Aislamiento y optimización energética híbrida insular en Chile: una propuesta para la sustentabilidad energética insular.
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Date
2021
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
En el presente trabajo se evalúa la idoneidad de sistemas híbridos de generación eléctrica, con
enfoque particular en islas, tanto del mundo como de Chile, y la posibilidad de cuantificar el
nivel de aislamiento energético de estas unidades a partir del diseño de un índice de aislamiento
energético insular. El trabajo se divide en 3 partes: (1) Se realiza una revisión bibliográfica de
la experiencia en optimización de sistemas híbridos en islas alrededor del mundo; (2) Se
identifican características que convierten a las islas en unidades geográficas especiales desde
el punto de vista energético; (3) Se plantea la construcción de un índice que refleje las
condiciones de aislamiento energético a las que se ven sometidas las comunidades insulares.
Para abordar el punto (1) se realizó una extensa revisión bibliográfica en revistas indexadas,
que incluyeran un proceso de optimización de sistemas híbridos (o Hybrid Renewable Energy
System, por sus siglas en inglés). La muestra consideró un total de 73 islas, distribuidas por
todo el mundo, incluyendo pequeñas comunidades insulares (como Mykines y Eigg), así como
islas con alto grado de desarrollo y población (como Canarias o Hainan). El trabajo permitió
recolectar información relacionada con: aspectos demográficos y geográficos de las islas, nivel
de demanda eléctrica y metodologías de obtención de perfiles de carga, metodologías de
evaluación del potencial energético renovable, objetivos de optimización, metodologías y
herramientas de optimización, mix de generación y almacenamiento de energía. En el trabajo
se discuten elementos comunes en los procesos de optimización, así como los principales
desafíos de su diseño. Además, se identificó de manera preliminar una relación de potencia,
con exponente superior a 1 entre las variables de población y consumo eléctrico, elemento que
fue analizado en la segunda parte de esta tesis.
Para el punto (2) se sugirió una ley de potencia entre las variables de población y consumo
eléctrico anual para islas. En este caso, se escogió una muestra de 51 islas distribuidas por
todo el mundo, pero que cumplieran con criterios que aseguraran su aislamiento. El resultado
demostró que el consumo energético seguía una relación de potencia con exponente 1.12 y un
coeficiente de determinación 𝑅
2 = 0.91. La relación demostró ser significativa
estadísticamente, mientras que las variables se distribuyen de manera normal. Los resultados
fueron comparados con los obtenidos para otras entidades geográficas, en particular, países y
pequeños estados insulares en desarrollo (SIDS), verificándose una diferencia significativa
para ambos casos. Se hipotetizó tanto en los alcances de este resultado, como las posibles
explicaciones de la diferencia entre las distintas entidades geográficas. Algunas posibilidades
serían: ineficiencias en el transporte de la electricidad, existencia de deseconomías de escala,
la distribución espacial de los asentamientos insulares y finalmente el efecto que aspectos
políticos pudiesen tener en el consumo eléctrico.
Finalmente, para abordar (3) se planteó el diseño de un indicador compuesto, al que se llamó
Índice de Aislamiento Energético Insular” y que permite evaluar “La carencia en el acceso a un
conjunto de fuentes y/o servicios energéticos, propiciado por las condiciones territoriales
inherentes de una isla”. Se identificaron 4 dimensiones para abordar esta problemática, a partir
de las cuales se definieron 8 indicadores. El índice se sometió a un análisis de incerteza y
sensibilidad para evaluar la robustez del mismo y finalmente ser aplicado a una muestra de 58
islas chilenas con asentamientos permanentes.
Description
para optar al grado de Doctor en Energías.
Keywords
Islas, Consumo de Energía, Energía Eléctrica, Consumo de Energía Eléctrica, Sustentabilidad, Seguridad Energética, Energía Asequible y No Contaminante