CE-FCFMCentro de Energía

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM)Universidad de Chile

Dr. Luis Vargas Díaz

Departamento de Ingeniería Eléctrica

DirectorioCE-FCFM

Centro de ModelamientoMatemático

Departamento de Ing. Eléctrica

Inst. Sistemas Complejos de Ingeniería

DecanatFCFM

Equipo de Gestión y Desarrollo

Comité asesorEstratégico

(nacional, internacional)

Apoyo especializado(académicos,

profesionales)

Estructura del CE-FCFM

Representante de la Industria

Contribuir al ámbito energético, desarrollando e introduciendo

soluciones tecnológicas novedosas y de calidad, relevantes para el desarrollo nacional y competitivas internacionalmente.

Encauzar el potencial de la FCFM en investigación, innovación y

desarrollo hacia asociaciones productivas con la industria y colaboraciones académicas estratégicas.

Misión

Credibilidad, confiabilidad e idoneidad como base para

constituirse en el referente regional, con la energía como eje inspirador de la innovación tecnológica.

Emprendimientos como base para agregar valor a la cadena de

oportunidades que transforma el conocimiento en empresas y negociosde impacto económico y social.

Visión

60 investigadoresen temas

relacionados con energía

CIEMAT,

ETSAM, IIT

Madrid

P. Valencia

U. Dortmund

INESC Porto

T.U. Berlin

U. Liege

U. Atenas

U. Waterloo

U. Washington

Purdue U.

M. Energéticos

U. San Juan

IEEE, IEE,

CIGRE,

ELSEVIER

APERC

U. Yale

U. EdinburghU. Michigan

P.U. Católica

U. Illinois

Ohio State U.

U. Tokio

NTT

U. Southern Cal.

U. C. Berkeley U. Leuven

RPI

U ToulouseGeorgia Tech

U. Auckland

Sydney

EPF, Suiza

U Nacional de San Juan,

U. Nacional Tucuman,

U. Nacional Corrientes,

LEA, UN Rosario

U. Lille

Latu

Joensuu, AAU

U. Wageningen

Upssala

Imperial College

Red de Cooperación de la Universidad de Chile

U. Keio

U. Missouri

Organigrama y equipo de trabajo

Prof. Rodrigo Palma Behnke, Director.

Ing. MSc. Guillermo Jiménez Estévez.

Ing. MSc. Rigoberto Torres Ávila.

Ing. Claudio Vergara Ramírez.

A este equipo se suma la participación inicial de 15 especialistas,

los que han manifestado su interés en integrarse activamente a las

actividades del CE-FCFM en torno proyectos específicos.

Asimismo, en las actividades se integran alumnos de pregrado (10),

magíster (5), doctorado (3).

Equipo de Gestión y Desarrollo

Lineamientos centrales de la forma de trabajo

1. Horizonte inicial de planificación de 2 años.

2. Trabajo estrecho con académicos y departamentos al interior de la FCFM con el fin de articular iniciativas conjuntas.

3. Fomento de cooperaciones estratégicas.

4. No reemplaza otras iniciativas existentes.

5. Concreción de proyectos específicos con objetivos concretos (productos), montos y plazos generación de credibilidad.

6. Reporte de resultados en forma de actividades y publicaciones .

~=

~~

Nivel

Conceptual

Teórico

Desarrollos

Intermedios

Innovación

Tecnológica

8

¿Cómo abastecer de electricidad un consumo o conjunto de consumos?

Conexión a la red existente

Sistema aislado

Sin generación distribuida

Congeneración

distribuida (GD)

Generación local única

Múltiples fuentes de generación

GD única

Múltiples fuentes GD

Alternativas de conexión2. Redes Inteligentes, Contexto

Sistema conectado

¿Cómo abastecer de electricidad un consumo o conjunto de consumos?

Conexión a la red existente

Sistema aislado

Sin generación distribuida

Congeneración

distribuida (GD)

Generación local única

Múltiples fuentes de generación

GD única

Múltiples fuentes GD

Sistema aislado / elec. rural

Red eléctrica SIC

2. Redes Inteligentes, Contexto

Sistema conectado sin GD

¿Cómo abastecer de electricidad un consumo o conjunto de consumos?

Conexión a la red existente

Sistema aislado

Sin generación distribuida

Congeneración

distribuida (GD)

Generación local única

Múltiples fuentes de generación

GD única

Múltiples fuentes GD

Red eléctrica

SIC

Sistema conectado con GD

Sistema híbrido, microred,

generador virtual

2. Redes Inteligentes, Contexto

(ER) Tecnologías de Energías Renovables: basadas en recursos energéticos

renovables, como energía eólica y solar.

(GL) Generación local basada en Microturbinas o Celdas de Combustible,

el calor y la electricidad son consumidas en el mismo lugar.

(DR) Dispositivos de respaldo para suministro

de punta: generadores de emergencia,

generadores locales.

(CHP) Cogeneración: Aprovechamiento

del calor en plantas o procesos

industriales o de servicios para generar

energía eléctrica.

Aplicaciones en generación2. Redes Inteligentes, Contexto

(GD) Generación distribuida: Generación de electricidad con unidades

de pequeña escala ubicadas en la cercanía de los consumos o

conectadas directamente al sistema de distribución.

Sistema aislado / G. local única

¿Cómo abastecer de electricidad un consumo o conjunto de consumos?

Conexión a la red existente

Sistema aislado

Sin generación distribuida

Congeneración

distribuida (GD)

Generación local única

Múltiples fuentes de generación

GD única

Múltiples fuentes GD

Sistema aislado

múltiples fuentes de generación

Sistema híbrido

2. Redes Inteligentes, Contexto

Sistemas aislados híbridosUn sistema híbrido es un sistema que

combina dos o más fuentes de energía

con el fin de poder abastecer en forma

controlada consumos eléctricos.

Ejemplo de sistemas: Sistema Híbrido

Diesel-Eólico, Sistema híbrido Eólico-

Fotovoltaico, Sistema híbrido Eólico-

Fotovoltaico-Hidráulico.

Concepto puede extenderse a

satisfacer requerimientos de calor,

agua, etc.

Fuente: Departamento de Energía , EEUU

2. Redes Inteligentes, Contexto

PowerQuality

StorageIndustry

Solar

Household

Fuel Cell

Wind

Combinedcycle plant

Storage

0,4 kV

10/20 kV

110 kV

Metering

- Visión futura de los sistemas eléctricos de potencia.- Situación actual en Chile: generación distribuida es excepción, gran potencial, necesidad de

seguridad energética, necesidad de innovar.

Ref: Handschin, UNIDO, KEMA Consulting.

2. Redes Inteligentes, Contexto

2. Redes Inteligentes, Contexto

Ref: Handschin, UNIDO, KEMA Consulting.

- Visión futura de los sistemas eléctricos de potencia.- Situación actual en Chile: generación distribuida es excepción, gran potencial, necesidad de

seguridad energética, necesidad de innovar.

Areas temáticas Preferentes en Etapa Inicial

1. Sistemas para redes inteligentes en la forma de

generadores virtuales y unidades de generación distribuida

(microhidráulica, solar, geotérmica de baja temperatura).

2. Soluciones tecnológicas asociadas al desarrollo de

vehículos eléctricos y sistemas de acumulación.

3. Herramientas de apoyo a la toma de decisiones para la

operación, planificación, monitoreo y control de sistemas

de energía.

Areas temáticas Preferentes en Etapa Inicial

1. Sistemas para redes inteligentes en la forma de

generadores virtuales y unidades de generación distribuida

(microhidráulica, solar, geotérmica de baja temperatura).

2. Soluciones tecnológicas asociadas al desarrollo de

vehículos eléctricos.

3. Herramientas de apoyo a la toma de decisiones para la

operación, planificación, monitoreo y control de sistemas

de energía.

El Generador Virtual (GeVi) como

Alternativa de Suministro Eléctrico

Equipo de Desarrollo

Dr. Rodrigo Palma B.

Dr. Francisco Gracia

Ing. Patricio Mendoza A.

Ing. Claudio Vergara R.

MSc. Guillermo Jiménez

Alumnos de Pregrado / Postgrado

Académicos

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Centro de Modelamiento Matemático

Instituto Milenio de Sistemas Complejos de Ingeniería

(DIE, Universidad de Chile)

(DIQ, Universidad de Chile)

(DIE, Universidad de Chile)

(Universidad de Chile)

(Universidad de Chile)

agosto de 2010 19

Definiciones

•GeVi: Grupo de generadores

distribuidos (GD) operando

bajo un esquema de

coordinación común.

• GD: Generación de

electricidad con unidades de

pequeña escala ubicadas en

la cercanía de los consumos.

Ventajas

• Operación coordinada

permite entregar

funcionalidades adicionales.

PowerQuality

StorageIndustry

Solar

Household

Fuel Cell

Wind

Combinedcycle plant

Storage

0,4 kV

10/20 kV

110 kV

Metering

GeneradorConvencional

GeneradorEólico

Cargas

PanelesSolares

Referencia

Generación

Generación

Consumo

Generación

BaseDatos

UnidadControl

Moni-toreo

Manejo

Tendencias

agosto de 2010

20

Sistema interconectado

Red de Dx

Tendido eléctrico corto

(r ≈ x)

Trafo bajada (tap)

Equipo de compensa-ción (L , C,

“P”)

Consumo “baja”

potencia (domicilio, industria)

Trafo Booster

Generación distribuida (renovable,

diesel)

Acumuladores (baterías, embalses)

Elementos de

protección

Areas de trabajo temas eléctricos

agosto de 2010

Visión

FALLAOPERACIÓN

ENISLA

DESCONEXIÓNRECONEXIÓN

N

S

380 V

PanelesSolares

RedExterna

Puesto de Trabajo

Control y

MonitoreoAdquisición

de datos Modelo de

LT

Entrada

Gen. BencinaEq. Biomasa

Laboratorio Iniciativa

GeVi (Generador Virtual)

Modelo de

LTUnidadMicro-

hidráulica

Visión

Lüfke, Conversión auto eléctrico Dodge 1500, 1976

2004

Cuetazo RC, alumnos FCFM

Fórmula-i, 2005

Aero 10, alumnos FCFM

Fórmula-i, 2006

EOLIAN, Alumnos Universidad de Chile, 2007

Hiroshi Shimizu, ProfessorKeio University

CE-FCFMCentro de Energía

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM)Universidad de Chile