En el Perú el 24% de la población nacional carece de acceso al servicio eléctrico; esto significa que alrededor de 6.5 millones de peruanos permanecen al margen del desarrollo y la modernidad. En el sector rural la situación es más grave pues solamente un 32% posee suministro eléctrico. La electrificación rural en el país se viene desarrollando, en base a los Pequeños Sistemas Eléctricos; a la extensión de las Líneas de Transmisión y Subestaciones asociadas a la construcción de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas. Se presenta el diseño de un grupo hidráulico utilizando una turbina Michell Banki de 8 a 20 kW de potencia para ser instalado en diversas localidades de la zona rural del país. El trabajo ha abarcado el diseño de un grupo de generación para el rango de potencias establecido incluyendo el diseño de la turbina, el sistema de transmisión para la transformación de energía mecánica a eléctrica, la selección del generador eléctrico y los instrumentos de control, además de la confección de la carta de trabajo de la turbina y los manuales de uso, instalación y mantenimiento. El grupo se encuentra diseñado para operar a 1800 revoluciones por minuto, con un caudal de diseño de 85.8 l/s y un salto neto necesario de 45.9 metros. El rotor esta compuesto por 24 álabes con un diámetro exterior de 149 milímetros y un ancho de 160 milímetros. Para regulación del caudal de entrada y con ello de la potencia de salida cuenta con un álabe directriz ubicado en el inyector de la turbina y regulable a través de una manivela exterior. La turbina estará conectada a un motor asíncrono trifásico de 4 polos operando como generador. Se podría hacer un paralelo entre este equipo y un grupo electrógeno. Mientras que en la parte técnica no se observará gran diferencia si la habrá en la parte económica, pues si bien el grupo hidroenergético presenta una inversión inicial mucho mayor que la del grupo electrógeno, prácticamente no tiene costo de operación. Por lo que para proyectos a largo plazo se presenta como una excelente opción. El costo del proyecto esta alrededor de los US$ 42 000 sin incluir el impuesto general a las ventas. El equipo en cuestión será capaz de trabajar en una amplia zona de trabajo. Pudiendo operar en múltiples combinaciones de salto y caudal que cumplan con la relación que se muestra en el desarrollo del trabajo. Con esto se logra un equipo con una alta flexibilidad de utilización. Con ello es posible tener una producción en masa de este equipo y destinarlo a ser utilizado en la electrificación de pequeños poblados en zonas alejadas del país que se ajusten a los requerimientos de caudal y salto neto del equipo. Con esto se logra también un equipo estandarizado y con ello bajar costos de reparación y de repuestos, además de tener técnicos especializados en el equipo.

This thesis aims to contribute to improving the quality of technological development cooperation interventions. Using the theoretical framework of the Capabilities Approach and Human Development, the research focuses on analysing the effects of four rural electrification projects implemented by the NGO Practical Action in Cajamarca (Peru). To carry out the study, the thesis provides the design of an ad hoc methodology to analyse the effects of the projects on well-being and agency of people. The results confirm that electrification projects through renewable energy bring benefits to communities, primarily related to health (eg, reduced smoke in homes by replacing candles for electricity) or education (best study conditions, use of computers, etc...). However, there are other benefits not covered in advance by Practical Action but valued by the people: related, for example, with religion or community participation. However, the research reveals the limitations of projects designed exclusively to provide a technology, electrification in this particular case, that do not take into account certain elements elements which can make the use of technology contribute unequally to the expansion of people¿s capabilities. In this thesis it is proposed a view of the technology that, by reference to the main work of Amartya Sen - Development as freedom, has been called Technologies for Freedom. This approach aims to incorporate the central elements of the Capability Approach to technological interventions, so the projects can expand the real options people value under the principles of equity, sustainability, empowerment and agency. Finally, the study includes some recommendations to be taken into account when planning technological interventions from the perspective Technologies for Freedom. The thesis is divided into three self-contained chapters complemented by an introduction and a section for discussion of results and conclusions. Each self-contained chapter is an article published in recognized scientific journals or prestigious publishing books. / Fernández-Baldor Martínez, Á. (2013). Technologies for freedom: una aproximación a los proyectos de cooperación de corte tecnológico desde el enfoque de capacidades [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34459 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[ES] Los sistemas descentralizados con energías renovables han sido ampliamente utilizados en el campo de la cooperación al desarrollo. Sin embargo, los potenciales de estas alternativas tecnológicas se sustentan desde visiones del desarrollo diversas y en ocasiones en conflicto. Los proyectos de electrificación rural impulsados por la cooperación están permeados por una multiplicidad de mecanismos de poder que favorecen la imposición de determinadas de estas visiones y limitan el acceso equitativo a las oportunidades que es capaz de ofrecer la electrificación. Ecuador se señala como un caso representativo en relación a las propuestas de transformación social que cuestionan la visión de desarrollo hegemónica y la de la cooperación. La Amazonía es uno de los escenarios donde emergen propuestas que reivindican nuevas maneras de concebir a los proyectos energéticos. Sin embargo, son escasas las referencias a la electrificación rural aislada y a cómo diseñar proyectos de electrificación que integren las nociones del desarrollo y/o Buen Vivir de las poblaciones amazónicas. Con la finalidad de arrojar luz sobre estas cuestiones, esta investigación tiene tres objetivos. Por un lado, explorar las visiones del desarrollo de los actores supralocales y los actores locales de la cooperación internacional y su visión de cómo la electrificación puede contribuir al desarrollo. Por otro, explorar cómo las dinámicas de poder determinan qué visiones del desarrollo y de la electrificación prevalecen, a través de qué mecanismos y en qué espacios y niveles. Y, finalmente, proponer estrategias para el diseño de proyectos de electrificación que enfrenten estas dinámicas. Para abordar estos objetivos, construimos un marco analítico sustentado en una aproximación multinivel y dinámica del Enfoque de las Capacidades para el Desarrollo Humano y utilizamos los aportes de los enfoques de poder como estrategia para la transformación social. Aplicamos este marco en el análisis de un proyecto de electrificación rural aislada en Ecuador donde trabajamos en cinco comunidades: tres comunidades Achuar, una comunidad Kichwa y otra Siona. Durante toda la investigación aplicamos un enfoque etnográfico como integrantes del equipo del proyecto. Seguimos una metodología de investigación cualitativa con un enfoque participativo. De los resultados se desprende cómo, desde los actores supralocales se defiende una visión de la energía como elemento indispensable para el logro de un desarrollo basado en el crecimiento sostenible. Por otro lado, cómo desde las comunidades indígenas amazónicas emergen algunas visiones encontradas que vienen moldeadas por dos factores: las propias visiones del desarrollo de los actores supralocales y la presencia de actividades extractivas. Se desvela así que, ante una misma visión del desarrollo dominante, el extractivismo es el factor clave que incide en dichas visiones, cooptándolas y arrastrándolas con mayor o menor velocidad hacia la visión hegemónica. Mientras que las comunidades ubicadas en zonas petroleras aspiran a contar con sistemas energéticos que puedan abastecer sus nuevas lógicas de consumo pero que a la vez sean medioambientalmente sostenibles, para las comunidades donde no existe todavía intervención petrolera, la electrificación puede suponer un mecanismo para enfrentar el extractivismo. El trabajo ilustra cómo son justamente los mecanismos de poder que operan en el proceso de diseño de las intervenciones de desarrollo de electrificación rural a través de los cuales se afianzan las visiones hegemónicas. La investigación pone de manifiesto la necesidad de conocer qué valoran las personas y los colectivos a la hora de diseñar intervenciones de electrificación adaptadas a sus distintas realidades y que, al mismo tiempo, enfrenten las desigualdades de poder que eclipsan la pluralidad de visiones que emergen desde los actores locales. Se desvela, sin embarg / [EN] Decentralized systems based on renewable energies have been widely used in the field of electrification projects for isolated rural communities. However, the possibilities of these technological alternatives are underpinned by diverse and sometimes conflicting visions of development. The projects are permeated with a myriad of power mechanisms that not only favour the imposition of certain visions over others, but also limit equal access to the opportunities that electrification is able to offer. Ecuador has been highlighted as a relevant case regarding social transformation approaches that question the hegemonic vision of development and the dynamics of the international cooperation system itself. The Ecuadorian Amazon is one of the scenarios where a large number of these proposals are being raised. Proposals founded on indigenous cosmovision revolving around the concept of 'Buen Vivir' (Good Living) call for new approaches to energy projects. However, there are few references regarding isolated rural electrification and how to design electrification projects that integrate the ideas of development and/or visions of Buen Vivir held by the indigenous peoples of the Amazon. With the aim of shedding light on these matters, this research has three objectives. Firstly, to explore the development visions of the supra-local actors and those of local actors, together with their views on how electrification can further the development of local actors. Secondly, to explore how power dynamics determine which perspectives of development and electrification prevail, through which mechanisms, in which spaces, and at what levels. And thirdly, to propose strategies for the design of rural electrification projects that confront these power dynamics. To address these objectives, an analytical framework was created based on a multilevel and dynamic perspective of the Human Development Capability Approach. Contributions from approaches which focus on power as a strategy of social transformation are also employed. We use this interpretative framework to analyse one case study; specifically, a rural electrification project in Ecuador. We worked with five communities: three Achuar communities; one Amazonian Kicwha community; and one Siona community. Throughout the research, an ethnographic approach was followed, employing a qualitative research strategy with a participatory approach. The results reveal how diverse views on development and electrification are arising in Ecuador. On one hand, supra-local actors who act in the global sphere defend energy as an essential element to achieve development based on sustainable growth. On the other hand, some differing opinions are emerging from Amazonian indigenous communities, which are shaped by two key factors: the development visions of supra-local actors and the existence of extractive activities in the region. It is demonstrated that, faced with a single dominant vision of development, extractivism is the key factor influencing these visions, co-opting them and drawing them, at greater or lesser speed, towards the hegemonic vision. While communities located in territories with oil exploitation aspire to having environmentally sustainable energy systems capable of satisfying their new habits of consumption, for communities where oil companies are not yet active, electrification can be a means of confronting extractivism. The research illustrates how it is the power mechanisms themselves that determine the design of isolated rural electrification projects promoted by international cooperation, and through which the hegemonic visions are strengthened. The study reveals, therefore, the importance of knowing what individuals and collectives value in order to design technological energy projects adapted to their different realities and, at the same time, able to face power inequalities. The research shows, however, that this is not without difficulties and contradictions. / [CA] Els sistemes descentralitzats amb energies renovables han estat àmpliament utilitzats en el camp de la cooperació al desenvolupament. No obstant, els potencials d'aquestes alternatives tecnològiques es sustenten des de visions del desenvolupament diverses i en ocasions en conflicte. Els projectes d'electrificació rural impulsats per la cooperació estan permeats per una multiplicitat de mecanismes de poder que afavoreixen la imposició de determinades d'aquestes visions i limiten l'accés equitatiu a les oportunitats que és capaç d'oferir l'electrificació. L'Equador s'assenyala com un cas representatiu pel que fa a les propostes de transformació social que qüestionen la visió de desenvolupament hegemònica i la de la cooperació. L'Amazònia és un dels escenaris des d'on s'estan plantejant propostes que reivindiquen noves maneres de concebre als projectes energètics. No obstant, són escasses les referències a l'electrificació rural aïllada i a com dissenyar projectes d'electrificació que integren les nocions del desenvolupament i/o Buen Vivir de les poblacions amazòniques. Per donar llum sobre aquestes qüestions, aquesta investigació té tres objectius. D'una banda, explorar les visions del desenvolupament dels actors supralocals i els actors locals de la cooperació i la seva visió de com l'electrificació pot contribuir al desenvolupament dels actors locals. De l'altra, explorar com les dinàmiques de poder determinen quines visions del desenvolupament i de l'electrificació s'imposen, a través de quins mecanismes i en quins espais i nivells. I, finalment, proposar estratègies per al disseny de projectes d'electrificació rural aïllada que s'enfronten a aquestes dinàmiques. Per abordar aquests objectius, hem construït un marc analític sustentat en una aproximació multinivell i dinàmica de l'Enfocament de les Capacitats per al Desenvolupament Humà combinat amb els enfocaments de poder com a estratègia per a la transformació social. Apliquem aquest marc a l'anàlisi d'un projecte d'electrificació rural aïllada a l'Equador on treballem amb cinc comunitats: tres comunitats Achuar i una comunitat Kichwa i una altra Siona. Durant tota la investigació apliquem un enfocament etnogràfic com a integrants de l'equip del projecte. Seguim una metodologia d'investigació qualitativa amb un enfocament participatiu. Dels resultats es desprèn com des dels actors supralocals es defensa una visió de l'energia com a element indispensable per a l'assoliment d'un desenvolupament basat en el creixement sostenible. D'altra banda, com des de les comunitats indígenes amazòniques, emergeixen algunes visions oposades que vénen modelades per dos factors: les pròpies visions del desenvolupament dels actors supralocals i la presència d'activitats extractives en el territori. Es revela així que, davant d'una mateixa visió del desenvolupament dominant, l'extractivisme és el factor clau que incideix en aquestes visions, cooptant-les i arrossegant-les amb més o menys velocitat cap a la visió hegemònica. Mentre que les comunitats ubicades en zones petrolieres aspiren a comptar amb sistemes energètics que poden proveir les seves noves lògiques de consum però que alhora siguin mediambientalment sostenibles, per a les comunitats on no existeix encara intervenció petroliera, l'electrificació pot suposar un mecanisme per enfrontar l'extractivisme. El treball il·lustra com són justament els mecanismes de poder que operen en el procés de disseny dels projectes d'electrificació impulsats per la cooperació a través dels quals es refermen les visions hegemòniques. La investigació posa de manifest la necessitat de conèixer què valoren les persones i els col·lectius a l'hora de dissenyar intervencions d'electrificació adaptades a les seves diferents realitats i que, al mateix temps, facen front a les desigualtats de poder que eclipsen la pluralitat de visions que emergeixen des dels actors locals. Es r / Ten Palomares, M. (2016). ¿Qué perspectiva cuenta? Conectando la visión indígena e institucional en el diseño de proyectos de electrificación rural impulsados por la cooperación al desarrollo. Experiencias en la Amazonía Ecuatoriana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/77146

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El Parque Natural Karukinka es un área protegida privada de 312.000 hectáreas ubicado en Tierra del Fuego, extremo sur de Chile. Sus instalaciones son antiguas instalaciones ganaderas y forestales que han sido reacondicionadas para el soporte de actividades de investigación y de turismo tendientes a la conservación. Dichas instalaciones carecen de sistemas eléctricos eficientes, lo que motiva la realización del presente proyecto de diseño y dimensionamiento para dichos sistemas buscando, de esta manera, constituir una herramienta facilitadora para el desarrollo exitoso del proyecto de conservación. El presente trabajo incluye el diseño de cuatro sistemas eléctricos híbridos aislados de la red e independientes entre sí, que combinan generación Diésel con aquélla basada en energías renovables no convencionales (ERNC), las cuales se restringen, en este caso, a las energías fotovoltaica y eólica. Los medios de almacenamiento energético considerados son los bancos de baterías de ciclo profundo y el hidrógeno. Para llevar a cabo el proceso de diseño, se procede a caracterizar de manera detallada la disponibilidad del recurso eólico y solar en los puntos de interés dentro del parque, al mismo tiempo que se generan los perfiles de demanda mensuales, según la operación actual o proyectada para cada punto de interés dentro del parque. Por otro lado, se determinan las principales componentes del sistema híbrido, caracterizándolas de manera teórica, obteniendo los parámetros que las definen en la práctica para el rango de potencias considerado, y realizando finalmente la definición de los costos asociados a cada una de ellas. Posteriormente se evalúan las distintas alternativas de suministro eléctrico factibles para satisfacer la demanda, optimizándolas de acuerdo al costo presente neto (CPN), al mismo tiempo que se analizan las emisiones de CO2 que produce cada una, observándose que a pesar de las diferencias en las demandas y en los recursos energéticos, los sistemas híbridos óptimos incluyen las mismas tecnologías. Se demuestra así la importancia de incluir bancos de baterías para disminuir la energía excedente y las emisiones atmosféricas. De igual manera, se concluye que los sistemas óptimos son los que combinan generación Diésel y eólica con dichos bancos de baterías, notándose además la conveniencia de ampliar la potencia eólica instalada para lograr una paulatina disminución de las emisiones de efecto invernadero. También se demuestra que la tecnología fotovoltaica, a pesar de presentar ventajas técnicas y ambientales, no es una alternativa óptima principalmente debido a la baja disponibilidad del recurso y a las deficiencias que presenta para complementarse (dados los perfiles de carga y de generación) con la energía eólica para lograr sistemas más eficientes. Similar conclusión se demuestra para las tecnologías relacionadas con el hidrógeno, las cuales, principalmente debido a sus altos costos de inversión actuales, no son una alternativa factible de ser introducidas en los sistemas analizados. Se espera con el presente proyecto, fomentar la introducción paulatina de la energía eólica de microescala a distintas instalaciones ganaderas, forestales o residenciales en Tierra del Fuego, así como constituir una base de interés y estudio para la realización de proyectos de similar naturaleza en otras zonas de nuestro país que requieran de suministro eléctrico a través de sistemas híbridos aislados.

Uno de los factores para el desarrollo sostenible de un país es la provisión de servicios públicos a sus ciudadanos. La carencia de la infraestructura necesaria imposibilita el desenvolvimiento normal de un país. Incluso, la provisión de servicios públicos combate directamente los niveles de pobreza de sus poblaciones. Sin embargo, una de las prestaciones de servicios de las que adolece nuestra población es la del suministro eléctrico. Tal es así que en los Censos Nacionales del 2007, el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), registra que sólo un 74,1% de la población peruana tiene cobertura del suministro eléctrico. Es decir, de una población total de 27’057,199 de personas que residen en Perú, 6’464,886 no cuentan con el suministro eléctrico. Esta realidad es una de las grandes limitantes que no permite un desarrollo sostenible de nuestro país. / Tesis

El presente proyecto detalla el desarrollo de un sistema de control que tiene como objetivo mejorar el performance de aplicaciones solares para electrificación rural. La idea fundamental es que el sistema realiza el seguimiento del máximo punto de potencia en paneles solares estabilizando su funcionamiento en esta zona. Para poder diseñar y construir el sistema, se hará uso de técnicas de control, conocimientos de conversores DC-DC y además de programación de microcontroladores. Esta tesis consta de cinco capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática y justificación del desarrollo del proyecto, así como los objetivos buscados. En el segundo capítulo se trata el marco teórico de la tesis, una explicación de las técnicas de control utilizadas, conceptos aplicados a fuentes DC-DC y una descripción de los elementos que conforman Sistema Fotovoltaico. En el tercer capítulo se trata de la descripción del hardware, en el cual se describe el diseño del conversor DC-DC elegido. En el cuarto capítulo se presenta la descripción de la etapa de control, la cual muestra el algoritmo usado para el control, así como la simulación y los resultados. Por último, en el quinto capítulo, se muestra los resultados experimentales de la construcción del circuito y su operación, así como un informe de costos de la tesis. / The present project details the development of a control system that aims to improve the performance of solar applications for rural electrification. The designed system monitors the maximum power point in a solar panel stabilizing its operation in this area. In order to design and build the system, control techniques, knowledge of DC-DC converters and programming of microcontrollers were use. This thesis consists of five chapters. In the first chapter the problem and justification of the development of the project is presented, as well as the objectives sought. The second chapter deals with the theoretical framework of the thesis, an explanation of the control techniques used, concepts applied of DC-DC sources and a description of the elements that make up the Photovoltaic Autonomous System. The third chapter deals with the hardware description, in which the design of the chosen DC-DC converter is detail. In the fourth chapter the description of the control stage is presented, which shows the fuzzy algorithm used for the control, as well as the simulation and the results. Finally, in the fifth chapter, the experimental results of the developed prototyped are shown in a 100W photovoltaic panel control scenario then conclusion of the development process are presented as well. / Tesis

En años recientes ha proliferado la instalación de generadores distribuidos alrededor del mundo, particularmente en Europa. La tendencia hasta hace poco había sido limitar a un mínimo la influencia de los generadores distribuidos sobre la red. Sin embargo, se discute actualmente los posibles beneficios de que colaboren activamente en mejorar la calidad de suministro. Ya se han observado pasos concretos en algunos países para poner esto en práctica. En ese contexto, el presente trabajo de título tiene como objetivo diseñar e implementar un inversor trifásico para operar en baja tensión con capacidad de trabajar en isla y de sincronizarse a la red controlando su inyección de potencia activa y reactiva. El equipo creado se aplicará en una pequeña red aislada que recibirá aportes de potencia desde múltiples pequeños generadores. Su fuente de energía será un banco de baterías que absorberá energía en horas de alta generación renovable o baja demanda, y la entregará cuando sea requerida. El módulo cumplirá además un rol preponderante en el control de tensión y la estabilización de la red. Los primeros capítulos de esta memoria explican los conceptos de generador virtual, micro-red y sistema de almacenamiento de energía en baterías, y dan una revisión del estado del arte en estructuras de inversores y sus métodos de control. Se fundamenta luego la solución adoptada y se exponen las pruebas de operar un equipo prototipo conectado a la red y en isla. La solución realizada en esta memoria emplea un puente inversor acoplado a la red mediante un filtro LC y un transformador. Para el puente inversor se usa un módulo de IGBTs comercial con una arquitectura convencional de tres brazos. Para los controladores se aplica un método de control PI sincrónico desacoplado para el control de potencia y se implementan dos modos de operación; esclavo, controlando potencia activa y reactiva, y maestro, fijando frecuencia y controlando tensión. Se aborda en detalle la programación del microcontrolador y la electrónica para sensores y actuadores. Se realiza una simulación detallada de los distintos modos de operación, y se construye un equipo prototipo de potencia reducida con el que se demuestra el funcionamiento de los modos de operación y controladores diseñados. Los resultados experimentales indican una eficiencia cercana al 95%, con distorsión armónica de corriente dentro de los límites aceptados por las normas. Entre los puntos de posibles desarrollos para continuar esta línea de trabajo se encuentran: incorporar un manejo avanzado de la reserva de energía con estimador de carga para el banco de baterías; agregar una etapa reguladora de tensión continua; o adaptar el sistema para poder efectuar compensación de desequilibrios en la red. Además, puede estudiarse la aplicación del diseño creado a inversores para otras aplicaciones.

Una realidad que tiene Perú es que a pesar de ser fuertes exportadores y poseer grandes actividades de mercado internacional, aún presenta declinaciones en muchos aspectos de su economía y calidad de vida poblacional. Esto se puede observar en los diversos pueblos o comunidades aisladas que hasta la fecha no cuentan con un suministro eléctrico, debido a que se encuentran en zonas muy alejadas de las líneas de transporte o distribución eléctrica; o por otro lado porque geográficamente resultaría muy costoso para las concesionarias llevar a cabo dichos proyectos, Sin embargo ya se han tomado diversas medidas para contrarrestar estos inconvenientes como es el caso del aprovechamiento sostenible de los recursos naturales presentes en dichas comunidades. Un ejemplo claro de estos centros poblados relativamente alejados, es Cucufana; que al poseer una población de 26 viviendas y por lo tanto considerándose una población dispersa debido a su baja densidad población [1]; Este pequeño poblado ubicado en el distrito de Morrope, Lambayeque presenta una radiación solar promedio 5,59 KWh/m2 esto señala que presenta condiciones óptimas para el aprovechamiento de la luz solar. Utilizando el informe [2] que indica el sector típico 5 para una zona rural de densidad poblacional media y la normativo R.D. N° 015-2004-EM/DGE [3] se determinará que la calificación eléctrica adecuada para dicha zona y por ende la máxima demanda que se suministrará que permita a estas personas aumentar su calidad de vida. Para lograr los objetivos de este proyecto se empezó generando un diagnostico energético de un centro poblado, para luego a través de estudios estadísticos externos se logró determinar cuáles son las necesidades energéticas más comunes de los pobladores y de la mano con la información de la Data solara de la NASA se pudo dimensionar adecuadamente los equipos del Sistema de Generación, posteriormente se realizó un bosquejó en SolidWorks de la estructura metálica del Seguidor solar, para la programación se utilizó el leguaje C++ y el software gratuito para su redacción “C++ online”. Finalmente se realizó un análisis de viabilidad con los materiales y mano de obra necesarios para su construcción e instalación, expuestos en un presupuesto referencial. Se logró diseñar un sistema de seguimiento lumínico capaz de aumentar su producción energética en un 21%, a pesar de que se produjo un aumento en los costos del proyecto en un 32%, las mejoras que se obtienen con este costo adicional son beneficiosos para los usuarios.

El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa.

En las comunidades campesinas, la energía eléctrica resulta ser un recurso limitado, debido a que en estos lugares las empresas eléctricas privadas no cuentan con la infraestructura adecuada con lo cual podrían proporcionar este servicio de manera óptima. La razón principal de este hecho es que la inversión que realizarían dichas empresas la recuperarían después de mucho tiempo, debido a que el consumo en las comunidades es muy bajo como para que la inversión se recupere en un tiempo prudente. Por esta razón, en estos lugares se cuenta con generadores eléctricos como fuente de energía, los cuales alimentan a todas las viviendas de la comunidad campesina. Sin embargo, no se cuenta con algún tipo de control acerca del consumo que se pueda realizar de esta energía limitada, por lo que frecuentemente se tienen consumos excesivos de parte de alguna vivienda, quedando muy poca energía restante para que otra vivienda pueda realizar un consumo similar. En consecuencia, surge la necesidad de contar con algún sistema que permita controlar el consumo que realice cada vivienda, de modo que se pueda repartir equitativamente la misma. En este documento se desarrolla una solución al problema mencionado, donde se presenta el diseño de un sistema de control que puede ser empleado en estos lugares, de modo que cada vivienda puede realizar un consumo dentro de un rango permitido.