Simulación con el programa RETScreen Expert para la aplicación de energías renovables en trenes Alstom Metropolis 9000 de Lima (Perú)

Abstract

En la presente tesis se estudia la implementación de las energías renovables en el transporte urbano; a través de la recopilación de información en las ciudades más importantes del mundo (según PBI), así como de los países sudamericanos y de otros continentes que han apostado y realizado su gestión para el desarrollo del transporte masivo de manera eficiente para disminuir los impactos de la problemática del tráfico urbano (congestión, demoras, accidentes y problemas ambientales), que es producto del aumento de la población y de una mala planificación urbana. Por lo tanto se desarrolla la investigación en ciertas capitales o ciudades importantes de los países con mayor desarrollo tecnológico y/o gran número de población, ya que si bien es cierto que el crecimiento económico genera: empleos, sueldos altos, flujo masivo de dinero; en una metrópolis (ciudades con población superior a 1 millón de personas) genera estrés, estilo de vida rápida, contaminación, pequeños espacios de áreas verdes, tráfico y en consecuencia tiempo perdido en el transporte, ya sea para ir a trabajar o regresar a casa; afectando nuestra calidad de vida. Ver, conocer, estudiar, recolectar las experiencias en transporte masivo con energía renovables (tipo de transporte urbano masivo, cantidad de personas transportadas, horarios de servicio, horas punta, inversión, tiempos, forma de pago, uso de aplicativos, etc.) de las otras metrópolis en el afán de mejorar la calidad de vida de su población, va a permitir tener una visión más amplia de las posibles soluciones que se podrían aplicar en Lima (capital del Perú), la cual tiene uno de los peores tráficos urbanos a nivel regional (segundo lugar en Traffic Index 2020). La implementación de las energías renovables en el sistema de transporte masivo basado en trenes Alstom se ha estudiado mediante la simulación de tres escenarios en que se combina las fuentes de energías renovables: paneles solares fotovoltaicos y turbinas eólicas, usando el programa RETScreen Expert que permite el análisis técnico y económico. Además, se ha realizado una validación de las variables técnico-económicas de la Central Solar Fotovoltaica Rubí comparando los resultados del programa RETScreen Expert y la información presentada por organismo supervisor de energía de Perú. La presente tesis se compone de los cinco capítulos siguientes: En el Capítulo I se presenta la introducción, el planteamiento del problema y los objetivos de la tesis. En el Capítulo II se muestra la información posible de los sistemas de transporte masivo a nivel regional y mundial, es decir, el marco teórico y los antecedentes. En el Capítulo III se detalla la información de las tecnologías de energías renovables (paneles solares fotovoltaicos, turbinas eólicas y almacenamiento) que se aplican a transporte masivo. En el Capítulo IV se describe la metodología y resultados de la investigación, que implica el análisis de la información obtenida en base a tres escenarios de estudio y uno de comparación con una central solar fotovoltaica actualmente en operación. En el Capítulo V se dan las conclusiones y recomendaciones de la presente tesis. Finalmente se tiene la bibliografía y anexos. En la bibliografía se presenta las referencias bibliográficas consultadas para la presente tesis, y; en los anexos se complementan con fichas técnicas.

In this thesis the implementation of renewable energies in urban transport is studied; through the collection of information in the most important cities in the world (according to PBI), as well as in the South American countries and other continents that have bet and carried out their management for the development of mass transport in an efficient way to reduce the impacts of the problem of urban traffic (congestion, delays, accidents and environmental problems), which is the product of the increase in population and poor urban planning. Therefore, the research is carried out in certain capitals or important cities of the countries with greater technological development and / or a large number of population, since although it is true that economic growth generates: jobs, high salaries, massive flow of money; in a metropolis (cities with a population greater than 1 million people) it generates stress, fast lifestyle, pollution, small spaces of green areas, traffic and consequently time lost in transport, either to go to work or to return home ; affecting our quality of life. See, know, study, collect experiences in mass transport with renewable energy (type of mass urban transport, number of people transported, service hours, peak hours, investment, time, payment method, use of applications, etc.) of the other metropolises in the desire to improve the quality of life of their population, will allow a broader vision of the possible solutions that could be applied in Lima (capital of Peru), which has one of the worst urban traffic in regional level (second place in Traffic Index 2020). The implementation of renewable energies in the Alstom train-based mass transport system has been studied by simulating three scenarios in which renewable energy sources are combined: photovoltaic solar panels and wind turbines, using the RETScreen Expert program that allows the technical and economic analysis. In addition, a validation of the technical- economic variables of the Rubí Solar Photovoltaic Plant has been carried out, comparing the results of the RETScreen Expert program and the information presented by the Peruvian energy supervisory body. This thesis is made up of the following five chapters: Chapter I presents the introduction, the statement of the problem and the objectives of the thesis. Chapter II shows the possible information on mass transportation systems at the regional and global level, that is, the theoretical framework and the background. Chapter III details the information on renewable energy technologies (photovoltaic solar panels, wind turbines and storage) that are applied to mass transport. Chapter IV describes the methodology and results of the research, which involves the analysis of the information obtained based on three study scenarios and one comparison with a photovoltaic solar power plant currently in operation. In Chapter V the conclusions and recommendations of this thesis are given. Finally, you have the bibliography and annexes. The bibliographic references consulted for this thesis are presented in the bibliography, and; in the annexes they are supplemented with technical sheets.