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 21-02-2022
Ana Lía Rojas: “La Región de Coquimbo es pionera en el desarrollo de proyectos emblemáticos que aportan energía limpia y segura”

Quien recientemente sucedió a Carlos Finat en la asociación que agrupa a más de 150 socios entre desarrolladores, generadores y proveedores de productos y servicios, nacionales y extranjeros, indicó que actualmente en la zona se están construyendo 14 nuevos proyectos ERNC.

De acuerdo a información de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (ACERA), este año se comenzó con la fotovoltaica produciendo el 20% de la matriz eléctrica nacional correspondiente a las Energías Renovables No Convencionales (ERNC). Le sigue la eólica y más atrás la hidráulica. Capacidad instalada que evidencia la importancia adquirida por las ERNC en el país y en la Región de Coquimbo.

De hecho, la zona se ubicó como ‘la más sostenible’ en 2020, debido a que casi la totalidad de su electricidad procedió de fuentes limpias y actualmente es la tercera con mayor potencial de producción, llegando a los 1.028 MW.

De esta y otras temáticas relacionadas, El Día conversó con la recientemente nombrada directora ejecutiva de ACERA, Ana Lía Rojas.

-Primero que todo, cuénteme ¿cómo valora su designación en la dirección ejecutiva de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento?
‘Es un nuevo y gran desafío en mi carrera, que tomo con mucho orgullo y responsabilidad para continuar el gran trabajo que hasta ahora se ha realizado en la principal asociación del sector energético renovable.

Es un año, además que da inicio a un período muy desafiante que enfatiza la necesidad de establecer diálogos constructivos con las nuevas autoridades del poder Ejecutivo, la asamblea constituyente, en un contexto de crisis climática y de recuperación económica post COVID, que afecta e influye en todos los ámbitos.

-¿Cómo evalúa la actualidad de las energías renovables en Chile? Qué se ha hecho y aún falta por hacer…
‘El segmento ha mantenido una importante actividad en los últimos años, contribuyendo no sólo a la mantención de puestos de trabajo en momentos de crisis, sino que también al aporte que hace este sector al crecimiento económico del país y al avance decidido a la transición desde una matriz con alta dependencia de los combustibles fósiles a una basada 100 por ciento en energías renovables.

A pesar de los importantes logros del sector, aún existen grandes desafíos en materia energética de los que hay que hacerse cargo para consolidar el proceso: planificación y ordenamiento territorial para el despliegue de los proyectos renovables; el programa de cierre paulatino de centrales de carbón, gas natural y diésel; la mayor participación de los usuarios en la gestión de sus consumos y eficiencia energética; el desarrollo de la generación distribuida y el mayor acceso de los ciudadanos en el autoconsumo y la electrificación de sectores de alto consumo energético y de marcado origen fósil.

Con un segundo período de pandemia, el 2021, fue igualmente un buen año para las renovables, la participación ERNC siguió en aumento llegando a un 27% de generación y con un continuo aumento durante los meses de enero y febrero de este año. Sin embargo, estas cifras aún no son suficientes frente a la crisis climática que enfrentamos. Esto sólo nos lleva a seguir trabajando y aportar desde la industria renovable y de almacenamiento, a disminuir las emisiones del sector eléctrico para alcanzar la ‘meta cero’ antes del 2040’.

– De hecho, estudios de la política nacional minera proyectan que el 96 por ciento de la matriz energética nacional provendría de fuentes renovables para el año 2050 ¿Se logrará esta ambiciosa meta?
‘Una de las metas que se ha establecido el país en el marco de la crisis climática, hace referencia a lograr la carbono neutralidad hacia el año 2050, objetivo que podría incluso cumplirse antes de lo previsto, conforme se concreten oportunamente las condiciones. En ese sentido, destacar el importante crecimiento que ha experimentado la industria ERNC durante los últimos años y en particular, su participación en la matriz de generación eléctrica, alcanzando un 27% del total de generación eléctrica durante 2021.

No obstante, para poder alcanzar las metas propuestas es necesario disponer de una serie de condiciones habilitantes que permitan transitar hacia un matriz energética libre de emisiones, siendo probablemente la más relevante, la electrificación de consumos energéticos que actualmente son provistos por fuentes fósiles, toda vez que en primer lugar se descarbonice la matriz eléctrica de generación. Para avanzar con este último punto, es necesario disponer de un marco regulatorio que contenga las señales de certidumbre e incentivos correctos para el óptimo desarrollo de nuevas inversiones en centrales renovables y sistemas de almacenamiento, la construcción oportuna de infraestructura de transmisión y las adecuadas políticas para la operación del sistema, entre una serie de condiciones. Si la industria no cuenta con las condiciones necesarias de forma oportuna, será difícil cumplir las metas que Chile se ha propuesto’.

-¿Y cómo observa a la Región de Coquimbo en este aspecto? Es la tercera con mayor capacidad ERNC instalada en el país…
‘Efectivamente la Región de Coquimbo es la tercera con mayor capacidad instalada ERNC alcanzando los 1.028 MW, representando el 60 por ciento de la capacidad instalada de la región, donde las tecnologías ERNC predominantes son la eólica y la solar fotovoltaica. Es una zona que fue pionera en la apertura hacia las energías renovables y el desarrollo de proyectos emblemáticos que hoy aportan al sistema energía limpia y segura.
Por otra parte, en la actualidad se están construyendo 14 nuevos proyectos ERNC, por un total de 119 MW. Finalmente, se debe destacar el gran potencial disponible para el desarrollo de nuevos proyectos, esencialmente solares fotovoltaicos, lo que también se traduce en desafíos de infraestructura que se requerirá en la región, tales como la transmisión y el almacenamiento’.

– Por último: ¿Cuáles son sus pronósticos para la evolución y consolidación de las ERNC Chile y sobre todo, en la región? Les afectará la actual crisis sanitaria y económica…
‘La actual crisis sanitaria ha tenido efectos negativos en todos los sectores económicos del país y el sector ERNC no ha quedado exento de ello.
En particular, se ha experimentado un alza importante en los costos de los insumos requeridos para la construcción de las centrales, así como de los costos logísticos asociados. A lo anterior, se agregan demoras en los plazos de entrega de insumos, con motivo de retrasos en su producción o en su transporte.

Desde la perspectiva del desarrollo de los proyectos, las restricciones de movilidad han postergado el desarrollo de proyectos en sus fases iniciales, los cuales no pudieron desarrollar oportunamente los estudios necesarios y/o las instancias de participación ciudadana requeridas. Durante 2021 y conforme se fueron liberando las restricciones de movilidad, estos proyectos han ido retomando su normal desarrollo, sin embargo, se generó una sobrecarga de trabajo inicial sobre las instituciones que emiten los permisos correspondientes.

A pesar de los impactos descritos, la industria renovable ha logrado posicionarse y avanzar de manera exitosa en los últimos dos años, alcanzando niveles históricos de número de proyectos construidos y cumpliendo de forma oportuna los compromisos contractuales previos que gatillaron el desarrollo de las centrales. Es así como se espera que el sector se potencie aún más en los próximos años, en la medida que comiencen a desaparecer los efectos de la crisis sanitaria.

Por último, hacer hincapié en que el sistema eléctrico está pasando por períodos de estrechez en el abastecimiento por el menor aporte hidroeléctrico en comparación a años anteriores. Lo anterior implica un esfuerzo tanto de agentes generadores como de autoridades y consumidores, para administrar adecuadamente el sector eléctrico y enfrentar la sequía que ya cumple más de 10 años como fenómeno asociado al cambio climático’.

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