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

Los tres principales temas que traerá 2021 para el sector energético según ACERA A.G.

Carlos Finat, director ejecutivo del gremio, menciona a la continuidad y estabilidad de la política energética en un año de elecciones, así como el retiro de centrales a carbón y las propuestas de desarrollo para las redes eléctricas en el futuro.

La continuidad y estabilidad de la política energética en un año de elecciones, junto al proceso de salida de centrales a carbón del sistema y el desarrollo de propuestas para avanzar hacia las redes eléctricas del futuro, son los principales temas que aprecia para 2021 la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.).

Carlos Finat, director ejecutivo del gremio, detalla a ELECTRICIDAD cada uno de estos puntos que son de primera importancia para el sector que representa.

1. Año de elecciones y la continuidad/estabilidad de la política energética

“Las elecciones presidenciales y de los integrantes de la Comisión Constituyente agrega un desafío muy importante y prioritario para la industria de las energías renovables y en particular para Acera. Se vuelve indispensable transmitir una visión clara y con respaldo técnico de los desafíos del mercado eléctrico en el mediano y largo plazo, donde se sigan fomentando las energías renovables, en particular las ERNC, para alcanzar un Chile 100% renovable y con la solidez institucional que ha mantenido hasta el momento”, señala.

Es así como el ejecutivo señala la necesidad de mantener la consistencia y estabilidad regulatoria del marco legal del mercado eléctrico: “Vemos con preocupación que, con diferentes ajustes a lo largo del tiempo, la normativa ha podido responder a las necesidades de energía eléctrica de nuestro país, pues ha sido objeto de iniciativas regulatorias en las que no ha estado presente el debido análisis ambiental, social, económico y técnico, que siempre es necesario para que un sector como este, que requiere grandes inversiones y compromisos de largo plazo, mantenga su atractivo para los inversionistas”.

Y agrega: “Este es justamente el mensaje que, desde el gremio renovable, debemos saber transmitir a los candidatos a las diferentes elecciones que vivirá Chile durante 2021”.

2. Avances en el cronograma de retiro acelerado de centrales a carbón.

Según Finat, el carbón debe ser abandonado como combustible en todos los sectores. “Creemos que la fecha final de cierre de las centrales que usan ese combustible necesita ser analizada en profundidad para que sea de la forma más acelerada posible, pero con la robustez necesaria del sistema eléctrico para que la transición energética cumpla su objetivo. Hoy resulta posible pensar en que las centrales a carbón salgan de servicio en su totalidad antes del 2040, que es la fecha acordada entre el Gobierno y las empresas propietarias”, afirma.

A su juicio, el adelanto de este proceso “sería una muy buena noticia para Chile, pero es fundamental analizar los efectos y costos de los nuevos plazos planteados, con los debidos respaldos técnicos y que sean esos análisis los que inspiren la mejor decisión para el país. De esta manera, estamos seguros de que podremos continuar por el camino de la descarbonización de manera segura y decidida”.

3. Análisis y propuestas de desarrollo para la red eléctrica del futuro.

Para el representante gremial, la acelerada tasa de incorporación de ERNC y el retiro o reconversión de las centrales termoeléctricas a carbón son procesos que requieren la expansión de las capacidades de transmisión del sistema eléctrico, por lo que asegura que es una materia que “debe abordarse ahora, dado los plazos de licitación, construcción y puesta de servicio de este tipo de instalaciones, que pueden alcanzar 10 o más años”.

Señala que red debe ofrecer un servicio estable, con alta disponibilidad y flexible para adaptarse a los diferentes estados de operación que exige una alta penetración de generación ERNC. “Asimismo, debe diseñarse con las capacidades adecuadas para no convertirse en un cuello de botella que restrinja los beneficios de un mercado competitivo en el que los consumidores pueden elegir la mejor opción para el suministro de sus necesidades de energía”, precisa

“La mirada de futuro es clave para una planificación adecuada, especialmente considerando lo rápido que avanza la innovación en el sector energía. Sólo hace unos años imaginar a Chile con centrales eólicas o solares fotovoltaicas era impensable para algunos. Ahora tenemos la principal central de concentración solar de potencia de Latinoamérica, la primera central geotérmica de Sudamérica y mientras observamos, ya se están gestando nuevas opciones que ni siquiera podemos dimensionar”, concluye el ejecutivo.

Fuente: Revista Electricidad

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