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

Rodrigo Palma: “Chile podría abastecer más del 20% del consumo energético mundial con energía solar”

El ingeniero de la Universidad de Chile está a cargo de la mesa de Mitigación y Energía de la COP25, que se realizará en Santiago, y dirige el Centro de Investigación de Energía Solar Serc Chile. Aquí habla de las posibilidades de que nuestro país se convierta en potencia energética en el futuro.

Antes de empezar esta entrevista, Rodrigo Palma pide unos minutos para poder sacarse fotos con un grupo de estudiantes japoneses. El director del Centro de Energía de la Universidad de Chile es puro entusiasmo explicando cómo la energía solar transformará a nuestro país en una potencia energética con capacidad para alimentar hasta el 20% de la demanda energética mundial.

Rodrigo Palma Behnke es ingeniero de la Universidad de Chile con un doctorado en la universidad alemana de Dortmund y está a cargo de la mesa de Mitigación y Energía de la COP25, que se realizará en Santiago. También dirige el Centro de Investigación de Energía Solar Serc Chile y tiene la responsabilidad de realizar en nuestro país el Solar World Congress 2019, evento que por primera vez tiene lugar en
América Latina.

Luego de una semana marcada por la actuación de la joven sueca Greta Thunberg en la Cumbre de Acción Climática de la Organización de Naciones Unidas en Nueva York, Palma explica: ‘En este tema no hay buenos y malos, obviamente que hay intereses en juego y los investigadores tienen sus tendencias políticas o de pensamiento, pero el trabajo de la ciencia es mostrar evidencias que pasen el rigor del método científico.

Por eso es importante el discurso de Greta, que insiste en que la ciencia está mostrando evidencias científicas del cambio climático y su molestia es justamente porque, a pesar de esta evidencia, no reaccionamos’. Para Palma, este escenario apocalíptico es una gran oportunidad para Chile que no podemos desaprovechar. Su apuesta es transformar este país en una potencia de energía solar que la venda a través de redes de distribución, la exporte como combustible sintético o use como incentivo para que empresas de todo el mundo se localicen en nuestro territorio a producir con energías limpias.

¿Chile una potencia de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC)?

Actualmente nuestro país exporta el 95% del combustible fósil (carbón, gas natural, petróleo). Nosotros no tenemos la opción de privilegiar el uso de combustibles fósiles en vez de las energías renovables. Con suerte tenemos algo de carbón en la Isla Riesco y un poco de gas natural en Magallanes.

¿No tenemos dónde elegir?

Chile no tiene otra alternativa que las energías renovables.

Eso es una buena noticia

Es la luz después del túnel y se llama desarrollo sostenible con energías renovables, lo que es un gran valor en esta época.

¿Usted recomienda abandonar nuestros pocos recursos de combustibles fósiles y concentrarse en desarrollar nuestras energías renovables?

Tenemos mucho donde elegir: solar, eólica, geotérmica, hidráulica, biomasa. Chile podría abastecer más del 1% del consumo energético mundial con energía solar.

¿Cómo podríamos lograrlo?

La energía solar es una de las que tienen más potencial en Chile y la podríamos exportar a otros países del continente americano través de redes eléctricas, a través de combustibles o atrayendo las industrias a nuestro territorio. Lo primero

La primera opción que usted menciona implica desarrollar una gran red de tendido eléctrico en el continente.

Es un tema que está en la mesa y creo que se va avanzar mucho en los próximos años. También se está trabajando en transmitir de forma inalámbrica o por debajo de la tierra, pero son investigaciones que están en desarrollo.

¿Energía eléctrica transmitida de manera inalámbrica?

Hay una idea de poder transmitir por la corteza terrestre, a través de autopistas naturales de vasta resistencia. Lo importante es encontrar dos canales independientes que no se conecten o hagan cortocircuitos entre sí. Si se logra encontrar estas vías de transmisión, puedes transmitir el positivo por el mar y el negativo por ese canal. Eso sacaría el problema de la línea de transmisión.

¿Cómo sería eso?

Podrías transmitir energía solar directo a China justo cuando ellos no tienen sol y luego ellos nos transmiten a nosotros cuando aquí estamos de noche. Esto permitiría estar utilizando energía solar permanentemente porque la tierra siempre tiene un momento en que está iluminada por el sol. Esta es una alternativa que se está estudiando.

¿Cuándo podría implementarse?

No lo sé, pero va a ocurrir. Se está estudiando transmitir con láser que se conecten a través de satélites, pero ese sistema todavía tiene pérdidas altas. Las pruebas más recientes de transmisión de electricidad por láser muestran que si mandas 100 MWh, recibes 20 MWh, es decir, pierdes el 80% de la energía.

¿El sistema láser sería como un wifi de transmisión eléctrica?

Un wifi especializado en transmitir energía. Hay proyectos grandes de investigación que están trabajando en esto y, por último, queda la alternativa de transportar la energía solar por vía de los combustibles sintéticos.

¿Qué son los combustibles sintéticos?

Nosotros con energía solar podemos fabricar combustibles sintéticos como el hidrógeno. Tomas una molécula de agua H2O y le pegas un golpe con electrólisis a alta temperatura y se parte la molécula en oxígeno y en hidrógeno. El hidrógeno es un excelente transportador de la energía.

¿Cómo es la consistencia del hidrógeno?

Es un gas invisible, se puede comprar y se usa mucho en laboratorios. Hay autos que están utilizando hidrógeno como combustible. También se puede transportar el hidrógeno convirtiéndolo en metano (CH4) metiéndole la molécula de carbono y eso lo hace más manejable.

¿Es complicado manejarlo?

Es difícil de almacenar y muy explosivo. El metano es menos explosivo y más fácil de confinar a esa molécula. Luego, al llegar a destino, le sacas la molécula de carbono y separas el hidrógeno. Hoy día estamos viendo métodos súper sofisticados para lograr implementar esto. Nosotros estamos trabajando la manera de producir hidrógeno en el norte de Chile para luego exportar nuestra energía solar por tuberías o barcos.

¿Esto es nuevo?

No. Ha tomando fuerza en el último año. El mundo está loco con la economía del hidrógeno y su capacidad de transportar energías renovables.

¿Cuáles son las externalidades o costos que tiene la energía solar para el medio ambiente?

Como todo desarrollo, la energía solar debe desplegarse tomando en cuenta nuestro medio ambiente. No sirve de nada tener tapizado el desierto con paneles solares que comienzan a contaminar las napas con algunos residuos o componentes.

¿Esta energía contamina?

La energía solar tiene una muy buena recepción, pero es importante remarcar que hay que tener un diálogo con las comunidades, ver el impacto medioambiental y el efecto que puede tener en la biodiversidad. No podemos llegar a plastificar una zona del desierto sin ver antes qué especies viven ahí. Hay que crear biocorredores para que las especies migren, para que puedan trasladarse y no enfrenten barreras de paneles solares que impiden su circulación.

¿Cuánto dura un panel solar?

Duran entre 20 y 30 años produciendo energía a su capacidad. En términos de sus componentes, los bordes son de metal, tiene motorcitos hechos de metal y cobre que mueven los paneles de acuerdo al sol. También tienen vidrio, un encapsulante con polímeros (plásticos) y las celdas pueden tener semiconductores como boro, indio, galio o el teluro de catre, que pueden ser reciclados y son de fácil manejo para que no afecte el ambiente.

Usted habló de tres maneras de abastecer la economía mundial con nuestra energía solar. ¿Cuál es la tercera?

La otra manera es atrayendo a la industria mundial al norte de Chile para que se instale a producir con energía solar. El mundo necesita producir cosas de manera limpia y va a ser muy atractivo ubicarse en un país que funciona con energías limpias.

¿Cómo se logra atraer esas empresas a Chile?

Hay que ofrecerles una buena infraestructura de puertos, servicios e instituciones que funcionan bien. En esto también es importante ofrecer un buen manejo de residuos, calidad del agua y cuidado del hábitat.

¿Podemos abastecernos de energía solar?

Absolutamente, pero también podría abastecerse de otras energías renovables no convencionales como la eólica, geotérmica, biomasa.

Fuente: Las Últimas Noticias

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