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 28-09-2020
Niveles de nieve adelantan mayor disponibilidad hídrica para energía y riego

Después de una década, y a falta de un último reporte, el análisis apunta a un año ‘normal’, que impulsaría un mayor uso de centrales hidroeléctricas, en detrimento de las térmicas a carbón y a gas.

El sector energético ha sido uno de los más golpeados por la crisis hídrica que arrastra el país, con una década de sequía. Esto se ha visto reflejado en la decreciente generación de energía en centrales hidráulicas.

Por ejemplo, de enero a agosto de 2019 esta fuente fue responsable, en promedio, del 25,4% de la generación eléctrica del país, cifra que en el mismo período de este año ha retrocedido a 22,4%, dando paso al crecimiento del aporte de las centrales a carbón, y en menor medida, a plantas renovables.

Sin embargo, producto de las precipitaciones que se registraron este invierno, la tendencia se quebraría este año, de acuerdo con las dos primeras mediciones realizadas por el Coordinador Eléctrico Nacional, considerando los niveles de nieve acumulada en la cordillera de los Andes, principal fuente de abastecimiento de agua para ríos y afluentes del país, y que sirven de predictores para lo que ocurrirá con los deshielos a partir de octubre.

De acuerdo con los resultados obtenidos, se observa que a la fecha, en las cuencas de los ríos Laja y Maule se presenta una acumulación por sobre las condiciones medias observadas históricamente, a lo que se suma un incremento en la densidad del manto de nieve, indican los informes. ‘Llevando los datos a condiciones anuales, es decir, suponiendo que no se acumule más nieve en lo que resta de la temporada, se asocian a un año en torno a lo normal’, concluyen.

Desde el Coordinador apuntan a que si bien se trata de cifras que se deben confirmar aún con un informe restante (incluye datos de septiembre), estas ya marcan una tendencia positiva. Según estos indicadores, la cuenca del Maule —la más representativa del país y responsable del 25% del agua utilizada en generación y riego— presenta niveles de un 46% de excedencia, lo que implica que el 54% de los años que integran la muestra histórica fueron más secos que el actual. A modo de comparación, la misma zona presentaba en 2019 un nivel de excedencia del 85%.

De confirmarse esta tendencia, explican desde el Coordinador, el período octubre 2020–marzo 2021 presentaría una mayor disponibilidad de caudales para generación hidroeléctrica respecto del año anterior, y en el caso de no presentarse restricciones o indisponibilidades en centrales relevantes, esto podría disminuir la producción de algunas centrales termoeléctricas que utilizan GNL y carbón.

En cuanto a los efectos de esta mayor disponibilidad del recurso hídrico en el mercado spot de la energía, desde la entidad apuntan a que si bien dicho valor está ligado a variables como el consumo, disponibilidad de las unidades generadoras, limitaciones de transmisión y otros, ‘el aumento de generación hidroeléctrica podría implicar una reducción en los costos marginales de energía en la zona centro-sur del sistema, principalmente en el período octubre-diciembre de 2020, en que se presentan los mayores caudales afluentes a las centrales hidroeléctricas’.

Desde Acera, gremio que reúne a las empresas renovables, apuntan a que la hidroelectricidad es complementaria con tecnologías como la eólica y solar, por lo que su crecimiento desplaza a la generación fósil.

‘Una mayor disponibilidad de agua permitirá usar de mejor forma la infraestructura hidráulica (…) En general, un año con una hidrología más húmeda debería tener importantes efectos positivos en la disminución, tanto de los costos marginales del sistema como de las emisiones’, explica el director de Estudios de Acera, Darío Morales.

Fuente: El Mercurio

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