La Agencia Internacional de la Energía define la energía solar como aquella que se puede extraer de la luz solar que llega a la tierra y ser transformada en otras formas de energía útil, como energía térmica o eléctrica.

La luz solar puede ser convertida de manera directa en energía eléctrica, a través de celdas fotovoltaicas o bien en energía calórica a través de equipamiento de concentración solar.

En los sistemas de aprovechamiento térmico, el calor recogido en los colectores solares o concentradores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades como, por ejemplo, obtención de agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para fines de calefacción, aplicaciones agrícolas, y la producción de electricidad a través de un proceso termoeléctrico.

Por su parte, los Paneles Fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la producción de electricidad y constituyen una adecuada solución para el abastecimiento eléctrico tanto en áreas rurales como desérticas, que cuentan con un recurso solar abundante. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la noche.

Fuente: Internacional Energy Agency

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La energía eólica es aquella energía cinética que se encuentra disponible en una masa de aire en movimiento (viento). Según la Administración de Información de la Energía de los EE.UU. esta energía ha sido utilizada por el ser humano desde, al menos, el año 5.000 A.C.

Los aerogeneradores son dispositivos diseñados para transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Producto de intensas actividades de investigación y desarrollo, su diseño aerodinámico ha tenido importantes variaciones desde sus orígenes a la fecha. En la actualidad, el diseño más común consiste en una turbina de tres palas) montadas sobre una torre. La turbina está acoplada mecánicamente a un generador eléctrico. La cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad dependerá, además de la velocidad del viento, de la altura de la torre y del largo de sus palas.

Fuente: EIA – U.S. Energy Information Administration

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La bioenergía se define como la energía contenida en la biomasa. La biomasa corresponde a cualquier materia orgánica que esté disponible de manera renovable, tales como residuos de animales, plantas, cultivos o deshechos orgánicos.

Dependiendo de la biomasa que se utilice, la bioenergía puede ser utilizada como energía térmica, a partir de la quema directa, o bien a partir de un proceso de transformación en un combustible gaseoso (biogás) o en un combustible líquido (biocombustible).

Fuente: Agencia Internacional de la Energía

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La Asociación Europea de la Energía Oceánica plantea que hay, al menos, cuatro formas de extraer el contenido energético disponible en los mares: tecnología undimotriz, mareomotriz, de gradiente térmico y de gradiente de salinidad.

La tecnología undimotriz extrae energía del movimiento de las olas, de igual forma, la tecnología mareomotriz aprovecha las mareas o corrientes marinas. Por su parte, la tecnología de gradiente térmico aprovecha las diferencias de temperatura entre la superficie y las aguas profundas, y, por último, está la tecnología gradiente de salinidad.

Chile es un país que tiene más de 4.500km de costa y una tradición naval importante, por lo que se estima que la energía de los mares puede jugar un rol, tanto a nivel de provisión de energía a la red como en aplicaciones descentralizadas. Con el propósito de aprovechar estas ventajas, nuestro país ha estado preparando sus capacidades tecnológicas poniendo en marcha una serie de iniciativas público-privadas, que buscan entender mejor el tipo de recurso de recurso y su disponibilidad en el territorio, evaluar los impactos ambientales y sociales, así como también preparar el capital humano necesario para facilitar la implantación de esta tecnología cuando esta esté en condiciones de competir en el mercado.

Fuente: Ocean Energy Europe

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La energía eléctrica producida a partir de la energía potencial contenida en un volumen de agua ubicado a una cierta altura se denomina energía hidroeléctrica. En Chile, se utilizan generalmente dos tipos de centrales, de embalse y de pasada.

Las centrales de embalse interrumpen el curso normal de un río con el propósito de controlar la acumulación o liberación del agua almacenada, lo que permite gestionar la cantidad de energía producida. Las centrales de pasada desvían momentáneamente una parte del caudal de un curso de agua, con el propósito de dejarla caer sobre una turbina que produce la electricidad. Una vez terminado el proceso, el agua es devuelta al cauce natural.

La energía hidroeléctrica es renovable y su disponibilidad depende principalmente de los ciclos hidrológicos. Es del caso señalar que la Ley General de Servicios Eléctricos, en su artículo 225, define que serán consideradas como Medios de Generación Renovables No Convencionales, aquellas centrales hidroeléctricas cuya potencia conectada sea inferior o igual a los 20 MW.

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La energía geotérmica de alta entalpía es aquella en forma de calor que está disponible bajo la superficie terrestre, a profundidades relativamente bajas, producto de la presencia de magma a alta temperatura.

Una forma de extraer esta energía es aprovechar yacimientos de agua o vapor subterráneo que estén cercanos a la fuente de calor.

El calor extraído en la superficie se utiliza para producir vapor a presión que alimenta a una turbina encargada de la producción de electricidad. Finalmente, en las centrales de ciclo cerrado, el agua es reinsertada al yacimiento con el propósito que absorba nuevamente la energía térmica disponible.

Por su parte, la energía geotérmica de baja entalpía aprovecha las propiedades de aislación térmica de la parte más superficial de la corteza terrestre. A unos pocos de metros bajo tierra, la temperatura se mantiene estable durante el año en algunas decenas de grados Celsius. Con el propósito de aprovechar este fenómeno, se instala un circuito de cañerías bajo tierra, y se hace circular lentamente un líquido caloportador que en la superficie está a temperatura ambiente. Independientemente de cuál sea la temperatura ambiente, el líquido, al circular por las cañerías, equilibra siempre su temperatura con de la tierra. Así, si la temperatura ambiente es menor a la del interior de la cañería, entonces el líquido absorbe temperatura, mientras que, si el ambiente tiene una temperatura superior, entonces baja su temperatura.

Existe una gran variedad de formas para aprovechar la geotermia de baja entalpía, tanto para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Una forma que ha probado ser eficiente es el uso de bombas de calor.

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Los sistemas de almacenamiento de energía no producen energía por sí mismos, sino que permiten absorber energía desde una fuente en un momento determinado, y entregarla en otro momento para su consumo.

Según lo indica el Centro de Sistemas Sustentables, de la Universidad de Michigan, las tecnologías de almacenamiento están siendo desarrolladas, al menos, desde la primera mitad del siglo XIX. No hay una única forma de clasificar los sistemas de almacenamiento, sin embargo, lo más común es hacerlo a partir de la forma de energía que es almacenada. Así, es posible distinguir los sistemas de almacenamiento eléctricos, químicos, electroquímicos, mecánicos, hidráulicos y térmicos.

A la fecha, los sistemas de almacenamiento de energía se han masificado en aplicaciones donde no se requieren altos volúmenes de energía. Sin embargo, la investigación y desarrollo en esta área tomó fuerza, primero con la crisis del petróleo en EE. UU. de los años 70s y, más recientemente, a partir del impulso dado por la industria de la movilidad eléctrica.

Desde la perspectiva de las aplicaciones en la red eléctrica, que requieren grandes volúmenes de energía, los sistemas de almacenamiento más comunes son los de bombeo. Estos emulan la operación de una central hidroeléctrica, ya que utilizan energía eléctrica para bombear grandes volúmenes de agua hacia un depósito ubicado a una cierta altura, almacenando la energía en forma de energía potencial. Para extraer la energía, se deja caer el agua sobre una turbina, la cual está acoplada a un generador eléctrico.

Con los últimos desarrollos tecnológicos, el almacenamiento electroquímico en formas de baterías ha ido aumentando la cantidad de energía almacenable, al mismo tiempo que ha reducido considerablemente sus costos de inversión.

El primer sistema de almacenamiento conectado a la red eléctrica instalado en Chile está en la Subestación Eléctrica Andes, y fue puesto en servicio en 2009.

Fuente: Center for Sustainable Systems (University of Michigan)

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Actualidad

Publicado el 09-03-2021
A 10 años del terremoto y tsunami de Fukushima, Japón apuesta por las energías renovables

Cuatro de cada cinco sobrevivientes de la catástrofe de 2011 apoyan la prohibición de la energía nuclear de forma inmediata o gradual. El objetivo del gobierno es que, para 2030, las energías renovables representen entre el 22% y 24% del suministro del país.

A las 14:46 del 11 de marzo de 2011, Japón fue golpeado por una triple catástrofe: a 130 kilómetros de la costa de Sendai -ciudad ubicada a 370 km al noreste de Tokio, se produjo un terremoto de magnitud 9,1 que ocasionó un tsunami y posterior accidente nuclear en la central Fukushima Daiichi.

Este fue el terremoto más fuerte registrado en la historia de Japón y el cuarto más poderoso del mundo desde que comenzaron los registros modernos. El movimiento originado en el Océano Pacifico Norte provocó un tsunami que resultó en olas de hasta 15 metros de altura. Las impactantes imágenes a plena luz del día mostraron el agua arrasando casas, edificios y carreteras. Los residentes de Sendai solo tuvieron entre ocho y 10 minutos de advertencia para evacuar de la mortal catástrofe, que cobró la vida de más de 15 mil personas y dejó a 450 mil sin hogar.

Pero eso no fue todo. El terremoto provocó olas que irrumpieron en la central nuclear de Fukushima Daiichi -ubicada a 110 kilómetros al sur de Sendai y 245 km al norte de Tokio- y provocaron el colapso de tres reactores nucleares. Como consecuencia del derrumbe, se liberaron materiales radioactivos tóxicos al ambiente y días después el gobierno nipón se vio obligado a declarar zona de evacuación en un radio de 20 km, que derivó en que alrededor de 154 mil residentes fueran forzados a abandonar sus hogares.

El accidente nuclear de Fukushima es el más severo desde Chernobyl en 1986, y fue catalogado corno nivel 7, el máximo en la Escala Internacional de Accidentes Nucleares. Ambos desastres han sido los únicos en recibir esta clasificación.

Hoy, a 10 años de la triple catástrofe que azotó al país asiático y con el trauma de que la historia se repita, el debate de las energías renovables se tomó la agenda legislativa japonesa y se convirtió en protagonista de las políticas gubernamentales del país.

“La energía renovable se introducirá en la mayor medida posible”, dijo el primer ministro Yoshihide Suga en enero, apostando por la eólica marina y de hidrógeno amoniaco. Si en 2010, un año antes del desastre, en Japón solo el 9,5% de las fuentes de energía renovables proporcionaban electricidad, en 2019 esta cifra aumentó al 18%.

Este cambio se empezó a acelerar en 2011, cuando el gobierno del primer ministro Naoto Kan, se vio presionado a aumentar el uso de energías renovables, provocando rechazo por parte de la industria japonesa de los combustibles fósiles y de la energía nuclear.

El plan del actual gobierno es que para 2030, las energías renovables representen entre el 22% y 24% del suministro energético del país. Sin embargo, 92 empresas le están pidiendo a Suga que el objetivo sea aún más ambicioso: que este porcentaje aumente entre el 40% y 50% para el mismo año.

Desafíos de las energías renovables

A pesar de los altos costos de instalación de la tecnología que permita la transición al uso de energías renovables, se espera que la energía solar, eólica, geotérmica, hidráulica y de biomasa contribuyan en el plan de Japón -el quinto país más contaminante del mundo- de convertirse en carbono neutral al 2050.

Uno de los desafíos de la expansión de la energía renovable en el país son las quejas de localidades por ruido y cambios en el paisaje. Esto incluso ha llevado que en algunos pueblos y ciudades se aprobaran ordenanzas que prohíben la construcción de infraestructuras e instalaciones con este fin, como turbinas eólicas.

A raíz de esto, el Ministerio de Medio Ambiente tiene el plan de introducir un sistema en el que los gobiernos locales establezcan zonas donde se puedan construir estas infraestructuras, donde antes de la instalación definitiva, cada empresa de energía renovable deba explicar las pedidas de prevención del ruido y contaminación de paisaje, además de la promoción de empleos locales.

Sobrevivientes contra la energía nuclear

Una encuesta realizada por Kyodo News informa que cuatro de cada cinco sobrevivientes de la triple catástrofe de 2011 apoyan la prohibición de la generación de energía nuclear de forma inmediata o gradual.

Antes del accidente, el 87% de la población apoyaba este tipo de energía. Sin embargo, actualmente solo el 12,3% está a favor. El 52% de los 300 encuestados, provenientes de las tres prefecturas más afectadas por el desastre nuclear, apoya la eliminación gradual o inmediata de la energía nuclear.

Después de la crisis, todos los reactores nucleares del país se vieron forzados a detener sus funciones y solo algunos pudieron reanudar bajo normas de seguridad más estrictas. Solo nueve están en funcionamiento, de los 54 que existían antes de marzo de 2011. La encuesta de Kyodo News muestra que solo el 15% está a favor de reiniciarlos y confiar en ellos en el futuro.

Además, en Fukushima se instalaron metas aún más ambiciosas que las del gobierno central. Esperan que para 2040 la provincia sea abastecida 100% mediante energías renovables.

“Fukushima tiene el objetivo de producir suficiente energía renovable para abastecer el 100% de la demanda de la prefectura para 2040”, dijo el gobernador de Fukushima, Masao Uchibori, el mes pasado. Además, informó que durante el 2019 las energías renovables suministraron el 34,7% de la demanda local.

Hoy, alrededor de 5.000 personas siguen trabajando en la planta nuclear de Fukushima Daiichi. Si bien ya se limpiaron los alrededores de los reactores y se están construyendo muros de hormigón para protegerlos de futuros accidentes, aún no se extraen las casi 900 toneladas de combustible fundido, altamente radioactivo.

En 2022 se iniciará el proceso de extracción -atrasado por la pandemia- mediante un brazo robótico desarrollado por Gran Bretaña. Se espera que el desmantelamiento total de la central tome entre 30 y 40 años.

Fuente: La Tercera

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