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 02-09-2020
Energía solar y eólica alcanza 67% de la nueva capacidad agregada en el mundo durante 2019

Así lo indica el informe Tendencias de transición de energía 2020, de BloombergNEF, donde se destaca que la energía fotovoltaica es la tecnología líder en el mundo. También se registró una caída 25% en la capacidad agregada de combustibles fósiles.

La energía solar fotovoltaica (PV) dominó como la nueva fuente principal de tecnología de generación de energía que se añadió a las redes en docenas de países que van desde Australia, a la India, Italia, Namibia, Uruguay y Estados Unidos en 2019, alcanzando un récord de 118 GW construidos, por lo que superó a las demás fuentes energéticas en términos de nueva construcción, según indica el informe Tendencias de transición energética 2020, elaborado por BloombergNEF (BNEF).

De acuerdo con el documento, 81 países construyeron al menos 1 MW de energía solar durante el último año, la cual representó casi la mitad de toda la nueva capacidad de generación de energía construida en todo el mundo.

Análisis

El informe destaca los enormes avances que ha realizado la energía solar en una década, que ha aumentado de apenas 43,7 GW de capacidad total instalada en 2010 a 651 GW a fines de 2019. La energía solar en 2019 rebasó a la eólica (644 GW) para convertirse en la cuarta fuente de energía más grande en una base de capacidad, detrás del carbón (2.089 GW), gas (1.812 GW) e hidro (1.160 GW). Ahora hay más capacidad eólica y solar en línea en todo el mundo que la capacidad total de todas las tecnologías, limpia o sucia, en Estados Unidos.

“Las fuertes caídas en los costes de equipos solares, a saber, los módulos que van en los techos y en las grandes plantas, han hecho que esta tecnología esté ampliamente disponible para viviendas, empresas y redes”, dijo Luiza Demôro, analista de BNEF y autor principal del estudio.

Sobre una base de generación, las contribuciones de la energía solar son considerablemente menores debido a la menor capacidad de producción de PV en comparación con los combustibles fósiles. En 2019, la energía solar representó el 2,7% de la electricidad generada en todo el mundo, indicó BNEF, subiendo del 0,16% de hace una década. Teniendo en cuenta el bajo costo de la tecnología y la limitada penetración en una base de generación, BNEF espera que el mercado continúe creciendo, con 140-177 GW de capacidad solar agregada en 2022.

Según la entidad internacional, los datos ofrecen otras perspectivas importantes sobre cómo el mundo está generando electricidad. De 2018 a 2019, la energía producida a partir del carbón cayó un 3% a medida que las plantas operaban con menos frecuencia. Esto marcó la primera caída en la generación de carbón desde 2014-2015 y, si bien el mundo tiene muchas más plantas de carbón en línea hoy que hace una década, esas plantas están operando con menos frecuencia. La tasa de utilización promedio en plantas de energía por carbón ha caído del 57% en 2010 al 50% en 2019. De todos modos, los 9,200 teravatios-hora (TWh) producidos a partir del carbón en 2019 han subido un 17% desde 2010.

La capacidad global de carbón aumentó un 32% durante la década para alcanzar 2,1 TW en 2019. Más de 113 GW de retiros netos de carbón en los países desarrollados durante los 2010s no pudo compensar la inundación de 691 GW de carbón nuevo neto en los mercados emergentes. En 2019, el mundo vio 39 GW de nueva capacidad neta de carbón instalada, significativamente superior desde 2018 cuando se completó 19 GW de carbón.

“Los países más ricos se están retirando rápidamente las plantas de carbón más antiguas y, en gran medida, ineficientes porque no pueden competir con nuevos proyectos de gas o energías renovables”, dijo Ethan Zindler, jefe de América en BNEF.

Datos
Otros hallazgos señalados en el informe son:

La energía eólica y solar representaron más de dos tercios de los 265 GW de nueva capacidad instalada en todo el mundo en 2019, frente a menos de un cuarto de nueva construcción en 2010. Por primera vez, las dos tecnologías también representaron la mayoría de la nueva generación registrada en 2019. Incluyendo la energía hidroeléctrica, las energías renovables conforman tres cuartos de la capacidad encargada de 2019.

En un grupo que incluye casi todas las naciones de la OCDE, la energía eólica y solar han representado la mayoría de la nueva capacidad construida cada año desde 2011. Entre un grupo de países no miembros de la OCDE más Chile, Colombia, México y Turquía, la energía eólica y solar han representado la mayoría de la construcción anual cada año desde 2016.

BNEF estima que las emisiones de CO2 del sector de energía mundial cayeron 1,5% 2018-2019 a medida que las disminuciones en EE. UU. y la UE compensaron más que un aumento de China, que representó el 37% del total de 2019. EE.UU. siguió con el 14% y la UE con el 6%.

Fuente: Revista Electricidad

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