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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La ruta marcada este año para acelerar la llegada a la descarbonización

Asignar a la generación renovable no convencional un precio que refleje ‘su verdadero valor’, mejorar la estabilidad de la red y avanzar en términos normativos frente al almacenamiento de energía son algunos de los temas claves que observan los expertos.

En la carrera para alcanzar la carbono neutralidad al 2050 hay una serie de pasos cruciales por cumplir. Según los expertos, muchos deben darse este año, pero el escenario es favorable, en un país donde la participación acumulada de generación de energía eléctrica renovable fue de 39,2% en enero, lo que equivale a un aumento de 9,9% con respecto al mismo mes de 2022, según las últimas cifras de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera).

Para Ana Lía Rojas, directora ejecutiva de Acera, 2023 será clave para asegurar el desarrollo de las ERNC de los próximos 20 años: si bien el ejercicio pasado concluyó con récord en capacidad instalada y generación, también evidenció que el marco regulatorio e institucional ya es ‘insuficiente’ para sostener el desarrollo de la industria renovable.

Rojas cree que uno de los desafíos está en cómo asignarle a la generación renovable no convencional que se inyecta al sistema eléctrico un precio que refleje ‘su verdadero valor’ en el sistema. ‘Actualmente y por el diseño basado en costos variables auditados, este precio es cero. ¿Podemos decir que en un contexto de transición energética, donde queremos incentivar la inversión en energía renovable, ésta valga cero? Evidentemente, es parte de la discusión que se debe iniciar’, plantea. Mientras esa discusión no se inicie, otro reto inmediato es gestionar los recortes o vertimientos de generación de las centrales ERNC que se darán en el sistema.

Hace unos meses, el Coordinador Eléctrico Nacional lanzó su Hoja de Ruta para una Transición Energética Acelerada, con una serie de medidas que creen que es necesario abordar. Ernesto Huber, su director ejecutivo, destaca que la red eléctrica del futuro deberá soportar dinámicas cada vez más complejas para una red del tamaño del Sistema Eléctrico Nacional, porque la migración se está dando ‘desde un sistema basado principalmente en recursos de generación convencional que operan de forma sincrónica a otros que están basados en la electrónica de potencia o inversores’, y cuya energía proviene de fuentes que representan desafíos de gestión en cuanto a predictibilidad y variabilidad.

‘Uno de los pasos que estamos dando este año es una licitación para incorporar recursos que aporten al Servicio Complementario de Control de Tensión de la zona norte del sistema, donde la red está experimentando los cambios más profundos y complejos en términos de robustez y fortaleza’, dice Huber, lo que ayudaría a mejorar la estabilidad de la red. También cree que es necesario seguir expandiendo el sistema de transmisión: ya están licitando algunas obras y hacia finales de marzo impulsarán otras, según los planes aprobados por la autoridad.

A nivel normativo, Rojas sostiene que la industria está a la espera de que el Gobierno ingrese el Proyecto de Ley de Transición Energética, cuyo foco es precisamente el desarrollo de la transmisión.

Que el Estado pueda responder ‘a la velocidad que se requiere’ en materia de permisología y que la regulación se vaya adaptando a los requerimientos de la transición energética son dos puntos básicos, a ojos de María Teresa González, CEO de Statkraft Chile.

Para Paulo Rojo, gerente de Transformación de Operaciones en Energía, Recursos e Industriales de Deloitte, es necesario impulsar el reglamento al que hace referencia la Ley de Almacenamiento y Electromovilidad, que aplica a las instalaciones de producción de hidrógeno verde y desalinización del agua con capacidad de generación propia renovable. Ahí coincide Luis Arqueros, gerente ejecutivo de Desarrollo, Nuevos Negocios y Comercial de Pacific Hydro Chile: ‘Definir un esquema oportuno, simple y con incentivos adecuados para el almacenamiento de energía es la piedra angular desde donde se deben fundar los esfuerzos para continuar con la descarbonización’.

Fuente: Diario Financiero

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