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

Piden metas más ambiciosas para las energías renovables y la descarbonización

La Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento detalló que la meta del 20% de ERNC al 2025 se cumplió 5 años antes, mientras que la meta de 70% al 2050, probablemente se cumpla cerca de 2030.

Chile se impuso la meta que al 2025 el 20% de su matriz energética fuera en base a energías limpias, objetivo que superó ya en 2020 que cerró con una participación anual de un 26,57%, de acuerdo a un reporte del Coordinador Eléctrico Nacional. Otras metas, como la de la descarbonización proyectada para 2050, ya son consideradas insuficientes.

El director de Estudios de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera), Darío Morales, consultado sobre si considera que es necesario ajustar la mira en estas materias, dijo que “absolutamente”, pues “el proceso de ponernos metas no sólo sirve para guiar los esfuerzos del sector público y privado en una dirección concreta, sino que también nos ayuda a aprender en el desarrollo de políticas públicas”.
La meta importa

En este sentido, el Doctor en Ingeniería Eléctrica especificó que la meta del 20% de energías renovables no convencionales (ERNC) al 2025 se cumplió 5 años antes, mientras que la meta de un 70% de energías renovables al 2050, que fue fijada en 2015, probablemente se cumpla cerca del año 2030.

En términos de capacidad instalada, el 2020 finalizó con un 27,5% de centrales ERNC y en términos de energía, representaron un 22% de la energía eléctrica producida, precisó el ejecutivo de Acera.

“Así podemos ver que el desarrollo de la industria ha ido bastante más rápido de lo que lo ha hecho la política pública y la regulación. En este sentido es fundamental que las nuevas metas que nos pongamos se basen en análisis rigurosos que nos permitan ponderar adecuadamente sus costos y beneficios”, complementó Morales.
Más ambiciosos

Para el director ejecutivo de Solek Chile, Víctor Opazo, empresa que ha desarrollado proyectos de ERNC en Chile y el extranjero, “Chile definitivamente es líder a nivel mundial respecto a ir cambiando su matriz energética y esto es debido, básicamente, al marco regulatorio que rige respecto a los precios de energía, y las garantías que hay respecto de poder invertir, vemos una gran inversión extranjera y en particular en los proyectos solares y eólicos”.

“Mi visión, agregó el ejecutivo, es que estas metas las vamos a superar no solamente porque sean decretadas por el Estado, sino más que nada porque hoy están condiciones que el país tiene, solar en el norte y eólico en el sur, y por la estabilidad que tenemos a nivel normativo, regulatorio, creo que estas metas se irán cumpliendo de manera automática”.

Respecto de las metas que se plantea Chile en materia energética y de transición, Opazo dijo que “resultados como el observado en el cierre del año 2020 confirman que la industria de las energías limpias es muy dinámica y tiene por delante un amplio terreno para seguir desarrollándose. Haber superado el 20% de participación es el fruto de un tremendo trabajo de toda la industria, pero también es una fotografía que seguirá cambiando”.

En ese sentido, añadió, “debiera establecerse una nueva meta mucho más ambiciosa, que empuje a continuar con las inversiones de la mano de un marco regulatorio claro y que apunte no solo a generar energía eléctrica, sino que también a desarrollar oportunidades estratégicas, como el hidrógeno verde, sobre el cual existen muy altas expectativas”.
Más barato del mundo

Sobre el potencial que tiene el país, considerando la creciente producción de energías renovables no convencionales, de ser líder mundial en la generación de hidrógeno verde (que ya tiene una Estrategia Nacional al año 2030), el director dijo que “Chile tiene una oportunidad tremenda con el hidrógeno verde, porque uno de los grandes costos de su producción es la energía eléctrica y la más barata del mundo la podemos producir en el norte de Chile, en la región de Antofagasta por ejemplo, entonces deberíamos ser capaces de producir el hidrógeno más barato del mundo”.

Fuente: El Mercurio de Antofagasta

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