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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EDITORIAL ACERA: Ley de Almacenamiento y Electromovilidad: Seguridad y flexibilidad para lograr una matriz eléctrica descarbonizada

La Ley de Almacenamiento y Electromovilidad es un paso muy importante para la materialización de los desafíos de la transición energética del país, y es fundamental para satisfacer las necesidades de flexibilidad en un sistema eléctrico descarbonizado.

Si queremos retirar el carbón de la matriz eléctrica de Chile al 2030, debemos agregar 1,6 a 2,6 GW de almacenamiento de corta y de larga duración de aquí al 2040 para mantener el sistema adaptado, y eso significa debemos empezar ya a invertir en almacenamiento fuertemente. 

Hoy existen sólo 64 MW de almacenamiento instalados en el sistema, 60 MW en construcción y 275 MW más aprobados o esperando calificación ambiental. Esto, sin consideradar los proyectos híbridos, que tendrán combinaciones solares o eólicas con almacenamiento que suman unos 2.500 MW más que podrían agregarse al sistema en los proximos tres a cuatros años.

Los proyectos empiezan a perfilarse, pero la envergadura de los requerimientos de instalación de almacenamiento es enorme, si queremos preservar nuestra ambición climática y sacar los 5.5 GW de carbón al 2030, lo que significa que debemos incentivar aún más el ingreso de almacenamiento tanto en el segmento de la generación como en el de transmisión.

El almacenamiento eléctrico tiene muchos usos, pero principalmente suple energía y potencia que no están operativas en determinados horarios o temporadas, lo que permite cubrir mejor la demanda, y solucionar los graves problemas de Vertimiento de ERNC actuales; que en lo que va del año ya va en más de 900 GWh, lo que representa más del cien por ciento de la energía adjudicada a las empresas que transmiten electricidad a los clientes regulados, y que hubiese permitido evitar más 680 mil toneladas de emisiones de CO2.

Otro aspecto importante de esta Ley, es que viene también a ampliar la competencia del segmento de generación y transmisión, porque los titulares de estos proyectos no son sólo empresas incumbentes sino que también nuevos entrantes que están haciendo este mismo tipo de proyectos en otros mercados y eso atrae inversión, innovación y nuevos players al mercado.

Así, las empresas que deseen operar solamente sistemas de almacenamiento podrán participar de los mercados de energía y potencia tal como lo hacen hoy las empresas que operan centrales de generación. Esta habilitación legal vendría a completar a las ya existentes relativas a la participación en el mercado de servicios complementarios y en el segmento de transmisión, algo de especial relevancia ya que los sistemas de almacenamiento, por su naturaleza técnica, permiten prestar una multiplicidad de servicios al sistema eléctrico que deben ser correctamente remunerados.

Adicionalmente, la Ley permitirá la instalación y remuneración de sistemas de almacenamiento a escala distribuida, incluyendo de manera explícita a aquellos sistemas que forman parte de un vehículo eléctrico.

A diferencia de lo que pasaba hace algunos años atrás, hoy existe consenso en el sector sobre  que el desarrollo de nuestra matriz eléctrica se hará en base a energías renovables. En efecto, según el estudio encargado por ACERA en 2021, para lograr el retiro eficiente de las centrales a carbón hacia el año 2030, se requiere la puesta en servicio de 22,5GW de nueva capacidad, lo que incluye al menos 2 GW en sistemas de almacenamiento de larga y corta duración.

Por consiguiente, esta modificación legal va sin duda en la dirección correcta de reducir las barreras para la incorporación de este tipo de tecnologías, que son fundamentales para habilitar la transición energética. El siguiente paso entonces, será avanzar rápidamente en el desarrollo y adaptación de los reglamentos y normas técnicas que permitan implementar, a la brevedad posible, las disposiciones contenidas en dicha Ley.

Copyright © 2022 ACERA
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