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

El imparable impulso de las energías renovables

La generación eléctrica a través de fuentes limpias está avanzando más rápido de lo que la misma industria previó: según datos de ACERA, estas energías ya superan el 27% de participación en la matriz, con las tecnologías fotovoltaica y eólica liderando los proyectos.

La descarbonización es hoy un tema clave en los directorios, de acuerdo con Mariana De Pablo, directora ejecutiva de Accenture Chile, lo que demuestra la importancia que le están dando hoy las empresas a la transición energética.”Todos los sectores están avanzando en este sentido, con un fuerte foco en las energías renovables, sobre todo las industrias de energía y minería”, asegura. Las cifras así lo avalan. Pese a ser el segundo año con pandemia, el 2021 fue un récord, llegando a 11.400 MW de capacidad instalada de energías renovables no convencionales (ERNC). Así, 169 iniciativas en construcción sumaron 4.500 MW “lo cual nos permitió llegar al 36,7% de la capacidad instalada del país, aportando el 27% de la generación eléctrica ‘CD”, precisa Ana Lía Rojas, directora ejecutiva de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (ACERA).

En tanto, la generación de ERNC fue equivalente al 75% de la demanda regulada.”Las energías limpias han dejado claro que son una de las principales fuentes de inversión, con MUSS 2.555 por construir como resultado de las últimas licitaciones, MUSS 4.425 en proyectos en construcción y MUSS 13.639 en centrales ya en operación. Todo un respiro en términos de inversión y empleo donde otras industrias han sido fuertemente afectadas por la pandemia y posterior crisis”, añade Rojas. Y es más. La directora ejecutiva de Acera comenta que la capacidad instalada ERNC aumentó un 55% durante 2021, principalmente mediante proyectos solares o fotovoltaicos y eólicos. “El peak horario anual de participación ERNC llegó a la cifra récord de 65,7%. Además, en el 37% de los días del año, la máxima participación horaria ERNC superó el 50%. Nuestro país demuestra que puede funcionar con un altísimo porcentaje de ERNC en el sistema”, asegura la ejecutiva de Acera.

En este escenario, “el mayor avance ha sido en las solares, porque requieren de procesos de evaluación de menor plazo en comparación con otras tecnologías”, explica Jocelyn Ann Black, gerente de Clientes de IMELSA Energía. Así, la solar es hoy “la segunda fuente más importante de la matriz energética chilena, con un 18% y solo superada por la energía hidroeléctrica, con 21%”, dice la ejecutiva.

Proyecciones 2022

Las estimaciones de Acera indicaban que este 2022 podría terminar con entre 13.000 y 14.000 MW de ERNC instalados, pero ya en mayo había más de 12.370 MW instalados.”Más de 15 veces lo que teníamos en 2010. Además, hace tiempo que ya dejamos atrás ese 10% de participación, superamos el 20% cinco años antes de la fecha fijada por ley y actualmente nos encontramos por sobre 35% de generación eléctricc renovable no convencional. Todo un hito a nivel mundial”, resume Ana Lía Rojas.

Entonces, ¿cuál es la nueva meta? “Ahora apuntamos al 50% en los años venideros y así encumbrarnos por sobre el 70% hacia el 2030”, responde Rojas.

Por ahora, la ejecutiva de Acera cree necesario evitar “afectaciones como los recortes -o vertimientos- de energías renovables que el sistema eléctrico está sufriendo hoy. Es un contrasentido el tener una estrechez de suministro que debe ser solucionada con generación en base a diésel, mientras que, al mismo tiempo, existen pérdidas de energía renovable que se produce, pero que no puede ser inyectada ni transmitida a los centros de consumo por restricciones de transmisión y criterios inflexibles de operación del sistema”.

A ello se suma que “el cambio climático nos seguirá pegando fuerte y debemos hacer lo que podamos para ir retirando de la matriz de forma consistente, pero consciente, las de mayores emisiones en la medida de que tengamos tecnologías de reemplazo. Por eso las innovaciones para reconversión de centrales también aparecen como alternativas transitorias que aportan en el proceso”, asegura Jocelyn Ann Black.

Fuente: Diario Financiero

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