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 11-10-2019
Energías renovables: el gran desafío para frenar el cambio climático

Cambiar nuestra matriz energética es uno de los grandes retos que enfrenta el planeta para evitar que la temperatura promedio global se eleve más de 2 °C y, en lo posible, no más de 1,5 °C, respecto de la era preindustrial. En esta década, las energías limpias prácticamente se cuadruplicaron en el mundo, pero aún falta mucho para que tengan un efecto significativo en la reducción de las emisiones.

Es cierto. Los combustibles fósiles permitieron que nuestras sociedades se desarrollaran a una velocidad sin precedentes. En menos de un siglo, el mundoo experimentó las mayores transformaciones económicas, sociales y tecnológicas desde el Neolítico, cuando el ser humano comenzó a usar herramientas de piedra más sofisticadas y se desarrolló de la agricultura. Transformaciones que, entre 1750 y 1840, significaron el paso de una economía rural a una industrial y mecanizada, impulsadas primero por la máquina a vapor y la gran disponibilidad de carbón, y luego por los motores de combustión interna y la electricidad.

Pero la producción en serie, el desarrollo de las comunicaciones y el crecimiento de la población demandó cada vez más y más energía. Y eso tuvo un costo que, un siglo y medio después, tiene a las 197 naciones miembros de la Convención Marco de la ONU para el Cambio Climático intentando llegar a acuerdos para frenar el calentamiento global. Porque el uso intensivo de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) ha alterado el equilibrio climático de nuestro planeta también a una velocidad sin precedentes.

El desafío ahora es obtener del Sol o del viento la energía necesaria para mover el planeta. Más energías limpias significa menos uso de combustibles fósiles, principal responsable del aumento de gases efecto invernadero. En 2017, por ejemplo, la generación mundoial de energía para electricidad, transporte y procesos industriales liberó 33 mil millones de toneladas de CO2 a la atmósfera, más del 95% del total de emisiones. Por lo mismo, parte de los compromisos asumidos por los estados en el Acuerdo de París, que entra en vigencia el próximo año, es aumentar la participación de las energías renovables en su matriz energética, de modo de alcanzar la carbono-neutralidad en 2050.

En 2015, cuando se firmó el Acuerdo de París, la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena) estimó que se necesitaría una inversión anual de US$ 500 mil millones a partir de 2020 en este sector para lograr los compromisos de reducción de emisiones. Aún estamos distantes de esa cifra. En 2018, la inversión mundoial fue de casi US$ 273 mil millones y, por primera vez, con las economías en vías de desarrollo invirtiendo más (US$ 147 mil millones) que las naciones desarrolla das (US$ 126 mil millones). Sólo Latinoamérica, que en conjunto emite 1.860 millones de toneladas de CO2 provenientes de la quema de combustibles fósiles para la generación de energía (cifra 2017), invirtió US$ 12 mil millones, el 8% de la inversión de los países en desarrollo.

Sin embargo, el reciente informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medioambiente es optimista, porque entre 2010 y 2019 el mundoo lleva invertido US $ 2.6 billones, más del triple que en la década anterior, y con tres países latinoamericanos entre los 20 que más han invertido en esta década: Brasil, México y Chile.

Esto se ha traducido en que la capacidad instalada de renovables -sin considerar las grandes hidroeléctricas-, prácticamente se ha cuadruplicado. Mientras que en 2010 representaban el 4 % de la capacidad energética mundoial en 2010, sin considerar las grandes hidroeléctricas, para fines de 2019 se proyecta que sólo la energía solar y la eólica generen el 18 % de la electricidad consumida en el planeta.

Esta década ha sido clave para que las energías renovables dejen de ser las ‘energías alternativas’ de fines del siglo pasado para transformarse en la gran oportunidad del mundoo para mitigar el calentamiento global. Tanto, que la participación de las energías renovables en la generación de electricidad (excluyendo las hidroeléctricas) pasó de 11,6% en 2017 a 12,9% en 2018 y eso fue suficiente para evitar la liberación de 2 mil millones de toneladas de CO2 a la atmósfera.

El liderazgo del Sol

El impulso más fuerte durante esta década lo recibió la energía solar, que atrajo la mayor inversión entre 2010 y la primera mitad de 2019 (US$ 1.3 billones) y sumó 638 GW de capacidad instalada. Un salto enorme, considerando que esta cifra era de sólo 25 GW a finales de 2009. ¿Por qué? Bastaría decir que, en apenas una hora, el Sol transmite a la superficie terrestre más energía de la que el planeta utiliza en un año. O bien que, si lograra almacenarse la energía solar que incide durante todo un día en el territorio chileno, se podría abastecer al país durante nueve años y cuatro meses, de manera ininterrumpida.

Pero lo cierto es que el aumento de la eficiencia y una significativa reducción de precios fueron factores determinantes. De hecho, la energía solar registró la mayor baja en el costo promedio de producción del megawatt-hora (MWh): 81%, pasando de US$304 en la segunda mitad de 2009 a US$57 durante la primera mitad de 2019.

Fuente: Publimetro

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