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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Efecto sequía: generación hídrica anota su menor aporte en verano desde que existe registro

Según cifras del Coordinador Eléctrico, la participación de la hidroelectricidad en el total de producción eléctrica en este verano es del 27,9%, 4,7 puntos menos que en igual periodo del verano pasado. Esto ha sido suplido principalmente por producción eólica y solar, aunque el gas y el carbón también crecen.

La sequía también ha golpeado al sector energético. Así lo dejan ver las cifras del Coordinador Eléctrico, que arrojan que en los meses de verano de este año (diciembre, enero y hasta el 15 de febrero, para el caso de 2020), la generación hidroeléctrica está teniendo una fuerte baja en comparación al mismo periodo de los años anteriores. Se trata de un cambio de escenario respecto a los años anteriores, pues historicamente es en verano donde, producto de los deshielos, la producción hidroeléctrica sube. En lo que va del trimestre diciembre-febrero de la presente temporada la hidroelectricidad representa el 27,9% del total de producción eléctrica, mientras que el año pasado fue el 32,5%.

Analizando los años anteriores, el aporte siempre fue más alto que lo visto hasta esta temporada, según lo muestran números históricos publicados por la Consultora Systep. De acuerdo con estos datos, en varios años el agua reprsentó más del 40% del total de la generación de la matriz. Sin embargo, y a diferencia de lo que ocurría en el pasado, el auge de las energías renovables -principalmente eólica y solar- y la caída de sus costos ha permitido que esta menor producción hídrica no signifique alzas en los costos de la electricidad. Lo que explica estos números es principalmente la falta de agua que ha habido en los últimos años en la zona central, lo que se agudizó en 2019.

El año pasado se finalizó con una relevante escasez de lluvia en todas las cuencas del sistema, donde destacaron las del río Rapel y Maule, que tuvieron un déficit de 79% y 68% respecto a un año normal, mientras que en las cuencas del Laja y Biobío se llegó a un 35%. ‘Esto provocó una débil acumulación de recursos en los principales embalses de generación. El volumen de recursos hídricos acumulado al 31 de diciembre de 2019 en los embalses más relevantes del sistema totalizaba 3.425 Hm3, lo que representa un 43% menos que el volumen habitualmente almacenado en esa fecha’, sostuvo Rodrigo Solís, director de estudios y contenidos de Generadoras de Chile.

Otro factor que afecta a la menor generación hidro es que no se han construido nuevas centrales de esa tecnología en los últimos años. A esto se le suma la fuerte entrada de energías renovables al sistema. La situación no pareciera que mejorará en los próximos años, según los pronósticos de expertos. El Coordinador Eléctrico proyectó para este año -al igual que el pasado- con una hidrología seca. Sin embargo, la entidad espera que la participación de la generación hidroeléctrica este año aumente, representando el 29% del total de la energía de la matriz, con 22.983 GWh.

Soluciones

Para la industria el fenómeno de menor aporte hidroeléctrico al sistema es preocupante, pero en el que se ven soluciones, principalmente en la generación de energías renovables. Al respecto, el director de estudio de Acera, Darío Morales, sostuvo que lo primero que se debe hacer es tomar conciencia de la crisis climática que se enfrenta y acelerar lo más posible la transición energética.

‘Eso significa abrir espacio a las nuevas tecnologías renovables que no han podido lograr un alto desarrollo en Chile (como CSP o geotermia), impulsar el ingreso del almacenamiento de energía como complemento de las energías variables y abrir espacio a los pequeños medios de generación distribuida’, señaló el ejecutivo. Para la gerenta de la consultora Energética, María Isabel González, ‘no es un tema preocupante como lo fue hace 20 años con la sequía del 98-99, en que nuestra matriz de generación era 70% hidro.

En la actualidad tenemos una matriz mucho más diversificada gracias a la baja de precios de la tecnología solar y eólica’. En lo que va del verano, el carbón es el principal aportante a la matriz, explicando el 34,9% de la producción total del sistema. La energía solar, en tanto, representa el 10,3% y la eólica, 6,7%.

Fuente: La Tercera – Pulso

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