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

Chile supera barrera del 20% en generación de ERNC e industria se pone nuevas metas a 2030

El objetivo es llegar a un 70% de la matriz cubierta por renovables, en medio de la salida acelerada de las centrales a carbón, que siguen representando más del 40%.

A solo días de terminar el año, la generación de energía de centrales renovables no convencionales se acerca a récords, superando con cinco años de antelación la meta puesta por ley, que apuntaba a lograr que al menos el 20% de la matriz proviniera de energías renovables no convencionales (ERNC) en 2025. Según las cifras del Coordinador Eléctrico Nacional al 21 de diciembre, la fuentes de ERNC totalizan un acumulado de 21,74% de la generación eléctrica del país, cifra que no debiese variar mucho en los días que quedan. No obstante, la tendencia que existe en la industria es comenzar a referirse a las energías renovables en general, sin distinción, agregando de esta manera las centrales hidro de mayor tamaño, que son aquellas que superan los 20 MW de potencia, lo que elevaría el indicador actual hasta el 44%. Desde Acera, gremio que reúne a las renovables, sostienen que el cumplimiento del 20% permite tener metas de largo plazo y proporciona una estabilidad regulatoria al país, generando interés en empresas de todo el mundo para desarrollar sus inversiones. A su vez, desde la industria consideran que es el momento de potenciar aún más este segmento.

El director ejecutivo de ACERA, Carlos Finat, adelanta que la estimación que ellos manejan es que en los próximos años se mantendrá un crecimiento superior a 1.000 MW de potencia instalada de nuevas centrales de ERNC por año. ‘Las tecnologías predominantes es muy probable que sigan siendo la solar fotovoltaica y la eólica, pero sin que eso signifique descartar el ingreso de nuevas centrales de concentración solar de potencia, geotermia, biomasa y minihidro (inferiores a 20 MW)’, dice Finat. En esta línea, el biministro de Energía y Minería, Juan Carlos Jobet, explica que la meta que comprometió el Gobierno es lograr el 70% de energías renovables en la matriz a 2030, incluyendo bajo ese parámetro a las hidroeléctricas de mayor tamaño. ‘Tenemos casi US$ 30 mil millones en proyectos que debemos llevar adelante. Y la energía renovable abrirá nuevos polos de progreso para Chile, tales como la producción de hidrógeno verde, minerales verdes y combustibles sintéticos’, comenta Jobet.

Por su parte, desde la Asociación de Generadoras de Chile reiteran la necesidad de comenzar a tomar en cuenta a las renovables en su conjunto y sin distinción, considerando que hoy el 79% de la capacidad de generación en construcción es solar y eólica, y el 99% de los proyectos en calificación ambiental son renovables. El presidente ejecutivo de ese gremio, Claudio Seebach, apunta a que hoy la electricidad es solo el 21% de la energía consumida en el país, y es a su vez cada día más renovable, gracias a la competitividad que presentan estas centrales respecto a las térmicas. Por lo tanto, señala que el gran desafío de la década ‘es la electrificación, y ver cómo poder reemplazar el 57% de energía consumida que hoy son derivados del petróleo, donde solo el diésel es el 30% de la energía que se consume. Electrificar el consumo de energía contribuirá a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, reducir la contaminación de las ciudades, y será una importante fuente de eficiencia energética’, asegura Seebach.

Desde ACERA añaden que existen varios desafíos para avanzar en la integración de mayor cantidad de centrales renovables en la próxima década, en paralelo a la salida acelerada de las centrales a carbón, que siguen representando más del 40% de la matriz eléctrica. ‘La incorporación de centrales de ERNC a muy alta escala en un sistema eléctrico interconectado implica diseñar y disponer de los recursos técnicos necesarios para que esta nueva matriz de generación pueda operar de manera estable y segura’, explica Carlos Finat. Para ello, resulta clave planificar a tiempo la regulación para impulsar los sistemas de almacenamiento de energía, y la participación de la demanda en el mercado de servicios complementarios, entre otros. Por su parte, Jobet agrega que para desarrollar el potencial renovable ‘seguiremos trabajando en incorporar más flexibilidad, almacenamiento y generación distribuida, además de construir las redes de transmisión necesarias para llevar esa energía limpia a las industrias, los comercios y los hogares’.

Fuente: El Mercurio

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