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

REVISA ESTADÍSTICAS PARA CONOCER ESTADO DE LA ENERGÍA SOLAR

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

REVISA ESTADÍSTICAS PARA CONOCER ESTADO DE LA ENERGÍA EÓLICA

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 11-03-2020
Proyectos 2020: Consolidación de las energías renovables

Para este ejercicio está contemplado el debut de Cerro Dominador, la primera planta termosolar de almacenamiento con sales fundidas de Latinoamérica, así como el banco de baterías de AES Gener en una hidroeléctrica de pasada, junto a once proyectos fotovoltaicos, entre otros, lo cual es destacado por los actores gremiales de la industria.

Las energías renovables nuevamente serán las protagonistas de este año en cuanto a la incorporación de veinte nuevos proyectos de generación en el Sistema Eléctrico Nacional, los cuales serán encabezados por doce centrales solares, destacándose entre ellas el complejo Cerro Dominador, que será la primera planta termosolar de Latinoamérica en utilizar la Concentración Solar de Potencia (CSP), con un sistema de almacenamiento de sales fundidas que considera una torre captadora de rayos solares para generar electricidad las 24 horas.

Durante este ejercicio también entrarán en operaciones otras tecnologías emergentes, como el primer banco de baterías que operará en una central hidroeléctrica de pasada en la Región Metropolitana, la ampliación de la central geotérmica de Cerro Pabellón en la Región de Antofagasta, y la puesta en servicio de diez obras de transmisión (ver recuadro).

Inversiones

El auspicioso panorama en inversiones en la industria energética es destacado por Orlando Castillo, gerente general de la Corporación de Bienes de Capital (CBC), quien precisa que se continuará con el ritmo de expansión de los últimos años: “Para 2019, se estima que el sector contabilizaría US$3.944 millones de inversión, solo por debajo de minería. El 82% de dicha cifra se explica por el desarrollo de iniciativas del ámbito de generación. Transmisión, en tanto, suma el 10% del gasto e, hidrocarburos, el 8%”.

El ejecutivo sostiene que la actividad sectorial del año pasado se concentró principalmente en la construcción y desarrollo ingenieril de parques eólicos (30%), plantas fotovoltaicas (24%), centrales hidroeléctricas de pasada (12%), proyectos de transmisión eléctrica (10%), y centrales termo solares (7%).

“El sector energético ha continuado invirtiendo en los últimos años, si bien con una intensidad menor a la del periodo 2013 a 2016, ha logrado desarrollar proyectos principalmente del tipo ERNC distribuidos en varias regiones del país”, precisa Castillo.

Para el presente ejercicio, las estimaciones registran niveles de inversión similares a 2019. Según el stock de obras que tiene la CBC, al tercer trimestre del año pasado, la cantidad de recursos que se movilizarían este año en el sector llegaría en torno a US$3.661 millones, los cuales se desglosan en 81% para proyectos de generación; transmisión (10%); hidrocarburos (8%), y otros (1%).

Castillo destaca que en el segmento de generación sobresalen las inversiones en parques eólicos (40,7%), seguidos de plantas fotovoltaicas (25,8%), en la central solar térmica (16,1%), y una central hidroeléctrica de pasada (13,6%), mientras que en hidrocarburos los proyectos que se desarrollarán apuntan a las redes de distribución domiciliaria.

Generación

Las estimaciones realizadas por Generadoras de Chile indican que este año se pondrán en marcha 20 proyectos de generación, que en su conjunto suman una capacidad instalada de 2.000 MW que se agregarán al sistema eléctrico local, según indica Claudio Seebach, presidente ejecutivo de la asociación gremial.

“Las protagonistas serán las doce nuevas centrales solares, de las cuales once son fotovoltaicas y la otra es la primera planta termosolar, Cerro Dominador, que suman un total de 1.384 MW, casi un 70% del total. Esto continúa con la tendencia de los últimos años, haciendo que en este 2020 el aumento de la nueva capacidad solar casi se triplicará si los comparamos con 2019”, asegura.

“Podemos decir que las energías renovables siguen su alza sostenida. Durante este 2020, el 95% de las centrales que entrarán en operación son de energías renovables, lo que hace que la generación de electricidad siga diversificando su matriz, y junto con el retiro del carbón, ser los pasos más decididos para poder lograr la carbono neutralidad”, agrega el ejecutivo.

En la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.) también coinciden en el positivo escenario para la inversión en la industria. Su presidente, José Ignacio Escobar, destaca el crecimiento alcanzado el año pasado, el cual cerró con un total de 5.322 MW de capacidad instalada en energías renovables, de las cuales 2.648 MW correspondieron a tecnología solar fotovoltaica, seguida de 1.641 MW de energía eólica; biomasa (502 MW); mini hidro (512 MW) y geotermia (40 MW).

A su juicio, durante este ejercicio “se cumplirá la meta del 20% de participación de estas fuentes energéticas en la matriz, que por ley está propuesta para 2025. La participación de las ERNC en 2019 y los proyectos en construcción validan esta expectativa”.

“Las perspectivas para 2020 son auspiciosas. Actualmente, hay casi 4.000 MW de potencia ERNC declarada en construcción y más de 20.000 MW en calificación ambiental”, señala la autoridad gremial.

Orlando Castillo refrenda el futuro que tiene la inversión en energías renovables: “Nuestro país tiene un gran potencial y la sociedad ha ido demandando con mayor fuerza un mejoramiento de nuestra matriz de generación con este tipo de energías. En nuestro último catastro, el aporte de los proyectos ERNC durante el quinquenio, corresponde al 72% de la capacidad total de la cartera sectorial de generación para ese periodo”.

El gerente general de la CBC señala que es esperable que el sector energético mantenga sus ritmos de inversión en línea con lo que ocurre con las inversiones en la industria minera.

“Respecto del impacto del estallido social, hasta el momento las empresas más relevantes de este sector no han informado de efectos negativos relevantes. De hecho, algunos mandantes han anunciado el inicio de la ejecución de sus iniciativas según lo programado”, añade.

Tecnologías

Según Claudio Seebach, este año se registrará más de un hito con los proyectos de generación que entran en operaciones. “Por primera vez en nuestra historia decreció la capacidad térmica. Gracias al acuerdo de cierre de centrales a carbón, en 2019 no se inauguró ninguna central con esta tecnología y ya se retiraron 433 MW, además de que, a 2024, se habrán retirado 1.340 MW, lo que representa más de un 20% del total del parque a carbón existente”.

El representante gremial en su análisis señala que para este año ingresará al sistema eléctrico un nivel de capacidad instalada eólica de 289 MW lo que es inferior a lo que se registró en 2019 que fue de 614 MW, aunque aclara que el ritmo de crecimiento se recuperará en 2021, “donde se esperan casi 700 MW eólicos adicionales”.

“Otra innovación de este año es que es que se espera que entre en operación el primer ‘embalse virtual’ de almacenamiento de energía renovable en baterías, con una capacidad de 10 MW. Por último, cae también la inauguración de nuevas centrales diésel, pasando de 213 MW en 2019 a solo 100 MW adicionales en 2020”, agrega.

Paola Hartung, directora de Asuntos Regulatorios de AES Gener, destaca el rol que tendrá el proyecto de baterías en la central hidroeléctrica Alfalfal I para el futuro desarrollo del almacenamiento de energía.

La ejecutiva asegura que el almacenamiento “es parte de las herramientas para la descarbonización y vamos por buen camino”, precisando que hace poco se cumplió el plazo de la consulta pública sobre la modificación al reglamento de pago de potencia del sistema eléctrico, Decreto Supremo N°62 de 2006, “donde hay varias señales respecto del almacenamiento como parte de una central de generación renovable”.

“Acaban de publicar otro reglamento, de la Coordinación de la Operación del SEN, Decreto Supremo N°125 de 2019, en que también se concreta la participación de los almacenamientos, tanto en transmisión como en generación. Esta tecnología también es muy simple de incorporar en el mundo de los servicios complementarios porque aportan rápidamente energía en caso de producirse fallas en el sistema”, añade Hartung, quien también es vicepresidenta de Acera A.G., gremio representante del almacenamiento de energía.

La ejecutiva destaca también que el almacenamiento ya cuenta con una definición legal, con reglamentos que “lo incorporan como parte del sistema, además de otros que están asociados al pago, así que también están avanzando en este tema, vamos muy bien”.

“Es positivo ver cómo estamos viviendo esta disrupción tecnológica en Chile. De a poco el regulador y los agentes están incorporando al almacenamiento dentro de sus evaluaciones para hacer los proyectos, cuestión muy importante para seguir avanzando en la transición energética”, agrega.

Otro hecho que resalta Hartung es cómo Chile ha ido tomando un liderazgo en el desarrollo de esta tecnología: “No es que en Chile estemos adoptando soluciones de almacenamiento implementadas en otros países, hemos avanzado en forma paralela a otras economías que también trabajan en esta materia, desarrollamos en conjunto, compartimos experiencias, enfocados en encontrar la mejor solución , frente escenarios de alta penetración renovable. Por ejemplo, los proyectos de almacenamiento con baterías en sistemas de transmisión en nuestro país, son similares a los que recientemente fueron incorporados en la planificación del sistema de transmisión 2019 de Alemania, estamos hablando de aproximadamente 450 MW en baterías que entrarán en operación a partir de 2022 con los que se busca solucionar problemáticas muy similares a las nuestras”.

Desafíos

Además del ingreso de estos nuevos proyectos en el sistema eléctricos, los actores del sector dan a conocer cuáles son los principales desafíos que se esperan este año para la industria, entre los cuales mencionan la necesidad de avanzar en flexibilidad.

Jose Ignacio Escobar sostiene que “aún hay varios temas que trabajar, como la modificación al impuesto verde, regular el desarrollo de centrales diésel, el ingreso del almacenamiento y la robustez de las líneas de transmisión, entre otros”.

“Esperamos que estos temas que hemos puesto sobre el tapete sean los que mantengan la agenda energética caliente durante el resto de 2020, y podamos seguir avanzando en cada uno de ellos. Ojalá, hacia fin de año, cuando hagamos un nuevo balance, estos hayan sido abordados y resueltos para el mayor beneficio del sector y los consumidores”, añade.

Claudio Seebach concluye que son dos los principales desafíos a futuro: “la creciente incorporación de energías renovables es en primer lugar fomentar la flexibilidad del sistema eléctrico para aprovechar de manera eficiente el enorme potencial de nuestro país, y en segundo lugar aumentar la capacidad de transmisión de esta energía, principalmente solar, desde el norte de Chile al centro sur donde se encuentran los principales centros de consumo”.

Conclusiones

Este año la Corporación de Bienes de Capital estima que la inversión en el sector energético llegará a US$3.661 millones, repartidos en proyectos de generación, transmisión y de hidrocarburos.
Tanto en Generadoras de Chile como en Acera A.G. destacan que las energías renovables seguirán marcando la tendencia este año y a futuro en materia de tecnologías que se incorporan al sistema eléctrico, como la CSP, los bancos de batería y la ampliación de la planta geotérmica Cerro Pabellón.
A juicio de estos actores gremiales, avanzar en la flexibilidad de la operación del sistema eléctrico y el fortalecimiento de la transmisión son los dos principales desafíos que existen para incorporar nuevas inversiones en el sector.

Fuente: Revista Electricidad

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