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 02-09-2021
Opinión - La crisis que define nuestra era


Columna de Patricia Darez, Directora de ACERA.

Hace 8 semanas que nació mi hijo. Le miro y duerme plácidamente, y yo reflexiono, como hacemos los padres. Hace pocos días que salió el sexto informe de evaluación del IPCC que todos deberíamos leer con detenimiento, pues trata de la problemática principal que define nuestra era, el Antropoceno.

Julio ha sido el mes más cálido de la historia del planeta. Santiago no se ha quedado atrás, registrando temperaturas de casi 30ºC en pleno invierno. Chile está en una situación de déficit hídrico en prácticamente todas sus regiones, con una sequía generalizada que lleva vigente más de una década, donde incluso se ha empezado a hablar de “racionamiento eléctrico”.

Y es sólo la punta del iceberg, porque el informe del IPCC indica que el 2021 no será el año más cálido de lo que queda de siglo. Por lo que adaptarse a este tipo de eventos será, incluso para los más optimistas, cuanto menos desafiante. Si creemos que tomar acciones ahora es caro, es porque no entendemos lo que viene (ya lo explicó en el 2006 el informe Stern[1]).

Podríamos pensar, erróneamente, que es la nueva normalidad a la que tenemos que adaptarnos. Pero no es así. Los aumentos de la temperatura global llevan un desfase de años con respecto a las emisiones, por lo que incluso si dejáramos de emitir completamente hoy, nuestro clima seguirá cambiando durante un par de décadas más (el término científico para este fenómeno es “committed warming”[2]). Es decir, que los cambios que estamos viendo se dan con un aumento de 1.1°C de media, pero las emisiones que se han producido hasta el momento podrían suponer un aumento continuado de hasta 2°C más.

A esto hay que sumarle otro fenómeno importante, los mecanismos de retroalimentación que se gatillan una vez se cruzan ciertos umbrales de calentamiento global. Estos mecanismos incluyen, por ejemplo, el descongelamiento de los hielos permanentes, el aumento del deshielo en el ártico durante el verano o la habilidad de las selvas tropicales como la Amazonia de actuar como un sumidero de carbono.

Mientras tanto, podemos ver claramente los síntomas de una institucionalidad en crisis que nos muestra en el día a día que no está preparada para realizar los cambios de adaptación y mitigación necesarios. Llevamos más de una década con estrés hídrico pero esta situación “no se vio venir”. Algunas voces interpelan diciendo que “es más amigable generar con carbón que con diésel”. Además de indicar que el contenido de CO2 del carbón es más alto que el del diésel, no sé si realmente alguien puede creer que ese es el nivel de compromiso con la transición energética que requerimos nosotros y las nuevas generaciones (pasar de una fuente de generación nefasta a otra un poquito menos nefasta).

Solamente mirando nuestra matriz energética ¿cómo puede ser que no haya un plan detallado para electrificar y descarbonizar? Da que pensar que Chile tenga el mejor recurso solar del planeta y solo haya conseguido conectar una planta de concentración solar. O que, tras años de discusión, el almacenamiento siga en el limbo con respecto a los pagos por potencia. O el poco peso que se le sigue dando a la generación distribuida, pese a que recurrentemente existen retrasos con la infraestructura de transmisión.

La infraestructura de transporte o de vivienda también son clave en nuestras necesidades de energía. Donde se ven también incoherencias como la sugerencia de bajar el impuesto al diésel; o el gasto público realizado en el proyecto AVO; la fiscalización de ciclistas por no llevar chaleco reflectante mientras que el exceso de velocidad vehicular es un hecho del día a día. ¿Qué plan tenemos para conseguir el aislamiento térmico de las viviendas actuales? ¿Qué normativa exige que las nuevas construcciones tengan un estándar mínimo de eficiencia energética?

Mientras tanto, muchos celebran los viajes de Jeff Bezos y Elon Musk al espacio, quemando parte del presupuesto de carbono, que es limitado, y que debemos utilizar para la transición energética, y con poco análisis de las implicaciones éticas (y francamente prácticas a estas alturas) que ello conlleva.

Tal vez es hora de que nos planteemos que hay que reiniciar el sistema, dar un paso atrás y revisar alternativas que son factibles como el decrecimiento. En el contexto en el que estamos, la Universidad de Leeds, por ejemplo, ya se está haciendo preguntas como “¿Es posible reducir el consumo global de energía y asegurar un estándar de vida decente para todos?”[3]

Vuelvo a mirar a mi hijo y pienso en que podamos reorganizar prioridades. No sólo la tecnología va a solucionar el cambio climático, porque la problemática que viene es multidimensional y requiere que repensemos el sistema completo.

Fuente: Reporte Sostenible

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