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 17-05-2021
Transmisión y distribución eléctrica: Hacia transformaciones importantes

Sin una robusta transmisión y distribución, concuerdan expertos, resulta imposible avanzar hacia la transición energética y la descarbonización de la matriz. He ahí el mayor desafío para Chile.

Hoy nadie podría dudar que el mundo está avanzando, a pasos cada vez más firmes, hacia un paradigma de desarrollo más ‘verde’, donde el foco está puesto en la generación de entornos más limpios y sustentables. Uno de los sectores que ha estado experimentando más fuertemente este cambio ha sido la industria eléctrica, donde Chile no es la excepción al apostar por la descarbonización de la matriz y en emprender la ruta hacia la transición energética mediante la creciente incorporación de las energías renovables variables, la generación distribuida, la electromovilidad y almacenamiento, entre otros elementos. Pero paradójicamente este vuelco se ha dado en un contexto donde la regulación y el modelo de remuneración de la distribución eléctrica, se ha mantenido sin grandes cambios en Chile por casi cuatro décadas.

Actores del rubro han criticado este último aspecto, señalando que si bien el modelo de la distribución eléctrica fue eficiente para empujar la expansión de la cobertura del servicio, -que era el desafío país al cual se orientaba entonces-, hoy debe revisarse para enfrentar los retos actuales y futuros del sector. Con esta idea, han manifestado, la apuesta formulada busca entregar un servicio de mayor calidad, teniendo en cuenta los nuevos requerimientos de los usuarios y nuevos objetivos de política pública, a un costo eficiente. Este diagnóstico comparte Annie Dufey, gerente de desarrollo de EBP Chile, quien sostiene que ello implica estructurar el mercado del segmento de distribución de una manera distinta a la actual, aprovechando las eficiencias de incorporar nuevas tecnologías y actores para generar competencia. ‘Así, el diseño considera nuevos actores para la comercialización y gestión de la misma, en la agrupación de demanda, y gestión de la información, entre otros aspectos claves’, dice la especialista. De ahí que hoy la atención está puesta en la tramitación legislativa de la reforma a la distribución eléctrica, que según el Ministerio de Energía, ‘tendrá un impacto significativo en la calidad del servicio que recibe la población’.

Con ocasión de esta iniciativa, un conjunto de instituciones dieron vida al estudio ‘Futuro de la Distribución Eléctrica en Chile: ¿Hacia dónde vamos?’, en el cual se analizaron distintas alternativas respecto al futuro posible de la distribución a nivel nacional. Dada la variedad de las opciones que se estudiaron, Dufey releva que el centro de la discusión debe estar en los desafíos desde el punto de vista de la política pública. Uno de estos retos es que en un contexto de alto desarrollo de los recursos energéticos distribuidos, tales como, el almacenamiento, la gestión de demanda, entre otros, se debe dilucidar un nuevo rol para el operador de las redes de distribución. Desde la arista de la comercialización, según la experta se debe transitar hacia una nueva arquitectura de relaciones entre el mercado mayorista, la distribuidora, el comercializador y los clientes, ‘donde se establece una cancha pareja, abierta a todo el mercado y con respeto de las reglas heredadas’, enfatiza.

‘Se debe avanzar en la liberalización del mercado, bajando gradualmente el límite para clientes libres en la medida que se vayan venciendo los contratos licitados por la Comisión Nacional de Energía (CNE) y fortalecer un ecosistema de comercializadoras de energía, que provean alternativas de contratos y que den a los clientes estabilidad y certeza sobre los costos de suministro’, afirma Dufey. En cuanto a nuevas tecnologías, la medición inteligente aparece como un factor considerado importante, para una reforma exitosa de la distribución. Tema que cobra más relevancia que nunca para Chile tras la experiencia fallida de la introducción de los medidores inteligentes. ‘Por ello, el diseño e implementación de la política pública no solo debe obedecer a criterios técnicos, sino que además debe considerar, informar e involucrar a la ciudadanía en torno a las nuevas tecnologías’, dice la ejecutiva de EBP Chile.

TRANSMISIÓN, UN DESAFÍO CLAVE

Sumado a la distribución eléctrica, otro aspecto que está en el debate es la transmisión. El problema radica en que el actual crecimiento del parque de generación, principalmente eólico y solar, con más de 5.000 MW en construcción, avanza mucho más rápido que las líneas necesarias para transmitir la energía que producen estas fuentes. Varios actores de la industria han hecho hincapié respecto a esta situación. Uno de ellos es el director ejecutivo de ACERA, Carlos Finat, quien a través de una columna de opinión, señaló que ‘si no se cuenta con las líneas de transmisión -y las respectivas subestaciones-, con las capacidades y cobertura geográfica necesarias, la energía no podrá ser transportada desde su punto de producción hacia los consumos, y con ello, también se limitarán las alternativas para el suministro de los consumidores y, por lo tanto, se limitará la competencia’.

Haciendo eco de esta realidad, en el Ministerio de Energía han puesto de manifiesto la necesidad de desarrollar a tiempo la capacidad de transmisión requerida y así incorporar de forma segura las energías renovables. En entrevista con Revista NME, el biministro de Minería y Energía, Juan Carlos Jobet, sostuvo que la cartera está ejecutando un plan de fortalecimiento de la transmisión en coordinación con la Comisión Nacional de Energía, el Coordinador Eléctrico y la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC). ‘Para liderar este plan creamos una unidad especial en el ministerio dedicada únicamente a transmisión. El plan considera seis líneas de trabajo y, entre otras cosas, incluirá una plataforma pública de seguimiento del estado de avance de los proyectos en construcción’, dijo la autoridad ministerial, a lo que añadió que se está llevando adelante el proceso de adjudicación de la línea Kimal-Lo Aguirre, la primera línea HVDC del país, que dará resiliencia al Sistema Eléctrico Nacional.

El proyecto fue llamado a licitación pública internacional el pasado 1 de febrero por parte del Coordinador Eléctrico Nacional e involucra una inversión de US$1.480 millones. En paralelo, se está desarrollando un plan de expansión decretado por la autoridad, que considera una serie de obras para robustecer el sistema y conectar energías renovables. Según el último informe técnico de la Comisión Nacional de Energía (CNE), el plan 2020 contiene un total de 46 obras de expansión, cuya inversión asciende a un total aproximado de US$512 millones. En el caso del Sistema de Transmisión Nacional, se dio a conocer un total de 14 obras de expansión, cuya inversión asciende a un total aproximado de US$320 millones, de las cuales 12 son ampliaciones de instalaciones existentes y 2 corresponden a obras nuevas. Respecto de los sistemas de transmisión zonal, se presentó un total de 32 obras de expansión, cuya inversión asciende a un total aproximado de US$192 millones. No obstante, representantes de la industria han expresado sus discrepancias frente al panorama actual de la transmisión, como el abogado y socio de Cubillos Evans, Eugenio Evans.

‘Tenía la esperanza que la nueva ley de transmisión permitiría destrabar cuellos de botella asociados a las indispensables inversiones en este sector de la industria. Sin embargo, veo que hay demasiado espacio para la discrecionalidad regulatoria, lo que se ve reflejado en lo conflictivos que están siendo los procesos de valorización y tarificación de las instalaciones de transmisión’, asegura. Así las cosas, lo cierto es que el debate está instalado y hoy el Sistema Eléctrico Nacional se encuentra ante un desafío clave, por lo que tanto la distribución como la transmisión son esenciales en el camino hacia la transición energética y la descarbonización de la matriz. He ahí el mayor reto para Chile.

Fuente: Nueva Minería y Energía

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