Ingeniero Civil Industrial / Uno de los principales desafíos a nivel mundial en la actualidad, es el poder generar las condiciones adecuadas para un desarrollo energético sostenido en el tiempo, tanto desde un punto de vista económico, como tecnológico y social. Tomando en consideración que el crecimiento se relaciona a un aumento en la demanda energética, es importante encontrar formas para poder aumentar la eficiencia en el consumo, es por esto que Chile crea el PNAEE 2020 y la Ley de Eficiencia Energética, entre otras medidas que buscan empoderar más al sector público en la materia y poder mejorar el acceso de los distintos actores al sistema. Este informe presenta los detalles principales de una serie de metodologías utilizadas por algunos países de la OCDE para monitorear la evolución del consumo de energía, y de este modo tener una guía para poder enfocar los esfuerzos y gestionar estrategias futuras, es decir, permiten evaluar la eficiencia energética. Se denominan como Métodos de Descomposición por Índices. El objetivo principal de este trabajo es poder aplicar para la base de datos de Chile, uno de los Métodos de Descomposición junto con algunas extensiones, y de esta forma obtener análisis con respecto a cómo se han ido moviendo los diferentes sectores. Posterior a esto se realiza un análisis económico de cada sector presente en el PIB, además se describen las principales propuestas de Chile en materia de eficiencia energética, como lo son la Agenda de Energía y el Plan País de Eficiencia Energética. Se espera que el lector pueda interiorizarse en los análisis, así como tomar la importancia que tiene la existencia de metodologías como la presentada en la presente tesis, que permiten llevar a un plano diferente la información relacionada al consumo energético.

Ingeniero Civil Eléctrico / El cambio climático es un hecho innegable el día de hoy, para aminorar sus efectos es necesario hacer un uso eficiente de los recursos energéticos y transformar la matriz de generación de electricidad en una no dependiente de los combustibles fósiles sino de fuentes renovables y amigables con el medio ambiente. Este trabajo de título tiene por objetivo elaborar un plan de gestión energético para la Facultad de Ciencia Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, que integre el uso eficiente de la energía y la generación de electricidad por medio de fuentes renovables. Para esto se hace un análisis del consumo de energía en Chile para dar contexto y conocer como se espera manejar el recurso electricidad a futuro en el país. Se analiza el consumo de energía dentro de la FCFM y como se han tomado medidas de manejo de la energía en los últimos años, incluyendo una auditoria energética al campus y un proyecto piloto en el edificio de ingeniería eléctrica. Además se investiga como universidades destacadas a nivel mundial implementan programas de sustentabilidad y específicamente en energía, con tal de conocer la experiencia internacional en esta temática. El plan de manejo energético abarca los siguientes puntos: monitoreo, autogeneración de energía eléctrica, eficiencia energética, estudios tarifarios y mantención de instalaciones eléctricas. Para monitorear las instalaciones del campus se necesitan 12 equipos con una inversión de $6,6 millones. Autogeneración a base de energía eólica no es posible ya que no se cumplen condiciones de viento favorables para su instalación, las instalaciones fotovoltaicas recuperan su valor invertido en equipos en un plazo aproximado de 7 años para potencias instaladas de 2.5 a 15 KW. Un cambio de tarifa AT3 a AT4.3 en 2 empalmes de alimentación de la facultad representan un ahorro de 20 millones a 2015, correspondiente a un 3% del gasto en electricidad. En cuanto a medidas de eficiencia energética en iluminación se recomienda implementar cambio a luminarias led en el futuro a medida que su costo disminuya; con respecto a calefacción el cierre de circuitos en las noches puede ser implementado en Torre Central y Geología ahorrando 60,4 MWh al año. Las instalaciones eléctricas del CEC, Edificio Escuela, Química y Civil- Geofísica requieren mantenciones. El plan elaborado es un primer paso para mejorar el desempeño energético del campus Beauchef, así mismo, se debe entender que este es un proceso continuo y los esfuerzos por minimizar el consumo deben ser constante a lo largo del tiempo.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 2/11/2020. / Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El presente trabajo de Tesis tuvo por objetivo diseñar una estrategia de desarrollo para E2M, en una primera etapa, una nueva área de negocios en una empresa existente y en el futuro cercano, un spin-off de ella. E2M atenderá los requerimientos de proyectos de eficiencia energética de las empresas mineras de la gran minería del Cobre que operan en Chile. La Tesis se justifica por cuanto, en los últimos 12 años, el consumo de energía de la minería del Cobre, que tiene una incidencia importante es los costos de operación, ha aumentado a una tasa promedio de 5,1% anual. Con ello, las empresas mineras que operan en Chile hoy, luego de haber sido más competitivas que el promedio de las empresas mineras mundiales, se encuentran hoy, en igualdad de condiciones que ellas. En el desarrollo de la presente Tesis se utilizó como marco conceptual, el modelo de Canvas [OSTERWANDER, A. y PIGNEUR, Y. 2010], para desarrollar el modelo de negocio y el modelo de HITT [HITT, M. IRELAND, HOSKISSON, R. 2009], para desarrollar la estrategia. La metodología consideró dividir el trabajo a realizar en seis etapas, en la primera de ellas, se desarrolló el modelo de negocio, en la segunda, se realizó el estudio de mercado y en la tercera, se preparó el análisis del entorno interno y externo, proponiéndose la misión y visión de la organización. En las siguientes etapas, se formuló, implementó y evaluó la estrategia. Como resultado del trabajo realizado, se ha encontrado que existe la necesidad por parte de las mineras de contratar servicios para hacer un uso más eficiente de la energía en sus procesos productivos y que existe la oportunidad para desarrollar, en una empresa existente, una nueva área de negocios orientada a prestar éstos servicios. El análisis de los factores críticos de éxito permitió determinar que la organización deberá contar con un equipo de liderazgo competente y reconocido, desarrollar la capacidad de atraer y retener el talento, gestionar adecuadamente el conocimiento que se genere, adquirir y retener clientes, entregar oportunamente a los clientes un producto de calidad y ser eficiente y efectiva en el uso de sus recursos. Los resultados de la evaluación económica indican que el proyecto es económicamente atractivo. El VPN Total, a una tasa de descuento de 12%, es de KUS$ 7.179, en tanto que la TIR es de 61% y el valor de IVAN es de 15. El análisis realizado indicó que la evaluación es altamente sensible a la variación en los ingresos obtenidos en las áreas de operaciones. Al disminuir éstos en 20%, el VAN disminuye de KUS$ 7.179 a KU$ 1.104 y, al aumentar éstos en el mismo porcentaje, el VAN aumenta a KU$ 13.254. Lo mismo ocurre con la TIR que, de un valor de 60,7% en el escenario base, disminuye a 3,7%, al disminuir en 20 % los ingresos en las áreas de operación en tanto que aumenta a 101,5%, al aumentar éstos 20%. Actualmente Chile, con el 31,5% de la producción mundial es el mayor productor global de Cobre y a su vez, el país que tiene las mayores reservas de éste metal. La industria enfrenta una situación difícil producto del incremento en sus costos de operación, principalmente por el aumento del consumo de energía. Esta situación, representa una oportunidad para explorar otras iniciativas que permitan mejorar la competitividad de la industria minera, instancia que puede ser abordada en futuros trabajos de Tesis a ser desarrollados por alumnos del MBA.

El sector MIPYME (Micro, Pequeña y Mediana empresas), representa el 99.5% de empresas formales. El 96.2% son microempresas, 3.2% pequeña y 0.1% mediana (Ministerio de la Producción, 2017). El sector manufactura evoluciona constantemente y para ello requiere incorporar el uso de maquinaria especializada, dicha maquinaria opera principalmente con energía eléctrica. En 2015, el mayor consumo de energía se registró en el sector minero e industrial con 56% (22 440 GWh) del total a nivel nacional. Con respecto a 1995, el consumo del sector minero e industrial se incrementó 466% (Osineming, 2016). Por su lado, la producción de energía eléctrica no ha crecido con la misma magnitud, lo que ha ocasionado el aumento del costo del servicio. Por ejemplo, el cargo por energía activa para Lima Norte se ha incrementado 42% en el periodo 2005-2016 al pasar de 32.8 ctm S/. por kWh a 46.6 ctm S/. por kWh (Osineming, 2016). Actualmente la implementación de medidas de eficiencia energética, particularmente en energía eléctrica, requieren de personal especializado y son ejecutadas como parte de labores de mantenimiento en periodos definidos. Se propone el uso del IoT (Internet of Things) para identificar medidas de eficiencia energética desde una aplicación web, la que puede ser manejada por personal no especializado. El objetivo es definir una línea base de consumo y monitorear el consumo de energía eléctrica, para luego enviar alertas en real cuando el consumo se aleje de la línea base de consumo definida, de manera que el responsable pueda tomar las acciones correctivas necesarias inmediatamente y reducir la facturación generada por uso indebido de energía eléctrica. Estimamos que nuestro servicio tendrá un pago mensual de US$ 520.00, para su inversión estimamos se requiere de $250,000.00. Resultando un VAN de US$ 330 mil y una TIR de 41%, lo que resulta atractivo para inversionistas. / The micro, small and medium-sized businesses (MIPYME, as abbreviated in Spanish) represent 99.5% of formal businesses in Peru. Out of this number, 96.2% are micro, 3.2% are small and 0.1%, medium businesses (Peruvian Ministry of Production, 2017). The manufacturing sector is constantly evolving, which requires incorporating the use of specialized machinery. Such machinery operates mainly with electrical energy. In 2015, the highest energy consumption was recorded in the mining and industrial sector totaling 56% (22,440 GWh) at a national level. The consumption of the mining and industrial sector has increased 466% when compared to 1995 figures (Osinergmin, 2016). Meanwhile, the production of electrical energy has not grown to match these consumption rates, which has caused the costs of the service to increase. Energy costs for northern Lima have increased in 42% from 2005-2016 (actual cost of S/ 46.60 ctm/kWh from S/ 32.80 ctm/kWh) according to Osinergmin (Osinerming, 2016). Currently, the implementation of energy efficiency measures, particularly for electric energy, require specialized staff and are executed as part of maintenance work that takes place at specified times. This paper proposes the use of the IoT (Internet of Things) to identify energy efficiency measures from a web application, which can be handled by non-specialized staff. The objective is to define a baseline consumption and monitor the consumption of electrical energy. As consumption moves away from this baseline, alerts should prompt corrective actions that reduce the turnover generated by excessive electric power. We believe that our service will have a monthly fee of US$ 520.00. A total of US$ 250,000.00 has been calculated as total investment. In addition, an NPV of approximately US$ 330K and an IRR of 41% make it attractive to potential investors. / Trabajo de investigación

El modelo actual del sistema eléctrico está cambiando hacia un modelo en el que prevalecen las energías renovables y distribuidas frente a las energías con origen en combustibles fósiles y centralizadas. La reciente modificación de la legislación española sobre energía y en concreto en autoconsumo de energía eléctrica hace que este momento sea un punto de inflexión para la economía, para el cambio climático y sobre todo para reflexionar sobre un nuevo modelo energético basado en el consumo eléctrico cerca del origen del mismo. Por tanto, se propone y se justifica económicamente pasar de un modelo que complemente el actual sistema eléctrico -concentrado en grandes centrales eléctricas- a un modelo basado en la generación de energía eléctrica -distribuida en pequeños generadores- que será íntegramente sostenible y muy eficiente. Groso modo, beneficioso ambiental como reductor del cambio climático, social por la disminución del precio de la electricidad y por ende, de la pobreza energética, y económicamente por el aumento del empleo y de calidad.

Resulta difícil localizar una actividad socialmente útil que no requiera un adecuado aseguramiento energético. Pero al propio tiempo la gestión inadecuada de la energía trae consigo importantes impactos ambientales que afectan negativamente la sostenibilidad de la vida y el agotamiento de valiosos recursos naturales. La investigación pretende reforzar las teorías que explican la estrategia del desarrollo local sostenible y eficiente mediante el aprovechamiento de los recursos endógenos, a partir de la caracterización y revalorización de los potenciales renovables disponibles en el territorio. Para ello se utilizará el método deductivo que permitirá llegar a resultados concretos basados en el examen crítico científicamente argumentado, con diversos datos e informaciones de fuentes primarias y llegar a conclusiones precisas sobre el tema estudiado. Todo ello encaminado a obtener y comparar información, validar datos obtenidos de fuentes primarias y generar conocimientos nuevos vinculados con las posibilidades del medio natural del territorio y su aprovechamiento mediante fórmulas de desarrollo local sostenible. El trabajo de campo como un vehículo que permite realizar un acercamiento a la gestión energética del territorio con el fin de obtener y comparar información, validar datos obtenidos de fuentes primarias y generar conocimientos nuevos vinculados con las posibilidades del medio natural del territorio y su aprovechamiento mediante fórmulas de desarrollo local sostenible. Se partirá de la premisa que el manejo de las fuentes renovables de energía constituye una estrategia para el desarrollo local sostenible y eficiente para aprovechar los recursos endógenos que posee la Provincia de Manabí. Como conclusión de la tesis se puede afirmar que, en el territorio estudiado nunca se ha ejercido un adecuado manejo de las fuentes renovables de energía, a pesar que éstas constituyen el principal motor de desarrollo, especialmente si se contempla el fomento de las capacidades energéticas locales y se promociona el uso adecuado y más sostenible de las mismas. Se logra aportar conocimientos relacionados con los modelos que proponen una adecuada gestión de la energía como palanca para el desarrollo local, en interés de lograr una relocalización de las fuentes que permita articular una matriz energética territorial diversa, eficiente, menos costosa y amigable con el ambiente. Al analizar los diferentes aspectos de la demanda, comparada con la oferta y el análisis de las oportunidades que ofrece el medio natural de Manabí para la generación de energía y se ofrecen sugerencias e indicaciones para fomentar el desarrollo local de base endógena y sostenible para la Provincia.

Esta tesis doctoral trata acerca de los sistemas de compensación activos con conexión en paralelo, utilizados para la mejora de la calidad de la potencia y de la eficiencia energética en las redes eléctricas de distribución y en las instalaciones a cuatro hilos. En la presente tesis se desarrolla un nuevo control del filtro o compensador activo de potencia con la capacidad de seleccionar las potencias ineficientes a compensar basado en el IEEE Std. 1459-2010. Algunos términos de potencia definidos en la IEEE Std. 1459-2010 presentan inconsistencias cuando se desarrollan las expresiones propuestas en la norma. Estas inconsistencias son corregidas con un nuevo procedimiento de cálculo que redefine la corriente efectiva (Ie) y el voltaje efectivo (Ve). Con los nuevos valores de Ve e Ie algunas magnitudes de la IEEE Std. 1459-2010 son recalculadas mientras que otras no se modifican. Se propone el uso de la teoría de la potencia instantánea para explicar los fenómenos que suceden en los sistemas eléctricos. Esta nueva teoría de la potencia eléctrica sirve simultáneamente para medir, cuantificar, y compensar los fenómenos de los sistemas eléctricos, inclusive puede ser usada para determinar las fuentes de distorsión armónica. Mediante el análisis de los flujos de potencia instantáneos se demuestra que la única potencia eficiente de los sistemas eléctricos es la potencia activa fundamental de secuencia positiva (P1+). En relación con el compensador activo de potencia, se deducen las corrientes que debe inyectar el compensador para la estrategia de compensación global, en la que el SAPC genera todas las corrientes ineficientes que demanda la carga Estas corrientes están basadas en la norma IEEE Std. 1459-2010 y en la nueva teoría de la potencia instantánea propuesta. / Muñoz Galeano, N. (2011). Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10988

[EN] The use of ground source heat pump systems has spread during the last years. When designing, studying and optimizing this kind of systems, models are used, more or less detailed, which allow predicting the behavior of the system within the application minimum requirements. The installation studied in this thesis is located at Universitat Politècnica de València. In this report, the development of a global detailed model of this installation is presented, along with its validation using experimental data. The main objective is to obtain a model able to correctly predict the dynamic and static behavior of the system, both on a short- and a long-term basis. Prior to the model development, it is necessary to study the performance of the experimental system. Besides the system description, also an analysis of the performance of the installation during five years (from 2008 to 2012) is carried out. For this analysis, some characteristic parameters of the system behavior have been taken into account which are obtained from the experimental measurements corresponding to the typical operation of the installation, such as the average water temperatures, the building's thermal load, the partial load ratio, or the daily and seasonal performance factors. Since the study and analysis of these parameters is one of the aims of the present work, the calculation procedure and the formulas used for their determination are detailed, in some cases involving a highly complex raw data processing. From the short-term evolution study of the variables that represent the performance of the installation, the main characteristics of the system dynamic behavior are identified. The model will intend to reproduce these characteristics. On the other hand, the long-term performance parameters are studied as monthly averages. In this analysis, the characteristic trends of the system long-term performance are identified. The model should be able to also reproduce these trends. The global model has been developed using the TRNSYS software. A progressive incorporation strategy has been followed. At each step, the correct adjustment of the model is ensured by validating it with experimental data, allowing the identification of the influence that each component has on the final results. When including the ground source heat exchanger to the global model, it is evident the need for a new model for this component that can correctly reproduce both the dynamic and static response of the water temperature at the end of the pipes of the heat exchanger. Therefore, as a final step, a new ground source heat exchanger model has been developed, based on combining two different models: the g-function model in order to account for the long-term behavior of the ground temperature, and the B2G model, specifically developed for this application. The ground source heat exchanger model has been validated against experimental data from two different installations and, finally, it has been included into the global model of the system. The system global model developed has proved to be able to precisely reproduce the experimental results for the system performance, both on a short- and long-term basis, even after including the modifications that have occurred on the experimental installation along the years. Therefore, the model will be a useful tool for the development of future optimization strategies, together with the corresponding control algorithms. / [ES] En los últimos años se han extendido las instalaciones de climatización con bomba de calor acoplada al terreno. En el diseño, el estudio y la optimización de este tipo de instalaciones se utilizan modelos con mayor o menor nivel de detalle que permiten predecir el comportamiento del sistema dentro de unos requerimientos mínimos específicos de la aplicación en concreto. La instalación objeto de estudio de la presente tesis se encuentra situada en la Universitat Politècnica de València. A lo largo de esta memoria se presenta el trabajo de desarrollo de un modelo global detallado de esta instalación, así como su validación con datos experimentales. El objetivo perseguido es el de obtener un modelo capaz de predecir correctamente el comportamiento dinámico y estático de la instalación, tanto a corto como a largo plazo. Previo al desarrollo del modelo en sí, es necesario estudiar el comportamiento de la instalación experimental. Además de una descripción detallada del sistema, se realiza un análisis de su funcionamiento a lo largo de varios años (del año 2008 al 2012). Para este análisis se han tenido en cuenta diversos parámetros característicos del comportamiento energético del sistema, obtenidos a partir de las medidas experimentales registradas en el funcionamiento habitual de la instalación. Uno de los objetivos de esta tesis es precisamente el estudio y análisis de estos parámetros, por lo que se han detallado las fórmulas y el procedimiento de cálculo utilizado para su obtención, que en algunos casos puede presentar una gran complejidad en el manejo y tratamiento de los datos experimentales. A partir del estudio de la evolución a corto plazo de las variables representativas del funcionamiento de la instalación, se identifican las principales características del comportamiento dinámico del sistema, que se intentarán reproducir con el modelo desarrollado. Por su parte, el estudio de los parámetros característicos del funcionamiento a lo largo de varios años se realiza teniendo en cuenta los valores correspondientes a promedios mensuales. En este análisis se identifican también las tendencias características del comportamiento del sistema a largo plazo, que posteriormente el modelo global de la instalación deberá ser capaz de reproducir. El modelo global se ha desarrollado utilizando la herramienta TRNSYS. Para ello se ha seguido una estrategia de incorporación progresiva de componentes. En cada paso se asegura un correcto ajuste del modelo mediante su validación con datos experimentales, lo cual permite identificar y aislar los efectos de cada componente sobre los resultados finales. Al incluir el intercambiador enterrado en el modelo global, queda patente la necesidad de un nuevo modelo de intercambiador enterrado capaz de reproducir el comportamiento tanto dinámico como estático de la temperatura del agua a la salida del mismo. Así pues, como último punto de la tesis, se ha desarrollado un modelo de intercambiador enterrado, basado en la combinación de dos modelos distintos: el modelo \emph{g-function} para tener en cuenta el comportamiento a largo plazo de la temperatura del terreno y el modelo B2G, desarrollado específicamente para esta aplicación. Este modelo de intercambiador enterrado ha sido debidamente validado con datos experimentales pertenecientes a dos intercambiadores distintos y, posteriormente, se ha incluido en el modelo global de la instalación. El modelo global de la instalación desarrollado de esta forma consigue reproducir con precisión los resultados experimentales del funcionamiento del sistema tanto a corto como a largo plazo, incluso después de aplicar las mismas modificaciones que se han ido aplicando a la instalación experimental a lo largo de los años, y resulta ser, por tanto, una herramienta útil para el desarrollo de futuras estrategias de optimización energética, junto con los algoritmos de control correspondientes. / [CA] Als últims anys s'han estès les instal·lacions de climatització amb bomba de calor acoplada al terreny. En el disseny, l'estudi i la optimització d'aquest tipus d'instal·lacions s'utilitzen models amb major o menor nivell de detall que permeten predir el comportament del sistema dins uns requeriments mínims específics de l'aplicació en concret. La instal·lació objecte d'estudi de la present tesi es troba a la Universitat Politècnica de València. Al llarg d'aquesta memòria es presenta el treball de desenvolupament d'un model global detallat d'aquesta instal·lació, així com la seua validació amb dades experimentals. L'objectiu perseguit es el d'obtindre un model capaç de predir correctament el comportament dinàmic i estàtic de la instal·lació, tant a curt com a llarg termini. Prèviament al desenvolupament del model en sí, es necessari estudiar el comportament de la instal·lació experimental. A més de una descripció detallada del sistema, es realitza un anàlisi del seu funcionament al llarg de diversos anys (de l'any 2008 al 2012). Per a aquest anàlisi s'han considerat diversos paràmetres característics del comportament energètic del sistema, obtinguts a partir de les mesures experimentals registrades en el funcionament habitual de la instal·lació, com per exemple les temperatures mitjanes de l'aigua en diversos punts del sistema, la demanda tèrmica de l'edifici, el factor de càrrega parcial o els factors de rendiment diari i estacional. Un dels objectius d'aquesta tesi és precisament l'estudi i anàlisi d'aquestos paràmetres, pel que s'han detallat les fórmules i el procediment de càlcul emprat per a la seua obtenció, que en alguns casos pot presentar una gran complexitat en el tractament de les dades experimentals. A partir de l'estudi de la evolució a curt termini de les variables representatives del funcionament de la instal·lació, s'identifiquen les principals característiques del comportament dinàmic del sistema, que s'intentaran reproduir amb el model desenvolupat. Per altra banda, l'estudi dels paràmetres característics del funcionament al llarg de diversos anys es realitza tenint en compte els valors corresponents a promitjos mensuals. En aquest anàlisi s'identifiquen també les tendències característiques del comportament del sistema a llarg termini, que posteriorment el model global de la instal·lació deurà ser capaç de reproduir. El model global s'ha desenvolupat utilitzant la ferramenta TRNSYS. Amb aquest fi s'ha seguit una estratègia d'incorporació progressiva de components. A cada pas s'assegura un correcte ajust del model mitjançant la validació amb dades experimentals, la qual cosa permet identificar i aïllar els efectes de cada component sobre els resultats finals. Al incloure l'intercanviador soterrat en el model global, queda de manifest la necessitat d'un nou model d'intercanviador soterrat capaç de reproduir el comportament tant dinàmic com estàtic de la temperatura de l'aigua a la eixida del tub. Així, com últim punt de la tesi, s'ha desenvolupat un model d'intercanviador soterrat, basat en la combinació de dos models distints: el model \emph{g-function} per a tindre en comte el comportament a llarg termini de la temperatura del terreny i el model B2G, desenvolupat específicament per a aquesta aplicació. Aquest model d'intercanviador soterrat ha sigut degudament validat amb dades experimental de dos intercanviadors distints i, posteriorment, s'ha inclòs en el model global de la instal·lació. El model global de la instal·lació desenvolupat d'aquesta manera aconsegueix reproduir amb precisió els resultats experimentals del funcionament del sistema tant a curt com a llarg termini, inclús després d'aplicar-hi les mateixes modificacions que s'han anat aplicant a la instal·lació experimental al llarg dels anys, y resulta ser, per tant, una ferramenta útil per al desenvolupament de futures estratègies d'optimització energèti / Ruiz Calvo, F. (2015). Análisis y modelado de una instalación geotérmica para climatización de un conjunto de oficinas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54134

[EN] In the last years the attention on the energy efficiency of historical buildings grew, as different research projects took place across Europe. The attention on combining, the need of the preservation of the buildings, their value and their characteristics, with the need of the reduction of energy consumption and the improvements of indoor comfort condition, stimulates the discussion of two points of view that are usually in contradiction, preservation and energy performance. An extensive literature review of energy efficiency and thermal comfort in historical buildings is presented and the results are surprising because a common field of work is growing while remains the need of balancing the respective exigencies. From these experience, it results clear that many questions should be answered regarding the correct assessment of the energy consumption and thermal comfort of this class of buildings, the effectiveness of the measures that could be adopted, and much more. This thesis gives a contribution to answer to these questions, developing a procedure to analyze the historic building energy performance. The procedure gives a guideline of the energy audit for the historical building considering also the experimental activities to deal with the uncertainty of the estimation of the energy balance and the thermal comfort. It offers a procedure to simulate the energy balance of building, with a dynamic model considering also an indoor thermal comfort satisfaction to increase the accuracy of the energy performance evaluation. All the process is applied to two real case studies to give to the reader a practical understanding. / [ES] En los últimos años, el interés por la eficiencia energética y el confort térmico en edificios históricos ha aumentado considerablemente, provocando la aparición, especialmente en Europa, de diferentes proyectos de investigación. El desafío de combinar la necesidad de preservación de los edificios y su identidad y valor patrimonial, con la exigencia de reducir el consumo energético y la mejora de las condiciones de confort interior, genera una polémica entre dos puntos de vista que están generalmente enfrentados, rehabilitación y comportamiento energético. Se ha realizado una extensa revisión bibliográfica acerca de la eficiencia energética y confort térmico en edificación patrimonial. Los resultados obtenidos son sorprendentes, ya que un campo de trabajo común está creciendo, mientras permanece la necesidad de mantener el equilibrio entre diferentes requerimientos. Por lo tanto, resulta obvio que muchas preguntas necesitan ser respondidas, por ejemplo, acerca de la correcta evaluación del consumo energético y el confort térmico en este tipo de edificios, la eficacia de las medidas que pueden ser adoptadas, y muchas otras cuestiones. Esta tesis doctoral aporta respuestas a esta problemática, desarrollando un proceso de análisis del comportamiento energético de edificios históricos. Este procedimiento ofrece unas directrices para la evaluación energética de edificios históricos, teniendo en cuenta datos experimentales para gestionar la incertidumbre de la estimación del balance energético y el confort térmico. Todo esto revela un método de simulación del comportamiento energético de edificios mediante un modelo dinámico, teniendo también en cuenta la satisfacción del confort térmico interior para aumentar la precisión del análisis energético. Este procedimiento es aplicado a dos casos de estudio reales para ofrecer al lector una visión experimental. / [CA] Als darrers anys, l'interès per l'eficiència energètica i el confort tèrmic en edificis històrics ha augmentat considerablement, provocant l'aparició, especialment a Europa, de diferents projectes d'investigació. El repte de combinar la necessitat de preservació dels edificis i la seua identitat i valor patrimonial, amb l'exigència de reduir el consum energètic i la millora de les condicions de confort interior, genera una polèmica entre dos punts de vista que romanen generalment enfrontats: conservació i comportament energètic. S'ha dut a terme una extensa revisió bibliogràfica al voltant de l'eficiència energètica i confort tèrmic en edificació patrimonial. Els resultats obtinguts són sorprenents, ja que està creixent un camp de treball comú, mentre que continua la necessitat de mantenir l'equilibri entre diferents requeriments. Per tant, resulta obvi que moltes preguntes necessiten ser respostes; per exemple, al voltant de la correcta avaluació del consum energètic i confort tèrmic en aquest tipus d'edificis, l'eficàcia de les mesures que poder ser adoptades, i moltes altres qüestions. Aquesta tesi doctoral aporta respostes a aquesta problemàtica, desenvolupant un procés d'anàlisi del comportament energètic d'edificis històrics. Aquest procediment ofereix unes directrius per a l'avaluació energètica d'edificis històrics, tenint en compte dades experimentals per a gestionar la incertesa de l'estimació del balanç energètic i el confort tèrmic. Tot plegat, revela un mètode de simulació del comportament energètic d'edificis mitjançant un model dinàmic, considerant també la satisfacció del confort tèrmic interior per augmentar la precisió de l'anàlisi energètic. Aquest procediment és aplicat a dos casos d'estudi reals per oferir al lector una visió experimental. / Martínez Molina, A. (2016). Metodología para la Caracterización y Confort Térmicos en Edificios Históricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68487 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

In the field of operations research, the set of scheduling problems of activities is considered as one of the most relevant ones due to its great applicability and complexity. Within the broad variety of problems in this set, it is remarkable the Resource-Constrained Project Scheduling Problem (RCPSP), since it is regarded as the most important-base problem in this area and it has been the object of study in countless research projects. Basically, this problem consists of a project split into sets of activities that are related to each other by means of precedence-constraints, and require an amount of each limited resource, to be performed. The objective, then, is to allocate in the most efficient way those resources to the activities in order to optimize a scoring function such as the makespan. Similar in importance is the multimodal-version of the RCPSP, called MRCPSP, in which for each activity there exists multiple execution modes that involve a different combination of limited resources, giving rise to a different execution time. In the literature, it has been addressed widely these two problems with both exact methods and approximation methods, being these latter the most successful. These research works have focused mainly on obtaining economic advantages such as costs and project time minimization. However, with the accelerating globalization and the fast countries' growing economies, the race for power resources have increased sharply. In fact, the importance of taking into account the energy consumption on modeling has become so important that it is now considered as important as other performance measures such as productivity and costs. Hence, the main goal of this Ph.D. dissertation is to develop a new RCPSP and MRCPSP approach based on the energetic efficiency, which is aimed at searching for sustainable solutions in terms of time and energy consumption. To this end, it has been proposed an extension of the RCPSP, named MRCPSP-ENERGY, which considers besides the traditional resources of the RCPSP, a variable energetic consumption that generates different execution modes for the activities. This proposal includes a new optimization criterion based on the energetic efficiency of a project, which considers simultaneously the minimization of both the total duration and the energy consumption of such project. Moreover, in order to assess the solution methods for the MRCPSP-ENERGY, the standard library mostly used for this purpose has been extended and a new one has been proposed, called PSPLIB-ENERGY. In order to solve the proposed problem, firstly, the most successful metaheuristics methods, which address the RCPSP, were analyzed. Secondly, it was shown that these methods lead to redundant solutions, hindering the search. Therefore, an evolutive method was proposed, whose main contribution is the development of a new mutation operator that reduces the number of redundant solutions. Similarly, in the multimodal case, it was determined that the most widespread searching methods are also focused on the activity list representation and therefore they yield redundant solutions. As a solution alternative for the MRCPSP-ENERGY, it was shown that such search can be carried out by focusing on the mode list representation, as different mode lists also reach diverse solutions, giving rise to a less number of redundant solutions. Keeping in mind this finds, it was proposed a new evolutive method for solving the MRCPSP-ENERGY, which unifies both searching methods such that the search is conducted with two optimization phases. Based on the obtained results given by the PSPLIB-ENERGY library, the proposed method proved to be able to reach highly efficient solutions. / En la investigación operativa, el conjunto de problemas de secuenciación de actividades es considerado como uno de los más relevantes debido a su gran aplicabilidad y complejidad. Dentro de la amplia variedad de problemas en este conjunto, destaca el problema de programación de tareas con recursos restringidos (RCPSP por su sigla en inglés), pues es considerado como el problema base más importante en esta área y ha sido objeto de estudio de numerosas investigaciones. Básicamente, consiste de un proyecto subdividido en un conjunto de actividades que se encuentran relacionadas mediante restricciones de precedencia y requieren, para ser ejecutadas, una cantidad de cada tipo de recurso cuya disponibilidad máxima se encuentra limitada. El objetivo es asignar los recursos a las actividades de la manera más eficiente posible para optimizar una medida de desempeño, por ejemplo, la duración total del proyecto. Igualmente importante es la versión multi-modal del RCPSP, llamada MRCPSP, en la que para cada actividad existen múltiples modos de ejecución que involucran una combinación diferente de recursos limitados, dando origen a un tiempo de ejecución distinto. En la literatura se han abordado ampliamente estos dos problemas tanto con métodos exactos como de aproximación, siendo estos últimos los más exitosos. Estos trabajos se han centrado principalmente en la obtención de beneficios económicos, como la minimización de los costes o la obtención de la mínima duración del proyecto. Sin embargo, con la aceleración de la globalización y el rápido desarrollo de los países, la competencia por recursos energéticos ha aumentado drásticamente. Incluso, la importancia de tener en cuenta el consumo de energía en los modelos ha crecido de tal manera que, ahora es considerado con la misma relevancia que otras medidas de desempeño como la productividad y los costes. Así, el objetivo principal de esta tesis es desarrollar un nuevo enfoque del RCPSP y del MRCPSP, basado en la eficiencia energética, la cual busca soluciones sostenibles en términos de tiempo y de consumo energético. Para este fin, se ha propuesto una extensión del RCPSP denominada MRCPSP-ENERGY, la cual considera, además de los recursos tradicionales del RCPSP, un consumo de energía variable que da origen a distintos modos de ejecución de las actividades. Esta propuesta incluye un nuevo criterio de optimización basado en la eficiencia energética del proyecto, que tiene en cuenta de manera simultánea la minimización de la duración del proyecto y el consumo total de energía. Adicionalmente, con el objetivo de evaluar los métodos de solución para el MRCPSP-ENERGY, se ha ampliado la librería estándar de prueba más extendida para el RCPSP y se ha propuesto una nueva librería, denominada PSPLIB-ENERGY. Para encontrar solución al problema propuesto, primero se analizaron los mejores métodos metaheurísticos que abordan el RCPSP. Luego, se identificó que estos métodos conducen a soluciones redundantes, entorpeciendo la búsqueda. Por tanto, se propuso un método evolutivo cuya principal aportación es el desarrollo de un nuevo operador de mutación que disminuye la generación de soluciones redundantes. Similarmente, en el caso multi-modal se detectó que los principales métodos de búsqueda también se centran en la representación de lista de actividades y por tanto generan soluciones redundantes. Como alternativa de solución para el MRCPSP-ENERGY, se mostró que la búsqueda puede realizarse enfocándose en la lista de modos, ya que diferentes listas de modos también pueden alcanzar soluciones distintas, generando un menor número de soluciones redundantes. Teniendo en cuenta estos hallazgos, se propuso un nuevo método evolutivo para resolver el MRCPSP-ENERGY, que unifica ambos métodos de búsqueda para realizarla en dos fases de optimización. Basándose en los resultados obtenidos en la PSPLIB-ENERGY, se concluye que el m / En la investigació operativa, el conjunt de problemes de seqüenciació d'activitats és considerat com un dels més rellevants a causa de la seua gran aplicabilitat i complexitat. Dins de l'àmplia varietat de problemes en este conjunt, destaca el problema de programació de tasques amb recursos restringits (RCPSP per la seua sigla en anglés) , perquè és considerat com el problema base més important en esta àrea i ha sigut objecte d'estudi de nombroses investigacions. Bàsicament, consistix d'un projecte subdividit en un conjunt d'activitats que es troben relacionades per mitjà de restriccions de precedència i requerixen, per a ser executades, una quantitat de cada tipus de recurs la disponibilitat màxima de la qual es troba limitada. L'objectiu és assignar els recursos a les activitats de la manera més eficient possible per a optimitzar una mesura d'exercici, per exemple, la duració total del projecte. Igualment important és la versió multi- modal del RCPSP, crida MRCPSP, en la que per a cada activitat hi ha múltiples modes d'execució que involucren una combinació diferent de recursos limitats, donant origen a un temps d'execució distint. En la literatura s'han abordat àmpliament estos dos problemes tant amb mètodes exactes com d'aproximació, sent estos últims els més reeixits. Estos treballs s'han centrat principalment en l'obtenció de beneficis econòmics, com la minimització dels costos o l'obtenció de la mínima duració del projecte. No obstant això, amb l'acceleració de la globalització i el ràpid desenrotllament dels països, la competència per recursos energètics ha augmentat dràsticament. Inclús, la importància de tindre en compte el consum d'energia en els models ha crescut de tal manera que, ara és considerat amb la mateixa rellevància que altres mesures d'exercici com la productivitat i els costos. Així, l'objectiu principal d'esta tesi és desenrotllar un nou enfocament del RCPSP i del MRCPSP, basat en l'eficiència energètica, la qual busca solucions sostenibles en termes de temps i de consum energètic. Per a este fi, s'ha proposat una extensió del RCPSP denominada MRCPSP- ENERGY, la qual considera, a més dels recursos tradicionals del RCPSP, un consum d'energia variable que dóna origen a distints modes d'execució de les activitats. Esta proposta inclou un nou criteri d'optimització basat en l'eficiència energètica del projecte, que té en compte de manera simultània la minimització de la duració del projecte i el consum total d'energia. Addicionalment, amb l'objectiu d'avaluar els mètodes de solució per al MRCPSP-ENERGY, s'ha ampliat la llibreria estàndard de prova més estesa per al RCPSP i s'ha proposat una nova llibreria, denominada PSPLIB-ENERGY. Per a trobar solució al problema proposat, primer es van analitzar els millors mètodes metaheurísticos que aborden el RCPSP. Després, es va identificar que estos mètodes conduïxen a solucions redundants, entorpint la busca. Per tant, es va proposar un mètode evolutiu la principal aportació del qual és el desenrotllament d'un nou operador de mutació que disminuïx la generació de solucions redundants. Semblantment, en el cas multi- modal es va detectar que els principals mètodes de busca també se centren en la representació de llista d'activitats i per tant generen solucions redundants. Com a alternativa de solució per al MRCPSP-ENERGY, es va mostrar que la busca pot realitzar-se enfocant-se en la llista de modes, ja que diferents llistes de modes també poden aconseguir solucions distintes, generant un menor nombre de solucions redundants. Tenint en compte estes troballes, es va proposar un nou mètode evolutiu per a resoldre el MRCPSP-ENERGY, que unifica ambdós mètodes de busca per a realitzar-la en dos fases d'optimització. Basant-se en els resultats obtinguts en la PSPLIB-ENERGY, es conclou que el mètode proposat és capaç d'aconseguir solucions altament eficients. / Morillo Torres, D. (2017). Eficiencia energética en la programación de tareas con recursos restringidos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90654