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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Sector eléctrico ha logrado asegurar la continuidad operacional del país

Uno de los aspectos que dejó al descubierto la situación actual es la incipiente digitalización del sector eléctrico, ya que si bien se ha avanzado bastante en fortalecerla en el rubro generación y en la red de transmisión, aún existe una carencia significativa en distribución.

La actual crisis sanitaria ha dejado de manifiesto la importancia del sector eléctrico para mantener funcionando las dinámicas sociales y económicas de nuestro país, pese a las actuales restricciones para movilizarse y al trabajo presencial. Otro aspecto relevante es, sin duda, que las empresas del sector han tomado todas las medidas necesarias para seguir operando su infraestructura crítica con normalidad, pero a la vez cuidando la salud de sus trabajadores.

‘Si bien la situación actual implica desafíos importantes, no creo que sea la más difícil que ha enfrentado el sector eléctrico del país, y no es comparable, por ejemplo, con el terremoto de 2010 o los racionamientos de la década de los años 90’, señala Esteban Gil Sagás, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM).

A su juicio, los distintos agentes del sector energético presentes en el país han estado a la altura —ajustando los sistemas de turno, implementando restricciones de acceso de operadores a las plantas, estableciendo protocolos de higiene y controles sanitarios a su personal y suspendiendo actividades presenciales no esenciales— y se ha logrado hasta el momento asegurar la continuidad operacional. ‘En mi opinión, además, las atribuciones del Coordinador Eléctrico Nacional hacen que el sistema eléctrico sea mucho más resistente a las crisis que en el pasado’.

Efectos

Entre los principales efectos que ha tenido la actual crisis sanitaria y las medidas implementadas por la autoridad en el sector eléctrico chileno, se destaca la caída en la demanda de electricidad por menor consumo, principalmente del sector industrial y comercial, y, por otro lado, una dificultad en la recaudación por parte de las empresas de distribución y cooperativas eléctricas.

‘Según el Coordinador Eléctrico Nacional, la demanda de energía y potencia debido a la crisis han caído de manera significativa. La reducción de demanda implica una menor recaudación por parte de todas las empresas del sector, lo que podría acarrearles dificultades financieras. Si a lo anterior sumamos la posible postergación de pagos de las cuentas de luz para la población más vulnerable, se arriesga que las empresas de distribución y cooperativas eléctricas no puedan asumir sus compromisos financieros y se interrumpa la cadena de pagos a los otros segmentos del sector eléctrico’, comenta Esteban Gil.

En la misma línea, precisa que si bien el proyecto de ley para prorrogar los pagos de las cuentas de luz para la población más vulnerable y afectada por la crisis va en la dirección correcta —y que hay que valorar también la voluntad de las empresas eléctricas de aportar en esta materia—, todo el costo financiero de la postergación de pagos lo están asumiendo las empresas distribuidoras, lo que podría causarles problemas de liquidez en el mediano plazo. ‘Se deben buscar mecanismos para que los costos financieros de la postergación de pagos sean compartidos con los sectores de transmisión y generación, para que no se rompa la cadena de pago’.

Desafíos

Un aspecto importante que la crisis actual ha destacado es la importancia de la digitalización del sector energético, la cual al parecer es aún muy incipiente. El académico de la USM reconoce que se ha avanzado bastante en fortalecer la digitalización en el sector generación y en la red de transmisión, pero existe aún una carencia significativa en el sector distribución. ‘Una mayor digitalización del sector eléctrico permite medir, monitorear y controlar la red y los generadores de manera remota, disminuyendo la necesidad de traslados y trabajo presencial. La digitalización también permitiría una acción más rápida ante contingencias’.

En este escenario, enfatiza que el suministro eléctrico enfrenta importantes retos. ‘En el corto plazo, el principal desafío del sector eléctrico es mantener la infraestructura crítica funcionando pese a las restricciones de circulación y trabajo presencial y, en el mediano plazo, la baja en la demanda y en los precios de combustible ha hecho bajar los costos marginales de la energía eléctrica, disminuyendo los ingresos de las empresas del sector. ‘Si a la crisis sanitaria la sigue una crisis financiera, esta situación podría prolongarse en el tiempo y dificultar la materialización de nuevos proyectos energéticos’.

Por último, sostiene que a largo plazo el principal desafío de nuestro país en este tema es vislumbrar cómo hacer a los sistemas y mercados energéticos más robustos, adaptables y resilientes a distintos tipos de crisis.

Fuente: El Mercurio

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