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 02-06-2020
Las innovaciones detrás de la primera planta industrial híbrida de energías renovables de Chile

A comienzos de 2021 entrará en operación la planta Azabache de EGP, en la Región de Antofagasta, que combina energía eólica y fotovoltaica, lo que permitirá reducir el impacto medioambiental, tener un ciclo de generación eléctrica más eficiente y lograr precios más competitivos.

En mayo, Enel Green Power (EGP) Chile, filial de Enel Chile, inició la construcción del parque solar fotovoltaico Azabache dentro del parque eólico Valle de los Vientos de la misma compañía, ubicado a diez kilómetros de Calama, en la Región de Antofagasta.

La particularidad de este proyecto es que una vez que inicie operaciones en 2021, funcionará en conjunto con Valle de los Vientos, generando energía eléctrica con paneles fotovoltaicos y aerogeneradores eólicos, transformándose en la primera ‘planta industrial híbrida en Chile’ , se dijo.

¿Pero qué significa en concreto esta operación conjunta? El gerente general de EGP Chile, James Lee Stancampiano, en entrevista por escrito con DF, afirma que la innovación permitirá aprovechar instalaciones comunes, como el terreno, los caminos y la conexión de transmisión, disminuyendo los costos de inversión y operación del proyecto, y al mismo tiempo, ‘reducir los impactos ambientales sobre el territorio’.

‘También permitirá lograr una generación más eficiente al aprovechar en forma simultánea tanto la energía eólica como la energía solar, mejorando el perfil diario de generación tanto de día como de noche. Este tipo de solución innovadora facilita lograr relevantes sinergias técnicas y económicas llegando a precios más competitivos de energía’, afirma.

Al utilizar la generación solar y la eólica se puede tener un ciclo de generación eléctrica más eficiente, porque se aprovechan los paneles de día y los aerogeneradores en la tarde y también de noche, dependiendo de las condiciones del viento, lo que permite mantener en generación la planta.

El parque solar tendrá 154.710 paneles bifaciales, los que se instalarán en el área disponible entre los aerogeneradores eólicos. Este tipo de paneles, explica el ejecutivo, permite mayor eficiencia en la captación de la radiación solar, con posibilidades de lograr hasta 20% de más capacidad en generación eléctrica.

Menos emisiones

El proyecto se enmarca en el plan de descarbonización de Enel Chile -comprometido con el gobierno el 4 de junio de 2019- y que comprende el cierre de sus tres termoeléctricas antes de 2040. La compañía cerró en diciembre de 2019 la central Tarapacá, ubicada en Iquique con 158 MW de potencia bruta, y busca adelantar el cierre de Bocamina I (128 MW) y Bocamina II (350 MW), ambas ubicadas en Coronel, para el 31 diciembre de 2020 y mayo de 2022, respectivamente, previa aprobación de la Comisión Nacional de Energía (CNE).

‘Nuestro compromiso con la descarbonización supone una cartera de proyectos renovables que añadirán 2GW de energía limpia a la matriz energética a 2022. De ese total, la mitad está en construcción. Entre ellos el parque solar Campos del Sol (382 MW), la ampliación de 33 MW de Cerro Pabellón -la única central geotérmica en operación en Sudamérica- y Azabache’, señala Stancampiano.

Azabache -que involucra una inversión de US$ 49 millones- tendrá una capacidad instalada de 60,9 MW y una producción anual estimada de 184 GWh, y se calcula que evitará la emisión de unas 136.300 toneladas de CO2 a la atmósfera al año.

Construcción en pandemia

Respecto de una variación en el cronograma de construcción por la crisis sanitaria, Stancampiano afirma que si bien está en línea con lo planificado, ‘existe la posibilidad de sufrir algún tipo de modificaciones en el esquema, sin embargo, ya tienen estrategias de mitigación (…) con planes de acción definidos para reducir impactos en el programa’.

Para evitar contagios de Covid-19 entre los trabajadores, está implementando una serie medidas sanitarias, que incluyen entrenamiento para la gestión de contingencia, capacitación de autocuidado, toma de temperatura de los colaboradores al salir de su casa y al ingreso de la obra y uso obligatorio de mascarillas y gafas. Además, ‘estamos gestionando los traslados de los trabajadores y aplicando turnos de trabajo para resguardar el distanciamiento social y la trazabilidad de circulación de las personas’, afirma.

Fuente: Diario Financiero

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