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

Capacidad instalada de ERNC llegará a 38% en 2021, con gran presencia de solar y eólica
  • Según el Ministerio de Energía, las inversiones en energías renovables no convencionales se han multiplicado cerca de seis veces desde 2018.
  • Acera inició estudio de ruta energética para analizar la posibilidad real de llegar al 100% de ERNC en 2040.

El sector energético en Chile sigue avanzando hacia una matriz más limpia, y la pandemia no ha impedido que diversos actores apuesten cada vez más por energías renovables. El Gobierno pone sus fichas en la disminución del uso de energía de combustibles fósiles para lograr la meta de carbono neutralidad a 2050, apoyado en iniciativas como la Ley de Eficiencia Energética, recién promulgada.

Cifras del Ministerio de Energía revelan un aumento de las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) -solar, eólica, geotermia, biogás/biomasa, mini hidro, entre otras- que estaban creciendo a un ritmo de 2% desde 2018, mientras que para 2021 se proyecta un alza de 12%, llegando a una capacidad instalada de 38% respecto del total. Esta cifra considera los proyectos que están en fase de pruebas y aquellos que se interconectarán al sistema durante este año.

Las inversiones en centrales de ERNC, también registran un alza. Pasaron de US$ 4.196 millones en 2018, a más de US$ 13.467 millones en dos años.

‘2021 será sin duda un año de consolidación de las ERNC, principalmente de la solar y eólica. Tanto es así que pierde sentido la definición de ‘no convencionales’ porque pasarán a ser cerca de un tercio de nuestra matriz de generación y están en el centro del desarrollo energético del sector de la próxima década’, dice el ministro de Energía y Minería, Juan Carlos Jobet.

Agrega que las tecnologías solares y eólicas se han mantenido como las no convencionales que más aumentaron, representando más de un 90% del total en 2020.

Darío Morales, director de estudios de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera), señala que ‘las energías renovables lograron romper con el viejo paradigma de que el objetivo de cuidar el medio ambiente es un mal negocio que atenta contra el crecimiento económico y el desarrollo social. A fines de 2020 conocimos los resultados del Climatescope de Bloomberg NEF y el RECAI de EY. Ambos apuntan al atractivo para invertir en energías renovables, considerando diferentes factores de estabilidad económica, política y regulatoria, por mencionar algunos’, señala.

Morales explica que las energías solares y eólicas son ‘las que han tenido un mayor desarrollo debido a que, por el momento, son más competitivas’. De momento, las ERNC más desconocidas, como la biomasa y mini hidro, han mantenido una presencia bajo el 10% respecto a los proyectos en construcción desde 2018.

Por eso, Morales llama a incorporar las ERNC menos masivas. ‘Si queremos tener una matriz 100% renovable en el mediano plazo, deberemos ser capaces de aprovechar las otras tecnologías de producción’. Si se habla de proyectos que están en construcción, se constata que las empresas generadoras, en general, han ido aumentando su interés por invertir y desarrollar iniciativas renovables. En 2018 las centrales de ERNC que iniciaban obras representaban el 84% del total de centrales, en 2020 llegó al 95%.

Proyecciones

Respecto a metas para aumentar la capacidad instalada de ERNC, Morales comenta que desde Acera ven viable ‘pensar en 100% de Energías Renovables a 2040’.

‘Para analizar esta posibilidad de forma seria y con respaldo técnico estamos comenzando el estudio de una ruta energética 100% renovable. De igual manera, con supuestos bien conservadores, nuestros análisis muestran que es muy probable que en 2030 estemos en el rango de 70-75% de ER en general y entre 45-55% de ERNC. Sin embargo, hay que mirar estas proyecciones como una materia que va evolucionando en el tiempo, afirma el experto’.

El ministro Jobet, señala que el aumento de la capacidad instalada de ERNC ‘depende de factores como la cantidad de líneas de transmisión que puedan transportar la energía y de nuestra capacidad de almacenarla para cuando no hay generación variable. Hoy tenemos 767 kilómetros de infraestructura de transmisión en construcción, que viabilizarán la transición energética, y estamos avanzando en la estrategia de flexibilidad para contar con más almacenamiento y capacidad de respaldo’.

Morales, coincide en que se debe desarrollar de ‘manera oportuna’ un sistema de transmisión que permita mover grandes bloques de energía. Pero también opina que hay que avanzar en temas tecnológicos y regulatorios, como seguir perfeccionando los mercados de energía, profundizar el mercado de servicios complementarios y el mercado de capacidad.

 

Fuente: Diario Financiero

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