Search

Alguns propòsits de la liberalització del mercat elèctric van ser fomentar la competència, incrementar l’eficiència del sistema, estimular la innovació i disminuir el cost elèctric per als consumidors, passant d’un sistema dominat per un petit número d’empreses integrades verticalment que controlaven la generació, la distribució i la comercialització a un sistema obert a nous participants. Més de 20 anys després, el sistema encara no ha assolit la liberalització total, caracteritzada per una competència perfecta i una plena obertura del mercat, tal com apunten els elevats preus de l’electricitat, les excessives barreres d’entrada i el domini de grans companyies. La difícil detecció de males pràctiques ha portat a la investigació de mecanismes per detectar i mitigar aquestes estratègies, tot i que encara hi ha molt camí a recórrer. El present treball analitza l’exercici del poder de mercat de les 3 companyies de generació més grans de la Península Ibèrica per l’any 2022 i 2023 mitjançant l’ús d’un índex estructural desenvolupat recentment: l’Índex de Retorn de la Capacitat Retinguda o RWC. L’índex indica els incentius que experimenten els generadors per retenir capacitat del mercat majorista de l’electricitat, i és un índex calculable amb dades públiques disponibles, que té en compte factors crucials com l’elasticitat de la demanda i els portafolis de generació de les companyies. A tall de resum, les empreses analitzades presenten uns incentius moderats per l’any 2022 i alts per l’any 2023. Destaca la presència d’aquests incentius en períodes concrets i coincidents en totes les companyies, així com la importància dels seus portafolis de generació. El model emprat presenta un ajust que varia en funció del període analitzat i de les variables considerades, podent-se adaptar a situacions o factors concrets. Per concloure, l’anàlisi ha permès detectar els punts forts i dèbils de l’aplicació del índex en un mercat com el de l’electricitat, presentant-se com un índex innov, Algunos propósitos de la liberalización del mercado eléctrico fueron fomentar la competencia, incrementar la eficiencia del sistema, estimular la innovación y reducir el coste eléctrico para los consumidores, pasando de un sistema dominado por un pequeño número de empresas integradas verticalmente que controlaban la generación, la distribución y la comercialización a un sistema abierto a nuevos participantes. Más de 20 años después, el sistema aún no ha logrado la liberalización total, caracterizada por una competencia perfecta y una plena apertura del mercado, tal y como apuntan los elevados precios de la electricidad, las excesivas barreras de entrada y el dominio de grandes compañías. La difícil detección de malas prácticas ha llevado a la investigación de mecanismos para detectar y mitigar estas estrategias, aunque aún queda mucho camino por recorrer. El presente trabajo analiza el ejercicio del poder de mercado de las 3 compañías de generación más grandes de la Península Ibérica para los años 2022 y 2023, mediante el uso de un índice estructural desarrollado recientemente: el Índice de Retorno de la Capacidad Retenida o RWC. El índice indica los incentivos que experimentan los generadores para retener capacidad del mercado mayorista de la electricidad, y es un índice calculable con datos públicos disponibles, que tiene en cuenta factores cruciales como la elasticidad de la demanda y el portafolios de generación de las compañías. A modo de resumen, las compañías analizadas presentan unos incentivos moderados para el año 2022 y elevados para el año 2023. Destaca la presencia de estos incentivos en períodos concretos y coincidentes en todas las compañías, así como la importancia de sus portafolios de generación. El modelo empleado presenta un ajuste que varía en función del período analizado y de las variables consideradas, pudiéndose adaptar a situaciones o factores concretos. Para concluir, el análisis ha permitido detectar los puntos fuertes y débiles de la apl, Some purposes of the liberalization of the electricity market were to foster competition, increase system efficiency, stimulate innovation, and reduce electricity costs for consumers, transitioning from a system dominated by a small number of vertically integrated companies that controlled generation, distribution, and commercialization to a system open to new participants. More than 20 years later, the system has not yet achieved full liberalization, characterized by perfect competition and full market openness, as indicated by high electricity prices, excessive entry barriers and the dominance of large companies. The difficult detection of malpractices has led to the investigation of mechanisms to detect and mitigate these strategies, although there is still much ground to cover. This paper analyses the exercise of market power by the three largest generation companies in the Iberian Peninsula for the years 2022 and 2023, using a recently developed structural index: the Return on the Withholding Capacity Index or RWC. The index indicates the incentives experienced by generators to withhold capacity from the wholesale electricity market and is a computable index with publicly available data, which considers crucial factors such as demand elasticity and the generation portfolios of companies. In summary, the analysed companies present moderate incentives for the year 2022 and high incentives for the year 2023. The presence of these incentives in specific periods and coinciding in all companies stands out, as well as the importance of their generation portfolios. The model used shows an adjustment that varies depending on the analysed period and considered variables being adaptable to specific situations or factors. In conclusion, the analysis has allowed to identify the strengths and weaknesses of the index application in a market such as the electricity market, presenting itself as an innovate index that can serve as a basis for authorities to monitor, control and

The liberalization of the electricity markets since the 1990s moved the electricity markets away from their traditional vertically integrated structure to a competitive market-based one. The objectives were clear: attract private investments, minimize government involvement, improve operational efficiency, foster innovation, and ultimately minimize electricity costs for customers. Several decades later, however, this market transformation is still ongoing and it has not been able to eliminate the potential to exercise market power. Moreover, the detection or control of market power has shown to be particularly challenging. Several indexes and methods have been developed over time to measure or detect market power, although none of them have succeeded in establishing a standard for market monitoring endeavours. For this purpose, this master’s dissertation investigates a recently newly developed index named the Return on Withholding Capacity Index (RWC). The RWC Index measures the incentives generators experience to withhold capacity from the wholesale electricity market. The advantage of this methodology is that it can be readily calculated with publicly available data, and it takes into account demand elasticity and the specific nature of the generator’s portfolio. Furthermore, the methodology can be easily standardized to apply across different markets, and across time. The applicability of the RWC Index is demonstrated by applying the methodology to the Iberian electricity wholesale market in the year 2022. Overall, it can be concluded that market power potential in the Iberian wholesale electricity market was fairly low in 2022. Large generators seem to only experience incentives to withhold capacity during a limited amount of hours per year, while incentives for smaller generators are nearly non-existent. Furthermore, results show that the size, as well as the nature of the generator’s portfolio have a strong impact on the RWC Index, and hence, on the market pow, La liberalización de los mercados de la electricidad desde los años 1990 hizo que los mercados de la electricidad se apartaran de su estructura tradicional integrada verticalmente para convertirse en mercados competitivos. Los objetivos eran claros: atraer inversiones privadas, minimizar la participación del gobierno, mejorar la eficiencia operativa, fomentar la innovación y en última instancia, minimizar los costes de la electricidad para los consumidores. Sin embargo, varias décadas después, esta transformación del mercado sigue en curso y no ha conseguido eliminar el potencial de ejercicio del poder de mercado. Además, la detección o el control del poder de mercado han demostrado ser especialmente difíciles. A lo largo del tiempo se han desarrollado varios índices y métodos para medir o detectar el poder de mercado, aunque ninguno de ellos ha logrado establecer un estándar para los procedimientos de control del mercado. Con este fin, esta tésis de máster investiga un índice de reciente creación, denominado Índice de Retorno de la Capacidad Retenida (Return onWithholding Capacity Index, RWC). El Índice RWC mide los incentivos que experimentan los generadores para retener capacidad en el mercado mayorista de la electricidad. Las ventajas de esta metodología es que se puede calcular fácilmente con datos disponibles públicamente, tiene en consideración la elasticidad de la demanda y la naturaleza específica del portafolio del generador. Además, la metodología puede estandarizarse fácilmente para aplicarla en distintos mercados y a lo largo del tiempo. La aplicabilidad del Índice RWC se demuestra aplicando la metodología al mercado mayorista de electricidad ibérico para el año 2022. En general, se puede concluir que el potencial de poder de mercado en el mercado mayorista de electricidad ibérico fue relativamente bajo en 2022. Los grandes generadores sólo parecen experimentar incentivos durante un número limitado de horas al año, mientras que los incentivos para los g, La liberalització del mercat elèctric des de la dècada de 1990 va traslladar els mercats elèctrics de la seva estructura tradicional integrada verticalment a una de competitiva basada en el mercat. Els objectius eren clars: atraure inversions privades, minimitzar la participació del govern, millorar l’eficiència operativa, fomentar la innovació i, en definitiva, minimitzar els costos elèctrics per als clients. Diverses dècades després, però, aquesta transformació del mercat encara està en curs, i no ha estat capaç d’eliminar el potencial d’exercir el poder de mercat. A més, la detecció o el control del poder de mercat s’ha mostrat especialment difícil. Al llarg del temps s’han desenvolupat diversos índexs i mètodes per mesurar o detectar el poder de mercat, tot i que cap d’ells ha aconseguit establir un estàndard per als procediments de seguiment del mercat. Amb aquesta finalitat, aquest treball de màster investiga un índex recentment desenvolupat, anomenat Return on Withholding Capacity Index (RWC). L’Índex RWC mesura els incentius que experimenten els generadors per retenir capacitat del mercat majorista d’electricitat. Els avantatges d’aquesta metodologia és que es pot calcular fàcilment amb dades disponibles públicament, té en compte l’elasticitat de la demanda i la naturalesa específica de la cartera del generador. A més, la metodologia es pot estandarditzar fàcilment per aplicar-la a diferents mercats i en el temps. L’aplicabilitat de l’ÍndexRWCes demostra aplicant la metodologia al mercatmajorista d’electricitat ibèric per a l’any 2022. En conjunt, es pot concloure que el potencial de poder de mercat al mercat majorista d’electricitat ibèric va ser força baix l’any 2022. Els grans generadors només semblen experimentar incentius durant un nombre limitat d’hores a l’any, mentre que els incentius per als generadors més petits són gairebé inexistents. A més, els resultats mostren que la mida, així com la naturalesa de la cartera del generador, tenen un fort impac

The prediction and characterization of solar irradiation relies mostly on either the use of complex models or on complicated mathematical techniques, such as artificial neural network (ANN)-based algorithms. This mathematical complexity might hamper their use by businesses and project developers when assessing the solar resource. In this study, a simple but comprehensive methodology for characterizing the solar resource for a project is presented. It is based on the determination of the best probability distribution function (PDF) of the solar irradiation for a specific location, assuming that the knowledge of statistical techniques may be more widely extended than other more complex mathematical methods. The presented methodology was tested on 23 cities across Morocco, given the high interest in solar investments in the country. As a result, a new database for solar irradiation values depending on historical data is provided for Morocco. The results show the great existing variety of PDFs for the solar irradiation data at the different months and cities, which demonstrates the need for undertaking a proper characterization of the irradiation when the assessment of solar energy projects is involved. When it is simply needed to embed the radiation uncertainty in the analysis, as is the case of the techno-economic valuation of solar energy assets, the presented methodology can reach this objective with much less complexity and less demanding input data. Moreover, its application is not limited to solar resource assessment, but can also be easily used in other fields, such as meteorology and climate change studies., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En el present treball s'aprofundirà en temàtiques de blockchain i energia i en com les sinergies entre ambdues poden ser aprofitades per a noves oportunitats tecnològiques. Primerament, es farà un repàs a escala mundial d'en quin estat es troba tant la tecnologia blockchain com el sector que uneix energia i blockchain. A continuació es farà una anàlisi d'algunes de les limitacions i necessitats del sector energètic espanyol, a fi de trobar una oportunitat tecnològica que combini energia i blockchain i pugui ser beneficiosa per a aquest. Aquesta oportunitat identificada, consistent en una eina per a comercialitzadores i amb finalitat de fomentar l'aparició d'iniciatives de flexibilitat, es detallarà en concepte i estructura indicant els beneficis i funcionaments d'aquesta. Per acabar, el treball finalitzarà amb el desenvolupament d'una versió pilot de la iniciativa plantejada, llista per a ser provada en un entorn real., En el presente trabajo se profundizará en temáticas de blockchain y energía y en como las sinergias entre ambas pueden ser aprovechadas para nuevas oportunidades tecnológicas. Primeramente, se hará un repaso a nivel mundial de en qué estado se encuentra tanto la tecnología blockchain como el sector que une energía y blockchain. A continuación se hará un análisis de algunas de las limitaciones y necesidades del sector energético español, con el fin de encontrar una oportunidad tecnológica que combine energía y blockchain y pueda ser beneficiosa para este. Dicha oportunidad identificada, consistente en una herramienta para comercializadoras y con finalidad de fomentar la aparición de iniciativas de flexibilidad, se detallará en concepto y estructura, indicando los beneficios y funcionamientos de la misma. Finalmente, el trabajo finalizará con el desarrollo de una versión piloto de la iniciativa planteada, lista para ser probada en un entorno real., This paper will delve into blockchain and energy topics and how the synergies between the two can be exploited for new technological opportunities. First of all, a worldwide review of the state of blockchain technology and the sector that links energy and blockchain will be made. Then an analysis of some limitations and needs of the Spanish energy sector will be made, in order to find a technological opportunity that combines energy and blockchain and can be beneficial for it. This identified opportunity, consisting of a tool for marketers and with the aim of promoting the emergence of flexibility initiatives, will be detailed in concept and structure indicating the benefits and performance of the same. Finally, the work will end with the development of a pilot version of the proposed initiative, ready to be tested in a real environment.

Incident detection is a key component in real-time traffic management systems that allows efficient response plan generation and decision making by means of risk alerts at critical affected sections in the network. State-of-the-art incident detection techniques traditionally require: i) good quality data from closely located sensor pairs, ii) a minimum of two reliable measurements from the flow- occupancy-speed triad, and iii) supervised adjustment of thresholds that will trigger anomalous traffic states. Despite such requirements may be reasonably achieved in simulated scenarios, real-time downstream applications rarely work under such ideal conditions and must deal with low reliability data, missing measurements, and scarcity of curated incident labelled datasets, among other challenges. This paper proposes an unsupervised technique based on univariate timeseries anomaly detection for computationally efficient incident detection in real-world scenarios. Such technique is proved to successfully work when only flow measurements are available, and to dynamically adjust thresholds that adapt to changes in the supply. Moreover, results show good performance with low-reliability and missing data.

Aquest projecte té com a objectiu realitzar un estudi de l’impacte econòmic de les energies renovables sobre el mercat elèctric espanyol durant el període comprès entre els anys 2002 i 2022. Aquest impacte correspon a una reducció dels preus de l’electricitat que suposa un estalvi sobre el subministrament elèctric. La comparació d’aquest estalvi amb el cost de les primes de les polítiques de promoció de les energies renovables permet avaluar la compensació d’aquest cost, que resulta positiva i de 2.340 M€. Paral·lelament s’estableix l’objectiu d’estudiar també l’impacte de les ordres complexes sobre el mercat elèctric i el mateix període d’estudi. Aquestes ordres impliquen un augment en els preus del mercat durant el procés de cassació, que es quantifica en uns costos de 96.000 M€ i comparables amb el cost de les primes. Aquest elevat valor porta a un estudi exhaustiu de les ordres complexes centrat en les cinc principals companyies energètiques d’Espanya: Endesa, Iberdrola, Edp, Naturgy i Repsol. S’estudien les característiques i comportaments d’aquestes ordres a partir d’anàlisi estadístics i models predictius d’Intel·ligència Artificial, que deriven en la identificació d’estratègies per part de les companyies energètiques envers aquests tipus d’ordres. La metodologia utilitzada es basa en la creació de diferents programes amb el llenguatge de programació Python que permet automatitzar els càlculs i implementar els models predictius, utilitzant com a font principal de dades les corbes agregades d’oferta i demanda de les sessions diàries del mercat elèctric., Este proyecto tiene como objetivo realizar un estudio del impacto económico de las energías renovables sobre el mercado eléctrico español durante el periodo comprendido entre los años 2002 y 2022. Este impacto corresponde a una reducción en los precios de la electricidad que supone un ahorro sobre el suministro eléctrico. La comparación de este ahorro con el coste de las primas de las políticas de promoción de las energías renovables permite evaluar la compensación de este coste, que resulta positiva y de 2.340 M€. Paralelamente se establece el objetivo de estudiar también el impacto de las órdenes complejas sobre el mercado eléctrico y el mismo periodo de estudio. Estas órdenes implican un aumento en los precios del mercado durante el proceso de casación, que se cuantifica en unos costes de 96.000 M€ y comparables con el coste de las primas. Este elevado valor lleva a un estudio exhaustivo de las órdenes complexas centrado en las cinco principales compañías energéticas de España: Endesa, Iberdrola, Edp, Naturgy y Repsol. Se estudian las características y comportamientos de estas órdenes a partir de análisis estadísticos y modelos predictivos de Inteligencia Artificial, que derivan en la identificación de estrategias por parte de las compañías energéticas hacia este tipo de órdenes. La metodología utilizada se basa en la creación de diferentes programas con el lenguaje de programación Python que permite automatizar los cálculos e implementar los modelos predictivos, utilizando como fuente principal de datos las curvas agregadas de oferta y demanda de las sesiones diarias del mercado eléctrico., This project aims to carry out a study of the economic impact of renewable energies on the Spanish electricity market during the period between 2002 and 2022. This impact corresponds to a reduction in electricity prices, resulting in savings in electricity supply. Comparing this savings with the cost of premiums for renewable energy promotion policies allows for evaluating the compensation of this cost, which is positive and amounts to 2.340 M€. Additionally, the aim is also to study the impact of complex orders on the electricity market during the same study period. These orders imply an increase in market prices during the clearing process, quantified in costs of 96.000 M€ and comparable to the cost of premiums. This high value leads to a comprehensive study of complex orders focused on the five major energy companies in Spain: Endesa, Iberdrola, Edp, Naturgy, and Repsol. The characteristics and behaviours of these orders are studied through statistical analysis and predictive models of Artificial Intelligence, resulting in the identification of strategies adopted by energy companies regarding these types of orders. The methodology used is based on the creation of different programs with the Python programming language that allows to automate calculations and implement predictive models, using aggregated supply and demand curves from daily sessions of the electricity market as the main data source.

Centrifugal atomization is a rapid solidification technique involving fast cooling rates to produce high-quality powders. The final microstructure of the atomized particles is closely linked with the thermal history and cooling rates experienced during the atomization process. However, there is insufficient research on the temperature evolution of metal particles produced by this technique, and most works evaluate the thermal history of the droplet through semi-empirical correlations that lie outside the conditions where they were derived. In this work, the cooling rate of centrifugally atomized Al-4%Cu was studied via mathematical modelling and experimental validation. A heat transfer model was implemented, and the value of the convective heat transfer coefficient was obtained from the Whitaker semi-empirical correlation considering three cases of study for the thermophysical properties of the gas. The validity of the Whitaker correlation was experimentally evaluated by means of cooling rates based on the Secondary Dendrite Arm Spacing (SDAS) technique. The Whitaker correlation with the Reynolds and Prandtl numbers evaluated at the ambient temperature and the gas conductivity evaluated at the film temperature gave the best agreement with the experimental results, with cooling rates in the order of 105 Ks-1 for <32.5 µm powders atomized in He atmosphere., This research was funded by the Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca under grant number 2019 DI-19., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Renewable energy is increasingly mobilizing more investment around the globe. However, there has been little attention to evaluating economic and regulatory (E&R) uncertainties, despite their enormous impact on the project cashflows. Consequently, this review analyzes, classifies, and discusses 130 articles dealing with the design of renewable energy projects under E&R uncertainties. After performing a survey and identifying the selected manuscripts, and the few previous reviews on the matter, the following innovative categorization is designed: sources of uncertainty, uncertainty characterization methods, problem formulations, solution methods, and regulatory frameworks. The classification reveals that electricity price is the most considered source of uncertainty, often alone, despite the existence of six other equally influential groups of E&R uncertainties. In addition, real options and optimization arise as the two main approaches researchers use to solve problems in energy system design. Subsequently, the following aspects of interest are discussed in depth: how modeling can be improved, which are the most influential variables, and potential lines of research. Conclusions show the necessity of modeling E&R uncertainties with currently underrepresented methods, suggest several policy recommendations, and encourage the integration of prevailing approaches., Peer Reviewed, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.2 - Per a 2030, augmentar substancialment el percentatge d’energia renovable en el con­junt de fonts d’energia, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant, Postprint (published version)

Pòster amb el resum gràfic de la tesi doctoral en curs, que forma part de l'exposició "Doctorat en Recursos Naturals i Medi Ambient de la UPC Manresa. 30 anys formant en recerca a la Catalunya Central 1992-2022"., This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 101034328., Postprint (published version)

This research was funded by the Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca under grant number 2019 DI-19 and by the European Regional Development Fund in the framework of Programa FEDER de Catalunya 2014 2020 (COMRDI 16 1 0020). The author V. Albaladejo-Fuentes is a Serra-Hunter Fellow.(UB)., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This paper addresses the attainment of a methodology aimed at obtaining simplified models embedding the regulatory constraints imposed by the country-specific remuneration mechanisms in the energy management system of long operating life renewable assets under a high degree of uncertainty. This methodology, composed of different steps in which sensitivity analysis as well as Monte Carlo simulation play a key role, is focused on a significant case study that has implemented two of the most widely used worldwide remuneration mechanisms in the promotion of renewable energies, i.e., feed-in tariffs and auctions. The earnings before interest, tax, depreciation and amortization have been used as the output variable of the energy management model, as it is essential to take into account both revenues and operating costs of these renewable assets to manage them optimally. Some valid simplified models have been achieved by applying the proposed methodology to the case study with generalized errors below 5%. Specifically, one simplified energy management system model has been obtained under the feed-in tariff scheme, which involves acting on almost 40% of the equations of the original model and reducing the initial input parameters by 22%. Meanwhile, two simplified energy management system models have been obtained under the auction scheme. The most conservative simplified model involves acting on almost 50% of the equations of the original model and reducing the initial input parameters by 35%, while in the less conservative case it involves acting on more than 50% of the equations of the original model and reducing the initial input parameters by 42%. In short, although the uncertainty on the energy assets cannot be completely eliminated, it can be considerably reduced by facilitating the assessment of its prospective financial results. The validity of the achieved simplified models demonstrates the suitability and usefulness of the proposed simplifying methodology, providi, Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Agraïment: L'article de l'editorial Elsevier, MONTE-CARLO probabilistic valuation of concentrated solar power systems in Spain under the 2014 retroactive regulatory framework, es pot consultar a la web, DOI 10.1016/j.rser.2020.110670, (English) In recent years, the development of a generation system based on renewable energies has become the backbone of the energy policies of most countries in the world in the search for the decarbonization of the energy sector to contain planet global warming. The remarkable progress achieved in the reconversion of the electricity generation sector worldwide towards a renewable model has been acquired in large part by the public support policies for renewable generation technologies implemented. Spain has not been an exception, but rather a particularly relevant case study due to the numerous legislative changes experienced in the regulation of renewable energies in the last two decades. Specifically, Spain went from being one of the world's leading countries in the promotion of renewable energy sources, especially solar and wind, through the implementation of legal-economic frameworks with high associated economic returns during the first decade of the 2000s, to being one of the first countries to retroactively apply containment measures to reduce the disproportionate development costs that put the financial sustainability of the Spanish electricity sector at risk, giving rise to very unfavourable conditions for renewable assets in the second decade of the 2000s. In this sense, this thesis, presented as a compendium of articles, is developed within the line of research focused on the analysis and synthesis of regulatory frameworks to optimize decision-making in the design and management of energy assets, contributing to the state of the art from three papers published in indexed journals. First of all, this project aims to provide the academy with an exhaustive review of the evolution of solar energy policy in Spain during the period 1998–2020, through the first review article. Specifically, this study focuses on solar generation technology (photovoltaic and concentrating solar power) that has the potential to become the most abundant energy resource in the wor, (Català) En les últimes dècades, el desenvolupament d’un parc de generació basat en energies renovables s’ha convertit en l’eix vertebrador de les polítiques energètiques de gran part dels països del mon en la cerca de la descarbonització del sector energètic per tal de contenir l’escalfament global del planeta. El destacable progrés assolit en la reconversió del sector de la generació d’electricitat a nivell mundial cap a un model renovable s’ha adquirit en gran part per les polítiques de suport públic a les tecnologies de producció renovables implementades. Espanya no ha estat una excepció, sinó un cas d’estudi especialment rellevant pels nombrosos canvis legislatius experimentats en la regulació de les energies renovables en les darreres dues dècades. En concret, Espanya va passar de ser un dels països líders mundials en la promoció de les fonts d’energia renovable, especialment la solar i la eòlica, mitjançant la implementació de marcs juridicoeconòmics amb altes rendibilitats econòmiques associades durant la primera dècada dels anys 2000, a ser un dels primers països en aplicar retroactivament mesures de contenció per reduir els costos de promoció desproporcionats que posaven en risc la sostenibilitat financera del sector elèctric espanyol, donant lloc a unes condicions molt desfavorables per als actius renovables en la segona dècada dels anys 2000. En aquest sentit, aquesta tesi, presentada com a compendi d’articles, es desenvolupa dins la línia de recerca centrada en l’anàlisi i síntesi dels marcs reguladors per optimitzar la presa de decisions en el disseny i la gestió d’actius energètics, contribuint en l’estat de l’art a partir de tres articles publicats en revistes indexades. En primer lloc, aquest projecte pretén aportar a l’acadèmia una revisió exhaustiva de l'evolució de la política d'energia solar a Espanya durant el període 1998-2020, a través del primer article de revisió. En concret, aquest estudi es focalitza en la tecnologia de generació solar (f, (Español) En las últimas décadas, el desarrollo de un parque de generación basado en renovables se ha convertido en el eje vertebrador de las políticas energéticas de gran parte de los países del mundo en la búsqueda de la descarbonización del sector energético para contener el calentamiento global del planeta. El destacable progreso logrado en la reconversión del sector de la generación eléctrica hacia un modelo renovable se ha adquirido en gran parte por las políticas de apoyo público a las tecnologías de producción renovables implementadas. España no ha sido una excepción, sino un caso de estudio especialmente relevante por los numerosos cambios legislativos experimentados en la regulación de las renovables en las últimas dos décadas. En concreto, España pasó de ser uno de los países líderes mundiales en la promoción de las renovables, especialmente la solar y la eólica, mediante la implementación de marcos reguladores con altas rentabilidades económicas asociadas durante la primera década de los años 2000, a ser uno de los primeros países en aplicar retroactivamente medidas de contención para reducir los costes de promoción desorbitados que ponían en riesgo la sostenibilidad financiera del sector eléctrico español, dando lugar a unas condiciones muy desfavorables para los activos renovables en la segunda década de los años 2000. En este sentido, esta tesis, presentada como compendio de artículos, se desarrolla dentro de la línea de investigación centrada en el análisis y síntesis de los marcos reguladores para optimizar la toma de decisiones en el diseño y la gestión de activos energéticos, contribuyendo en el estado del arte a partir de tres artículos publicados en revistas indexadas. En primer lugar, este proyecto pretende aportar a la academia una revisión exhaustiva de la evolución de la política de energía solar en España durante el periodo 1998–2020, a través del primer artículo de revisión. En concreto, este estudio se focaliza en la tecnología de generac, Postprint (published version)

Para llevar a cabo este trabajo se partirá de las subastas realizadas en España bajo el Real Decreto 413/2014 y Real Decreto 960/2020. Estas subastas se regían por marcos regulatorios en los cuales se primaban diferentes aspectos. Esto genera el interés de analizar el comportamiento de los promotores en cada una de ellas. Para poder llevar a cabo el análisis se realizará un exhaustivo trabajo de investigación de las empresas que han sido adjudicatarias de las subastas para extraer información sobre las plantas asociadas, estas y las características que permitan dicho análisis. Se extraerán datos de todo tipo: tanto de ubicación como de inversión, datos técnicos, etc. Posteriormente, se realizará un trabajo físico de modelización determinista que permita extraer datos de plantas solares de las que se disponga de datos técnicos suficientes para llevar a cabo el análisis. Posteriormente, se realizará otro trabajo de modelización estocástico que permita observar el comportamiento energético de las centrales solares fotovoltaicas (CSF). Una vez realizado el análisis de las subastas, se puede concluir que a grandes rasgos no hay cambios significativos en el diseño de estas, salvo alguna excepción. Se ha podido comprobar que la gran mayoría de las plantas solares de 2017 eran diseñadas con seguimiento solar a un eje orientado N-S y seguimiento E-O a excepción del 7%, que son de estructura fija, y un 5% de seguimiento a dos ejes. Mientras que las licitadas en 2021, aunque no se disponga que gran información por su reciente subasta, están diseñadas con seguimiento a un eje, excepto una unidad en la que la potencia de la instalación es inferior a la de preasignación, lo que podría ser el incentivo para instalar seguimiento a dos ejes con el fin de aumentar la producción energética. Cabe destacar que en el Real Decreto 960/2020 se establece un tope de horas de inyección que provoca que las instalaciones se paralicen al superarlo, ya que dejan de percibir ese importe de venta e, Per fer el treball es partirà per un primer anàlisi dels marcs reguladors que promocionen la generació de les energies renovables, d'aquesta anàlisi s'extreu que existeixen dos marcs reguladors. El Reial Decret 413/1014 i el Reial Decret 960/2020. Els quals tenien licitació al respecte, Reial Decret 413/2014 i Reial Decret 960/2020. Una vegada analitzats els marcs reguladors. Es fa una anàlisi dels resultats de la licitació on es contemplen les empreses adjudicatàries. Posteriorment, es realitzen bases de dades (BBDD) amb la informació recollida d'una recerca exhaustiva de cara a analitzar els projectes de cara a extreure les instal·lacions tipus i obtenir les primeres conclusions. A continuació amb les plantes tipus és fer un model determinista per aconseguir resultats físics i aconseguir el comportament de potència i generació on posteriorment es farà una model estocàstica de cara a extreure les conclusions definitives. Una vegada fet l'anàlisi es pot concloure a grans trets que no hi ha canvis significatius en el disseny. S'ha pogut comprovar que la majoria de plantes solars de 2017 eren dissenyades amb seguiment solar a un eix amb orientació N-S i seguiment E-O. Amb la modalització s'ha pogut observar les variacions de generació energètica que representa el seguiment solar i com influeixen els paràmetres de les plantes com la irradiació i la temperatura., This project is based on the public bids held in Spain under Real Decreto 413/2014 and Real Decreto 960/2020. These bids were subject to regulatory frameworks in which different aspects were valued. This creates an interest in analyzing the behavior of the promoters of each one of these bids. In order to carry out this analysis I will conduct a thorough work of investigation of the companies that won the bids to extract information about their energy plants and the features that allow the analysis. I will extract all kind of data: location, investment, technical data, etc. Later I will perform a physical deterministic modeling work which will allow me to extract data of solar plants of which I have enough technical data to carry out the analysis. After that, I will undertake another stochastic modeling work that allows me to monitor the energetic behavior of the photovoltaic solar power plants. Once the analysis of the bids is complete, we can broadly conclude that there are no significant changes in the design, but for a few exceptions. I was able to verify that the great majority of solar power plants in 2017 were designed with single axis sun tracking oriented N-S and E-W tracking, except for the 7%, that have a fixed structure, and a 5% that have two-axis tracking. Whereas the ones tendered in 2021, even though not all the information is available because of its recent bidding, are designed with single axis tracking except for one unit in which the installation power is lower than that of the preassignment, which could be an incentive to install two-axis tracking in order to increase the energetic production. It is worth noting that the Real Decreto 960/2020 sets a maximum number of hours of injection, which makes the installations to stop working when they reach the limit, because they stop receiving the sales amount established in energy; this could be the reason for not using the two-axis tracking, but we don’t have enough information to confirm that. It is a

Pòster amb el resum gràfic de la tesi doctoral en curs, que forma part de l'exposició "Doctorat en Recursos Naturals i Medi Ambient de la UPC Manresa. 30 anys formant en recerca a la Catalunya Central 1992-2022"., Postprint (published version)

The scope of this thesis is related to the enhancement of the operation of distributed generators (DGs) based on renewable energies (REs) when connected to the conventional grid network. Synchronization of those DGs, i.e. their front-end inverters, with the grid is critical for injecting power into the grid. Internal control loops of voltage source inverters (VSIs) monitor parameters such as the utility voltage's phase, amplitude, and frequency to achieve proper synchronization and inject power into the grid. Therefore, an appropriate estimation of the grid parameters is needed for completing the mentioned goals. The different existing monitoring techniques still face technical challenges when appearing faults on the grid, particularly voltage sags and voltage swells. From those techniques, SOGI-FLL and SOGI-PLL are widely spread in power inverters. In the mentioned faulty conditions, a degradation of the estimated parameters occurs due to the impact of the grid defaults on the dynamic performance of the SOGI-FLL and SOGI-PLL estimators. In the literature, it was not found contributions to those problems. This research aimed to contribute by providing a fast and accurate detection of the faults, yielding a robust dynamical response of the VSIs control structure in front of such perturbations, thanks to a fast and precise estimation of grid parameters. This faults detection strategy was accompanied by minimization of the monitored parameters drift due to inherent harmonic pollution of the faults. Then a first contribution has been the design and implementation of a Finite State Machine on a synchronization structure known as SOGI-PLL and in SOGI-FLL, enhancing their dynamical response regarding transient time and steady-state response in front of voltage sags. A second contribution has been implementing the strategy to face the problems derived from voltage swells with satisfactory results. The research was carried out in the E3PACS laboratory facilities of EEBE-UPC., L'abast d'aquesta tesi està relacionat amb la millora del funcionament dels generadors distribuïts (DG, distributed generation en anglès) basats en energies renovables quan es connecten a la xarxa elèctrica convencional. La sincronització d'aquests DG amb la xarxa és fonamental per injectar energia a aquesta, especialment quan es tracta d'inversors de potència. Els llaços de control interns dels inversors de font de tensió (VSI, Voltage Source Inverters en anglès) controlen paràmetres com ara la fase, l'amplitud i la freqüència de la tensió de la xarxa per aconseguir una sincronitzaciórequerida. Per tant, es necessita una estimació adequada dels paràmetres del bus de tensió per assolir els objectius esmentats. Les diferents tècniques de monitorització existents encara s'enfronten a reptes tècnics a l'hora d'aparèixer fallades a la xarxa, especialment caigudes i augments abruptes de tensió ("Voltage sags" i "Voltage swells" en anglès, respectivament). En el cas dels inversors, les tècniques basades en estructures SOGI-FLL i SOGI-PLL estan àmpliament esteses i, en les esmentades condicions de fallada, es produeix una degradació dels paràmetres estimats a causa de l'impacte dels defectes de la xarxa en el seu comportament dinàmic . A la literatura, no es van trobar contribucions rellevants per mitigar aquests problemes. Aquesta investigació pretén doncs contribuir proporcionant una detecció ràpida i precisa de les fallades, donant una resposta dinàmica robusta de l'estructura de control dels VSI davant d'aquestes pertorbacions, gràcies a una estimació ràpida i precisa dels paràmetres de la xarxa. Aquesta estratègia de detecció de fallades s'acompanya de la minimització de la deriva dels paràmetres monitoritzats a causa de la contaminació harmònica inherent de les fallades. Així doncs, una primera contribució ha estat el disseny i la implementació d'una màquina d'estats finits en una estructura de sincronització coneguda com SOGI-PLL i en SOGI-FLL, millorant la seva res, Postprint (published version)

In the context of the increasing popularity of self-sufficient communities around the globe, this study aims to compare the economic performance of energy management in two distinct situations: whether it is conducted individually or collectively within a community. After setting the context and completing a literature review, a research gap concerning the influence of regulatory frameworks in the economic results is identified. Therefore, this work presents this comparison under several frameworks employed to promote renewable energy, in order to provide a more realistic point of view and deliver insights in policy making. To this end, a mixed integer linear program (MILP) is developed, and the formulation of three key regulatory schemes is embedded into it: feed-in tariff, net metering, and self-consumption schemes. A what-if analysis is performed in order to take into account different combinations of rewarding parameters for each regulatory framework, as well as different profiles of consumption for the individual case. Results show that energy management within a community improves the overall average benefit of the customers up to 0.44 €/day·dwelling, for all of the studied frameworks except feed-in-tariff and some instances of type-B self-consumption, which can reduce it up to -0.87 €/day·dwelling. The conclusions determine fundamental differences between regulatory schemes and their suitability to promote collective or individual facilities, and emphasize the need to design a set of policies that take into account the habits of consumption of the individuals to foster effectively energy communities., Peer Reviewed, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.2 - Per a 2030, augmentar substancialment el percentatge d’energia renovable en el con­junt de fonts d’energia, Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles, Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles::11.3 - Per a 2030, augmentar la urbanització inclusiva i sostenible, així com la capacitat de planificar i gestionar de manera participativa, integrada i sostenible els assentaments humans a tots els països, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables::12.2 - Per a 2030, assolir la gestió sostenible i l’ús eficient dels recursos naturals, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant, Postprint (published version)

Aquest projecte es basa en el desenvolupament d’una plataforma mòbil que consta de la shield EVShield connectada a una placa Arduino, una estructura amb peces LEGO i sensors i actuadors tant de la marca LEGO com d’altres marques. En el projecte també es compara l’ús d’aquestes eines amb les eines utilitzades actualment a la docència i, finalment, es valora si les noves presenten unes millors condicions per ser aplicades educativament., This project is based on the development of a mobile platform consisting of the EVShield shield connected to an Arduino board, a structure with LEGO pieces and sensors and actuators both from the LEGO brand and other brands. The project also compares the use of these tools with the tools currently used in teaching and, finally, assesses whether the new ones have better conditions to be applied educationally.

Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

Auction mechanism have been widely used throughout the world for the development of renewable energy sources (RES) in the last decades. The results vary to country to country, nevertheless they have been useful for the development of RES. In November 2020, the Spanish government released the royal decree 960/2020 which creates the new remuneration framework for renewable energy sources and lay down the rules for projects to get access to it through a tender mechanism. The main objective of this legislation is to boost the installation of renewable energy capacity so that the Spanish government could comply with the self-imposed goals for a decarbonized energy system before 2030. The new remuneration framework will be granted through a tender procedure. The product to auction will be installed capacity, electric energy or a mixture of both. RES projects will participate presenting their energy price and if they comply with the parameters of the tender and are competitive enough may win the bidded price of energy. For those RES projects that are granted the new remuneration framework, their perceived energy price will be the result of an equation that ties the bidded price to the market price. In this document has a review of tender procedures in Europe, an analysis of the Spanish decree 960/2020 and finally it proposes a way to model energy prices in the Spanish context throughout the use of spline based non-parametric density functions as well as a tool to improve economic analysis of RES projects, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

The current Royal Decree 413/2014 legal-economic framework for concentrating solar power plants in Spain has been analysed from a probabilistic perspective. Due to the high inherent risk in most of the parameters defining this economic regime, the use of a probabilistic model is proposed to perform the economic valuation of these facilities. A methodology composed of different steps has been developed and applied to a representative concentrating solar power plant type with thermal energy storage. This method has proven useful for distinguishing the input parameters to be considered as stochastic by using a sensitivity analysis, and also for performing the probabilistic valuation by using the discounted cash flow-Monte Carlo analysis. The results have revealed a great variability in the several output economic indicators considered. In general terms, substantial reductions in the profitability of these facilities have been evidenced with respect to the deterministic analysis under the current reality of the sector., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)