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 04-05-2020
La energía verde no tendrá un resbalón debido al petróleo barato

Los costos más bajos y los incentivos han hecho que la generación eólica y solar sea menos susceptible a las caídas en los precios del crudo que lo que ha sido históricamente.

Cuando los precios del petróleo llegaron a un máximo nivel a fines de la década de 1970, el entonces Presidente Jimmy Carter instaló paneles solares en el techo de la Casa Blanca. Históricamente, el crudo caro había fomentado los experimentos para desarrollar fuentes de energía alternativas y la caída en los precios había invertido la tendencia. Pero los tiempos han cambiado y es poco probable que los precios ultrabajos retarden el despliegue de energías renovables.

Lo que importa más actualmente puede ser la regulación. Hasta qué punto los gobiernos incorporarán prioridades medioambientales en los planes de recuperación post covid-19 es una pregunta clave que enfrentan los inversionistas de mentalidad ecológica ahora.

El petróleo y las energías renovables no son sustitutos directos. El primero se utiliza principalmente para el transporte y calefacción mientras que las segundas producen electricidad. Pero hay áreas que se cruzan. Los autos pueden tener baterías o motores de combustión; la calefacción puede ser eléctrica o con diésel; y las plantas de electricidad pueden funcionar con energía eólica, solar, carbón o gas natural, el que es a menudo un subproducto de la producción petrolera.

Los usuarios tienen una elección por delante, pero una vez que compren una tecnología, el combustible queda bloqueado. Eso hace que las expectativas de precios futuros sean más influyentes que los tipos de cambio al contado. Las turbinas de viento y los paneles solares fueron alguna vez caros y experimentales, pero gracias en parte a los subsidios e incentivos del Estado, sus costos ahora son comparables con los combustibles fósiles, y se espera que sigan cayendo.

Para los productores de petróleo la relación es más directa: los precios altos generan efectivo para proyectos preferidos. Las principales empresas petroleras europeas, como Royal Dutch Shell y Total, invirtieron hace poco miles de millones de dólares en proyectos de energía alternativa para ver cómo podrían ganar dinero en el mundo de emisiones de carbono más bajas previsto por los acuerdos de París. Ese financiamiento está ahora en riesgo, pero afortunadamente para el sector en general, las grandes compañías de petróleo representan solo una fracción de la inversión global.

Las empresas de servicios públicos construyen la mayoría de los proyectos eólicos y solares e inversionistas institucionales ávidos de rentabilidad —compañías aseguradoras, fondos de pensiones y similares— a menudo los financian. Las inversiones en energías renovables proporcionan un retorno a largo plazo casi similar a los bonos. Las tasas de interés bajas aligeran los costos iniciales de financiamiento, los costos de funcionamiento son bajos y la recuperación de la inversión está asegurada a través de los acuerdos de compra de energía con los gobiernos locales, compañías y otros.

¿Subsidio?

Los incentivos de gobierno fueron un apoyo importante para la industria en el último mercado bajista de petróleo, de 2014 a 2016. Los proyectos pueden ser competitivos en cuanto al costo ahora sin el respaldo del gobierno, pero los incentivos son todavía una compensación. Es probable que se necesite la ayuda pública para desplegar las redes de recarga de vehículos eléctricos y la red eléctrica inteligente y las unidades de almacenamiento de energía que son cruciales para permitir que las energías renovables intermitentes generen una parte más grande de la mezcla energética.

Para algunos gobiernos, la crisis del covid-19 podría dejar a la energía renovable más abajo en su lista de prioridades a medida que hacen frente a las consecuencias económicas.

Para otros, las advertencias sobre el clima de los científicos puede que asuman una nueva gravedad. Los paquetes de estímulo para la recuperación, tales como los subsidios para los compradores de autos eléctricos en la Unión Europea y China, podrían terminar promoviendo las metas de descarbonización.

Fuente: El Mercurio

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