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 08-09-2020
Jobet define estrategia para adaptar sistema eléctrico a mayor presencia de energías renovables

Paquete para dar más flexibilidad al sistema incluye 12 medidas en tres ejes de acción donde se incluye, por ejemplo, una mejor remuneración de la potencia.

Aunque se había anunciado el ingreso al Congreso de un proyecto de ley para fomentar la flexibilidad en el sistema eléctrico, que permita adaptarlo al aumento de la generación renovable variable y la salida de centrales a carbón, el 5 de agosto del año pasado el ministro de Energía, Juan Carlos Jobet, cambió el curso de acción que había trazado su antecesora, anunciando que se trabajaría en una estrategia más general.

Tras el trabajo realizado por un comité asesor y consultas con diversas instituciones, el Ministerio de Energía impulsará este martes la denominada estrategia de flexibilidad, que se materializa a través de una hoja de ruta con un calendario de modificaciones reglamentarias, normativas y operacionales, las que se trabajarán en conjunto con la Comisión Nacional de Energía (CNE) y el Coordinador Eléctrico.

‘Esta es una estrategia ambiciosa, pero de implementación gradual. Tiene tres ejes, 12 medidas, y es una combinación de modificaciones reglamentarias, de normas técnicas y cambios en procedimientos de operación del Coordinador’, asegura Jobet. Esto no incluirá cambios legales.

De acuerdo a un documento de 40 páginas donde se explica el plan, el primer eje está relacionado al diseño de mercado para el desarrollo de un sistema flexible. Considerando que está concebido sobre la base de tres elementos a ser remunerados -energía, potencia y servicios complementarios-, el gobierno propone una nueva y mejor remuneración de potencia, que entregue señales flexibles, dinámicas y eficientes a la demanda, pero que también pague lo justo a las instalaciones que aportan suficiencia al sistema.

La suficiencia de un sistema, entendida en términos generales como la capacidad que éste tiene para abastecer la demanda, no sería la misma que se requería antes, ya que ahora, además, debe ser capaz de entregarla con flexibilidad, incorporando y diferenciando ese atributo a las instalaciones que lo están aportando.

Según explica Jobet, hoy básicamente la remuneración de potencia (básicamente la capacidad instalada) está asociada a las denominadas horas punta que consisten en cómo se remunera para efectos de atender a la demanda máxima, pero en el fondo ésta es la única variable relevante que se considera, sin ponderar otras características. Por esto, ‘vamos a revisar el mecanismo de remuneración de potencia para complementar el atributo de suficiencia con otros mecanismos que apunten a la flexibilidad y sostenibilidad el sistema’.

Un segundo pilar de la estrategia apunta al marco regulatorio para sistemas de almacenamiento y nuevas tecnologías flexibles, lo que busca saldar la cuenta pendiente de aquellos que intentan impulsar iniciativas de este tipo. En este apartado se pretende -entre otros aspectos- perfeccionar las condiciones bajo las cuales estos sistemas pueden ser incorporados en el proceso de planificación de la transmisión, por ejemplo, pidiendo que sean competitivos económicamente respecto a una solución convencional de líneas.

En este aspecto, Jobet destaca que ‘estamos permitiendo la incorporación de proyectos pilotos que, en el fondo, faciliten el desarrollo de nuevas tecnologías y que se puedan implementar en cualquier segmento del mercado: generación, transmisión, distribución’.

Como último eje, se estableció trabajar en torno a la operación flexible del sistema, donde se busca mejorar la operación de la matriz energética. En específico, se buscará mejorar -por ejemplo- el cálculo de los costos marginales. Con esta señal de precio, se pretende reflejar apropiadamente los requerimientos de flexibilidad del sistema.

En el corto plazo, se busca aumentar la resolución temporal en el cálculo de los costos marginales de energía a 15 minutos, cuando actualmente es por hora. El Coordinador Eléctrico ya ha estado dando pasos para mejorar la resolución del costo marginal, que marca el valor de los traspasos de electricidad en el sistema, por lo que la medida propuesta en la estrategia apoya ese avance.

Mesas de trabajo

El ministro de Energía recalca que se tienen que hacer todos estos cambios con cuidado, ya que la discusión sobre la flexibilidad está en desarrollo en el mundo.

Puntualiza que tienen ya avanzada ‘una propuesta conceptual para la modificación del mecanismo de pago por potencia’. Así, con la publicación de esta estrategia, se citará a mesas de trabajo con el sector para sociabilizar este trabajo y recibir retroalimentación.

Fuente: Diario Financiero

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