Presentación Examen de Título
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PLATAFORMA DE APOYO PARA LA DECISIÓN DE IMPLEMETAR SISTEMAS DE ENERGÍAS RENOVABLES NO
CONVENCIONALES EN LA OPERACIÓN DE EQUIPOS DE RIEGO TECNIFICADO
PROFESORA GUÍATania Fernández RubilarPROFESOR CO-GUÍAMarcelo Olivares AlvealPROFESOR INTEGRANTERodrigo Palma Behnke
ÁLVARO ISLA FIGUEROA
Santiago, diciembre de 2010
![Page 2: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/2.jpg)
¿Por qué analizar la factibilidad de ERNC en sistemas de riego tecnificado?
![Page 3: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/3.jpg)
72%
5%
23%
Distribución Superficie RegadaTotal 2.187.624 [ha]
Riego Gravitacional
Riego c/ Mecánica Mayor
Microriego
Fuente: INE. Censo Agropecuario2007Sector Silvoagropecuario:
• 4,2 % del PIB nacional al año 2009 (Banco central)
• 23,1 % de las exportaciones nacionales
Fuente: INE
Distribución Superficie Regada1.287.624 [ha]
¿Por qué analizar la factibilidad de ERNC en sistemas de riego tecnificado?
![Page 4: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/4.jpg)
RIEGO TECNIFICADO+
ERNC¿ = ?
• Desarrollo Agrícola Sustentable• Aumento de superficie regada (zonas
extremas)• Colabora con políticas públicas
![Page 5: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/5.jpg)
OBJETIVO GENERAL
Analizar, en forma preliminar, la factibilidad técnico-económica de utilizar generadores eléctricos basados en energía eólica, para la operación de sistemas de riego tecnificado, evaluando sus costos.
![Page 6: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/6.jpg)
Desarrollo de una plataforma computacional
Identificar factores trascendentalespara la elaboración de futuros estudios
0 5 10 15 20-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
Eólico (C)
Eólico (B)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1.
000
Variación de Inversión
Prueba de la herramienta que permita concluir respecto a la factibilidad.
![Page 7: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/7.jpg)
Caracterización
Sistema de Riego Sistema de Generación
Demanda Oferta
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Generador Regulador de carga
InversorBanco de Baterías
• Almacena energía de forma eléctrica.
• Se transforma corriente continua a corriente alterna.
• Elementos de control y regulación castigan la eficiencia.
SISTEMA DE GENERACIÓN (OFERTA)
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Whisper 500
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000 Potencia Generada [W]
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 Velocidad Viento [m/s]Faro Carranza02-12-2006
OFERTA
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SISTEMAS DE RIEGO (DEMANDA)
B B
Captación Subterránea Bomba Estanque
Superficial Bomba Equipo de riego
1
B
Captación Subterránea Bomba Equipo de
riego
B
EstanqueSuperficial Bomba Equipo
de riegoCaptación Superficial
2
3
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DEMANDA
Hg
B
Hs
Hf,Hv
HT
Q[m3/s]
H[m] = Hg + Hf + Hv + Hs + HT
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
![Page 12: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/12.jpg)
SISTEMAS DE RIEGO
• Disponibilidad absoluta del recurso hídrico en la fuente.
• Demanda del cultivo tiene variación mensual.
• Único punto de operación dentro del mes para las bombas
• Selección de bomba para caudal máximo
NOV DIC ENE FEB
Q
H
QQmes
Hmes
![Page 13: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/13.jpg)
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000OfertaPOTENCIA [W]
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000DemandaPOTENCIA [W]
Factibilidad Energética Factibilidad Económica
VAN - TIR
![Page 14: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/14.jpg)
Entrada del Usuario•Variables Hidráulicas
•Variables Meteorológicas
•Variables Económicas
Base de datos
•Curva de generación
•Costos de inversión
•Marginalidad de los cultivos
Simulación
•Cálculo de energía generada y consumida
•Factibilidad Energética
Evaluación Económica
•Flujo de Caja
•VAN – TIR
•Factibilidad Económica
PLATAFORMACOMPUTACIONAL
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PGENERADA PDEMANDADA∆E
∆t
SIMULACIÓNDIC ENE
día 1 día N∆t Tan pequeño como el intervalo del registro meteorológico
QE QS
∆V
![Page 16: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/16.jpg)
Seguridad de Riego (SR): % mínimo de agua entregado al final del día.
Día de Falla: Día donde no se pudo entregar el mínimo de agua requerido (SR).
• Potencia Insuficiente
• Volumen de agua insuficiente (caso con estanque y captación subterránea)
Falla Continua (Ej: 10 días)
Falla Total (Ej: 25 días)
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![Page 18: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/18.jpg)
SIMULACIÓN
B
vi PGENERADAi
PGENERADAi
PCONSi
∆P
E. Generadai
E. Consumidai
E. No usadai
Agua Entregadai
Para todos los intervalos(i) del día
Final del Día
E. GeneradaE. ConsumidaE. No usadaAgua Entregada
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![Page 20: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/20.jpg)
EVALUACIÓN ECONÓMICA
• Evaluación considera marginalidad de los cultivos [± $/ha/año].
• Considera superficie plantada.
• Se seleccionan opciones factibles de la simulación.
• Comparación con Generador Diesel y Red Eléctrica
![Page 21: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/21.jpg)
Definición de parámetros de entrada
CálculoFlujo de Caja
Valor ActualVANTIR
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![Page 23: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/23.jpg)
PRUEBAPLATAFORMA
Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 4Superficie [ha] 1 5 10 20Caudal Máx. [m3/hr] 3,6 18,0 36,0 72,0H [m] 20 23 26 30Potencia [KW] 0,3 1,5 3,3 8,7
![Page 24: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/24.jpg)
CONSIDERACIONESFallas Totales: 15 días
Fallas Continuas: 8 días
Periodo de simulación: Noviembre a Febrero.
Estación empleada: Faro Carranza
Tasa descuento: 12%
Periodo de Evaluación: 15 años.
Valor del Diesel: 1000 [$/l]
Tarifa Eléctrica BT1: 172 [$/KWh]
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1 5 10 20 1 5 10 20
Red Eléc-trica
5489 47014 98495 197110
Eólico -13061 -23072 -11436 96042
Diesel 1483 21063 42645 47620
En. Cons [KWh]
758 3,349 6,875 17,869
-$ 25,000
$ 25,000
$ 75,000
$ 125,000
$ 175,000
758 3,349 6,875 17,869
VAN
[x$1
.000
] Energía Consumida [KWh]
Superficie [ha]
![Page 26: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/26.jpg)
1 5 10 200%
20%
40%
60%
80%
100%
28% 22% 21% 23%
Energía Consumida Energía Generada
Superficie [ha]
![Page 27: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/27.jpg)
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD
![Page 28: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/28.jpg)
0 5 10 15 20-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
Eólico (C)
Eólico (B)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
(B) Inversión de aerogeneradores aumenta 50%(C) Inversión de aerogeneradores disminuye 50%
Variación en inversión de aerogeneradores
![Page 29: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/29.jpg)
(D) Ingresos aumentan 25%(E) Ingresos disminuyen 25%
Variación en Ingresos
0 5 10 15 20 25-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
$ 300,000
$ 350,000
Eólico (D)
R. Eléc. (D)
Diesel (D)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
0 5 10 15 20 25-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
$ 300,000
$ 350,000
Eólico E
R. Eléc. (E)
Diesel (E)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
![Page 30: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/30.jpg)
(F) Subsidio Estatal de un 75%
Subsidio Estatal
0 5 10 15 20 25-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000Eólico (F)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
![Page 31: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/31.jpg)
(G) Aumenta el costo de energía convencional un 50%(H) Disminuye el costo de convencional energía un 50%
Variación Costos de Energía Convencional
0 5 10 15 20 25-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
R. Eléc. (G)
Diesel (G)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
0 5 10 15 20 25-$ 100,000
-$ 50,000
$ 0
$ 50,000
$ 100,000
$ 150,000
$ 200,000
$ 250,000
R. Eléc. (H)
Diesel (H)
R. Eléc. (A Base)
Diesel (A Base)
Eólico (A Base)
Superficie [ha]
VAN
x$1
.000
![Page 32: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/32.jpg)
CONCLUSIONES
Mayor seguridad energética implica mayor inversión
Aerogeneradores aumentan su rentabilidad a mayor superficie plantada.
Conexión a la red eléctrica siempre es más rentable.
PRUEBA DE LA HERRAMIENTA
![Page 33: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/33.jpg)
CONCLUSIONES
Rentabilidad del generador diesel es la más sensible a cambios económicos.
Sólo se aprovecha un 20% de la energía generada.
Mecanismos de incentivo estatales son indispensable(subsidios, beneficios tributarios)
PRUEBA DE LA HERRAMIENTA
![Page 34: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/34.jpg)
CONCLUSIONES
En zonas extremas los aerogeneradores se hacen más atractivos.
Accesibilidad a registros meteorológicos dificulta la evaluación de proyectos.
Variabilidad temporal del viento es uno de los factores más influyentes.
GENERALES
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000POTENCIA [W]
![Page 35: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/35.jpg)
CONCLUSIONES
Alta inversión inicial se compensa con los nulos costos de operación.
Externalidades Positivas.
GENERALES
![Page 36: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/36.jpg)
CONCLUSIONES
Se cuenta con una plataforma de apoyo para evaluación de proyectos eólicos.
Se identificaron los mayores beneficios, dificultades, variables trascendentales y otros alcances, para futuros términos de referencia de estudios.
GENERALES
![Page 37: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/37.jpg)
TRABAJO PROPUESTO
Agregar simulación solar
Modelo de optimización:
• Incluya diversas fuentes de energía
• Permita definir la operación de las bombas
• Maximice el uso de energía generada
• Maximice la rentabilidad del proyecto
![Page 38: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/38.jpg)
Referencias
• INE. (2007). Censo Agropecuario. Instituto Nacional de Estadísticas, Chile.
• B. Central (2010). Base de datos estadística
![Page 39: Presentación Examen de Título](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022051413/557bc85fd8b42a8a1d8b4a11/html5/thumbnails/39.jpg)
?