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 27-01-2020
Gobierno propone estrategia de flexibilidad para el sistema eléctrico con 12 medidas en ejes claves

Actores del sector valoran propuesta inicial que emanó tras comité asesor, aunque creen necesario el revisar cronograma de trabajo.

A casi cinco meses de que el Ministerio de Energía decidiera dar un giro en torno a la flexibilidad del sistema eléctrico anunciando que, más que un proyecto de ley sobre el tema -como fue el plan inicial del gobierno-, se debía pensar en una estrategia más general que pudiese gestionar los distintos recursos manteniendo un balance entre generación y demanda en todo momento, ahora el trabajo de la autoridad comienza a tomar forma. Bajo el diagnóstico de que los sistemas eléctricos de potencia están viviendo una transformación derivada de un conjunto de tendencias, como el aumento en la participación de fuentes de generación renovable variable, en diciembre del año pasado el gobierno concluyó un borrador de la denominada “Estrategia de flexibilidad”.

El objetivo es definir las acciones para disponer de las señales de mercado y de los procesos que permitan el desarrollo y la utilización de la capacidad flexible requerida en el sistema. El documento, que recoge el trabajo del comité asesor convocado por el ministro de Energía, Juan Carlos Jobet, en agosto del año pasado y las reuniones con diversos actores del sector, divide la estrategia en tres ejes de trabajo con al menos 12 propuestas. Y, además, sugiere un cronograma para cumplir sus lineamientos. El primer eje aborda el diseño de mercado para el desarrollo de un sistema flexible, cuyo objetivo es perfeccionar señales de mercado orientadas a contar con la capacidad de entregar la flexibilidad necesaria en el sistema eléctrico.

En este punto se considera perfeccionar el mecanismo de remuneración de suficiencia (fortaleza para abastecer la demanda), establecer señales de mercado de largo plazo que permitan incentivar inversión que aumente la flexibilidad, contar con capacidad de inercia en el sistema eléctrico a futuro; y el monitoreo y evaluación continua del mercado de servicios complementarios. Como segundo pilar, trata el marco regulatorio para los sistemas de almacenamiento para habilitar la participación de éstos en el mercado eléctrico, fijando cuatro medidas. Se planea implementar un sistema de remuneración por potencia para los sistemas de almacenamiento, mejoras en los procedimientos para determinar tanto las inyecciones como los retiros de estos, e incorporar sistemas de almacenamiento en planificación de la transmisión. Además, en esta materia se considera, por ejemplo, habilitar la creación de proyectos pilotos para probar nuevos conceptos y prestaciones en los sistemas de almacenamiento, así como en otras tecnologías que requieran condiciones especiales respecto a lo establecido en la regulación.

Cambios a la ley

Mientras, como tercer eje, la atención está puesta en la operación flexible del sistema para incorporar esquemas y mecanismos que posibiliten la programación y la operación con mayores niveles de precisión. Se contempla el perfeccionamiento del cálculo del costo marginal de suministro, del proceso de programación de la operación, de la operación en tiempo real; y el tratamiento de desvíos de generación y demanda.

En el escrito se detalla el mecanismo elegido y el cronograma previsto para que se materialicen estas acciones. Según la propuesta, para ejecutar estas medidas se deberían realizar diversas acciones que podrían implicar modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos (LGSE) y/o nuevos Reglamentos de Potencia y/o de la Norma Técnica de Potencia. Así, cinco de las 12 medidas requerirían una modificación a la Ley General de Servicios Eléctricos (LGSE), aunque también implican ajustes en otros escritos. Por ejemplo, perfeccionar el mecanismo de remuneración de suficiencia y habilitar los sistemas de almacenamiento para que estos sean remunerados, involucra ajustes a la Ley.

Asimismo, se plantea que lo que requiere modificación legal se pueda ingresar en dos meses, mientras que otros ajustes reglamentarios y de Norma Técnica se realicen durante un período de tres años. De esta forma, la “Estrategia de flexibilidad” está entrando en sus etapas finales. Esto, porque el documento fue socializado con los gremios del sector y hasta el lo de enero enviaron sus comentarios a la cartera liderada por Jobet. Ahora, el Ministerio de Energía está analizándolas para la versión definitiva.

ACERA: “Cronograma parece ser muy optimista en los plazos”

La propuesta del Gobierno tuvo acogida en la industria. El presidente ejecutivo de Generadoras de Chile, Claudio Seebach, señala que las principales observaciones fueron en la línea de proponer que se aborden con mayor detalle y especificación las medidas sugeridas en la estrategia, de forma que permitan evaluar con más precisión su posible implementación y efectos.

“Planteamos también la necesidad de crear un nuevo mercado con incentivos para la entrega del servicio de flexibilidad al sistema, de tal manera que los agentes provean este servicio adecuadamente”, indica. Junto con afirmar que no ve aspectos negativos en la propuesta, el director ejecutivo de Acera, Carlos Finat, indica que “tal vez algo que hay que revisar es el cronograma de trabajo que prevé el ministerio, el cual parece ser muy optimista en sus plazos”. Según explica, “la implementación de medidas de flexibilidad en el sistema eléctrico es importante, pero creemos que no se requiere tener implementada una estrategia completa a mediados de 2022, como lo plantea el gobierno”.

Sobre la propuesta del Ejecutivo, el académico de la Usach, Humberto Verdejo, explica que el primer desafío que debe abordar esta propuesta es quién debe asumir los costos de inversión en tecnología asociados para reducir la incertidumbre durante la operación del sistema. “No debiese ser de responsabilidad del usuario final (cliente) asumir los costos de inversión de las soluciones tecnológicas que pudiesen ser implementadas, dado que dicha incertidumbre se produce en las fuentes de generación”, dice.

Fuente: Diario Financiero

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