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 28-08-2019
Walter Baethgen, experto en cambio climático de la U. de Columbia: “El gran hito es que la energía renovable se volvió un buen negocio”

Entrevista con el Director de Investigación Regional y Sectorial del Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad de la U. de Columbia.

No participará oficialmente de la COP25, pero estará en Santiago por esos días para ser parte de varias actividades organizadas por el Columbia Global Centers Santiago (la oficina chilena de la U. de Columbia). Walter Baethgen es el director del Programa de Investigación Regional y Sectorial del Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad (IRI) de esta casa de estudios norteamericana, y una de las autoridades mundiales en cambio climático.

Aunque vive en Nueva York, su mirada está puesta en América Latina. ‘El clima nunca cambió tan rápidamente en los últimos 600.000 años. Evidentemente hay un fenómeno que está relacionado con la acción humana’, plantea Baethgen sin tonos conservacionistas. Simplemente con notas neutras de la evidencia científica. ‘Los cambios climáticos son muy lentos. Si no tomamos acciones inmediatas puede haber problemas insolubles en el futuro’.

Una afirmación muy desoladora…

—Solo quiero establecer que el problema es real. Pero soy optimista y confío que la humanidad llegará a un nivel de conciencia para generar grandes transformaciones. Hace 30 años, cuando comenzamos a hablar de cambio climático, la gente ni siquiera sabía qué era. Hoy, te subes a un taxi en Manila o Brasilia y el conductor conoce el tema. Se volvió popular, lo que impulsa a las acciones públicas y privadas.

¿Cuáles son las acciones inmediatas?

—Hay de dos tipos. La primera es reducir las causas, donde la clave está ir cada vez más a energías renovables. La segunda es enfrentarlo. No poner la cabeza en un agujero. O sea, adaptarse.

Algunos ven a la adaptación como conformismo.

—Por eso es importante que la gente entienda que son cosas complementarias. Lo fundamental es cambiar el enfoque en que nos hemos estado desarrollando, lo que tiene que ver con formas de producción y de consumo que, quizá, parecen muy filosóficas, pero son bastante prácticas: tenemos que dejar de emitir más gases de efecto invernadero (GEI) y eso pasa por las energías renovables. Si se mira el balance global, cerca del 70% de los GEI viene del sector de energía. Ahí está el foco. Y el gran hito a nivel mundial es que la energía renovable se volvió un buen negocio. Hace 20 años se desarrollaba con subsidios. Hoy, China, Alemania y España son ejemplos de países que están haciendo mucho dinero en esa industria.

Y con respecto a la adaptación, tenemos que hacerlo nos guste o no. Si queremos seguir desarrollando una economía como, por ejemplo, la chilena, hay que considerar el factor cambio climático.

¿Qué industria después de la de energía está en segundo lugar en la lista?

—Todo el sector relacionado con el desarrollo del suelo, partiendo por la industria forestal. En este grupo también está el rubro agrícola, principalmente en el ámbito de la producción de alimentos.

¿Eso significa cambios en los hábitos de consumo?

—Así es. Hoy el mundo está infinitamente mejor en términos económicos que hace 50 años. Se espera que para 2030 el 80% de la población mundial sea clase media. Cuando empieza a mejorar el ingreso hay de inmediato un cambio en la dieta y, cuando sigue aumentado (así como la educación) comenzamos a cuidarnos, eligiendo alimentos más sanos. Luego si mejoramos aún más económicamente, le damos más importancia al origen de lo que comemos. ¿De dónde viene? ¿Habrá trabajo infantil? Acá en Nueva York es evidente que la gente está dispuesta a pagar más por alimentos producidos en condiciones naturales y que no viene de la reforestación de la selva tropical.

Pero eso pasa en Nueva York… en los países emergentes como los latinoamericanos, aumenta el ingreso y –por decirlo de alguna forma- crece la venta de automóviles.

—Sin embargo, mirando otra arista del consumo, no es que la gente en Nueva York no tenga auto porque sea consciente de los GEI que está emitiendo, sino porque es más práctico. No conviene tener vehículo debido al tráfico, estacionamientos y peajes en cada puente que cruzas. Mejor usar el transporte público.

¿De qué depende entonces el cambio de hábito?

—De crear conciencia en base a una combinación entre campañas de comunicación y políticas públicas dónde participe el sector estatal y el privado. En muchos países se realizaron grandes campañas para disminuir el tabaquismo y se logró. Ahora hay que hacer algo similar.

¿Cómo ve el panorama en las próximas décadas?

—Creo que la reducción de emisiones de GEI va a disminuir. No creo que sea visible en 10 años más, pero en general, hay muy pocos gobiernos que tienen una posición como el presidente de EEUU. La mayoría está metiéndose fuertemente en el tema del cambio climático. Por ejemplo, en China, debido a la contaminación, es una política pública. No hay otro camino.

¿Cuál es la importancia de las cumbres climáticas COP?

—Si bien es un buen lugar para juntar a los encargados de políticas públicas con la comunidad científica, estimo que esa interacción se da también muy fuertemente en otros ámbitos. En algunas de las COP se toman decisiones claves, como en la de París (2016) y hay otras en que se van trabajando detalles que parecen menores, pero que a la larga son muy importantes.

¿Y qué deberíamos esperar de la COP25 en Chile?

—Seguramente se dará una alerta más fuerte por parte de la comunidad científica acerca de que el Acuerdo de París tiene que reforzarse o actualizarse.

Fuente: La Tercera – Pulso

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