Since the turn of the century, the talk about the limited reserve of fossil fuels and the effects of their burning on our climate has become a major topic of the media. The evidence is staggering and as a consequence most of our world’s countries have started an energy transition. The main goal is to get away from fossil fuels and use “renewable energies”, so called because the resources are constantly renewed and compared to fossil fuels seem infinite. Energies such as solar, wind, biomass and geothermal are examples of such sources of renewables. Denmark is the current leader in wind generated electricity, California and Spain are showing how to harness the power of the Sun, and all those efforts to generate more with renewables has to be matched with the effort to make those solutions more efficient and more attractive to other countries who still view fossil fuels as the easy solution and keep on using them. With the knowledge available now renewables it feels for some that burning fossil fuels is a primitive solution. Nonetheless it should be the duty of engineers to enlarge and better that knowledge for everyone to use. Now more specifically about wind energy. Humans have harvested the energy in the wind for more than 2000 years (the Persians used windmills around 200 B.C.) and with time our technology has improved. They have designed incredible new machines such as the Savonius and Darreus type turbines and their knowledge of fluid dynamics has permitted the implementation of new streamlined blades that harvest more energy from the wind. Albert Betz has shown that a maximum of 59% was the limit for the efficiency of a wind-turbine. They have been getting closer to this number with the years but there is still room for improvement on certain types of turbines. Vertical axis wind turbines (or VAWTs) have always been considered not as suitable for energy production as horizontal type wind turbines. It is true because not all blades are exposed to the wind at all times (like in a horizontal axis wind turbine), but new studies have proved that streamlining the blades a certain way and adding a wing like thickness to them improved the overall efficiency of the turbine. Knowing that and considering that HAWTs are significantly cheaper to produce and maintain than HAWTS, it makes them a more viable solution notably for local decentralized production in isolated areas of the world.That leads to Peru. Peru is a fast growing still yet a 3rd world country. Its potential for renewable energies production (especially wind energy) is tremendous, yet the great amount of gas and oil available in the underground and them coming at a cheap price does not encourage the government to subsidize renewables. It leaves Peru dependent on foreign investments to develop this sector and takes away a great opportunity to forego its energetical transition and get ahead of competition in South America. Some projects have surfaced notably in northern Peru, in the Trujillo region, but there are few compared to the mega industry of oil and gas. This thesis paper has for goal to further the knowledge of wind turbines in the context of hoping to change Peru’s view on their use and also for the world to use as a database for further research and other works. / Tesis

La reforma que tuvo lugar en el sector eléctrico peruano a principios de la década del noventa, si bien logró importantes mejoras en su desempeño, muestra a la fecha algunas limitaciones. Estas se reflejan, entre otros aspectos, en las dificultades que enfrentan las empresas distribuidoras para celebrar contratos con las generadoras que garanticen el suministro y en la falta de inversiones en capacidad de generación que permitan abastecer adecuadamente el crecimiento de la demanda eléctrica. Para hacer frente a estos problemas se han implementado diversas medidas, entre las que destacan las subastas de contratos entre generadoras y distribuidoras a precios de mercado en reemplazo del esquema de regulación de tarifas de generación. En la presente tesis se plantea que estas medidas son insuficientes para garantizar la confiabilidad del suministro eléctrico en el mediano plazo requiriéndose una modificación de los mecanismos de remuneración de la capacidad para este fin.El enfoque de la tesis se centra en una revisión teórica de las diferentes opciones para garantizar la confiabilidad del suministro de electricidad y en un análisis de las experiencias internacionales relevantes. En base a ello se efectúa un diagnóstico del caso peruano teniendo en cuenta sus particularidades, tanto al nivel de diseño de mercado como del parque generador. En primer lugar, la tesis muestra que el mecanismo administrativo de cálculo y reparto de capacidad genera distorsiones tales como una redistribución de ingresos no acorde con su aporte a la confiabilidad de las centrales y la falta de incentivos en los generadores para comprometerse efectivamente con la garantía de suministro. Por ello, en segundo lugar, se propone reemplazar este sistema introduciendo un mercado de capacidad basado en el requerimiento obligatorio de contratos de cobertura, o compra de opciones de capacidad, por parte de los generadores, cuyas primas se constituirán en el pago por tener capacidad disponible. Este sistema permitirá un compromiso real de los generadores con la confiabilidad del suministro, reflejará mejor la escasez relativa de capacidad, y permitirá una mejora en el manejo de riesgos de contratación incentivando la firma de contratos de largo plazo. Por último, la tesis analiza los aspectos que deben tenerse en cuenta para implementar este nuevo mecanismo, incluyendo las etapas de implementación y parámetros por establecer (el precio de ejercicio de las opciones, la capacidad a cubrir de forma obligatoria, entre otros) que deben ser definidos por las entidades encargadas de su administración. Además, se incluye una breve discusión sobre la agenda de temas adicionales que deben analizarse con mayor detalle para garantizar el éxito de la reforma propuesta. / Tesis

El nuevo esquema implementado por OSINERGMIN en el año 2003 para la supervisión de las actividades eléctricas, ha logrado buenos resultados dados los niveles de cumplimiento de los procedimientos de supervisión vigentes. Sin embargo, respecto de la imposición de sanciones por incumplimiento de los procedimientos, en el año 2008 se modificó el numeral 3 del Artículo 230 de la Ley Nº 27444, Ley del Procedimiento Administrativo General, referido al Principio de Razonabilidad de la Potestad Sancionadora Administrativa, incluyéndose criterios de graduación que deben ser observados al momento de imponerse las sanciones, en el orden de prelación correspondiente. Consideramos que dicha situación tiene gran importancia en la aplicación por parte de OSINERGMIN de las sanciones por incumplimiento de los procedimientos de supervisión. En tal sentido, la presente tesis propone investigar la existencia de compatibilidad del sistema de sanciones vigente para el sector eléctrico peruano con los Principios de la Potestad Sancionadora Administrativa, establecidos en la Ley del Procedimiento Administrativo General, especialmente con el Principio de Razonabilidad, previsto en su numeral 3 del artículo 230º, tomando como base la supervisión del alumbrado público. / Tesis

El Acceso Universal tiene como objetivo garantizar que los ciudadanos tengan acceso a la energía aunque sea de forma limitada y con un calidad inferior. En cambio el Servicio Universal es entendido como una situación bajo la cual los usuarios poseen el servicio de manera personalizada en condiciones de calidad y precio de acuerdo a sus preferencias y está asociada a una etapa de desarrollo maduro de la industria. El Acceso Universal es el derecho al suministro de electricidad que los ciudadanos tienen, el cual puede verse limitada por la falta de recursos disponibles que garanticen su adecuada Sostenibilidad. La eficiencia de este último aspecto permitirá condiciones de calidad, precios acorde a sus preferencias, claramente comparables y transparentes con lo cual se estará en condiciones de brindar un deseado Servicio Universal. El Servicio Público (SP) está destinado a satisfacer una misión específica de interés general. El Estado puede prestar este SP a través de la iniciativa privada, reservándose el retorno del mismo, si no se cumple a satisfacción la misión específica encomendada. Existe una estrecha relación entre pobreza e infraestructura. Los hogares más pobres son los menos dotados con este tipo de activos y en consecuencia tienen menos acceso al SP, sus altos costos que impone tiende a dejarlos sin posibilidad de crecimiento. La energía eléctrica es un insumo de vital importancia para revertir las limitaciones del poblador rural, pues le otorga iluminación, salud, educación, comunicación y confort, sin embargo será necesario añadirle una cuota de participación estatal, mediante subsidios que permitan un Servicio Universal. En el mundo existen 1,300 millones de personas sin acceso a la electricidad, de los cuales el 84% se encuentran en zonas rurales. Es un reto, ampliar sus oportunidades de desarrollo, permitiéndoles el acceso a servicios modernos de energía, para lo cual deberán interrelacionar órganos normativos, reguladores y empresas operadoras, bajo un mismo planeamiento tendientes a optimizar los recursos disponibles. El incremento en el acceso debe ir acompañado de una eficiente planificación y correcta selección de la tecnología, acorde a las condiciones del mercado que se desea intervenir. Para el efecto, el presente estudio ha determinado un grado de prelación entre las tecnologías disponibles a aplicar: 1) ampliación de red, 2) construcción de una mini central hidroeléctrica, 3) construcción de una mini central térmica ó 4) instalación de paneles fotovoltaicos. Se ha tomando como premisa condiciones de número de clientes, consumo promedio y grado de dispersión. Se han desarrollado reformas estructurales en el sector eléctrico, desintegración de las actividades de generación, transmisión y distribución, privatización de empresas y Ley de Electrificación Rural. La corriente actual propone plantear un Libro Blanco para la Electrificación Rural, el cual busca sean incorporadas bajo el alcance regional de las empresas de distribución. / Tesis

Desde los últimos años, la falta de inversión en capacidad de generación es un problema recurrente en el mercado eléctrico peruano. En este contexto, existen dos hechos estilizados: el primero consiste en que a pesar del crecimiento de la demanda, no existen los suficientes incentivos para que los inversionistas decidan construir nueva capacidad de generación; el segundo consiste en que la composición de tecnologías para atender la demanda no alcanzaría un equilibrio parcial, que sería la asignación eficiente de los recursos de la economía considerando el mercado de electricidad. Estos dos hechos estilizados indican la existencia de distorsiones en el mercado y justifica un análisis elaborado de la situación peruana. Este trabajo plantea modelos matemáticos para analizar el problema de inversión en capacidad de generación del mercado eléctrico peruano. A partir de los modelos propuestos se intentan explicar los determinantes de las distorsiones en el mercado. La propuesta se basa en el planteamiento de modelos dinámicos de lazo abierto en el contexto de modelos de equilibrio parcial y de modelos de juego secuencial; dichos modelos simulan la dinámica de la inversión en capacidad en el mercado peruano. Dadas las condiciones del mercado peruano, se compara los resultados obtenidos con el parque generador óptimo, tratando de identificar los determinantes de las distorsiones. Finalmente, se realizan recomendaciones de política que permitan obtener un parque generador óptimo. Palabras clave: Inversión en capacidad de generación; Peak Load Pricing, Mercados eléctricos, Modelos multinivel; Complementaridad. / Tesis

El objetivo de esta tesis es diseñar un inversor multinivel en cascada monofásico que genere a partir de un arreglo de baterías una tensión alterna de quince niveles pico a pico, cuyas magnitudes de las tensiones armónicas correspondientes a la tercera, quinta, séptima, novena, undécima, décimo tercera y décimo quinta armónica se vean reducidas y se mantenga por debajo de las tolerancias establecidas en la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos Peruana. / Tesis

La empresa Electronorte S.A. debe afrontar diferentes tipos de reclamos, de los cuales el exceso de consumo es el tipo de reclamo que representa el 80% de reclamos recibidos por la empresa durante el año 2017. El desarrollo de este proyecto tuvo como propósito, lograr que la empresa Electronorte S.A. pueda optar por procesos estandarizados y eficientes mejorando el proceso de atención de reclamos, para reducir los costos que implica la atención de un reclamo presentado por sus clientes residenciales en los centros de atención. Para ello se realizó un diagnóstico del proceso actual de atención de un reclamo en primera instancia, se identificaron los procedimientos asociados a las reclamaciones y su resolución, se identificó que de los tipos de reclamos fundados e infundados, este último posee la mayor cantidad de reclamos que se realizó en todo el año siendo de un 68,4%, se evaluó también el tiempo de espera promedio de un cliente al momento de realizar un reclamo y los diferentes costos unitarios que conllevan al costo total de atención de reclamos, siendo este de S/ 65,26 finalmente con la elaboración de un diagrama de Ishikawa se obtuvieron las diferentes causas para así diseñar los nuevos procedimientos atención al cliente optando por las propuestas de implementación de generación de un reclamo tanto vía web a partir de un computador así como vía móvil a partir de un celular inteligente. Ambas propuestas fueron realizadas para que el cliente, desde su propio domicilio, pueda generar su reclamo, a un tiempo más corto de realización, reduciendo procesos y proporcionará la oportunidad de integrar en una sola actividad en el proceso de atención al cliente. De esta manera mejorar la calidad en atención al usuario, se reduciría el costo de atención de reclamos así como la presencia del usuario a la empresa, que a su vez logrará la satisfacción de los clientes y reduciría considerablemente sus gastos para elaborar un reclamo. Finalmente se verá reflejado el beneficio al cliente por contar con un servicio de calidad y la empresa por la reducción de sus costos, reclamos y satisfacción de sus clientes a la propuesta dada obteniendo una ganancia de S/.4, 55 soles por cada sol invertido. / Tesis

Hoy en día la demanda de la energía se ha incrementado por parte del consumo de los hogares, plantas industriales, transporte, entre otros; el COES (Comité de Operaciones Económicas del Sistema Interconectado Nacional), considera que es necesario la expansión de nuevas líneas de transmisión, que tengan la seguridad y confiabilidad para disminuir posibles colapsos por sobrecarga en el Sistema Interconectado Nacional a largo plazos. En la presente tesis, se realizará una metodología para el diseño de una Línea de Transmisión en 220 kV, donde se presenta los principales criterios y consideraciones al momento de evaluar y decidir cuál es la mejor ruta con el menor número de vértices y menores obstáculos, una correcta selección del conductor, estructuras, el sistema de puesta a tierra y la selección de la cimentación y otros. Se extraerá información del Código Nacional de Electricidad – Suministro 2011, Código Nacional de Electricidad – Utilización 2006, las principales Normas Internacionales de la IEC, el Reglamento Nacional de Edificaciones 2006, experiencias de proyectos ejecutados de líneas de transmisión en 220 kV, tesis, catálogos y de páginas webs como OSINERMIN, COES. En la presente investigación se elaborará 1 ejemplo de una línea de transmisión, en base a la metodología que es la misma para todas, lo que cambia en un diseño es el nivel de tensión, las condiciones ambientales y el tipo de terreno por donde recorre la línea de transmisión. / Tesis

La búsqueda de fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles, ha motivado el interés por la investigación en nuevos métodos para la obtención de energía. Como es el caso de la producción de biodiesel a partir de aceites usados mediante la reacción de transesterificación. Bajo este criterio, la presente investigación se centra en el desarrollo de estrategias de control avanzado de la temperatura del reactor de transesterificación, con la finalidad de mejorar la eficiencia de conversión de los aceites en ésteres metílicos. Adicionalmente, se busca que la estrategia de control propuesta permita cumplir con las restricciones impuestas en la variable controlada (temperatura del reactor) y pueda trabajar alrededor del límite de operación (temperatura de ebullición del metanol). Para la obtención del modelo de la planta que permita analizar la dinámica del sistema y demostrar su complejidad, se usó la técnica de modelamiento matemático, a partir de las ecuaciones de balance de masa y energía. Para el control de la planta objeto de estudio, se propone el uso de un controlador de matriz dinámica cuadrática (QDMC) con restricciones suaves en la variable controlada y restricciones duras en la variable de control y las tasas de cambio de la misma. Este esquema permite evitar la no feasibilidad del algoritmo de programación cuadrática (QP) usado para resolver el problema de optimización del QDMC. Como parte final de la presente investigación y con la finalidad de demostrar la mejora mediante el uso de estrategias de control avanzado para la presente planta, se realizó la comparativa del controlador diseñado con un controlador PID convencional. / Tesis

Las actividades que se desarrollan en las ciudades dinamizan la economía global; no obstante, estos procesos urbanos son, actualmente, intensivos en emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Es de interés mundial reducir estas emisiones con la transición a sistemas de bajo consumo de carbono. Para ello, se implementa, en los subsistemas urbanos, tecnologías de captación de recursos endógenos donde se aborda el nexo energía – agua – alimento. El estudio posee dos objetivos: (i) determinar el grado de autosuficiencia energética, hídrica y alimentaria para afianzar la seguridad respectiva; (ii) cuantificar la reducción de GEI respecto del contexto actual. Asimismo, la investigación se sustenta en: (a) prevenir la discontinuidad del suministro y reducir la dependencia de fuentes externas; (b) el cumplimiento del compromiso medioambiental del Acuerdo de París, Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (2016). Para el análisis, se han seleccionado tres ciudades por cada región geográfica de Perú: Ica, Ayacucho y Pucallpa; cada una con una climatología, morfología urbana y un mix eléctrico regional particular. Estas ciudades son representativas porque se encuentran en las regiones climatológicas donde se concentra la mayor parte de la población nacional. Por ello, éstas se han caracterizado en demanda y oferta con datos de energía solar incidente, temperatura, pluviometría y consumo de agua, electricidad y alimentos. Posteriormente, a partir del plano urbano, ArcGis 10.3 cuantifica la superficie de cubierta disponible. Como último paso para obtener el potencial real, se aplican una serie de factores de corrección por área y eficiencia. Los resultados indican que los recursos endógenos permiten satisfacer la demanda; específicamente, en energía. Asimismo, el análisis ambiental con el método IPCC 2013 en Simapro v8.2 evidencia una importante reducción de emisiones de GEI, la cual varía en cada ciudad según el mix eléctrico particular con el que es comparado. Finalmente, a través del análisis de sensibilidad, se determina valores ideales que ciertos parámetros de crecimiento urbano deben mantener para afianzar la seguridad entre el nexo urbano descrito y la sostenibilidad ambiental. / Cities concentrate global development through different economic activities. However, currently urban processes are highly intensive in terms emission of greenhouse gas (GHG) emissions. The reduction of these emissions is a global concern that has triggered the transition to low carbon systems. Thus, it is imperative to implement technologies of endogenous resources in urban subsystems that can deal with the energy-water–food nexus. Therefore, this dissertation has two main objectives. On the one hand, to determine the selfsufficiency factor in energy, water and food to strengthen their respective security. On the other hand, the establishment of a quantification framework to calculate GHG emission reductions with respect to the current situation. The importance of this study is based on an effort to decentralize the supply of energy, water and food in urban environments, reducing the dependence on external sources. For this, the underutilization of rooftops was identified as a potential vector to generate endogenous resources in cities. Three cities (i.e., Ica, Ayacucho and Pucallpa) were selected for analysis, each of them representing a particular climatic region of Peru. These cities were deemed representative because they are in the climatic regions where most of the Peruvian population is concentrated. Hence, they were characterized by their demand and supply through data of incident solar energy, temperature, precipitation and water, electricity and food consumption. Subsequently, based on land registry plans, ArcGis 10.3 quantify the surface of available rooftops. As the final step to obtain the real potential, correction factors were applied by area and efficiency. The results indicate that endogenous resources allow meeting the demand of electricity, water and horticulture products. In addition, environmental analysis using Life Cycle Assessment with the IPCC 2013 assessment method showed that there is a significant reduction of GHG emissions, which varies in each city due to the particular electric mix of comparison. Finally, through the sensitivity analysis, particular values that certain parameters of urban growth should keep are determined in order to secure the safety between the urban nexus and the environmental sustainability. / Tesis