Maestría en Ingeniería - Sistemas Energéticos

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Viabilidad de las comunidades energéticas en el sistema interconectado nacional de Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03) Osorio Uribe, Dayana; Franco Cardona, Carlos Jaime
Este Trabajo Final se centra en estudiar la implementación de comunidades energéticas en Colombia, abordando aspectos regulatorios, técnicos y normativos. El problema real identificado es la necesidad de promover la transición hacia una energía más sostenible y justa en el país. Los avances en la resolución del problema incluyen la evolución del marco regulatorio para permitir que los consumidores se conviertan en prosumidores, generando, almacenando y compartiendo energía dentro de comunidades energéticas. Sin embargo, se reconocen limitaciones como barreras institucionales y obstáculos financieros que dificultan la implementación efectiva de estas iniciativas. El objetivo general del documento es evaluar desde una perspectiva institucional los marcos normativos y regulatorios que respalden la creación y operación de comunidades energéticas en Colombia. La metodología propuesta implica un análisis detallado del marco regulatorio vigente, la identificación de barreras y obstáculos, el fortalecimiento de la capacidad institucional, y la promoción de la sostenibilidad y la transición energética. El principal aporte esperado de Trabajo Final de maestría es proponer estrategias para que las comunidades puedan producir, consumir y gestionar su propia energía renovable, contribuyendo así a la sostenibilidad energética y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en Colombia. (Tomado de la fuente)
Evaluación del efecto en el cargo de distribución de las inversiones de los operadores de red en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03-13) Escobar Urrea, Daniela; Franco Cardona, Carlos Jaime
La creciente preocupación por los elevados precios de la energía eléctrica en Colombia ha generado un debate nacional sobre la necesidad de regular y estabilizar estos costos. La variación significativa en los índices de precios al productor (IPP) post-COVID-19, según estudios, indica que su uso no es la opción óptima para los usuarios finales. En respuesta a este escenario, se implementaron estrategias, como el cambio en la indexación, con el objetivo de mitigar los costos energéticos. En este contexto, surge la necesidad de evaluar el impacto de las inversiones realizadas por los operadores de red en el cargo de distribución en Colombia. La evaluación de los efectos de las inversiones realizadas por los Operadores de Redes (OR) se presenta como un aspecto crucial para determinar si estas inversiones se traducen en beneficios tangibles para los usuarios finales. Con el propósito de abordar esta cuestión, en este trabajo Final se desarrolla un modelo que simplifica la comprensión de cómo las inversiones afectan el cargo, siguiendo las pautas establecidas en la Resolución CREG 015 de 2018. Este modelo se puso a prueba mediante la creación de compañías tipo, considerando diversas características como la cantidad y tipos de usuarios, niveles de pérdidas, topología de la región, e infraestructura eléctrica previa a la Resolución CREG 015, entre otros factores. (Tomado de la fuente)
Reformas al sistema tarifario eléctrico en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Belalcázar Silva, Juan Sebastián; Franco Cardona, Carlos Jaime
Este Trabajo Final de Maestría presenta propuestas de cambio al sistema tarifario del sector eléctrico colombiano, con el objetivo de mejorar las falencias del modelo actual. Para ello, se explica el funcionamiento del mercado eléctrico en Colombia, incluyendo su esquema tarifario y subsidios, con el fin de comprender el origen de los fallos en el sistema. Además, se realizó una revisión de la literatura sobre modelos tarifarios de otros países que presentan similitudes en la matriz de generación eléctrica o en el contexto social, caracterizando los modelos seleccionados. A partir de esta revisión, se evaluó el efecto de los diferentes modelos en las empresas del sector y en los usuarios colombianos. Finalmente, se concluyó sobre la viabilidad y los beneficios potenciales de implementar propuestas como las Banderas Tarifarias, las Tarifas Horarias y la liberalización completa del mercado minorista, adaptadas al contexto colombiano. (Tomado de la fuente)
Propuesta de un mercado de servicios complementarios en Colombia para facilitar la integración de fuentes de energías renovables a gran escala
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) De La Hoz Gómez, Paula Andrea; Franco Cardona, Carlos Jaime
Los mercados eléctricos en el mundo incentivan sus políticas y transiciones energéticas hacia la utilización de fuentes de generación de energía renovable como son la eólica y solar, sin embargo, dada la naturaleza variable y a veces incierta de estas fuentes se hace necesario adaptar el sistema eléctrico de potencia para poder garantizar la continuidad del servicio en todo momento, lo cual es posible a través de los servicios complementarios de energía. Esta propuesta de trabajo busca proponer un mecanismo de mercado de servicios complementarios que responda a la operación del Sistema interconectado colombiano con la integración a gran escala de fuentes no convencionales de energía eólica y solar, las cuales están sujetas a intermitencia e incertidumbre en sus pronósticos. (Texto tomado de la fuente)
Compensación de energía reactiva para sistemas de generación solar fotovoltaica con penalización por factor de potencia
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-11-12) Polo Ariza, Elkin Jesús; Cándelo Becerra, John; Grupo de Investigación en Tecnologías Aplicadas Gita
La implementación de proyectos de energía renovable mediante energía solar es una de las soluciones utilizadas en Colombia con la finalidad de diversificar la matriz energética nacional y trazar el rumbo hacia una transición energética más responsable con el medio ambiente, así como utilizar los recursos renovables disponible en el territorio. Sin embargo, este tipo de proyecto producen consecuencias y desbalances en el triángulo de potencia de las instalaciones en las que se desarrollan. El objetivo de este trabajo es evaluar la viabilidad técnica - económica de dos métodos utilizados para la compensación de la energía reactiva y por ende el restablecimiento o balanceo del triángulo de potencia. Por ende, se realizó un análisis de la literatura científica, legislativa y técnica existente, la cual se ha expuesto en el marco teórico del presente trabajo, seguidamente se presenta la metodología para realizar el análisis en el comportamiento y afectaciones de las variables eléctricas y económicas asociadas en la implementación de este tipo de proyectos en diferentes momentos. Tomando como muestra un grupo de nueve potencias nominales para sistemas fotovoltaicos que se encuentran dentro del rango de 100 kWp y 3000 kWp. Obteniendo como resultado principal la necesidad de desarrollar análisis de calidad de la energía y económico-financiero con la finalidad de tomar decisiones acertadas al momento de escoger uno de los métodos para la mitigación de energía reactiva utilizados en el documento. (Tomado de la fuente)
Evaluación técnico-económica de un sistema de producción de combustibles basados en electricidad
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-05) Cardona Suarez, Gustavo Alberto; Franco Cardona, Carlos Jaime
Este Trabajo Final evalúa la viabilidad técnica y económica de implementar un sistema de producción de combustibles sintéticos basados en electricidad, en los Llanos Orientales de Colombia. El caso de estudio parte de un yacimiento de crudo extrapesado que, debido a su baja viscosidad, requiere ser diluido con nafta para su transporte, aumentando los costos y huella de carbono. Adicionalmente, también se produce gas no comercial con un 50% de CO2. Considerando la disponibilidad de CO2 y la posibilidad de producir hidrógeno verde, se evaluó una solución técnico-económica para producir un combustible sintético con baja huella de carbono. La evaluación comprende tres tipos de combustible sintético: DME (Dimetil éter), gasolina y Diesel, con el fin de determinar cuál tendría el menor costo de producción. El cálculo del Costo Nivelado de Energía (LCOE) reveló que en todos los casos su valor es superior al de los combustibles fósiles. Adicionalmente, más del 70% del costo de producción está representado por el costo de la energía. Se concluyó que la viabilidad económica de los combustibles sintéticos estará condicionada a un costo de energía inferior a 175 COP/KWh para DME, 55 COP/KWh para gasolina y 25 COP/KWh para diésel. En caso de reducir el costo asociado al CO2 esta viabilidad se alcanzaría con costos menores a 300 COP/KWh, 160 COP/KWh y 140 COP/KWh, respectivamente. No obstante, debido a que la proyección del costo de energía es de 515 COP/KWh para el caso de estudio, la producción de estos combustibles sintéticos no es viable económicamente. (Tomado de la fuente)
Ajustes al mecanismo de cargo por confiabilidad del sector eléctrico colombiano
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-12-30) Castrillon Charari, Lady Snedy; Franco Cardona, Carlos Jaime
En todo mercado de electricidad, es fundamental poder suministrar la energía demandada por las personas y empresas, a cualquier hora y en cualquier período del año. Sin embargo, en países como Colombia cuya matriz energética está fuertemente ligada a la generación de energía hidroeléctrica hay condiciones externas como los regímenes hidrológicos que se vuelven determinantes para la generación de energía. Por tanto, surgen mecanismos como el cargo por confiabilidad, que busca garantizar la disponibilidad energética en épocas críticas al contratar obligaciones de energía firme con los generadores. A pesar de esto, en épocas climáticas críticas, el país ha estado a punto de racionar debido a que el cargo por confiabilidad no ha funcionado como se esperaba, y se han tenido que implementar otros mecanismos para asegurar atención de la demanda. Por esto, esta propuesta de trabajo final está enfocada en proponer ajustes al actual mecanismo de cargo por confiabilidad del sector eléctrico colombiano. Para lograr esto, se propone inicialmente hacer una revisión exploratoria para algunos países con relación a los mercados de capacidad, donde se recopile información más amplia acerca de su normativa, sus métodos, su funcionamiento y su financiamiento; con el fin de realizar un análisis cuantitativo y cualitativo de los datos; para entender su desarrollo y falencias, y así plantear finalmente cuáles son los ajustes necesarios para que el actual cargo por confiabilidad funcione de una manera más eficiente en el mercado eléctrico local. (Tomado de la fuente)
Evaluación de factibilidad para la producción de hidrógeno a partir de energía eólica en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-01-25) Ramirez Sossa, Mateo; Franco Cardona, Carlos Jaime; Sistemas energéticos
La producción de hidrógeno tradicionalmente se ha realizado a partir de combustibles fósiles, generando un alto impacto ambiental; sin embargo, tiene el potencial para descarbonizar aplicaciones intensivas en energía dada la abundancia de la materia prima para su producción y el hecho de que cuando se comprime tiene una alta densidad energética. En los últimos años, Colombia por su ubicación geográfica y avances en políticas públicas, se viene posicionando como destino de inversión para la implementación de proyectos de energías renovables; pero por su carácter variable y desfase con la demanda es necesario explorar alternativas que permitan aprovechar de la mejor manera la energía producida; por esto, dada la versatilidad del hidrógeno como vector energético, se visualiza como una oportunidad su producción mediante electrólisis aprovechando picos de generación. En esta tesis se evaluó la factibilidad de producir hidrógeno a partir de energía eólica en Colombia; se identificaron los métodos de producción de hidrógeno y los parámetros para la generación de hidrógeno usando energía eólica, se desarrolló un modelo para evaluar la viabilidad de producir hidrógeno verde en Colombia, y se identificaron barreras técnicas y económicas que permiten estructurar recomendaciones para el desarrollo de estos proyectos. (texto tomado de la fuente)
Estudio del impacto de las obligaciones de compra de energía de fuentes renovables no convencionales en el mercado eléctrico mayorista colombiano
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Taticuán Hormaza, Héctor David; Olaya Morales, Yris; Olaya Morales, Yris [0000-0001-5210-4731]
El mundo está experimentando una transición energética hacia fuentes de energía renovables y respetuosas con el medio ambiente. Colombia se ha comprometido a diversificar su matriz energética y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante el uso de Fuentes No Convencionales de Energía Renovable (FNCER). Estas incluyen biomasa, pequeños aprovechamientos hidroeléctricos, energía eólica, geotérmica, solar y mareomotriz. Para promover la inversión en estos proyectos y permitir el apalancamiento financiero, Colombia ha implementado subastas de contratación de energía eléctrica generada por fuentes no convencionales. Además, se ha establecido un requisito de compra de energía proveniente de fuentes renovables para los agentes del mercado de energía mayorista. Sin embargo, existen preocupaciones sobre los retrasos en la implementación de proyectos y la capacidad de generación actual para cumplir con los requisitos establecidos. En este contexto, con este trabajo se buscó estimar la disponibilidad de energía proveniente de FNCER para los años 2023 y 2024 y evaluar por medio de técnicas de aprendizaje de máquinas, los posibles impactos en el precio de la energía en el mercado eléctrico mayorista de Colombia. Con base en lo anterior, se encontró que el tiempo antes de la ejecución de contratos de energía es la variable más influyente en la determinación de los precios en el mercado para demanda no regulada y no se encontró un impacto en el precio, cuando los contratos son de FNCER. (Texto tomado de la fuente)
Oportunidades de negocio para las hidroeléctricas en el contexto de alta penetración de renovables no convencionales
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-09-28) Delgado Rendón, David; Franco Cardona, Carlos Jaime; Delgado Rendón, David [0000-0002-8152-5364]; Franco Cardona, Carlos Jaime [0000-0002-7750-857X]; Sistemas Energéticos
La expansión de capacidad de generación en Colombia en los próximos años será a través de Fuentes no Convencionales de Energía Renovable (FNCER). En este contexto, las hidroeléctricas existentes enfrentarán varios retos que podrían afectar sus ingresos, como la disminución de los precios y el aumento de la volatilidad del precio de bolsa, por lo que es necesario encontrar nuevas alternativas de negocio que permitan mantener y aumentar la rentabilidad de las hidroeléctricas, y aprovechar sus fortalezas. Estas alternativas incluyen aprovechar la complementariedad del recurso hídrico con el solar y eólico, y ofrecer servicios relacionados con su capacidad de almacenamiento y flexibilidad de generación. Esta tesis tiene el objetivo de evaluar las oportunidades de negocio para centrales hidroeléctricas existentes en Colombia, en el contexto de alta penetración de FNCER. Para esto, se identificaron las oportunidades de negocio a partir de la revisión amplia de la literatura; luego se desarrolló un modelo dinámico sensible a los cambios en el sistema eléctrico derivados de la alta penetración de FNCER, y con este se evaluaron las alternativas de negocio. Los resultados muestran que los negocios con mayor potencial son: la prestación de servicios complementarios, la optimización de portafolio hidroeléctrico-eólico, y el aumento de potencia y de eficiencia de las hidroeléctricas; mientras que los siguientes negocios mostraron bajo potencial: hidroeléctricas reversibles, solar flotante y producción de hidrógeno. (Texto tomado de la fuente)
Propuesta de una alternativa para el manejo de desviaciones en un despacho intradiario en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-09-09) Lozano Suarez, Juan Felipe; Franco Cardona, Carlos Jaime
Actualmente, el mercado de energía colombiano funciona con un despacho económico realizado desde el día anterior de la operación, esto significa que desde el día anterior los Agentes Generadores adquieren un compromiso de generación para el día siguiente, sin embargo, estos compromisos en ocasiones no se logran cumplir, a estos incumplimientos de generación se les conoce como desviaciones y pueden tener penalización. Se está avanzando en estudios regulatorios para la implementación de un despacho intradiario en Colombia, que emita señales de oferta y demanda en corto tiempo, y permita la oferta de generación en varias subastas durante el día de la operación. Sin embargo, las desviaciones seguirán existiendo por fallas en equipos, demoras para entrar en operación, entre otros. Es por esto que en el presente trabajo se propone una alternativa para el manejo de las desviaciones en un despacho intradiario en Colombia. Para lograr lo anterior se realizó una revisión del funcionamiento de desviaciones en algunos países, seleccionando un grupo de esquemas de desviaciones bajo criterios de interés, se evaluaron estrategias de mitigación de desviaciones por parte de un Agente Generador, y con estos elementos se consolidó una propuesta de alternativa de manejo de desviaciones en un despacho intradiario en Colombia. (Texto tomado de la fuente)
Políticas para mitigar el impacto de la entrada de vehículos eléctricos en el sector eléctrico colombiano
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Hoyos Rengifo, Alexandra; Franco Cardona, Carlos Jaime
En el presente trabajo se realiza un estudio de los impactos en el sector eléctrico colombiano debidos a la entrada de vehículos eléctricos, este tipo de estudios son requeridos debido a la ausencia de una política amplia alrededor de estos. El objetivo es proponer estrategias para mitigar dichos impactos en el país, uno de los insumos para esto es la identificación de políticas energéticas a nivel internacional que puedan implementarse en Colombia. Para lograrlo, el trabajo se articula teniendo en cuenta 4 aspectos fundamentales: tipo de carga de los vehículos eléctricos, demanda de electricidad en el sistema colombiano, mercado de energía y políticas energéticas; por lo tanto, se hace necesario una descripción y comprensión de estos 4 temas en el territorio nacional, en comparación a lo establecido internacionalmente. En relación al tipo de carga de vehículos eléctricos en Colombia se manejan 3 niveles de carga: carga lenta, carga semi rápida y carga rápida; los cuales manejan diferentes valores de potencia, por lo que requieren ser regulados para dar confiabilidad al suministro. En el contexto de la demanda, se analiza el estado actual de consumo y capacidad instalada, la curva diaria de demanda y la proyección de crecimiento para los próximos años. Con respecto al mercado de energía en el modelo colombiano de bolsa de energía, los precios son determinados por el último generador que supla la demanda y usualmente se maneja una única tarifa mensual, lo cual podría representar una limitante para modificar los picos de curva de demanda. Finalmente, se analizan las políticas energéticas existentes en Colombia para incentivar el uso de estas tecnologías. (Texto tomado de la fuente)
Oportunidades y retos de modernización de centrales hidroeléctricas en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Isaza Franco, Carlos Alfonso; Arango Aramburo, Santiago; Arango Aramburo, Santiago [0000-0002-5009-0986]
La mayoría de las grandes centrales hidroeléctricas instaladas actualmente en Colombia tienen más de tres décadas de operación, las cuales han cumplido la vida útil para la que fueron diseñadas, tienen subprocesos ineficientes, sus sistemas, equipos y componentes se han deteriorado, su tecnología en algunos casos es obsoleta, tienen altos costos de operación y mantenimiento, su eficiencia, su confiabilidad y su disponibilidad han disminuido. Este deterioro técnico hace necesario implementar procesos de modernización que permitan garantizar la recuperación de su eficiencia y su continuidad operacional en condiciones similares o incluso mejores a las originales. Esta modernización es posible y necesaria en el contexto actual de cambios tecnológicos acelerados, donde la tecnología propia de una central hidroeléctrica puede quedar nuevamente obsoleta en unos pocos años, además, permite garantizar mayor continuidad a largo plazo, por lo cual es necesario prever este tipo de procesos de forma frecuente y planificada. En este estudio se identifican oportunidades de modernización en este tipo de instalaciones para las grandes centrales hidroeléctricas en Colombia. Para esto, se propone una metodología para identificar los procesos aplicables de modernización en las principales centrales hidroeléctricas que conforman el parque hidroeléctrico nacional y, estimar oportunidades de incremento de capacidad de forma que se garantice su operación a largo plazo y, en consecuencia, por las características de generación de este tipo de plantas, se conserve la debida firmeza en la matriz de generación de energía eléctrica. Después de la implementación de la metodología, particularmente para los casos de repotenciación o complementariedad con otras fuentes, se muestra cómo se puede incrementar la capacidad del sistema en 3034 MW mediante repotenciación de unidades existentes, los cuales pueden ser ampliados a 4140 MW si se utiliza una mínima parte del área útil de los embalses para la generación fotovoltaica. Esta cantidad se plantea posible con una afectación ambiental muy limitada, al ser intervención sobre instalaciones ya construidas. (Texto tomado de la fuente)
Green power markets in Latin America: Experiences and trends
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Giraldo Vélez, Carlos Enrique; Arango Aramburo, Santiago; Arango Aramburo, Santiago [0000-0002-5009-0986]
In recent years we have been observing essential changes in the electricity systems, where international agreements and environmental measures are pushing towards an energy transition with a tendency to incorporate cleaner energy technologies, energy efficiency, and new ways of doing energy business. Concern for the security of energy supply, reducing environmental impacts, improving the conditions for adaptability to climate change, and incorporating elements of competition in the provision of energy services. In this document, we analyze the emerging green energy market in Latin America and review the green electricity policy of the countries identified with this market. We look at the policy's effectiveness in the evolution of renewable installed capacity as part of the electricity matrix. It was a surprise that there is growth in renewables across the region, but there is also an overall growth in thermal installed capacity. We also look at the key factors influencing the market penetration of green energy products, such as market design, pricing, incentives, policies, and the interaction between these. In Latin America, we identified higher market penetration in Chile and Panama; however, it is not a very dynamic market so far. More excellent political leadership is needed to vigorously promote the inclusion of incentives to accelerate the energy transition.
Flexibilidad operacional del sistema eléctrico colombiano bajo escenarios de energía renovable
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) González Dumar, Antonio Miguel ; Arango Aramburo, Santiago; Correa Posada, Carlos Mario; 0001674166; 0000-0002-6537-7015; Ciencias de la Decision
Diversos factores jalonan la transición energética hacia un sistema basado en fuentes no convencionales de energía renovable; no obstante, la energía generada a partir de estas es variable, difícil de pronosticar y carece de inercia, por lo cual, su integración representa un desafío para los operadores. La flexibilidad de los sistemas eléctricos es la habilidad de manejar las diferencias entre la oferta y la demanda y puede ser cuantificada para medir los efectos de la generación renovable en los sistemas eléctricos. Para 2030, Colombia espera la entrada en operación de múltiples granjas solares y parques eólicos, por tanto, es esencial evaluar cuán flexible es el sistema eléctrico colombiano para permitir la participación de estos proyectos. En esta tesis se cuantificaron los requerimientos de flexibilidad del sistema eléctrico colombiano basados en los cambios que se presentan en la demanda neta y sus rampas, considerando múltiples escenarios de generación y proyecciones de la demanda. Este tipo de análisis no ha sido realizado masivamente en el país y puede ser usado por el operador del sistema y tomadores de decisiones para establecer la hoja de ruta para la transición energética de Colombia. Los resultados indican que para 2030, el sistema sería flexible, pero sería necesario que el operador duplique las máximas reservas de energía entre las 8 a.m. y 5 p.m., aumente a 1,5 las reservas de energía a las 8 p.m. y garantice entre 0,1 GW y 0,15 GW adicionales de recursos de rampa a las 6 p.m. Para garantizar un sistema flexible, el parque renovable debe representar menos del 20% de la matriz de generación. (texto tomado de la fuente)
Revisión de pequeñas centrales hidroeléctricas para electrificar zonas no interconectadas de Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-12-05) Jimenez Toro, Julian Andres; Olaya, Yris; Olaya Morales, Yris [0000-0001-5210-4731]
La energía eléctrica es el motor del crecimiento económico y social en un país. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados, existen aún zonas en el territorio colombiano que no cuentan con un suministro de electricidad económico, constante y no contaminante. Estas zonas son las llamadas Zonas No Interconectadas, y tienen la característica de estar aisladas, de tener baja continuidad en su servicio eléctrico y poseer tarifas eléctricas elevadas. Este trabajo busca recopilar la información actualizada del año 2022 sobre estas zonas y plantear la implementación de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas como mecanismo para suministrar electricidad en estos poblados. Para ello, se revisaron los proyectos que actualmente están en funcionamiento en el territorio colombiano (tanto en el Sistema Interconectado Nacional como en las Zonas No Interconectadas) para orientar futuros proyectos de electrificación nacional. (Texto tomado de la fuente)
Estrategias para incentivar la respuesta de la demanda en Colombia por parte de los agregadores de demanda a partir del análisis de mercados de energía internacionales
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-11) Zapata Toro, Daniela; Franco Cardona, Carlos Jaime
En Colombia actualmente existe un único programa de respuesta de la demanda (RD), el cuál es la demanda desconectable voluntaria (DDV). En este trabajo final de maestría se analizan programas de RD en Colombia y en países seleccionados (Francia, EE. UU., Sur Corea y Australia), se identifican sus principales programas y los diferentes participantes en los mecanismos de RD que toman el papel de agregador, los programas se clasificaron en tres tipos: Servicios Complementarios, Mercado Energético y RD de Emergencia o Capacidad. De esta manera se identifica el estado de la implementación de programas de RD en los países seleccionados y se realiza una comparación con Colombia, permitiendo elaborar un panorama de las limitaciones que se presentan en el contexto colombiano para comprender la incorporación de programas de RD, y a partir de allí brindar estrategias para incentivar la creación de nuevos programas RD desde una perspectiva general y del agregador de demanda. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de tecnologías de reducción de consumo de energía en la producción de baldosas cerámicas
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Córdoba Enríquez, Harol Andrés; Olaya, Yris; Olaya Morales, Yris [0000-0001-5210-4731]
La industria cerámica y en particular el subsector de baldosas es intensiva en el consumo de energía, tanto térmica como eléctrica, lo que también le implica un alto grado de emisiones de CO2 al ambiente. En un marco donde la energía puede llegar a representar el 30% de los costos de producción de este subsector, junto con una regulación creciente en el tema de emisiones, buscar las tecnologías o iniciativas de ahorro energético más adecuadas, se constituye como una de las mejores soluciones disponibles con beneficios económicos y ambientales. Durante los últimos 20 años se ha abordado el tema de ahorro energético, inicialmente impulsado por el tema económico y variación de los precios de los energéticos, en la actualidad impulsado principalmente por el tema ambiental y compromisos de reducción de emisiones. Los trabajos desarrollados se enfocaron especialmente en el ahorro térmico, por ser el energético de mayor uso (80%) y donde se presentaban las mayores oportunidades de mejora. Se ha explorado la recuperación de aire caliente de los hornos, la cogeneración, cambio de quemadores e implementación del ciclo Rankine orgánico entre otras. Sin embargo, las tecnologías o iniciativas relacionadas con la energía eléctrica son muy escasas, con el agravante de que a pesar de contribuir únicamente con el 20% de la matriz energética su peso en costo total de la energía llega al 50%. Identificar las principales tecnologías de ahorro de energía y sus avances en un entorno cambiante, permitirá a las industrias tomar mejores decisiones en su implementación en el proceso productivo, garantizando su competitividad, simbiosis con el ambiente y sostenibilidad en el tiempo. El presente trabajo tiene como objetivo determinar la reducción del consumo de energía en el proceso productivo de baldosas cerámicas, asociado a las principales tecnologías de ahorro energético de la industria cerámica, recolectadas mediante una revisión de literatura. Para lograr este objetivo, se realiza una revisión de publicaciones (2001 a 2021) que permiten identificar el proceso productivo, los consumos energéticos del proceso y las iniciativas o tecnologías de ahorro energético para su posterior evaluación. Los hallazgos muestran que, respecto del estado inicial de consumo, el cambio de vía de producción de húmeda a seca genera ahorros térmicos y eléctricos del 70%, la recuperación de calor residual de los hornos de quema permite la reducción del 70% del consumo térmico en el proceso de secado, en la etapa de quemado, el enriquecimiento del aire de combustión con oxígeno logra ahorros del 30% de combustible. Las anteriores tecnologías y medidas se constituyen como las de mayor ahorro energético, mientras que la programación de la producción y el adecuado aislamiento de los hornos son medidas de baja o nula inversión que garantizan ahorros térmicos del 16% y 15% respectivamente, asociados a la gestión de los recursos disponibles. (Texto tomado de la fuente)
Guía metodológica de diseño basado en el uso eficiente de la energía para proyectos HVAC de edificaciones en países tropicales
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Amariles Franco, Diego Alejandro; Ospina Montoya, Álvaro León; Franco Cardona, Carlos Jaime (Thesis advisor)
En el 2019 la UPME presento los resultados del primer balance de energía útil en Colombia, en este estudio, se identificó que en el año 2015 de la energía producida (1077 PJ), solo el 33% era útil, es decir 338,3 PJ, además, indicaba que si se reemplaza por tecnologías de referencia y mejores tecnologías se podría tener un ahorro potencial de 6,6 a 11 mil millones de dólares al año (UPME, 2019a). En el sector terciario, el aire acondicionado, podría tener un potencial de ahorro de energía de 3,5 a 5,5 PJ al año y en dinero de 140 a 250 millones de dólares al año (UPME, 2019a), lo cual podría representar 0,05 a 0,09% del PIB de Colombia (DANE, 2021). En la revisión de literatura se identificaron metodologías para mejorar la eficiencia energética de las edificaciones desde el diseño de los sistemas de aire acondicionado, abordando puntos específicos del diseño, como lo son la selección de sistemas primarios(Tian, Si, Shi, & Fang, 2019), selección de criterios(Bennett, Edeling, Muller, & Zouggari, 2015), con este análisis se encuentra que hace falta una visión holística y heurística en los diseños de los sistemas de aire acondicionado, por lo cual el objetivo de este trabajo es el desarrollo de una guía metodológica de diseño basado en el uso eficiente de energía para sistemas HVAC en edificaciones en países tropicales, esto se hace con base en tres pilares, comparación temprana de equipos y sistemas, selección de equipos teniendo en cuenta el corto y largo plazo y por último teniendo en cuenta las condiciones de operación y como esto afecta el rendimiento de los sistemas. (Terxto tomado de la fuente)
Evaluación económica de tecnologías de generación solar fotovoltaica para el sector residencial y comercial
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-11) Betancur Muñoz, Julián Esteban; Franco Cardona, Carlos Jaime
Los sistemas fotovoltaicos integrados en edificaciones (BIPV) incorporan propiedades de generación fotovoltaica en los materiales exteriores de construcción y por lo tanto ofrecen ventajas en costos y apariencia con respecto a los materiales convencionales. La disminución en el costo de la tecnología solar fotovoltaica y la tecnificación de la producción de los productos BIPV ha permitido que aumente el número construcciones que optan por implementar estas tecnologías, principalmente en países europeos y asiáticos. En esta investigación se recopilan 89 productos BIPV y sus principales características técnicas. Para su evaluación se brinda el contexto de las tarifas en el mercado eléctrico colombiano y las características de las edificaciones para las 4 ciudades con mayor número de habitantes del país: Bogotá, Medellín, Cali y Barranquilla. A partir del cálculo del Coste Nivelado de la Energía (LCOE) por tecnología se concluye que la tecnología con menor costo por energía producida es el vidrio solar, seguido por la fachada, el techo en vidrio y por último la teja solar. Por su parte, el análisis por ciudades confirma el gran potencial de la ciudad de Barranquilla (y en general de la región caribe) gracias a la alta radiación que allí se tiene. Finalmente se brindan recomendaciones enfocadas al fortalecimiento de programas para instalaciones de pequeña escala y a cerrar brechas de conocimiento e incertidumbre. (Texto tomado de la fuente)

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