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

Últimos indicadores confirman mayor disponibilidad hídrica de la última década

Si bien aún persiste la sequía en la zona central, los últimos informes del Coordinador Eléctrico prevén condiciones normales a secas para la próxima temporada, lo que produciría una caída en los costos de operación del sistema.

Una mayor cantidad de agua disponible para fines de generación eléctrica y riego habría durante la temporada de deshielos 2020/2021 que va de noviembre a marzo. Esto, según los resultados del cuarto informe que contiene los pronósticos para los caudales que se esperan en dicho lapso, datos clave para que el Coordinador Eléctrico Nacional programe el despacho de centrales hidroeléctricas por sobre otras más caras o contaminantes en los próximos meses.

Dicho reporte, realizado con datos obtenidos a finales de octubre, estima para ese período niveles de excedencia promedio de 64% entre los afluentes catastrados, lo que se compara con el 68% registrado en el tercer pronóstico entregado hace un mes.

Este indicador representa la cantidad de años (de los últimos 100) en que los volúmenes de deshielo fueron superiores a la presente temporada, por lo que mientras más bajo sea, mayor disponibilidad hídrica se proyecta para el siguiente año hidrológico. ‘En general, los resultados del cuarto pronóstico de deshielo 2020 para el período noviembre-marzo indican condiciones normales a secas en todas las cuencas, con probabilidades de excedencia entre un 37% y 81%, lo cual muestra mejoras respecto al mismo período del año 2019, en el cual la probabilidad de excedencia definitiva fue superior a 90%’, señalan desde el Coordinador.

De acuerdo con el detalle de los estudios del Coordinador, las mayores probabilidades de excedencia —es decir, los sectores más secos respecto al registro histórico— se presentan en las cuencas del río Cachapoal y en la Rama Tinguiririca y Rama Portillo, ambas con un 80%.

Las mejores condiciones se proyectan para la cuenca del río Maule, donde los informes presentan indicadores que van entre el 50% y el 62%, mientras que para la cuenca del río Laja las probabilidades se ubican entre el 37% y el 62%.

Son justamente estas dos ubicaciones las más importantes para la generación hidroeléctrica en el país, a la que se suma la cuenca del río Biobío, la cual presenta porcentajes entre 54% y 75%.

Estas cifras son, además, mucho mejores que las de la temporada anterior, donde el promedio de excedencia superaba el 85% entre los caudales de las cuencas de Aconcagua, Colorado, Rapel, Tinguiririca, Maule, Laja y Biobío.

Pero, también, en la revisión del registro histórico a la misma fecha del año en la última década solo en una ocasión el indicador estuvo cerca del actual, cuando exhibió 66% en 2015. Sin embargo, el promedio desde 2010 en adelante supera el 77%.

Pese a los mejores indicadores, desde el Coordinador ven con cautela la próxima temporada y adelantan que no es posible predecir el año hidrológico venidero, que se inicia en abril de 2021, debido a la alta independencia entre cada año. Por lo anterior, la entidad está modernizando las metodologías de pronósticos para reducir la incertidumbre en cada temporada.

Efectos

En los últimos años, producto de la profunda sequía que afecta a la zona central del país, el uso de las centrales hidroeléctricas ha ido disminuyendo.

Así, pese a las precipitaciones que se vieron durante el último invierno, en lo que va del año la generación hidráulica de embalse totaliza 7,87 TWh, lo que representa una caída de 4,33%, mientras que la de centrales de pasada alcanzó los 9,48 TWh, lo que significa una caída de 6,39%.

Este escenario podría cambiar durante esta temporada. Así lo ve el director ejecutivo de Acera, Carlos Finat, quien adelanta que gracias a la menor probabilidad de excedencia, se prevé una mayor disponibilidad de agua para el lapso 20-21. Esto, según las reglas de despacho que define la regulación, implica una mayor generación proveniente de centrales hidroeléctricas para reemplazar combustibles caros, como es el caso del carbón y del GNL.

‘Con una menor excedencia, es de esperar que aumente la generación hidroeléctrica. La competitividad de las centrales hidroeléctricas sigue siendo buena, especialmente si se le compara con los costos de generar con gas natural y carbón y en condiciones de buena disponibilidad de agua’, asegura Finat.

En esta línea, desde la Asociación de Generadoras comentan que si bien el pronóstico se actualiza mensualmente, en caso de mantenerse en los niveles actuales, el sistema podrá operar con costos inferiores a los del año anterior.

‘Esta es una consecuencia de disponer recursos renovables como el agua para generación, con resultados positivos también en emisiones de contaminantes locales y CO{-2}, pues estos recursos renovables desplazan el uso de unidades de generación que utilizan combustibles fósiles para operar’, explica el director de estudios y contenidos de las Generadoras, Rodrigo Solís.

Fuente: El Mercurio

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