Efectos de la configuración de sistemas de generación eléctrica híbridos off-grid, en la disponibilidad, seguridad y estabilidad de suministro eléctrico en plantas desalinizadoras con tecnología de nanofiltración

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dc.contributor.advisorBórquez Yáñez, Rodrigoes
dc.contributor.authorGutiérrez Alzamora, Joaquín Arturoes
dc.date.accessioned2025-10-06T18:32:46Z
dc.date.available2025-10-06T18:32:46Z
dc.date.issued2025
dc.descriptionTesis presentada para optar al grado académico de Doctor en Recursos Hídricos y Energía para la Agriculturaes
dc.description.abstractEsta tesis analiza el impacto técnico y económico de distintas configuraciones de sistemas híbridos off-grid sobre el costo de producción de agua en plantas desalinizadoras de pequeña escala con tecnología de nanofiltración (NF). El caso de estudio corresponde a la planta de la Universidad de Concepción, ubicada en Cobquecura, Región de Ñuble. Se evaluaron tres escenarios: (1) la configuración base con baterías de plomo-ácido, (2) la sustitución directa por baterías de ionlitio, y (3) un rediseño integral del sistema, que optimiza la capacidad fotovoltaica, el almacenamiento energético y el perfil de operación. La metodología combina simulaciones energéticas en HOMER Pro con estimaciones del Costo del Ciclo de Vida (LCC) y análisis de sensibilidad ante distintas condiciones técnicas y económicas. Los principales indicadores incluyen el Costo Nivelado del Agua (LCOW), el Costo Nivelado de la Energía (LCOE), y los costos de inversión, operación y reposición (CAPEX y OPEX). El rediseño permitió aumentar la fracción renovable del 70 % al 97 % y reducir el consumo de diésel en un 83 %. En el Escenario 3A, el LCOW disminuyó de 3,75 a 1,70 USD/m³, equivalente a una reducción del 54 % respecto al caso base, gracias a un ajuste en el perfil de operación coherente con el redimensionamiento. Este estudio aporta evidencia empírica sobre estrategias de diseño energético eficientes y económicamente viables para plantas desalinizadoras autónomas en contextos rurales aislados. Además, propone un enfoque metodológico replicable, basado en análisis sistémico, simulación energética y evaluación económica, aplicable al desarrollo de soluciones sostenibles frente a la escasez hídrica.es
dc.description.abstractThis thesis analyzes the technical and economic impact of different off-grid hybrid system configurations on the water production cost in small-scale desalination plants using nanofiltration (NF) technology. The case study is based on the desalination plant of the University of Concepción, located in Cobquecura, Ñuble Region. Three scenarios were evaluated: (1) the baseline configuration with leadacid batteries, (2) direct replacement with lithium-ion batteries, and (3) a complete system redesign optimizing photovoltaic capacity, energy storage, and operational profile. The methodology combines energy simulations using HOMER Pro with Life Cycle Cost (LCC) estimations and sensitivity analyses under varying technical and economic conditions. Key indicators include the Levelized Cost of Water (LCOW), the Levelized Cost of Energy (LCOE), and investment, operation, and replacement costs (CAPEX and OPEX). The redesign increased the renewable energy fraction from 70% to 97% and reduced diesel consumption by 83%. In Scenario 3A, the LCOW decreased from 3.75 to 1.70 USD/m³, representing a 54% reduction compared to the baseline, achieved through an operational profile adjustment aligned with the new system configuration. This study provides empirical evidence on efficient and economically viable energy design strategies for autonomous desalination plants in remote rural contexts. Furthermore, it proposes a replicable methodological approach based on system analysis, energy simulation, and economic evaluation, applicable to the development of sustainable solutions to water scarcity.en
dc.description.campusChillánes
dc.description.departamentoDepartamento de Mecanización y Energíaes
dc.description.facultadFacultad de Ingeniería Agrícolaes
dc.identifier.urihttps://repositorio.udec.cl/handle/11594/13186
dc.language.isoeses
dc.publisherUniversidad de Concepciónes
dc.rightsCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectDesalinización del aguaes
dc.subjectPaneles fotovoltaicoses
dc.subjectGeneradores eléctricoses
dc.subject.odsENERGÍA asequible y sosteniblees
dc.subject.odsTRABAJO decente y crecimiento económicoes
dc.titleEfectos de la configuración de sistemas de generación eléctrica híbridos off-grid, en la disponibilidad, seguridad y estabilidad de suministro eléctrico en plantas desalinizadoras con tecnología de nanofiltraciónes
dc.typeThesisen

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GUTIERREZ (2024) EFECTOS DE LA CONFIGURACIÓN DE SISTEMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA HÍBRIDOS OFF-GRID.pdf
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