Magíster en Ingeniería de Redes de Comunicaciones / Las sociedades modernas son cada vez más dependientes de los suministros de electricidad confiable y segura que aportan al crecimiento económico y la prosperidad de la comunidad. En Chile y en el resto del mundo se piensa contar con varias micro-redes que pueden estar aisladas o pueden apoyar la labor de las plantas eléctricas, llevando a cabo la generación y administración eficiente de energía para determinadas zonas y/o poblaciones distantes. Para la construcción de tales redes es necesario poseer elementos de almacenamiento como baterías y elementos de generación de energía renovables, ya que estos desaceleran el consumo de combustibles fósiles. Para un control eficiente de los elementos de la micro-red existe un considerable número de datos que se deben manejar, tabular y calcular, estos son una herramienta clave en el momento de tomar distintas acciones de generación, almacenamiento o distribución de la energía eléctrica en la red eléctrica. Para el buen manejo de parámetros en la micro-red existen estándares que permiten tener a la mano los datos importantes en tiempo real, ofreciendo velocidad, confiabilidad, interconectividad y un sin fin de buenas características para que de este modo se transporten y gestionen los datos de la mejor manera posible. Uno de los estándares usados en la actualidad que cumple con estas características es el servicio de distribución de datos (DDS, Data Distribution Service) de Object Management Group (OMG). La implementación de este estándar involucra equipos de comunicación configurados con DDS para tener un intercambio de datos entre los distintos elementos de la red. Para el desarrollo de este proyecto se utilizará la versión de software DDS que ofrece la empresa RTI bajo una licencia académica gratuita de un año. Si se desea llevarlo a aplicaciones comerciales la licencia como tal tiene costo. El estándar ha sido implementado a nivel mundial, ya que es rápido, confiable y se pueden configurar de distintas formas para lograr la mayor eficiencia en el intercambio de datos de control y medición. Debido a las buenas características de este estándar, en esta oportunidad se implementará la instalación, configuración y pruebas de este en una red de comunicación compuesta por Single-board Computers (SBC), que son computadores económicos, rápidos, confiables y de fácil adquisición en el mercado. Una vez configurado el estándar de comunicación DDS se pondrá a prueba con la transmisión de la frecuencia de línea, una variable importante en el control y manejo de las micro-redes. Esta prueba de concepto demuestra que se puede recolectar cualquier parámetro de importancia y distribuirla por toda la micro-red.

La presente investigación es de tipo aplicada, de nivel descriptiva y de causa-efecto, se determinó el porcentaje en el que las distorsiones armónicas producidas por los variadores de frecuencia que usan los ascensores del pabellón H de la Universidad Continental, sede Huancayo, afectan a los indicadores de tensión y frecuencia, teniendo en cuenta que existen diversos factores que afectan la calidad, tales como: interrupciones, voltajes transitorios, disturbios, armónicos, ruido de alta frecuencia, factor de potencia y sistemas de tierra. / Tesis

Ingeniero Civil Electricista / Para el sector industrial resulta de suma importancia la calidad y continuidad del suministro eléctrico. Principalmente debido a la alta sensibilidad de diferentes equipos a las variaciones rápidas de voltaje, ocasionando cuantiosas pérdidas monetarias por paradas intempestivas del proceso productivo. Una depresión rápida de la tensión o hueco de tensión se define como una caída momentánea del valor rms de voltaje, que puede producir la operación errónea o desconexión total de un equipo o sistema. Estimar la magnitud y frecuencia de estos fenómenos en las instalaciones del sistema interconectado central chileno se vuelve de gran utilidad a la hora de decidir invertir en nuevas instalaciones o seleccionar puntos de conexión para éstas. El objetivo de este trabajo es estimar estocásticamente la ocurrencia de huecos de tensión en las barras del sistema troncal del SIC. La estimación estocástica emplea datos de falla de las instalaciones y pronostica la ocurrencia de los huecos a través de simulaciones de falla en el sistema, esto último requiere mucho menos tiempo que estimar los huecos de tensión mediante el monitoreo del sistema. Para realizar esta estimación estocástica se calculan las magnitudes del voltaje durante fallas en diversos puntos del sistema y se combina esta información con la tasa de falla de las posiciones de falla consideradas. Los resultados permiten caracterizar el sistema en términos frecuencia y magnitud de huecos de tensión en las distintas barras. De igual manera se encontraron las áreas donde al ocurrir una falla se afecta a barras sensibles del sistema, conocidas como áreas de vulnerabilidad, se contempló una para cada zona norte, centro y sur del sistema. Los resultados muestran que la zona norte del sistema interconectado es la que experimenta más huecos de tensión de severidad media a profunda durante un año, y que la zona sur es la que menos se ve afectada por huecos severos. Lo anterior justificado por la topología del sistema en la zona norte, líneas largas de un circuito y poca generación. Las áreas de vulnerabilidad encontradas son extensas para las tres barras estudiadas, siendo las fallas en el sistema de transmisión de 500 kV las que afectan a mayores zonas geográficas en términos de huecos de tensión. Con esta información la planificación del sistema tiene otra herramienta para tomar decisiones técnico-económicas que ayuden al correcto desarrollo del sistema eléctrico.

Para efectos del presente trabajo, se detallará la estructura actual del mercado eléctrico peruano, incluida la composición de los sistemas de transmisión y distribución del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), para posteriormente analizar la figura de los mandatos de conexión, así como los principales criterios adoptados por el Regulador al momento de emitirlos. Finalmente, y a la luz de los vacíos legales identificados en la normativa actual, se proponen algunas modificaciones regulatorias, con su respectivo análisis costo-beneficio, para lo cual se ha utilizado la Metodología de Impacto Regulatorio (MIR) elaborada por la Gerencia de Políticas y Análisis Económico del Osinergmin. Existe confianza en que las modificaciones propuestas harán que las solicitudes de conexión a estas infraestructuras esenciales sean atendidas de manera eficaz y oportuna, de forma que se minimicen los costos de transacción para los actores involucrados y se garantice la confiabilidad del SEIN, lo cual redundará, en última instancia, en un beneficio para la sociedad.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / El objetivo de este trabajo es el de desarrollar una metodología para analizar la factibilidad de una interconexión eléctrica entre dos sistemas adyacentes y ensayar su aplicación al caso de una interconexión eléctrica entre los sistemas eléctricos SIN Boliviano y SING Chileno. Como punto de partida, se realizó una revisión de la producción científica en este campo. De este ejercicio lo más sobresaliente es la muy notable evolución entre los sistemas eléctricos de países Europeos respecto a otros continentes. En Sudamérica la producción científica es en comparación muy limitada. La metodología general seguida se resume en tres etapas: I) Definición del objetivo y acotación del alcance del trabajo. II) Revisión de contexto y requerimientos de información. III) Identificación de los componentes clave y relacionamiento lógico entre ellos como base para construir una metodología y definir: criterios de factibilidad, indicadores y conclusiones. El modelo propuesto para la evaluación de la factibilidad de una interconexión se plantea en torno a tres aspectos: 1) Identificación del potencial de exportación de cada sistema. 2) Robustez física de las redes eléctricas de cada sistema ante la hipótesis de interconexión. 3) Efectos de una interconexión en los mercados eléctricos. Se consideran como las principales contribuciones de este trabajo: 1) Un modelo diferente para la identificación del potencial de exportación de un sistema eléctrico centrado en la demanda. 2) Visualización del potencial de exportación por días típicos para identificar el potencial de intercambio entre dos sistemas y para la simulación de la operación simultánea bajo hipótesis de interconexión. 3) La metodología para evaluar la factibilidad de una interconexión eléctrica binacional. Los principales resultados alcanzados al aplicar la metodología al caso SIN y SING son: 1) Haber estimado el potencial teórico de exportación de energía eléctrica de éstos, p.ej.: 300 MW con un 76% de disponibilidad anual para el SIN y 150 MW con un 75% de disponibilidad anual para el SING. 2) La determinación de una cota máxima para la capacidad que una línea de transmisión eléctrica binacional podría tener, de 150 MW, sin afectar negativamente la operación individual de los sistemas involucrados. La aplicación del modelo de intercambio se realizó con datos reales de operación de 2007, se observó en el SIN un comportamiento esencialmente exportador y en el SING uno esencialmente importador. Para el exportador los resultados estimados de ingresos anuales fueron de 71 MUSD aprox., con el parque generador existente. Los costos anuales asociados a la producción de energía adicional se estimaron en 36 MUSD aprox. Para el Importador se estimaron 69 MUSD/año aprox. de ahorros en generación de energía y se estimaron 20 MUSD/año aprox. en costos relacionados a la importación de energía.

Actualmente, la energía en sus diferentes formas, es un recurso necesario para el aprovechamiento del ser humano. Entre todas estas formas, la energía eléctrica cumple un papel fundamental, no solo en el ámbito industrial, sino también en nuestro desenvolvimiento cotidiano, haciendo posibles muchas de nuestras actividades. Asimismo, se puede lograr la generación de electricidad mediante diversos métodos, entre los cuales se encuentra el uso de una planta térmica, que es el sistema en el cual se realiza el presente trabajo. Dicho sistema usa vapor de agua para transformar energía térmica en energía eléctrica usando un ciclo termodinámico. Así, para determinar el valor de la potencia eléctrica recibida, es importante una adecuada medición de dicho flujo de vapor, pues ambas magnitudes tienen una relación directamente proporcional. En primer lugar, se definieron requerimientos previos a la realización del diseño de monitoreo de flujo másico, dentro de los cuales se observa que la forma de cálculo se deriva de la obtención de señales de sensores de presión y de temperatura. De esta forma se puede valorar el flujo másico indirectamente, y bajo estas condiciones se realizaron los diseños presentados. En segundo lugar se implementaron dichos diseños para comprobar los resultados inicialmente esperados usando las etapas de hardware y software. En tercer lugar se comprobó el funcionamiento del sistema total implementado y la planta térmica, cuyos resultados fueron monitoreados y registrados satisfactoriamente. Con los resultados obtenidos se concluye que el diseño presentado puede realizar el monitoreo en los intervalos inicialmente establecidos de temperatura entre 100 °C y 200°C y de presión entre 0 y 10 bar, con errores de 0.5% y 0.33% respectivamente. Todos los ensayos se realizaron en la planta térmica del Laboratorio de Energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. / Tesis

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una propuesta de obtención de energía a través del tránsito vehicular por un “rompemuelle” (reductor de velocidad) ubicado en la carretera. Como una medida de seguridad vial, las autoridades vienen instalando reductores de velocidad, conocidos como “rompemuelles” con la intención de reducir la potencialidad de accidentes e incidentes de tránsito en los sectores de las carreteras que atraviesan las zonas urbanas y que no presentan la debida señalización. En el país existen muchas estaciones de pesaje y de peaje que no cuentan con suministro de energía eléctrica por lo que recurren al uso de sus propios grupos electrógenos. En algunos casos, estas estaciones tienen un bajo consumo de energía, sin embargo deben mantener encendido el grupo electrógeno, lo que significa un permanente consumo de combustible. En muchas zonas urbanas el suministro eléctrico se realiza por cableado aéreo, lo que en algunas ocasiones resulta difícil e inseguro conseguir la electricidad para la señalización e iluminación diferenciada del reductor de velocidad. El principal objetivo es obtener la mayor cantidad de energía a partir del empleo de un multiplicador de velocidad, la inercia de un disco y un generador eléctrico. La energía potencial de un vehículo debido a su peso puede ser aprovechada a través de un mecanismo que la transforme en energía cinética y posteriormente a energía eléctrica. Este sistema mecatrónico ofrece una fuente de energía que podrá ser usada en señalizaciones en las carreteras, estaciones de pesaje y de peaje que no cuentan con suministro de energía eléctrica; así como los “rompemuelles” ubicados en las zonas urbanas en el que el suministro de energía por la vía aérea resulta peligroso. / Tesis

El panorama actual del Perú nos indica, según datos del Ministerio de Energía y Minas (MEM), que aproximadamente 6 millones de pobladores no cuentan con el servicio básico de energía eléctrica, lo cual resulta ser un importante impedimento en el crecimiento de cualquier país; ya que lo limita de muchos beneficios y perjudica su calidad de vida al no tener acceso a las telecomunicaciones y a otros servicios que podrían perjudicar su salud. Dentro de este universo de peruanos se encuentran los pobladores de Ruta del Sol, ubicados en el Distrito de San Juan de Marcona, al sur del departamento de Ica, un asentamiento humano cuyos habitantes se dedican principalmente a la pesca y comercio, los cuales ven complicadas sus posibilidades de desarrollo por no contar con energía eléctrica. Para encontrar la mejor solución a este problema se analizó el aprovechamiento del recurso más abundante con el que cuenta la localidad, el cual según estudios hechos por el MEM resulta ser el eólico. El asentamiento humano "Ruta del Sol", zona que fue motivo del presente estudio, tiene una población de 300 familias, con un promedio de 5 habitantes por familia (según el INEI); cada poblador requiere una potencia instalada de 60 W aproximadamente (datos del MEM). El potencial eólico en la zona de San Juan de Marcona es aproximadamente de 100 MW, con lo cual es capaz de abastecer a todo el Departamento de Ica, cuyo consumo aproximado es de 104 MW. Estos datos, así como la frecuencia de utilización de la electricidad, permitieron dimensionar los sistemas a estudiar, los cuales resultaron de las combinaciones de dos recursos de distinto origen: El eólico y el fósil (diesel). Se estudiaron tres distintos escenarios: Sistema eólico, híbrido (eólico-diesel) y diesel, cada uno con sus ventajas y desventajas; al analizar el aporte de cada fuente energética en el cómputo global de la energía requerida en la comunidad, se ha elaborado un análisis que contempla los costos asociados a los tres distintos escenarios. El estudio de las alternativas se basa en calcular el coste normalizado ($/kWh) de cada sistema, valor que facilitará la elección de la configuración más adecuada. Este proceso incluye todos los gastos asociados a un proyecto durante todo su ciclo de vida, dando por resultado el coste normalizado del sistema, ($/kWh). Dentro de los costos tomados para este cálculo se consideró la inversión inicial, la vida útil de los distintos componentes, los costos de operación y mantenimiento y el costo asociado al consumo del combustible. / Tesis

El análisis exergético de una turbina a gas permite la evaluación individual de sus componentes, hallando así la destrucción de exergía y la eficiencia exergética de cada uno de estos. Partiendo de esta premisa, esta tesis presenta una sólida base teórica que explora el funcionamiento de este equipo y se adentra en la Primera y la Segunda Ley de la Termodinámica, con la finalidad de proponer una metodología para realizar un análisis exergético a una turbina a gas. Para cumplir este objetivo, primero se revisa las características de una turbina a gas desde un punto de vista mecánico y termodinámico, para luego describir el marco teórico bajo el cual se desarrollan los análisis energético y exergético. Una vez planteados, esta tesis aplica la metodología a la turbina a gas marca Rover del Laboratorio de Energía de la PUCP. Finalmente, para validar la metodología, se analiza los resultados y posteriormente estos se contrastan con trabajos similares, a fin de revisar la consistencia de los mismos. Los resultados obtenidos en este trabajo determinan que se puede evaluar los flujos de exergía del equipo. La máxima destrucción de exergía se da en la cámara de combustión. En el caso de la turbina evaluada, esta representa el 56% de la exergía total destruida, componente en el cual también se obtiene la peor eficiencia exergética, que solo asciende al 51%, en comparación con los otros componentes de la turbina que bordean el 90%. Del mismo modo, se establece que, como producto del ciclo Brayton simple bajo el cual opera la turbina, la destrucción de la exergía de los gases de combustión al ser liberados al ambiente representa una importante pérdida que ocupa el segundo lugar, y que en el caso de la turbina evaluada llega a más del 30% de exergía destruida. / Tesis

En esta investigación se emplea un enfoque microeconométrico para el análisis y la estimación de la demanda residencial desagregada de electricidad en el departamento de Puno, bajo conjuntos presupuestarios no lineales creada por la fijación de precios crecientes por bloque. / Tesis