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Energías renovables, una opción ideal para zonas no interconectarlas - El caso micro-red de Huatacondo, un ejemplo a
seguir
Guillermo Jiménez-Estévez
Centro de Energía - FCFM
Universidad de Chile
Medellín, Mayo de 2017
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Introducción: cobertura
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0,0
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20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Electrificación (%) Población sin electricidad (millones)
Cobertura de energía eléctrica en Latinoamerica
Colombia Cobertura: 96,9%
Cabecera M: 99,7%Resto: 87, 83 %
Fuente: UPME
Fuente: BID
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Introducción: localidades aisladas
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Introducción: necesidad
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CONVERSIÓN
TECNOLOGÍA
USO FINAL
Químicaverde
Fotosíntesis Intercambiador de calor
EfectoFotoeléctrico
Concentración Evaporación Diferenciade presión
Secador de
vegetales
Colector solar
térmico
Estanque de
almacena-miento
Cocinahorno solar
Batería Panelfotovoltaico
Torresolar
Planta cilindro
parabólica
Motor Stirling
Central hidráulica
Central eólica
CombustiblesSintéticos
Agua Invernadero Arquitectura Luz Frío Consumoseléctricos
ACSBiomasaalimentos
Introducción: fuentes de energía
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Introducción: visión
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METODOLOGÍA
CO-CONSTRUCCIÓN
DESAFÍO OBJETIVO
¿Cómo desarrollar proyectos energéticos que potencien el uso de energías renovables y que permitan mejorar las condiciones de vida de una comunidad de forma perdurable en el tiempo?
A través del desarrollo de soluciones energéticas donde las comunidades se apropien de las tecnologías y se logre establecer sistemas socio-técnicos resilientes, en el marcode transiciones energéticas exitosas.
Marco metodológico
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METODOLOGÍA
CO-CONSTRUCCIÓN / ETAPAS
• Definir el alcance de la CO-CONSTRUCCIÓN
• Formar un EQUIPO TRANSDISCIPLINARIO
• PROMOVER EL CONOCIMIENTO del proyecto y de la co-construcción
• Diagnóstico PARTICIPATIVO
• Generar condiciones para enfrentar los desafíos de una TRANSICIÓN ENERGÉTICA
DIAGNÓSTICO SOCIO-TÉCNICO Y FORMACIÓN DE EQUIPO
• Generar condiciones para que la comunidad PARTICIPE INFORMADAMENTE en las decisiones
• Identificar ESCENARIOS DESEADOS
• DEFINIR LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y DE GESTIÓN (negocio) de la solución energética
• Planificar la ESTRATEGIA DE SUSTENTABILIDAD del proyecto
• Planificar el PROCESO DE IMPLEMENTACIÓN
DISEÑO DE SISTEMA SOCIO-TÉCNICO Y PLAN DE SUSTENTABILIDAD
Marco metodológico
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• Implementación del proyecto con participación ACTIVA DE LA COMUNIDAD
• Registro de las PRIMERAS IMPRESIONESdurante la puesta en marcha
• Desarrollo de CAPACIDADES TÉCNICAS Y ORGANIZACIONALES para la gestión de la solución energética
IMPLEMENTACIÓN Y PUESTA EN MARCHA
• Seguimiento de la OPERACIÓN
• Evaluar el proyecto SEGÚN INDICADORES
• Desarrollar estrategias para ENFRENTAR LAS DEBILIDADES
• DIFUSIÓN DEL PROYECTO
OPERACIÓN, EVALUACIÓN Y DIFUSIÓN
METODOLOGÍA
CO-CONSTRUCCIÓN / ETAPAS
Marco metodológico
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BENEFICIOS
CREACIÓN DE OPORTUNIDADES
Aporte a lacalidad de vida
Mejora eninfraestructura
Apoyo a laeconomía local
Marco metodológico
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Etapa 1
•DIAGNÓSTICO SOCIO TÉCNICO Y FORMACIÓN DE EQUIPO
Etapa 2
•DISEÑO DE SISTEMA SOCIO TÉCNICO Y PLAN DE SUSTENTABILIDAD
Etapa 3
• IMPLEMENTACIÓN Y PUESTA EN MARCHA
Etapa 4
•OPERACIÓN, EVALUACIÓN Y DIFUSIÓN
Huatacondo
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Huatacondo: diagnóstico socio técnico y formación de equipo (Etapa 1)
• Características de Base (Año 2010)
– Existencia tendido eléctrico de distribución. Suministro de electricidad desde un Grupo Electrógeno Luminaria pública encendida sin sensores de luz.
– Bomba de cloración fuera de operación.
– Bomba de agua, trifásica, alimentada con sistema solar deficiente.
– Suministro limitado de electricidad (10 horas).
• Caracterización de la población– Aproximadamente 80 habitantes (450 para fiesta de la Virgen - Agosto).– Actividad agrícola-ganadera menor.– Se presenta un uso desmedido del agua.– Baja conciencia de eficiencia energética.– Cargo fijo por los servicios básicos.– Disposición a participar en proyecto de electrificación.– Disposición a regular el consumo a cambio de suministro ininterrumpido.
• Recursos renovables explotables – Solar– Eólico– Biomasa (potencial)
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
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Formación de equipo Diagnóstico/información Capacitación y discusiónpreliminar de alternativas
Discusión de alternativas:Cartografía partcipativa
Presentación y discusiónde resultados
Capacitación:Modelos funcionales a escala,
maquetas
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: diagnóstico socio técnico y formación de equipo (Etapa 1)
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Costo de tecnologías
PV 23 kW
Almacenamiento140 kWh
Diesel120 kVA
Eólico3 kW
Metodología de diseño
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: diseño sistema socio técnico y plan de sustentabilidad (Etapa 2)
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Load
30 Casas
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: diseño sistema socio técnico y plan de sustentabilidad (Etapa 2)
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Directorio ESUSCON
Equipo técnico ESUSCON
Asamblea de TitularesESUSCON
Titular residente
Titular PYME
Titular transitorio
Operador 1 Operador 2
Medición de consumos
Presidente(a)Secretario
(a)
Tesorero(a)
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: diseño sistema socio técnico y plan de sustentabilidad (Etapa 2)
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Operador
Nov 2009 - Comienzo
Sep 2010 - Inauguración
2011 - 2015 - O&M
Huatacondo Comunidad aislada - 30 familias
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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20
22.68 kW instalados
84 paneles
168 m2 de paneles
Seguimiento en 1 eje
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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• 3 kW
• 12m altura
• 8 m/s promedio
• Protección Cóndor
21
40[kW] & C10 = 197[Ah] @ 20[°C] BESS
(prototype design)Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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OFFON ON
Generador
SOC
100% 20%Descarga
80% 50%DescargaCarga Carga
Batería
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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• 2 actuadores lineales
• Sin sensores
• Control centralizado
• Señal de posición
• Sistema de protección
• Integración a EMS
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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Micro-former
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: implementación y puesta en marcha (Etapa 3)
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• Indicadores de sustentabilidad
• Cuotas / pagos !
• Operación y mantenimiento
• Estructura de gestión local
• Canales de comunicación
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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Director UCh- Patricio Mendoza
Presidente comité de luz- Arturo
Albornoz
Operador- Juan Hidalgo
Secretaria- Jani
Equipo técnico UCh-Ignacio PolancoFernando Lanas
Rene Rosati
Comunicación directa entre el
director del proyecto UCh y el
presidente del comité de luz.
Notificando a Collahuasi de
fallas y avances.
- Presidente transmite
la información a
Operador del sistema.
- Operario notifica de
fallas o actualiza de
estado del sistema a
presidente.
- Presidente
transmite la
información a
Secretaria del
comité.
- Secretaria
informa de
inquietudes de la
comunidad a
presidente
- Secretaria transmite la
información a la Junta de
Vecinos y comunidad Quechua.
- A su vez, las inquietudes de la
Comunidad son canalizadas por
la secretaria de la comunidad
Junta de vecinos-Comunidad Quechua
- Operario notifica
estado del
sistema.
- Equipo técnico
Uch da
instrucciones de
operación.
Collahuasi
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Huatacondo: operación, evaluación y difusión (Etapa 4)
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OBJETIVO DEL PROYECTO
Creación de capital humano que permita eldesarrollo sustentable en comunidadesurbanas y rurales de la región de Arica yParinacota a través del uso de energía solar.
Región de ARICA Y PARINACOTA
Ayllu Solar
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Comuna de General Lagos:
VISVIRI
Energía solar para un centro de acopio y procesamiento de fibra de camélidos
y sistema de esquila móvil.
Ayllu Solar
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FV FV
Banco Baterías G. DiéselACS
Cargador
Vehículos eléctricoscon esquiladora móvil
Suministroeléctrico
CENTRO PROCESAMIENTO Vehículos eléctricoscon esquiladora móvil
Producto final Peinado de fibra Cardado Lavado y secado Acopio
Tranque de evaporación
Ayllu Solar
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Ausencia de desarrollo
de capital humano
Social
AmbientalTécnico/
Económico
Fauna
Despacho+reserva=
f(incertidumbre)
Organización local
Control V & F
Tradición cultural
Uso de
suelo
Otros impactos
(visual, ruido,
emisiones)
Tecnologías existentes
Esquemas de
protección
Característica
“Plug & Play”
Infraestructura
comunicaciones
Escasez
aguaResiliencia
Condiciones
locales
(clima)
Dispersión
Actores externosMigración
Desafíos
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DESCUBRIENDO OPORTUNIDADES
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Comuna de
CAMARONESCultivo de camarón de río a través
del uso intensivo de la energía solar en su producción
Ayllu Solar
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Planta tratamientosolar de agua TSA (THC)
Flujo de energía
Flujo de agua
Flujo de productos
FV
Captación de aguaRío Camarones
Estanques agua
Estanques camaronesSistema
recirculación acuícola
AlmacenamientoY distribución
Piscina deevaporación/secado
Pretratamiento Aguacruda
Sistemafiltración rápida
Acondicionamientoquímico
Aguaproducto
Agua dedesecho
Ayllu Solar