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Investigación

Metodología para el diseño de sistemas de electrificación autónomos para comunidades rurales

Autor: Bruno Domènech Léga. Junio 2013
Directores: Laia Ferrer Martí y Rafael Pastor Moreno
Departamento: Organización de Empresas
Fecha de la defensa: 20 de junio de 2013

Investigación financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, proyecto ENE2010-15509, cofinanciado por FEDER, por el Centro de Cooperación al Desarrollo de la Universitat Politècnica de Catalunya y por la Agència Catalana de Cooperació al Desenvolupament.

Resumen:

Los sistemas de electrificación autónomos basados en el uso de energías renovables son adecuados para electrificar comunidades rurales aisladas. Para su diseño existen herramientas de apoyo a la toma de decisiones, pero no abarcan algunas consideraciones técnicas y sociales, y/o no entran en el detalle específico del proyecto. En este contexto, el objetivo de esta tesis doctoral es desarrollar una metodología para ayudar en el diseño de sistemas de electrificación autónomos basados en las energías eólica y solar, que sea adecuada a las características económicas, técnicas y sociales de comunidades rurales de países en desarrollo, y que considere la opinión de todos los actores involucrados en el proyecto.

La metodología de diseño propuesta se divide en 3 etapas principales:

  • La primera etapa consiste en realizar evaluaciones iniciales (socioeconómica, energética y técnica) para recopilar la información característica de la comunidad a electrificar.

  • La segunda etapa es el propio proceso de diseño en sí y se divide en 3 niveles de decisión, ordenados en función de la importancia de las decisiones a tomar. En concreto se estudia la influencia sobre el coste de modificaciones en la demanda (nivel 1), la gestión del sistema (nivel 2) y la seguridad del suministro (nivel 3). Cada nivel de decisión se estructura en 2 pasos: primero se generan diversas alternativas de electrificación con un modelo de programación lineal, incluyendo consideraciones técnicas y sociales; y segundo se selecciona la alternativa más adecuada en función de criterios económicos, técnicos y sociales, mediante la técnica multicriterio de la programación compromiso.

  • La tercera etapa, opcional, permite intentar mejorar el coste de la solución obtenida, manteniendo las decisiones previamente tomadas.

Para la validación de este trabajo de investigación, dos expertos en el campo de la electrificación rural han actuado como hipotéticos usuarios de la metodología de diseño, y han realizado todo el proceso para las comunidades reales de El Alumbre y Alto Perú, ambas en Cajamarca (Perú). Se valida, de esta forma, que la metodología propuesta es adecuada para diseñar sistemas de electrificación autónomos. En concreto, permite personalizar la toma de decisiones de forma clara y estructurada, evaluando una gran cantidad de alternativas de electrificación y obteniendo unos resultados que concuerdan con las preferencias del usuario.