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 03-08-2020
La pandemia: Una fuente de oportunidades y desafíos para las energías renovables

El confinamiento ha provocado un aumento en su uso, pero la crisis económica amenaza las inversiones en el área.

Toda la atención mundial está puesta hace meses en la pandemia del covid-19 por las consecuencias sanitarias y económicas que ha tenido, pero el fenómeno ha generado cambios importantes en el consumo de energía y, al mismo tiempo, una caída en los precios del petróleo, que podrían marcar un antes y un después para las energías renovables.

Los precios del crudo se desplomaron este año. De los US$ 66 por barril que costaba a fines de 2019, el Brent —cuyo precio es referencia en Chile— cayó hasta US$ 18,5 en abril, su menor nivel desde junio de 1999. Desde entonces, y a medida que algunos países de Europa controlan sus niveles de contagio, ha recuperado parte de su valor, y el viernes pasado cerró en US$ 43,5. La recuperación, eso sí, no es segura por los rebrotes, y la francesa Total pronostica que cerrará el año con un precio de US$ 38 por barril.

Al mismo tiempo, la industria de las energías renovables ha avanzando con fuerza. Entre abril y mayo, se adjudicaron decenas de proyectos, según un reporte del Instituto de Análisis Financieros y Económicos de Energía. El informe destaca siete iniciativas aprobadas en California y, sobre todo, un megaproyecto solar de 1,5 gigawatt en Abu Dabi concedido a la francesa EDF y a la china Jinko Power. El consorcio ofreció cobrar US$ 13,5/MWh, un récord en la industria.

Los confinamientos han tenido un efecto importante también. Durante la cuarentena, Estados Unidos aumentó su consumo de energías renovables en 40% e India, en 45%, mientras que Italia, Alemania y España marcaron récords por la integración de energías verdes a la red. Este tipo de fuentes de electricidad representaron 44% de la red de toda la Unión Europea (UE) y de Reino Unido entre abril y junio —los meses de confinamientos más estrictos— según Wartsila, líder finlandés en tecnología energética. Esto se debe a la disminución de la demanda durante los períodos de cuarentena. La mayoría de las compañías eléctricas recurren a los suministros más baratos de energía cuando cae la demanda, por lo que los más costosos combustibles fósiles fueron los primeros en ser dejados de lado.

‘La demanda por electricidad ha bajado menos que la de petróleo. El consumo de electricidad ha bajado entre 15% y 20% en muchos países a medida que empresas y oficinas cerraron, pero la caída en la demanda de combustibles para transporte fue mucho mayor. Hasta 60% en algunas partes’, dijo a ‘El Mercurio’ Lisa Viscidi, directora del programa de Energía de Diálogo Interamericano.

En el plano político, los partidos ecologistas europeos han tenido un impulso este año. Los Verdes de Francia obtuvieron una enorme victoria en las elecciones municipales de junio y se quedaron con alcaldías importantes, como Marsella, Burdeos, Lyon y Estrasburgo. Mientras, en Irlanda, los ecologistas consiguieron el mejor resultado de su historia en las generales de febrero y acaban de aprobar entrar a una coalición para formar gobierno con los partidos Fine Gael y Fianna Fáil.

El enorme apoyo que recibieron los Verdes en Francia llevó a Macron a prometer una inversión de 15 mil millones de euros (unos US$ 16,9 mil millones) para enfrentar el cambio climático, como parte de su plan de recuperación pospandemia. Otros países, como Alemania y Reino Unido, también han hecho de la ecología uno de los focos de sus planes de recuperación: el primero comprometió US$ 46 mil millones a proyectos renovables para revitalizar su economía; el segundo, US$ 450 millones. En Corea del Sur, el gobernante del Partido Democrático espera usar su victoria en las elecciones de abril para impulsar su Nuevo Acuerdo Verde, que implica conseguir emisiones 0 para 2050.

Presión en contra

No todo es impulso a favor. La Agencia Internacional de Energía pronostica que este año la inversión global en energía, incluyendo las verdes, caerá 20%. Antes de la crisis sanitaria, las proyecciones eran que creciera 2%. No es solo a gran escala: la instalación de paneles solares y la compra de vehículos eléctricos caerá ‘debido a que los compradores estarán bajo grandes presiones económicas’, según la consultora Wood Mackenzie.

Por otro lado, la mayoría de los países que componen el G-20, entre ellos México, han puesto mayor énfasis en los combustibles fósiles que en los renovables en sus planes de recuperación, según Energy Policy Tracker, un sitio creado por un grupo de 14 ONG. Países como Filipinas han recibido críticas internas por ni siquiera considerar las energías renovables en su plan pospandemia.

‘La industria de las energías renovables es menos volátil que la del petróleo, pero está completamente ligada a la vitalidad de la economía. En una crisis económica global, como una pandemia, las inversiones en energías verdes se ven amenazadas’, dijo a este diario Justin Dargin, de la International Energy Foundation.

La industria también enfrenta problemas prácticos a raíz de la pandemia. Las grandes empresas manufactureras, el transporte de carga y la aviación, por ejemplo, que ya estaban teniendo dificultades para adaptarse a las nuevas formas de producir energía y para reducir sus niveles de emisiones, tendrán aún más problemas para hacerlo tras el embate económico de la pandemia.

A estas complicaciones se suma un tema que tradicionalmente ha dificultado la incorporación de energías verdes a las redes: el almacenamiento. Los vientos pueden perder fuerza y las nubes cubrir el sol, por lo que se deben tener grandes cantidades de energía guardada para poder usarla si no es posible producirla.

‘Si queremos que la pandemia sea realmente una oportunidad, tiene que haber una expansión significativa de la infraestructura de transmisión y mejorar las tecnologías de almacenamiento’, planteó Viscidi.

Fuente: El Mercurio

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