Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / Este trabajo analizará la promoción de Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como un elemento estratégico en el sector eléctrico, a partir de la política pública y la regulación en el derecho nacional e internacional. La investigación se centra en la generación de electricidad a gran escala en base a centrales de ERNC, y cómo ésta se logra integrar al mercado eléctrico chileno. Con este objeto, el Capítulo I describe las principales ventajas de la generación de electricidad a partir de estas fuentes, para luego señalar cómo aportan a la mitigación de los principales problemas del segmento generación del sector eléctrico que hasta la actualidad la política públicas y regulación no ha podido solucionar; estos son, la seguridad del suministro, la competencia en el mercado, altos precios de mercado, y la sustentabilidad. Por último, se refiere a las nuevas exigencias de la política energética internacional, y el compromiso asumido con la mitigación del Cambio Climático, y por tanto, cómo las ERNC compensan y cumplen un rol explícito con este objetivo. En razón de la importancia de las ERNC para el sistema eléctrico, es menester analizar cómo los sistemas regulatorios comparados han sorteado la forma de integrarlas en sus respectivos mercados. Por ésto, en el Capítulo II se analizarán los mecanismos de promoción más utilizados en el derecho comparado, y aquellos instrumentos de mercado. Asimismo, se hará alusión a experiencias exitosas de promoción en el contexto internacional. Por último, en virtud de la política energética internacional y de las nuevas regulaciones relacionadas con el Cambio Climático, se observan los Precios al Carbono, no como instrumentos aislados con el objeto de mitigar las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, sino como instrumentos de tipo indirectos que subsidian la promoción de las ERNC, y que incluso en algunos casos, se ha optado por ellos para cumplir con este objetivo, en vez de los instrumentos propios de promoción de energías renovables. El Capítulo III trata la evolución de los instrumentos de promoción que se han aplicado en nuestro país, explicándose cada uno de ellos, siendo clasificados en dos categorías, subsidios a la producción y subsidios al capital.

Ingeniero Civil Eléctrico / El generador de inducción doblemente alimentado es una tecnología relativamente nueva y se prevé una fuerte inserción en el mercado durante los próximos años debido a su aplicación en la generación eólica. El objetivo de esta memoria es analizar la factibilidad de su utilización en otras fuentes de energía renovables, como la hidráulica y la del mar, y comparar los resultados con las tecnologías tradicionalmente utilizadas en esas centrales, dentro del ámbito de la generación a velocidad variable y frecuencia fija. Para esto se realiza un estudio teórico, luego se simula el desempeño del DFIG y finalmente se desarrolla un anteproyecto para una aplicación en Chile. La comparación teórica arroja ventajas del DFIG en costos de construcción y operación, mientras que se ve mermado en costos y dificultad de mantención. Así, su utilización es recomendada para potencias medias y altas, es decir, en aplicaciones eólicas o de corrientes marinas. En otras fuentes la potencia extraíble no es suficiente para que su uso sea óptimo. De las simulaciones se obtienen factores de planta altos para las corrientes marinas (40,6%) y olas (30,2%). Para aplicaciones eólicas el factor es realista (28,5%) mientras que en lechos de ríos se descarta la aplicación debido a la baja eficiencia (20,9%). Con los resultados de las simulaciones se realizan evaluaciones económicas considerando escenarios con y sin inflación, emisión de bonos de carbono y ventas de cuotas ERNC. Los resultados entregan resultados positivos sólo para la energía eólica y las corrientes marinas, destacándose que para este último recurso los VAN y TIR son los mejores en cada escenario. También se debe destacar que en todos los casos es necesaria la venta de cuotas ERNC para que los proyectos sean económicamente viables, mientras que la emisión de bonos de carbono no es trascendental. Finalmente, se evalúa la construcción de una central de aprovechamiento cinético de las mareas en el Canal de Chacao, compuesta de 40 turbinas de 2,5 MW cada una, obteniendo un factor de planta superior al 41% y resultados económicos muy positivos (VAN cercano a los 40 millones de USD, TIR 16% y PRC de 7 años). Así se confirma la buena proyección de este tipo de aplicación del DFIG y se recomienda en lo inmediato mejorar la calidad de las mediciones que se disponen en Chile, así como las estimaciones de los costos de inversión, operación y mantenimiento, debido a que son las variables más sensibles en el análisis y de las que menos certeza se tiene.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / En el último tiempo la discución por la energía ha copado el debate público, con lo cual se ha transformado en un tema tanto nacional como internacional de suma relevancia. Ello se ha traducido especialmente en discusiones acerca del desarrollo sustentable y cómo enverdecer las fuentes y procesos productivos de energía. Así, se han propuesto tres vías para lograr dicho objetivo: i) innovación tecnológica; ii) eficiencia energética, y; iii) apoyo estatal a las energías renovables. Esta tesis centrara sus propuestas en la última opción mencionada. En ese sentido es que este trabajo busca, en primer lugar, revelar las tendencias del mercado eléctrico internacional para, en segundo lugar, a la luz de recomendaciones OCDE sugerir modificaciones a nuestra normativa eléctrica nacional. Luego, adentrarse a describir el funcionamiento del mercado eléctrico nacional, particularmente la generación de precios, y con tales antecedentes sumado la experiencia internacional proponer, dada la inexistencia de aspectos fiscales en nuestra legislación salvas contadas excepciones, vías de inclusión de energías renovables. Pues bien, una participación activa del Estado en el incentivo de las energías renovables reviste tal importancia que no puede concretarse sin más, es por tal razón que los últimos capítulos de este trabajo tienen por objetivo 5 ilustrar sobre las ayudas estatales en Europa y su relación con la libre competencia en los mercados, para luego hacer la debida extrapolación a Chile. En conclusión, la incursión del Estado con sus recursos en el mercado energético puede provocar efectos económicos nocivos, por lo mismo es de suma importancia la creación de una normativa específica que regule las ayudas estatales y un nuevo entendimiento de este concepto, tanto a nivel positivo como en la práctica jurídica

Las energías renovables no convencionales (ERNC) auspician la implementación sostenible de una diversificación de la matriz energética. No obstante, los elevados costos fijos de inversión y la indisponibilidad del control de su generación imposibilitan el desarrollo de aquellas tecnologías en el sector eléctrico peruano, en el cual existen otras abundantes fuentes energéticas, como la hidroeléctrica y la térmica. En ese sentido, para superar las evidentes desventajas de este tipo de generación eléctrica, en el Perú se implementó una serie de medidas normativas, entre las cuales se encuentra el Decreto Legislativo N° 1002 y el Decreto Supremo N° 012-2011-EM. Estas normas si bien regularon la subasta de proyectos energéticos con ERNC, los beneficios de ingreso al despacho del Sistema Interconectado Nacional, la prioridad en la conexión de transmisión y distribución, cuotas de peaje en los sistemas de transmisión y la participación de las ERNC en la actividad de distribución; sin embargo, este tipo de regulación distorsionan el normal desenvolviendo del sector eléctrico, generando incluso afectación en las tarifas de los usuarios finales del servicio de electricidad o en los intereses de otros inversionistas energéticos. En este contexto, la interconexión del sistema eléctrico peruano con los de otros países de la región, se concibe –entre otros aspectos– como solución a la falta de competitividad en la generación eléctrica con ERNC en el territorio nacional. A pesar de los evidentes beneficios, la interconexión eléctrica aún se encuentra en una primigenia etapa de perfeccionamiento, por lo que es necesario un instrumento normativo el cual propicie la interconexión eléctrica fomentando principalmente la utilización de las ERNC.

Magíster en Gestión para la Globalización / Chile es un referente minero mundial con un enorme potencial en energías renovables no convencionales (ERNC); hoy presenta desafíos energéticos estratégicos que deben enfrentarse con visión de largo plazo y considerando nuestras ventajas competitivas. Reconociendo los desafíos y las oportunidades, se presenta un modelo de negocios para establecer una fábrica de baterías de ión Litio de gran capacidad de almacenamiento (50KW) para uso industrial y de transporte pesado. Estimaciones a cinco años, con precios de la electricidad de US$300/Kwh y una producción de 200MW/año, arrojan ingresos brutos anuales de US$60M (con un 30% margen bruto). La propuesta es replicable, escalable y rentable, tiene viabilidad comercial y agrega valor en toda la cadena productiva. También genera una serie de beneficios económicos (suministro eléctrico seguro, estable y a precios menores; posibilita encadenamiento productivo), ambientales y sociales (diversificación de la matriz actual, sustentabilidad productiva, formación y potenciamiento de alianzas estratégicas, uso de los ecosistemas de innovación), y de desarrollo (generación de expertise local, exportación de las tecnologías desarrolladas y del know-how). Usando el modelo canvas y datos de las industrias minera y eléctrica, es un aporte a la economía nacional y puede convertirse en un caso de exportación de productos, servicios y conocimiento. Esta propuesta puede ser tanto un referente en ERNC como una nueva empresa en integración energética y proyectos multifuncionales. Iniciativas de este tipo promueven la producción sustentable, permiten un aseguramiento energético de largo plazo ampliando la matriz, a la vez que contribuyen al desarrollo de smart grid, a la integración energética regional y dan un impulso a la imagen país.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Los combustibles fósiles son fuentes de energía que provienen de los restos de plantas y animales. Se necesitan millones de años para que se formen y según la Agencia Internacional de Energía, el 86% del consumo mundial de energía proviene del petróleo y a medida que los países se industrializan y sus poblaciones aumentan, también crece el consumo de energía. El agotamiento de las fuentes tradicionales de combustibles fósiles ha puesto a la mayoría de los países a encontrar soluciones en energías alternativas y sostenibles, que provengan de fuentes renovables, de bajo impacto ambiental y que reduzcan las emisiones de efecto invernadero. En las últimas décadas, la economía chilena ha tenido un significativo incremento del consumo de energía. El país es dependiente de las importaciones y el uso de la energía es menos eficiente que en el resto del mundo. Como consecuencia, el costo de la energía es alto en comparación internacional, por lo que es necesario buscar formas de diversificar la matriz energética, y reducir la dependencia de Chile de combustibles fósiles importados, para asegurar su estabilidad económica y reducir los impactos ambientales asociados al consumo de estos. El objetivo y propósito principal de esta investigación fue identificar áreas con potencial para el establecimiento de plantaciones de Diente de León común y de Diente de León Ruso con fines bioenergéticos en Chile. La propuesta se basa en la selección y categorización de variables climáticas y edáficas, la construcción del modelo cartográfico y la síntesis cartográfica. La identificación de las potenciales áreas de establecimiento fue analizada utilizando una metodología de algebra de mapas y combinatoria de las variables agroclimáticas. Los rangos y criterios de adaptabilidad identificados se evaluaron basados en una escala de clasificación que da cuenta de zonas con diferente grado de adaptabilidad y zonas con distintos niveles de restricción relacionadas a temperatura, disponibilidad hídrica y/o suelo. Se identificaron 15.539.813 ha con potencial para el establecimiento del Diente de León en Chile, las que se clasifican en: 6.392.014,2 ha Aptas, 4.540.562,5 ha Optimas y 4.607.236,4 ha Marginalmente Aptas. La zona costera de la V Región de Valparaíso, es la que muestra la mayor potencialidad para el establecimiento de esta especie, con aptitud térmica e hídrica óptima, y suelos ricos materia orgánica. Los resultados generados constituyen una aproximación para identificar sitios de interés para el desarrollo del Diente de León como especie energética. / Fossil fuels are an energy source that comes from the remains of plants and animals. It takes millions of years for them to form and according to the International Energy Agency, about 86% of global energy consumption comes from oil, and as countries industrialize and population increases, so does the power consumption. The depletion of traditional fossil fuels sources has made most countries to look for solutions in alternative and sustainable energy coming from renewable sources, with low environmental impact and minimal greenhouse emissions. In recent decades, Chile's economy has had a significant increase in power consumption. The country is heavily dependent on imports and the use of energy is less efficient compared to the rest of the world. As a result, the energy cost is high in contrast with other nations, so it is necessary to find ways to diversify energy sources and reduce dependence on imported fossil fuels of the country, to ensure economic stability and reduce the environmental impacts associated with this fuel consumption. The intents and main objective of this research was to identify potential areas for the establishment of plantation for common Dandelion and Russian Dandelion with bioenergy purposes in Chile. The proposal is based on the selection and categorization of climatic and soil variables, construction of a cartographic model and a cartographic synthesis. Identifying the potential areas of establishment was analyzed using a methodology of mapping algebra and combination of agroclimatic parameters. Ranges and adaptability criteria identified were evaluated based on a rating scale that show areas with different scales of adaptability and areas with different levels of restriction related to temperature, water availability and / or soil . 15.539.813 ha were identified with potential for the establishment of Dandelion in Chile, which are classified as suitable with 6.392.014,2 ha, optimal with 4.540.562,5 ha and marginally suitable 4.607.236,4 ha. The coastal area of the V Region of Valparaiso is showing the greatest potential for the establishment of this species, with optimal thermal and water suitability; and soil with rich organic matter. The results generated are an approach to identify sites of interest for the development of Dandelion as energetic species.

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.

Ingeniero Civil / Uno de los mayores desafíos del país durante los próximos 20 años será la necesidad de contar con recursos energéticos suficientes, competitivos y amigables con el medio ambiente. Es por ello que en el último tiempo se han centrado muchos esfuerzos en lograr flexibilizar el sistema, y una de las alternativas que aparece con fuerza es el almacenamiento de energía. La estrategia nacional de energía (Minenergía, 2013) establece seis pilares fundamentales, entre los que se encuentran el crecimiento con eficiencia energética y el fomento a las energías renovables, de manera de lograr mayor seguridad en el abastecimiento, un menor costo de energía y finalmente la generación de energía limpia. En este trabajo se analiza, a nivel de prefactibilidad, la conversión de la Central Hidroeléctrica Chapiquiña en una central de acumulación por bombeo. Para ello se estudiará el sistema energético de Arica, de manera de establecer la operación óptima del sistema para abastecer la demanda energética al menor costo posible. La metodología propuesta consiste en generar diversas configuraciones físicas factibles para la conversión de la Central Chapiquiña en una central de acumulación por bombeo. Para ello se identificaron las principales restricciones para su ampliación, siendo estas la capacidad de aprovechamiento de las instalaciones existentes y las restricciones en el uso de los afluentes a la central, que pertenecen a derechos de agua de los regantes del Valle de Azapa. Luego mediante un modelo de optimización, se busca obtener la operación óptima de cada una de estas configuraciones. Finalmente, se analiza cuál de estas configuraciones genera mayor beneficio para el sistema eléctrico, en términos de minimización de costos de generación. Esta metodología se aplica para diferentes escenarios de penetración de energía solar en el sistema eléctrico. Además, se compara la operación óptima desde el punto de vista del sistema (minimización de costos de generación), con la operación óptima desde el punto de vista del propietario (maximización de ingresos por venta de energía), de manera de establecer si existen diferencias que perjudiquen al sistema o al propietario. Los resultados indican que, para niveles de energía solar instalada menores a 50 (MW), la configuración que logra minimizar los costos de generación del sistema es la configuración P8, logrando reducir los costos en un 6,8% para una potencia solar instalada de 2 (MW) y un 8,7% para una potencia solar instalada de 50 (MW). En caso de que la energía solar instalada sea mayor a 50 (MW), la configuración que logra minimizar los costos de generación del sistema es la configuración Francis, la cual logra reducir los costos de generación en un 18,8%.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En la actualidad, el estudio de generación de electricidad por medio del recurso eólico es de gran importancia, por presentarse como solución para disminuir la contaminación ambiental al reemplazar los sistemas eléctricos a base de generación convencional por energía limpia. También, por constituir una vía de desarrollo para la sociedad al comunicarlo con la tecnología del mundo moderno. Sin embargo, debido a las dificultades que existen para realizar investigaciones de energía eólica con generadores reales, es necesario implementar prototipos que sean capaces de emular, aerogeneradores que serán utilizados en el trabajo de laboratorio. En este trabajo, mediante la técnica Hardware in the Loop , se logra en base a datos reales, emular el comportamiento de una turbina eólica en la plataforma de desarrollo Matlab/Simulink a través del sistema embebido que constituye el conversor de potencia en configuración Back-To-Back contenido en la unidad Triphase PM5F60R. Considerando perfiles de viento de distinta variabilidad con distintos valores medios y con un nivel de detalle adecuado de ingeniería, se estudia el desempeño de los sistemas de control correspondientes al aerogenerador, como: Pitch control y el algoritmo MPPT. En los cuáles se efectúan cambios en algunos parámetros importantes que caracterizan a las turbinas eólicas tales como: inercia, radio del aspa, curva aerodinámica, entre otros. Por otro lado, por medio de estrategias de control de corriente, basadas en múltiples controladores resonantes y amortiguamiento activo se logra compensar las resonancias causadas por los filtros LCL, inyectar corrientes con baja distorsión armónica y entregar potencia activa y reactiva variable a la red. Es así que, en este trabajo se identifican principalmente los siguientes aportes: Debido a que los aerogeneradores varían según su capacidad y modelo; mediante la técnica Hardware In The Loop ; se logra la emulación del aerogenerador y evita el uso de un aerogenerador real, otorgando flexibilidad en el diseño del mismo y su control. Así también, las estrategias de control de corriente por medio de controladores resonantes y metodología Active Damping, permite inyección de corriente a la red con baja distorsión armónica. Finalmente, la plataforma experimental implementada logra presentar un escenario cercano a la realidad de un sistema de generación eólica con conexión a la red por medio de un interface de electrónica de potencia. Su importancia radica debido a la validación de los resultados experimentales, en la habilidad para testear cada uno de los componentes que conforman el sistema implementado y realizar futuras investigaciones a cada uno de ellos de manera rigurosa. Así como también, es objeto de integración a otros sistemas, como por ejemplo, al de una micro-red en operación modo isla y modo red por medio de Droop Control.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / En la última licitación eléctrica nacional, la energía solar fotovoltaica registro precios record a nivel mundial alcanzando un promedio de 55 USD/MWh, lo que representa una baja de 60% con respecto a la licitación de 2013 y de 33% con respecto a 2015. Fuentes especializadas indican que estas bajas se explican en parte por una reducción en los márgenes esperados de los proyectos, si estos tradicionalmente fueron de 12% hoy estarían en torno al 4%. No cabe duda que las empresas que prestan servicios de mantención a Parques Solares Fotovoltaicos (PSF) tienen un gran desafío para crear valor en un ambiente competitivo y de bajas rentabilidades esperadas. Este mercado estará compuesto por 35 empresas que serán dueñas de 81 PSF con una potencia total de 2.800 MW y demandaran servicios por un monto de 30 MMUSD al año. Se propone en este trabajo una estrategia de ingreso al mercado de mantención de PSF de manera que una nueva empresa al cabo de cinco años obtenga rentabilidades de al menos 10% y ventas anuales superiores a 2 MMUSD. Los antecedentes estudiados permiten segmentar los clientes en cinco grupos bien definidos dependiendo de: el valor de los contratos, atractivo de la comuna en donde se instalan y la capacidad negociadora del cliente. Se seleccionan tres de estos cinco grupos de clientes, que representan aquellos que ofrecen contratos superiores a 1 MMUSD/Año, se encuentran al menos en comunas poco atractivas y tienen un alto poder negociador o bien ofrecen contratos del al menos 0,5 MMUSD/Año, se encuentran en comunas más atractivas y tienen un alto poder negociador. Una característica transversal de estos tres segmentos es requerir servicios especialistas a un bajo costo, de esta forma el ingreso de una nueva empresa se plantea sobre la base de una estrategia de diferenciación organizacional para alcanzar una alta eficiencia operacional y en tres etapas graduales y bien definidas convertirse en un especialista integral de la mantención de PSF. En la primera etapa el volumen de ventas debe cubrir los gastos administrativos y comenzar la especialización desde las tareas menos técnicas, así desde la limpieza de módulos, pasando a actividades de termografías y curvas de corriente y voltaje, se terminará con tareas especialistas de baja y media tensión. Con la estrategia planteada la creación de esta empresa requiere una inversión de 1 MMUSD y en una evaluación con horizonte de 5 años, considerando financiamiento directo de un inversionista con un costo de capital de 8% anual, el valor presente de los flujos futuros resulta ser 3 MMUSD, con esos mismos flujos resulta una tasa interna de retorno de 160%. A la luz de estos resultados se concluye que es técnica y económicamente factible la formación de esta nueva empresa y los resultados proyectados superan el objetivo de rentabilidad y volumen propuesto por el inversionista, siendo estos respectivamente de 15% y 11 MMUSD al año.