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

Beijing avanza hacia la descontaminación

La creciente preocupación por parte de la población ha impulsado al gobierno chino a tomar medidas para mejorar la calidad del aire. La lucha ya muestra sus primeros resultados.

Beijing podría salir de la lista de las 200 ciudades más contaminadas del mundo, según IQAir AirVisual. La plataforma suiza anunció ayer que la concentración de partículas suspendidas en el aire de la capital china cayó a sus niveles más bajos desde que se iniciaron los registros, en 2008. Los datos, obtenidos de sensores instalados por la embajada de EE.UU. y autoridades locales chinas, confirman la significativa mejora en la calidad del aire que los residentes de Beijing habían notado en los últimos años.

Este proceso no fue casual. El gobierno ha tomado medidas drásticas contra la quema de carbón para calefacción, además de cerrar fábricas contaminantes y mantener los camiones pesados fuera de los límites de la ciudad. Gracias a esto, la concentración anual promedio de partículas que se encuentran suspendidas en el aire ha disminuido casi un 60% desde 2010, según IQAir, un fabricante de purificadores de aire que entrega informes de calidad del aire a nivel global en conjunto con Greenpeace. Según la lista IQAir AirVisual de 2018, Beijing ocupa el lugar 122 entre las ciudades más contaminadas del mundo.

Gurugram, una ciudad que bordea Nueva Delhi en India, fue clasificada como la de peor calidad del aire en el mundo el año pasado. En segundo lugar se ubicó Ghaziabad, también vecina de la capital india, seguida por Faisalabad, en Pakistán. Un investigador del gobierno chino dijo a Reuters que esperan que las emisiones de gases de efecto invernadero alcancen su punto máximo en 2022. Esto adelanta por varios años la estimación original, de ‘alrededor de 2030’ establecida en el acuerdo de París, que fue firmado por 96 países y la Unión Europea en 2015. La Organización Mundial de la Salud publicó un informe a principios de este año que señalaba que los niveles de contaminación del aire seguían siendo peligrosamente altos en muchas partes del mundo, incluyendo a China.

Según el estudio, cerca de dos millones de chinos mueren cada año por enfermedades relacionadas a la mala calidad del aire. Por eso, tras ser presionados durante décadas por una población preocupada por la degradación ambiental, el Partido Comunista de China ha invertido mucho para convertir al gigante asiático en un líder en tecnologías ecológicas, como la energía solar y los vehículos eléctricos. De hecho, el mejoramiento de la calidad del aire es una de las prioridades del Presidente chino Xi Jinping, junto con la lucha contra la crisis financiera y la reducción de la pobreza.

Temas pendientes

Pero a pesar de las mejoras en la capital, otras regiones de China parecen estar retrocediendo. La pregunta clave ahora, según expertos, es si las provincias chinas se adherirán al límite de consumo de carbón establecido por el gobierno central para el próximo año, en un esfuerzo por mover al país hacia una energía más limpia. Sin embargo, a los analistas les preocupa que el fenómeno de mejoramiento del aire en Beijing, mientras las regiones industriales más pobres empeoran, pueda repetirse a gran escala y tener repercusiones a nivel mundial. China es gobernada por un Partido Comunista en el que las industrias pesadas, como los productores de carbón y acero, siguen teniendo mucha influencia.

Por eso, los analistas temen que el país exporte empresas contaminantes a los mercados internacionales en desarrollo bajo su Iniciativa de la Franja y la Ruta, que invierte en proyectos de infraestructura alrededor del mundo. De hecho, un informe publicado este mes por investigadores de la Universidad de Tsinghua, en Beijing, registró US$ 12 mil millones invertidos en proyectos que podrían generar emisiones que sobrepasen los límites establecidos en el acuerdo de París y eventualmente conduzcan a un aumento del calentamiento global en tres grados Celsius.

Un ejemplo de esto es que, gracias a los acuerdos alcanzados por China, se construirán cientos de centrales hidroeléctricas en países como Pakistán y Filipinas. China, por su parte, ha señalado que adoptará métodos más eficientes durante su campaña contra la contaminación en 2019, y aseguró que no disminuirá sus esfuerzos ni rebajará los castigos contra los infractores. De hecho, Beijing ya ha anunciado medidas más concretas. Por ejemplo, las autoridades han dicho que restringirán los fuegos artificiales y las ventas de combustible este mes, para intentar minimizar la contaminación del aire durante el 70° aniversario de la fundación de la República Popular China, que se celebra el 1 de octubre.

Fuente: La Tercera

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