor de estos parámetros. De esta forma, los resultados de este trabajo sirven de base para la propuesta de sistemas de concentradores solares para aplicaciones en GD. Como trabajo futuro está la construcción en el colector de algún tipo de generación, ya sea un ciclo de vapor o un motor Stirling. También se recomienda implementar un control y monitoreo de tipo remoto, con el cual se pueda tener acceso a información del sistema a tiempo real y dar acciones de mando desde cualquier lugar con acceso a Internet.

El objetivo general de esta memoria es diseñar un motor Stirling de baja entalpía para estudiar la posibilidad de generar electricidad mediante fuentes geotérmicas con esta tecnología, principalmente para red domiciliaria. Para esto, se analizó el desempeño de un prototipo de motor Stirling en las dependencias del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Así, los resultados obtenidos en el análisis de esta última fueron la base para el diseño del motor Stirling de baja entalpía. Se procedió a la recopilación de antecedentes en cuanto a la tecnología a utilizar, los costos asociados, y la potencialidad de los recursos disponibles. Posteriormente, se elaboraron modelos termodinámicos con el fin de estudiar el comportamiento de un motor Stirling ante las condiciones térmicas de las fuentes geotermales. Estos modelos permitieron seleccionar las dimensiones y la configuración de los elementos constituyentes de la máquina. Los modelos entregaron información valiosa sobre la potencia útil generada por la máquina y sus pérdidas asociadas, identificando sus partes críticas y las soluciones posibles. Se estudió en detalle los tipos de tecnología que se utilizan para motores Stirling de baja entalpía con el fin de elaborar un diseño óptimo. En este sentido, el diseño se basó en experiencias anteriores en este tema, buscando las mejores alternativas y optimizando aquellos diseños. Finalmente, se diseñó un motor Stirling para las condiciones específicas de las fuentes geotermales en Chile, utilizando tanto la información recopilada como las conclusiones obtenidas tras el trabajo en la minicentral.

Actualmente, la adaptación se reconoce como un elemento esencial para proteger a las sociedades contra los efectos de la variabilidad y el cambio climático. Los indicadores e índices de adaptación han comenzado a reconocerse como una herramienta importante en la orientación del proceso de toma de decisiones relacionadas al cambio y variabilidad climática. Para la construcción, en el caso chileno, de un Índice de Utilidad de Prácticas de adaptación frente a eventos hidrometeorológicos se tomó como base el Índice de Utilidad de Prácticas de Adaptación (IUPA) desarrollado por Aldunce y Debels (2008). El objetivo del presente estudio fue ajustar y validar el IUPA frente a eventos hidrometeorológicos en el contexto de la variabilidad y el cambio climático en Chile. A través de una consulta a informantes claves, se construyó y adecuó el IUPA a la realidad chilena, para luego aplicarlo a cuatro prácticas de adaptación desarrolladas en Chile. Las variables del IUPA fueron aceptadas por los entrevistados para ser aplicadas en Chile. Las mejoras hechas al Índice fueron: i) incorporación de la metodología de "análisis multicriterio" en la asignación de la importancia a las variables; y ii) incluir nuevos valores en las notas y en la importancia de las variables. La evaluación de las prácticas mediante el uso del IUPA dio como resultado que dos de ellas son de alta utilidad y otras dos de mediana utilidad. El IUPA ajustado a Chile fue útil para poder conocer las principales fortalezas y debilidades de las prácticas evaluadas, lo que permite poner atención a los puntos débiles de ellas, para así centrar los esfuerzos en realizar mejoras en dichas prácticas. Con esto se puede demostrar que el IUPA ajustado es una herramienta de una gran utilidad al para saber cuan exitosas son las prácticas de adaptación al cambio y la variabilidad climática en el contexto nacional