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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Demanda por combustibles fósiles llegaría a su máximo en 2030

Así lo indica el informe de investigación de Bain & Company, donde se examina la economía integrada de los mercados de energía.

La demanda de combustibles fósiles podría alcanzar su punto máximo en 2030 bajo una transición más agresiva hacia un futuro más verde, ya que el crecimiento de la demanda de gas natural no compensa la menor demanda de petróleo y carbón, según indica el estudio de Bain & Company sobre la economía integrada de los mercados energéticos.

La investigación consideró específicamente a los suministros de petróleo, gas, carbón, energía nuclear y renovable en los mercados de demanda de energía eléctrica, industrial, transporte y construcción.

«El lugar y la forma en que las empresas decidan participar en el mercado de la energía serán fundamentales para su éxito a largo plazo. Lo que se está volviendo cada vez más claro es que las opciones que enfrentan se multiplican y comienzan a incluir negocios que no tenían relación en el pasado, en la mayoría de los casos, amenazando el legado de sus negocios», manifestó Marcial Rapela, director y responsable por la oficina de Bain & Company en Santiago.

Según el estudio, la lista de posibles disrupciones de este año en el panorama energético incorpora cinco nuevas tendencias: tres que afectan la demanda industrial (la demanda de plásticos, el reciclaje no plástico y la eficiencia energética industrial) y dos (digital y sustentabilidad) que influyen en los 15 restantes:

La demanda de plásticos: La regulación de plásticos y la adopción de diferentes prácticas de la industria tendrán un impacto medible en la demanda de plásticos vírgenes para 2030. Con una importante nueva regulación, un cambio gradual en el comportamiento del consumidor y un desarrollo acelerado de sustitutos, la reducción de la demanda de plásticos vírgenes podría desplazar aproximadamente el 3% de la demanda mundial de líquidos de petróleo. Éste es aproximadamente el mismo nivel de desplazamiento previsto en el caso de la penetración de vehículos eléctricos en el mercado de vehículos ligeros.

Reciclaje de lo no plástico: El mayor reciclaje fuera del ámbito del plástico reducirá la demanda de energía en un 0,3% en el caso de referencia. Se espera que la proporción de materiales reciclados aumente significativamente en las industrias que conforman una gran parte de la demanda de energía, por ejemplo, acero, papel y aluminio, lo que se traduce en un importante ahorro de energía, ya que es sustancialmente más eficiente producir material reciclado que material nuevo.

Intensidad de la energía: Se espera que la intensidad de la energía industrial disminuya anualmente en aproximadamente 2% a 3% debido a mejoras en la eficiencia de diferentes fuentes: implementación de tecnologías más eficientes; mayor regulación y apoyo gubernamental; estándares de gestión de energía impulsados por el consumidor; y edificios recientemente construidos y nueva maquinaria en regiones de rápido crecimiento.

Disrupciones digitales: Estas reducirán los costos por unidad de energía y mejorarán la eficiencia del proceso a lo largo de las cadenas de valor de la energía, tanto en el lado de la oferta como en el de la demanda. La tecnología digital ya ha comenzado a modificar las curvas de costo y eficiencia, y esta tendencia solo se acelerará en el futuro. Así, lo digital será un impulsor clave de muchas posibles disrupciones, que incluyen:

Sostenibilidad: La sostenibilidad, como la digital, influye en muchas tendencias. Las regulaciones sobre energía renovable están vigentes en 141 países y, desde mediados de 2016, 10 países han implementado o sugerido regulaciones más estrictas. A pesar de la notable excepción de EE.UU., las regulaciones sobre el carbono han ganado fuerza tanto en Asia como en América. A medida que los países comienzan a utilizar los precios del carbono como una medida del riesgo del cambio climático, las estimaciones de los precios del carbono se están volviendo más agresivas, acelerando la transición hacia los combustibles fósiles.

En el transporte, los esfuerzos de sostenibilidad impulsarán la penetración de los vehículos eléctricos y mayores estándares de eficiencia de combustible, al mismo tiempo que impulsarán a las industrias de transporte y aviación a invertir en gas natural licuado (GNL) y biocombustibles mediante el establecimiento de normas de emisiones más estrictas.

La sostenibilidad también continuará alterando la demanda industrial. Incluso el fuerte aumento que se espera en la demanda global de GNL se debe, en parte, a las políticas de sostenibilidad que buscan formas de reducir las fuentes de energía que consumen más carbono, como el carbón.

Fuente: Revista Electricidad

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