El trabajo de Investigación consiste en el desarrollo de un plan de negocios para la generación de electricidad por medio de energía solar. El objetivo central es encontrar si dadas las condiciones de mercado, los incentivos del gobierno y el entorno actual se puede ofertar un precio competitivo por Megawatt/ Hora con el cual se gane la licitación y se tenga una rentabilidad atractiva para el inversionista. El trabajo consta de 6 capítulos en los cuales se tratan diversos temas de importancia para llegar a un precio de oferta y a la rentabilidad ofrecida al inversionista. El capítulo I describe el análisis estratégico, en él se describen la visión, misión y políticas así como el análisis Interno y Externo y la propuesta de valor. El capítulo II describe el análisis del negocio, en él se describen el concepto, las estrategias y el modelo a seguir. El capítulo III describe el análisis del mercado, en él se describen el mercado interno y externo. El capítulo IV describe el análisis técnico operativo, en él se describe el análisis técnico del proyecto, posible ubicaciones, la conexión al sistema eléctrico nacional, los equipos a usar, las licencias y permisos y el organigrama de la empresa. El capítulo V describe el análisis económico financiero, en él se muestra la inversión inicial, el financiamiento y los estados financieros. El capítulo VI contiene las conclusiones y recomendaciones. / Trabajo de investigación

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Ingeniero Civil Mecánico / Los sistemas de climatización con energía geotérmica, aprovechan la estabilidad de temperatura que tiene el subsuelo para extraer calor de la vivienda y transferirlo al suelo, o de forma inversa, extraer calor del suelo y transferirlo a la vivienda (depende si se trata de invierno o verano). Para realizar esto se usan tubos enterrados en que se hace circular un fluido interiormente para transportar el calor. En la literatura se proponen métodos incompletos para calcular la capacidad de transferencia entre los tubos enterrados y el suelo, ya que no se considera la modificación de temperatura del suelo alrededor de los tubos enterrados. En este trabajo, usando simulaciones numéricas, se resuelve el campo de temperaturas alrededor de los tubos en función del tiempo y se determina la resistencia térmica del suelo. Usando los resultados de estas simulaciones, se propone una fórmula (en función de las variables relevantes) para estimar de forma sencilla el promedio de capacidad de transferencia que tendrá un tubo. Se realizan simulaciones con 2 y 3 tubos paralelos, para evaluar la disminución de la capacidad de transferir calor debido a la interferencia térmica que se produce entre tubos cercanos. Estos resultados muestran que el espaciado, es un factor importante a la hora de diseñar un circuito de tubos enterrados, ya que con arreglos muy compactos se disminuye en más un 50% la capacidad de captar calor. Con los resultados de las simulaciones se evalúan cuatro casos, para determinar cuán importante es agregar la resistencia térmica del suelo, a las conocidas y bien estudiadas resistencias térmicas de la pared del tubo y del fluido interno. De forma general, el suelo restringe el flujo de calor (más que la pared y el fluido interno) y se vuelve el elemento clave para determinar la capacidad de transferencia. Cuantificar este fenómeno, permite diseñar sistemas de colección, tomando en cuenta la resistencia térmica del suelo y determinar correctamente la capacidad de transferir calor. Así, se puede generar una solución acorde a la demanda térmica requerida.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 23/12/2019. / Ingeniero Civil Industrial / Esta memoria se escribe en un periodo de auge de las energías renovables en Chile, donde existen una gran cantidad de proyectos en cartera y leyes específicas, que si bien son perfectibles, han significado un avance al permitir el ingreso al mercado a la pequeña generación renovable. Esto, sumado a los altos precios de la energía, ha hecho florecer la generación fotovoltaica en pequeña y gran escala tanto en el Sistema Interconectado Central como en el Sistema Interconectado del Norte Grande. El objetivo de esta memoria es la evaluación técnico-económica de una central fotovoltaica de potencia nominal de 3MW en la Comuna de Cabildo, V región. Para ello, se evaluó el marco regulatorio, la generación esperada, los escenarios de precios futuros, los costos de inversión y operación, y finalmente, los costos de instalación de la planta. Para estudiar la factibilidad económica se evalúan las opciones de venta de energía, particularmente, las opciones de venta a Precio Nudo y Costo Marginal o instantáneo. Para el modelamiento de estas alternativas se utilizan proyecciones de precios (Costos Marginales) promedio mensuales de la Comisión Nacional de Energía [34] a las que se les incorpora variabilidad diaria haciendo uso de series históricas horarias. Todo lo anterior, permite estimar los ingresos por venta de energía que junto con los costos de inversión y operación, permiten hacer una evaluación económica que entrega un VAN de -1.629. 725 USD a una tasa de descuento del 10% en un escenario Normal. Buscando robustecer el análisis se evalúan diferentes escenarios de precios, factores de planta y escenarios de subestimación de la inversión. A partir, de la evaluación efectuada, se concluye que el proyecto es factible solo en escenarios de precios de energía elevados vendiendo a Costo Marginal. Se recomienda explorar opciones que incorporen contratos con generadoras eléctricas que estén obligadas por ley a contar con un porcentaje de generación renovable en su pool de generación, tomando como base los costos de desarrollo e ingresos aquí calculados. Ello puede no solo mejorar la rentabilidad del proyecto sino que también reducir su riesgo. Por último, se sugiere complementar el análisis realizado en esta memoria, con opciones de financiamiento que permitan apalancar el proyecto, aumentando su rentabilidad.

Magíster en Gestión para la Globalización / El objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar un plan de negocios para evaluar técnica y económicamente la implementación de una empresa de servicios solares para el sector residencial chileno. La compañía será responsable del financiamiento, diseño, instalación, y mantención de sistemas eléctricos solares utilizando un modelo de negocios innovador. La experiencia mundial relativa a adopción de sistemas fotovoltaicos en el sector residencial identifica que los factores que más limitan la difusión de esta tecnología son los altos costos de inversión inicial y las incertidumbres asociadas a la operación del sistema (Overholm, 2013). De esta forma, la propuesta de valor de este negocio es la de remover los costos de inversión y las actividades de mantención al cliente, bajo un esquema contractual donde todos los pagos son financiados por los ahorros del mismo sistema fotovoltaico. Como resultado, el costo de la decisión de inversión realizada por el cliente es cero. Este negocio se ve impulsado por dos aspectos fundamentales. El primer aspecto es que Chile posee uno de los índices de irradiación global más altos en el mundo, lo que significa un gran potencial para generar energía solar (Watts, Valdés, Jara, & Watson, 2014). El segundo factor es la entrada en vigencia de la Ley 20.571, que plantea un nuevo escenario competitivo para el sector. La metodología utilizada corresponde a la identificación de tecnologías y servicios a disponer por el negocio. Posteriormente, se realiza un análisis de ventajas y desventajas de la experiencia de uso actual y la propuesta por el nuevo negocio. Luego, se define, analiza y caracteriza el entorno de mercado. Utilizando esta información, se determina una estrategia de negocio que consiste en la creación de un nuevo agente intermediario entre el cliente y el distribuidor eléctrico, un modelo de operaciones con altos niveles de tercerización y un modelo de capital humano y organización altamente flexibles. Para obtener el financiamiento del negocio, se recomienda la asociación del negocio con distribuidores eléctricos. La recomendación global es implementar este plan de negocio. Se debe poner particular énfasis en los procesos incluidos en la estrategia financiera a fin de asegurar financiamiento externo para la fase de rápido crecimiento del mercado. Con estas indicaciones, el VAN del negocio es 48,8 MUS$ con una tasa de descuento de 10%. Esta última se compara con una tasa de 6,9% utilizado por ENEL para la evaluación de proyectos solares en Chile.

Ingeniero Civil Eléctrico / Chile tiene un enorme potencial de energías renovables, en particular en recursos solares en la zona norte de su país. En el mundo el costo de estas tecnologías ha disminuido considerablemente volviéndolas competitivas en el mercado. Sin embargo, su alta variabilidad hace necesario integrar tecnologías de almacenamiento para mejorar la seguridad del sistema. Bajo este contexto, dado que Chile se encuentra cercano a la construcción de la primera central de concentración solar con almacenamiento térmico en la región, el presente trabajo compara tres metodologías de despacho para una central de concentración solar de 300 [MW] y 12 horas de almacenamiento térmico en el Sistema Eléctrico Chileno, proyectado hacia el año 2020, con el fin de evaluar la mejor alternativa para el despacho de estas centrales Los despachos analizados son: (1) minimización de costos, en el que la central se despacha al igual que el resto del sistema con el fin de minimizar los costos de operación; (2) generación constante, en el que la central entrega potencia constante durante 24 horas mientras las condiciones de radiación solar lo permitan; y, (3) maximización de utilidades, en el que la central es capaz de auto despacharse con el fin de maximizar sus utilidades por ventas al mercado spot. De los resultados se desprende que este tipo de tecnología aporta muchos beneficios al sistema, como son la mejor integración de energías renovables y la disminución de la utilización de combustibles fósiles para la generación de energía, reduciendo los costos del sistema y las emisiones contaminantes. Por otro lado, el despacho de generación constante si bien logra efectos positivos en términos de disminución de costos y emisiones, empeora la integración de energías renovables y resulta en una forma ineficiente para despachar a esta central. Por último, el despacho maximizando las utilidades permite disminuir los costos de operación en menor medida, aumentando sus utilidades respecto al caso de minimización de costos, pero esto implica otorgarle poder de mercado a un participante, el cual, si bien es pequeño en consideración al resto del sistema, logra realizar cambios en los precios en especial en las horas punta.

En el presente trabajo se ha realizado el diseño de un sistema híbrido de calentamiento de agua sanitaria a 40°C que aprovecha la energía solar y eléctrica para un hotel de 30 habitaciones con un consumo de 4500 litros por día en la ciudad Puno. Para el diseño del sistema de calentamiento se comenzó por cuantificar la radiación solar en la zona de trabajo mediante de valores promedios históricos de radiación solar horizontal diaria, a partir de ello se realizó un modelamiento matemático para superficies inclinadas en la cual se determinó que para una inclinación de 20° en la superficie de captación entre los meses de Abril y Agosto se logra un incremento de captación de radiación solar de hasta 4 MJ/m² por día. Luego, se realizó la selección y diseñó del colector solar parabólico compuesto, el cual es un colector concentrador semiestacionario, debido a que durante el año se realiza solo 2 variaciones en la inclinación de la superficie de captación. Este colector está conformado por un absorvedor de cobre, una envolvente de tubo de vidrio, un reflector de aluminio y una cubierta de vidrio. El colector solar diseñado tiene un ratio de concentración de 2.3 y tiene un coeficiente de pérdida de calor bajo de 0.72 W/m²-K Finalmente, se realizó diseño del sistema de calentamiento de agua que consta de 2 circuitos: el circuito primario y secundario, en donde el circuito primario calienta un portador de energía y mediante un intercambiador calienta el agua del circuito secundario. Para el diseño del sistema se realizó balances térmicos en estado estable al sistema de captación, al intercambiador y al acumulador. Como resultado de los balances térmicos se determinó necesario un área de captación de 34.5 m², en donde se tiene temperaturas de hasta 74°C. Además, se determinó las diferentes temperaturas en la cual trabajaría cada punto del sistema de calentamiento y a partir ello se realizó el diseño un sistema de transporte del fluido portador de energía, la selección de un intercambiador de calor, la selección de tanques de almacenamiento y la selección de un sistema auxiliar de calentamiento de agua. / Tesis

Desde hace muchos años, en la región alto andina se vienen produciendo las denominadas heladas, afectando a la población de la zona alto andina de nuestro país. Al tratarse de una condición climatológica recurrente es que debemos generar tecnologías adecuadas y acordes a las poblaciones con el fin de mejorar la calidad de vida de las personas. Asimismo estas condiciones de fríos extremos o similares se ven reflejadas en el ausentismo de las madres gestantes a la postamédica de la localidad, hecho quemotiva preocupación, puesto que, es el lugar más apropiado para los controles médicos y el alumbramiento respectivo. Considerando el factor del frío como una de las fuentes de ausentismo, es que se propone desarrollar la presente tesis, con la finalidad de brindar a la posta de salud la alternativa de instalar un sistema de calefacción solar y que el mismo sea replicable por los pobladores en general. La presente abarca los principales antecedentes de la comunidad de Langui, relacionados al sistema de calefacción, dentro de los mismos destacan el recurso solar disponible y las bajas temperaturas que se presentan. Los capítulos segundo y tercero, son una recopilación de los principales conceptos teóricos necesarios para el diseño del sistema y las condiciones tecnológicas actuales. En relación a los conceptos teóricos al tratarse de un sistema solar se presentan los diferentes ángulos en el aprovechamiento solar, conceptos generales para el correcto manejo de información estadística y los conceptos relacionados con la transferencia de calor. Con relación al estado actual de la tecnología, se presentan los principales componentes de un sistema y los arreglos más comunes actualmente. En el cuarto capítulo, se presentan los requerimientos del proyecto, indicando las exigencias que debe cumplir el mismo con la finalidad de satisfacer la necesidad real de la población. En esta parte se selecciona la solución óptima y se procede a realizar los cálculos requeridos para consolidar el diseño. Posteriormente, se presenta una metodología desarrollada para poder replicar el presente sistema en diferentes ubicaciones y condiciones, dentro de las cuales destacan el recurso solar disponible, la velocidad del viento en la zona y las dimensiones del recinto a calentar. Esta metodología pretende alcanzar a todos aquellos interesados una guía muy simple para el dimensionamiento de un sistema en una aplicación diferente a la posta de salud. Se construyó el sistema con la finalidad de garantizar que este pueda ser construido con herramientas básicas y recursos limitados, verificándose que el ensamble del mismo es muy sencillo y que los trabajos de carpintería no son complejos. Con este prototipo se realizaron pruebas referenciales que se presentan en los anexos, las cuales mostraron muy buenos resultados alcanzando los objetivos planteados y validando la teoría aplicada. / Tesis

Dado el acelerado crecimiento del sector agroexportador peruano, impulsado por el boom de nuestra gastronomía, un creciente grupo de productores han apostado por la exportación de sus productos con un valor agregado: fruta deshidratada. Apuesta que los ha llevado a tener como clientes al mercado europeo y generado ingresos superiores a la venta de fruta convencional. No obstante, dado el escaso y costoso desarrollo tecnológico de máquinas deshidratadoras, muchos productores que han optado por la construcción de máquinas caseras no han logrado satisfacer la creciente demanda de sus productos, lo cual les impide competir en un mercado donde lo que prevalece es la capacidad de producción. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar una máquina automática de deshidratación (o secado) de piña y plátano que aproveche la energía solar como fuente de energía térmica y que tenga una capacidad de producción mayor a 1.5 ton (plátano) o 0.5 ton (piña) mensual. Para esto se hará uso de una serie de concentradores solares cilíndricos parabólicos (propuesto por el asesor), los cuales concentran la radiación solar en un tubo receptor con el fin de calentar un fluido circulante que luego se encargue de acarrear la humedad de la fruta. Asimismo, gracias a un mecanismo de seguimiento solar se logrará controlar y regular la temperatura de secado a la entrada de la cabina de deshidratación. Finalmente, se logra diseñar una máquina que cumple con las exigencias pactadas para su diseño y que garantice un deshidrato uniforme en su producto. Se concluye, además, la relevancia que tiene este tipo de máquinas para nuestro contexto agricultor y exportador peruano en cuanto a mejora en la capacidad de producción y la calidad de los productos. / Tesis

Ingeniera Civil Electricista / La presente memoria tiene por objetivo principal optimizar el despacho de una central solar térmica, que tiene como sistema de almacenamiento tanques de sales fundidas, y que además considera el funcionamiento de una caldera auxiliar para recalentar el fluido circulante en el campo solar. Para cumplir con el objetivo se evaluaron los principales factores influyentes, se realizó un análisis del comportamiento de los costos marginales de las dos subestaciones cercanas a la posible ubicación de la planta, estimando el funcionamiento mensual de la planta para diferentes formas de operación. En este contexto, se implementó un mapa de comportamiento de la central, para estudiar el funcionamiento en un rango variado de escenarios, para así obtener una estadística de las horas en las que el almacenamiento estaba activo, y cuando era la caldera auxiliar la que tenía el peso de la generación. Asimismo fue posible discernir las combinaciones de salida de turbina y porcentaje de combustible fósil que lograban una mejor eficiencia del bloque de potencia. El mapa de comportamiento también identificó los escenarios en los que el fluido térmico alcanza su mayor temperatura y se tenía una cantidad más alta de pérdidas térmicas, además de identificar en qué meses se generaba el mayor gasto en combustible fósil. Una vez terminado el mapa de comportamiento, se diseñaron dos conjuntos de estrategias, una plana a lo largo del día, con una salida de turbina al 100% y otra que permite una fluctuación de generación entre un 80% y un 110%. Cada conjunto está definido por diferentes escenarios, en algunos de los cuales se daba preferencia al almacenamiento y en otros a la caldera auxiliar. Los resultados de las estrategias diseñadas se valorizaron, obteniendo los ingresos por generación y los costos por concepto de combustible fósil para la caldera auxiliar. Además se determinaron las alternativas que presentaban una mejor eficiencia a lo largo del año. Se determinó que el escenario que contemplaba una generación diferenciada a lo largo del día, pese a tener durante gran parte del año un margen de ingreso similar a la producción plana, era una mejor opción dado que el gasto en combustible era menor y, por lo tanto, implica una menor contaminación por emisiones de dióxido de carbono. Finalmente se presenta un resumen del comportamiento de la central, con los datos de generación bruta y neta anual, el consumo de agua, las horas de generación y la eficiencia promedio de la planta.