El análisis del sistema Daylight se realizó identificando tecnologías eficientes para canalizar la luz natural en áreas que dependan de la iluminación. Este análisis se basó en los datos de radiación solar total en los últimos cuatros años en el departamento de Lambayeque. Se utilizó fórmulas matemáticas que parten de las magnitudes de radiometría y fotometría para determinar valores de lumen por metro cuadrado correspondiente a la luz natural. Para el análisis de los valores obtenidos se trabajó en una plantilla de Microsoft Excel, los cuales se compararon con las normas técnicas de iluminación determinando el tipo de tecnología que más se adapta a las condiciones del área a iluminar. De esta manera, el sistema Daylight en los cuatro tipos de sistema tiene una eficiencia teórica en más del 80% para canalizar la luz del medio, demostrando ser eficientes en la variación de captación de luz de acuerdo al diámetro y longitud de los tubos solares y la ubicación geográfica. Al utilizar este tipo de sistemas se desarrollará tecnologías que ahorren energía de forma económica y respetuosa con el medio ambiente de las fuentes alternativas como es la iluminación natural, reduciendo costos de tarifa eléctrica y minimizando la dependencia energética de los combustibles fósiles como el petróleo, carbón, diesel, gas y de las hidroeléctricas, llevándonos a mejorar la eficiencia energética.

El análisis del sistema Daylight se realizó identificando tecnologías eficientes para canalizar la luz natural en áreas que dependan de la iluminación. Este análisis se basó en los datos de radiación solar total en los últimos cuatros años en el departamento de Lambayeque. Se utilizó fórmulas matemáticas que parten de las magnitudes de radiometría y fotometría para determinar valores de lumen por metro cuadrado correspondiente a la luz natural. Para el análisis de los valores obtenidos se trabajó en una plantilla de Microsoft Excel, los cuales se compararon con las normas técnicas de iluminación determinando el tipo de tecnología que más se adapta a las condiciones del área a iluminar. De esta manera, el sistema Daylight en los cuatro tipos de sistema tiene una eficiencia teórica en más del 80% para canalizar la luz del medio, demostrando ser eficientes en la variación de captación de luz de acuerdo al diámetro y longitud de los tubos solares y la ubicación geográfica. Al utilizar este tipo de sistemas se desarrollará tecnologías que ahorren energía de forma económica y respetuosa con el medio ambiente de las fuentes alternativas como es la iluminación natural, reduciendo costos de tarifa eléctrica y minimizando la dependencia energética de los combustibles fósiles como el petróleo, carbón, diesel, gas y de las hidroeléctricas, llevándonos a mejorar la eficiencia energética. / Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención: Fruticultura

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables

Tesis para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo Mención: Fruticultura / Se realizaron ensayos en cuatro variedades de damasco (Castlebrite, Patterson, Robada y Supercot), para evaluar el efecto de la radiación solar interceptada y la carga frutal sobre la productividad y el tamaño de fruto, en huertos ubicados en la Región Metropolitana y Región del Libertador Bernardo O´higgins. En cada huerto se escogieron 12 árboles al azar y se ralearon manualmente al inicio de endurecimiento de carozo, generando un amplio rango de carga frutal. Se evalúo la fracción de radiación interceptada (PAR i) tres veces durante la temporada, y al momento de cosecha. La carga frutal fue normalizada de acuerdo al tamaño del árbol, evaluado como área de sección trasversal de tronco (ASTT), área de sección transversal de ramas (ASTR) o fracción de radiación fotosintéticamente activa interceptada (fPARi). Dado que el marco de plantación en las distintas variedades era diferente, se expresó la carga frutal como frutos/m2 o frutos/m2 fPARi (referido a los m2 asignados al huerto en cuestión). En la cosecha se evaluó la producción total, considerando el número de frutos, peso individual de todos los frutos de cada árbol, y kilos producidos de cada calibre comercial. Se obtuvo los precios pagados por calibres de la empresa expotadora Lepas Ltda., y se determinó el valor de la producción. Para cada variedad se determinó la relación entre carga frutal y tamaño de fruto y productividad, mediante análisis de regresión. Usando la carga frutal (frutos/m2 fPARi) como covariable, se compararon las 4 variedades de damasco respecto del tamaño de frutos y la productividad. La variedad Robada presentó el mayor tamaño de fruto, y la mayor productividad. El valor de la producción (VP), normalizada por fPAR interceptado muestra que las variedades Robada y Supercot presentaron mayor valor de la producción, en US$/ha, a iguales niveles de carga frutal, que Castlebrite y Patterson. / In order to assess the effect of intercepted solar radiation and crop load on yield and fruit size field experiments were conducted in four apricot varieties – Castlebrite, Patterson, Robada and Supercot in orchards located in Region Metropolitana and Region Libertador Bernardo O´higgins.. For each orchard, 12 trees were ramdomly selected and hand-thinned at the beggining of pit hardening to a wide range of crop load. Photosynthetically active radiation intercepted by the trees (PAR i ) was evaluated three times during the season and at harvest time. Crop load was normalized by tree size, assessed as TCSA , BCSA or fPAR i . Since the planting distance was different for each variety, crop load was expressed as fruits/m 2 or fruits/m 2 fPAR i (refering to the m 2 asigned to the orchard in trial). At harvest, total yield was assessed considering fruit number, individual fruit weight for each tree and kilos produced for each commercial fruit size. Fruit price according to size was obtained by Lepas Ltda. export and crop value was determined. For each variety the relationship among fruit load and fruit size and yield was determined by regression analysis. Using crop load (fruit/m 2 f PAR i ) as a covariate, apricot varieties were compared for fruit size and yield. Robada showed highest fruit size and yield. Crop value, normalized for PAR i, shows that Robada and Supercot presented highest production value in US$/ha with the same crop load than Castlebrite and Paterson.

El artículo no presenta resumen.

Ingeniero Civil Mecánico / Los constantes episodios críticos de contaminación atmosférica en Santiago en los últimos años plantean la duda de qué tanto afecta la alta carga de aerosoles en la ciudad en las distintas componentes de la radiación incidente y qué efectos podrían generar en distintos sistemas de generación eléctrica solar. El presente trabajo busca cuanti car el efecto de los aerosoles en las distintas componentes de la radiación solar en la ciudad de Santiago, junto con determinar el efecto generado por los aerosoles en distintos módulos fotovoltaicos. Para esto se analizaron mediciones de las distintas componentes de la radiación solar incidente (global horizontal, directa normal y difusa horizontal), junto con mediciones de espesor óptico de aerosoles y vapor de agua obtenidos de un fotómetro automático perteneciente a la red AERONET, ubicado en el Campus Beauchef de la Universidad de Chile. Esto con el objetivo de determinar el rol que tienen los aerosoles en la dispersión y atenuación de la radiación solar en Santiago. Posteriormente, se cuanti có el efecto que tienen los aerosoles en distintas tecnologías fotovoltaicas (m-Si, p-Si y a-Si), tanto en la potencia de salida como en la generación anual. Esto se realizó mediante un análisis de las mediciones de potencia y producción PV obtenidas del Campus San Joaquín de la Ponti cia Universidad Católica de Chile. Sumado a esto, se simuló la potencia y la producción de un módulo de concentración fotovoltaica, mediante el uso de un modelo y la data adquirida. Debido a la distancia entre las estaciones de medición, este estudio considera en un principio solo los periodos comprendidos entre las 11AM y las 3PM hora local entre los años 2014 y 2015, para luego extrapolar los resultados en un rango horario comprendido entre las 10AM y las 4PM hora local. Ademas, el presente estudio solo considera periodos bajo un criterio cielo despejado. Los resultados indican que los aerosoles en Santiago producen un efecto no menor en las distintas componentes de la radiación solar, con diferencias de -5.4% para la GHI, -13.6% para la DNI y un aumento de 212% para la DHI al comparar el caso habitual con aerosoles y un caso estimado sin aerosoles. Por otro lado, se determinó que la contaminación atmosférica en Santiago tiene un efecto negativo en la potencia de salida y en la producción PV en las distinta tecnologías, con diferencias porcentuales para la producción PV anual al comparar entre un caso con aerosoles y sin aerosoles de -4.5% para tecnologías PV convencionales y de -13.2% para tecnologías CPV.

En el presente trabajo se emplea la teoría de raíces unitarias y la cointegración para el análisis de variables físicas, datos medidos correspondientes a la estación de otoño en la ciudad de La Paz, variables tales como la radiación ultravioleta, radiación solar, temperatura ambiente y humedad relativa, cuyo comportamiento forma una serie de tiempo, se analiza la existencia de una relación entre las variables. Con este estudio se pretende aportar y complementar las investigaciones anteriores realizadas sobre la radiación ultravioleta y radiación solar, entre los estudios que se pueden mencionar esta: “Transporte radiactivo y propiedades fractales de la radiación ultravioleta en el altiplano boliviano” tesis elaborada por Medinacelli Villegas, Eduardo (2002), el Análisis Armónico de la radiación, tésis cuyo objetivo ha sido comparar el comportamiento de la radiación ultravioleta y la radiación global en su paso a través de la atmósfera tomando los valores máximos de la irradiancia. Un tercer trabajo referido a radiación ultravioleta es el denominado “Estudio de la radiación solar global mediante procesos de markov de parámetros discreto” cuyo autor es Lisme Ticona, Jorge (1995) y así se encuentran muchos trabajos realizados sobre este tema, sobre los efectos y daños que causa la radiación ultravioleta

El escenario energético internacional permite visualizar que el uso de la energía solar tiene fuertes perspectivas de crecimiento. En este contexto, el objetivo general de este trabajo es contribuir al desarrollo de aplicaciones móviles energizadas con recursos renovables a través de la propuesta de un modelo de sistema fotovoltaico móvil para aplicaciones en tracción eléctrica. Se busca contar con una herramienta de diseño y análisis de paneles fotovoltaicos de geometría variable, formados por distintos tipos de celdas solares. Se establece el estado del arte en tecnologías fotovoltaicas y aplicaciones móviles de tracción eléctrica que utilicen energía solar, junto con estudiar los antecedentes teóricos que explican los fenómenos relacionados directamente con la radiación solar en la Tierra y el comportamiento de celdas solares ante la radiación. Asimismo, se desarrolla e implementa un modelo de comportamiento de celdas fotovoltaicas específicas que incluya la radiación espectral. Para realizar este modelo, denominado “modelo integrado”, se consideran tres grandes bloques. El primer bloque corresponde al modelo que entrega la radiación solar para un conjunto de planos (celdas solares), el que se selecciona de la literatura especializada en el tema y atendiendo a los requerimientos específicos de aplicaciones móviles. El segundo bloque corresponde al modelo de comportamiento de un panel solar, el cual se subdivide en tres subbloques, los que corresponden al modelo térmico para una celda, el modelo de comportamiento de una celda solar y el modelo que entrega el comportamiento de un conjunto de celdas solares interconectadas. Este modelo permite caracterizar genéricamente un panel formado por celdas solares, y es implementado para las celdas específicas del auto solar Eolian I desarrollado en la Universidad de Chile en el marco de este trabajo. Para este fin, se desarrolla y utiliza una metodología de estimación de parámetros para las celdas consideradas. Finalmente, el tercer bloque del modelo integrado se desarrolla sólo para el caso de Eolian I, el que corresponde al modelamiento de su superficie y obtención de las variables que definen la posición geométrica de sus celdas. Este tercer bloque es necesario para el modelo integrado. En el caso de considerar otra superficie “irregular” es posible adaptar el procedimiento propuesto para Eolian I. Los resultados del modelo de radiación solar, indican que sistemáticamente él entrega valores mayores de radiación solar respecto de los medidos en Santiago, teniéndose diferencias entre 50[W/m2 ] y 80[W/m2 ]. A su vez, el modelo implementado para un panel solar, entrega resultados con errores inferiores al 7% en todas sus variables, excepto en el modelo térmico, en donde dicho error llega hasta un 15%, lo cual no repercute mayormente en el modelo integrado ya que el error promedio del modelo térmico es del orden de un 6%. Los resultados obtenidos mediante el uso del modelo integrado, y la ejecución de pruebas experimentales, indican que los paneles del vehículo solar Eolian I presentan graves daños, que hacen inutilizable los paneles Spectrolab DJ (aproximadamente un sexto de todo el panel). El resto del panel, formado por celdas SunPower A300, también presenta daños importantes, teniéndose que los cuatro paneles independientes entregan un 59%, 76%, 75% y 56% de la potencia esperada. Los daños del sistema de paneles fotovoltaicos hacen que su eficiencia promedio sea sólo de un 7,3%, y que se tenga una pérdida en la generación de energía diaria de un 58,9% en un día con una alta radiación solar incidente. Sin embargo, el modelo desarrollado es capaz de reproducir adecuadamente los resultados obtenidos, por lo que se proyecta como la base de desarrollo de geometrías y agrupaciones de paneles para aplicaciones de tracción móviles. Como trabajo futuro se propone considerar una corrección de la radiación solar en base a datos reales medidos y poder calcularla para un panel que esté desplazándose sobre la superficie terrestre; además, incorporar el cálculo automático de sombras sobre la superficie “irregular” del panel con la que se trabaje, poder realizar giros de ella en torno a los 3 ejes espaciales, e integrar al modelo diodos de “bypass” conectados al panel fotovoltaico. Asimismo, se propone implementar un modelo de optimización que determine para una distribución dada de celdas su conexión óptima, en base al modelo integrado desarrollado.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El estudio del recurso solar disponible en fachadas de edificios puede permitir el desarrollo de proyectos para su aprovechamiento, sin embargo, en Chile actualmente no se dispone de datos en forma de valores medidos por instrumentos para ello. Para subsanar esta deficiencia, se utilizan modelos que simulan los procesos físicos durante la trayectoria de la energía solar, considerando los efectos específicos asociados al entorno del lugar. Por esto, se propuso estimar la irradiancia solar global en las fachadas de un edificio estándar en la ciudad de Santiago, Región Metropolitana, mediante un modelo de simulación. Para lograr dicho objetivo, se modificó el modelo PINSOL para realizar estimaciones en entornos urbanos mediante la inclusión del factor de cielo visible (SVF), y se evaluó la exactitud del cálculo mediante una comparación con el modelo comercial Autodesk® Ecotect sobre las fachadas de la biblioteca Ruy Barbosa, de la facultad de Ciencias Agronómicas en el Campus Antumapu de la Universidad de Chile. De los resultados obtenidos, PINSOL tiene mejores ajustes en las envolventes Techo y Este; en la fachada Oeste es poco satisfactorio, y Norte no tiene ninguna relación con Ecotect, debido al comportamiento errático de la serie de datos. A pesar de esto, en ambas simulaciones se observa una dinámica inversa de ésta fachada respecto de las otras: aumenta la irradiancia en invierno y disminuye en verano, de tal forma que, en la época invernal, la captación sería más eficiente en un plano con exposición norte y alta pendiente, siendo éste un dato relevante al momento del uso del recurso solar. Pese a obtener resultados poco satisfactorios, las simulaciones representan a grandes rasgos las características del recurso solar en fachadas de edificios en la Región Metropolitana. Sin embargo, la falta de información adecuada como entrada para los modelos y la escasez de datos con los cuales comparar los resultados impide comprobar de forma completa la validez de la modelación. A pesar de esto, este estudio permite contar con una primera aproximación del recurso disponible en el entorno urbano de la región. Los modelos de simulación de energía solar utilizados se mostraron como herramientas útiles para su prospección, pero al igual que otros tipos de modelos, se ven limitados por la calidad de los datos de entrada. / The study of the available solar resource on building facades allows projects development for its use, however, currently there are no data as values measured by instruments for it. Instead, models that simulate physical processes in the path of solar energy are used, for which existing meteorological data is interpolated and adjusted to the specific effects associated with the local environment. Therefore, it was proposed to estimate the global solar irradiance on the facades of a standard building in the city of Santiago, Metropolitan Region, through a simulation model. PINSOL model was modified to estimate solar irradiance in urban environments by including the Sky View Factor (SVF), and the accuracy of the calculation was assessed by comparison with the Autodesk ® Ecotect comercial model, on the facades of the Ruy Barbosa library. PINSOL had better adjustments in the ceiling and East facade, in the West facade was unsatisfactory, and North had no relationship with Ecotect, due to the erratic behavior of the data series. Despite this, in both simulations, there is an inverse dynamics of this facade compared to the others: the irradiance increases in winter and decreases in summer, so that in the winter, collection would be more efficient in a plane with northern exposure and high slope, being this a relevant factor when the use of solar resources. Despite the unsatisfactory results, the simulations represent roughly solar resource characteristics on facades of buildings in the metropolitan area. However, the lack of adequate information as input for the models and the paucity of data with which to compare the results impossible to verify in full the validity of the modeling. Despite this, this study allows for an approximation of the resource available in the urban environment in the region. Simulation models are useful tools for solar energy prospecting, but like other types of models are constrained by the data, as explained above.