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 22-02-2021
Disponibilidad diaria de plantas eólicas llega a un tercio y complejo ligado a grupo Claro bate récord: 47%

Desde su debut, el gran talón de Aquiles de los complejos que generan electricidad basados en energía eólica o fotovoltaica fue el denominado factor de planta, es decir, las lloras al día que en promedio están efectivamente funcionando. Pero el avance tecnológico y la ubicación de nuevas zonas con abundante viento han hecho que esta capacidad vaya en franco ascenso. El parque Las Peñas en la Región del Biobío, que es propiedad de Cristalerías Chile, lideró en 2020.

Los cortes de energía registrados en varios momentos del último año en Estados Unidos, producto de peaks de demanda ocasionados por olas de calor y frío, siguen alimentando la discusión en tomo al predominio de las energías renovables no convencionales (ERNC) o de fuente variable —como la eólica o solaren la matriz de generación de ese país. Debate que tiene como telón de fondo la insuficiente capacidad para respaldar este tipo de energías cuando no hay viento o sol, a causa del retiro acelerado de las unidades térmicas en el marco de la descarbonización en dicha nación.

Precisamente, el denominado factor de planta —que corresponde a la cantidad de horas del día que una determinada tecnología de generación está en condiciones de aportar energía al sistema—, es uno de los elementos que durante años acompaña también la discusión en Chile, como así también cuán acelerado se puede hacer el proceso de retiro de centrales térmicas del parque eléctrico nacional.

Claro que las estadísticas al cierre de 2020 muestran que en 12 años —contados desde la entrada de las primeras centrales de este tipo—el factor de planta de la tecnología eólica se incrementó en 60%, al pasar de un promedio para el sistema de 20,5% en 2008 a un promedio de 32,8% el año pasado, según las estadísticas de la consultora Ecom Energía.

“En general, tanto para las centrales eólicas como las solares fotovoltaicas se ha considerado que un factor de planta superior a 30% es un buen factor”, explica Carlos Finat, director ejecutivo de Acera, el gremio que agrupa a las generadoras renovables.

El dirigente agrega que este incremento responde a que en los últimos años se ha mejorado el conocimiento de los lugares más propicios para la instalación de estas tecnologías, en particular las eólicas y foto-voltaicas, aprovechando las zonas donde el recurso es de mayor calidad. En el caso del viento, por ejemplo, han surgido polos, como la zona del Biobío, Ñuble y La Araucanía, donde el recurso no solo es abundante, sino que también estable durante el día.

El director ejecutivo de Ecom Energía Chile, Sebastián Novoa, añade que el avance en la tecnología eólica y solar también influyen en esta evolución del factor de planta. “En los proyectos que entraron en operación a partir de 2014, la tecnología y la ubicación han permitido utilizar de forma mucho más eficiente el recurso. En cuanto a las centrales fotovoltaicas, la irrupción de tecnologías de seguimiento (Solar Tracking), junto con su reducción de precio y mayor conocimiento para llevar a cabo mantenimientos preventivos, han permitido que esta tecnología de generación aumente el aprovechamiento del recurso”, precisa

Una planta bordeó el 50% de disponibilidad el año pasado

Más allá de los promedios, el año pasado una planta eólica batió el récord, al alcanzar un factor de planta del 47,4%.

Se trata de Las Peñas, parque eólico que es una filial de Cristalerías Chile del grupo Claro y está ubicado en la Región del Biobío; consta de cuatro aerogeneradores que totalizan 8,4 MW de capacidad, la que es inyectada al Sistema Eléctrico Nacional (SEN).

El gerente general de Eólica Las Peñas, Matías Concha, explica que en 2017, durante su primer año de funcionamiento, la unidad alcanzó un factor de planta de 43,4% y que el año pasado dicho nivel fue mayor debido a que completaron la fase de puesta en marcha y afinaron los procesos de mantención, con lo cual pudieron aumentar la eficiencia del recinto.

“Las Peñas fue el primer parque del SEN que pasó del 40% de factor de planta y eso fue durante su primer año de funcionamiento, y en 2020 llegó al 47,4%, lo que de alguna manera habla de que ese tipo de energía, bien emplazada, puede ser muy productiva y que el mito en torno a la intermitencia no era más que eso, un mito”, asegura el también consejero de la Sofofa.

Concha agrega que este desempeño echa por tierra las proyecciones de especialistas que hace no muchos años apuntaban a que en Chile sería imposible que proyectos de energías renovables pudieran superar el 40% de factor de planta.

“La tendencia observada permite suponer que el factor de planta crecerá y que podría subir algunos puntos porcentuales. También aportarán a un aumento del factor de planta de las ERNC la incorporación de las tecnologías solar de concentración y la geotermia, cuyos factores de planta individuales pueden llegar a ser mayores al 90%”, complementa Finat.

Fuente: El Mercurio

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