Energias Renovables

El medio rural aparece como el mejor escenario para implementar el uso de fuentes de energía renovable. Las energías renovables (solar térmica, solar fotovoltaica, eólica, minihidráulica, biomasa) también llamadas energías limpias, utilizan todas ellas, directa o indirectamente, la energía del sol. Las fuentes de energía renovable varían de acuerdo a sus beneficios, costos y la etapa de desarrollo de la tecnología. Las políticas y estrategias deberán reconocer esas diferencias.
De acuerdo a los estudios realizados por la CNE, el abastecimiento energético del país, en el corto y mediano plazo, estará sustentado principalmente por recursos tradicionales tales como la hidroelectricidad, el petróleo, el gas, el carbón y la leña. Sin embargo, hay otros recursos que están siendo utilizados en la actualidad en menor grado, pero que podrían tener una demanda creciente en el largo plazo, tales como la energía fotovoltaica, la solar térmica, la biomasa, microcentrales hidráulicas, la energía eólica y la energía geotérmica, las cuales tienen una baja participación dentro de la matriz energética nacional, principalmente como consecuencia de los altos costos necesarios para desarrollarlos, los cuales, en un ambiente competitivo, desincentivan su utilización en favor de los recursos tradicionales. Sin embargo, existen zonas y condiciones específicas bajo las cuales estas formas de energías compiten favorablemente: tal es el caso de zonas rurales aisladas que poseen algún recurso renovable en abundancia.
En 1993, las energías renovables representaban aproximadamente el 0,2% del consumo energético nacional.
El porcentaje de contribución de cada tipo de energía renovables es el siguiente:
89,8% Biogas.
8,80% Micro y/o minicentrales hidroeléctricas.
1,23% Energía solar térmica.
0,10% Energía solar fotovoltaica.
0,07% Energía eólica.

Porcentaje de contribución en abastecimiento rural Las energías renovables actualmente en uso en Chile son las siguientes:
Biogas:
Utilizado en sectores urbanos especialmente Santiago, Valparaíso y Viña del Mar, donde es producido en los vertederos de basuras.
Energía Solar:
Utilizada preferentemente en la zona norte, debido a que existe uno de los niveles de radiación más altos del mundo. Es usada como fuente de calor para el calentamiento de agua y también para la generación de electricidad con paneles fotovoltaicos para viviendas aisladas y dispersas.
Energía Solar Térmica:
La Energía Solar Térmica está basada en el aprovechamiento de la radiación procedente del sol para calentar fluidos (generalmente agua). La energía solar térmica, de uso mas corriente, se encuentra dividida en tres categorías según se pretendan temperaturas bajas, medias ó altas. La baja temperatura es actualmente la mas desarrollada a nivel comercial y permite alcanzar temperaturas de hasta 60ºC. Una instalación solar tradicional se compone de un sistema de captación, (los paneles solares), un sistema de acumulación (depósito para agua caliente) y un sistema energético de apoyo para suplir las faltas en el suministro solar.

 
 
 
 
 
 

Energía Solar Fotovoltaica (PV):
La Energía Solar Fotovoltaica está basada en el efecto fotoeléctrico, que consiste en la transformación directa de la luz en electricidad. Las instalaciones fotovoltaicas se componen generalmente de módulos fotovoltaicos (los paneles solares), un sistema de baterías, (para asegurar el suministro en las horas sin sol) y los elementos electrónicos de control tanto para la captación, la regulación y el consumo. Existen principalmente dos sistemas fotovoltaicos: el sistema DC y el sistema AC.
En el sistema DC, las celdas fotovoltaicas cargan una batería durante el día (según la disponibilidad de sol), y esta proporciona energía a una carga según se requiera. Un regulador interrumpe el circuito de carga cuando la batería está cargada. El sistema cuenta con fusibles para proteger las cargas en caso de malfuncionamiento.
El sistema AC cuenta con un generador de apoyo a las celdas fotovoltaicas, y este se acciona para satisfacer la carga o bien para cargar la batería que es alimentada por las celdas. A continuación se presenta un diagrama de ambos sistemas.
Sistema DC Sistema AC
 
Microcentrales Hidroeléctricas:
Permiten aprovechar el potencial energético de pequeños cursos de agua, con la introducción de modernas tecnologías, que permiten generar electricidad sin provocar daños relevantes al medio ambiente. Este tipo de abastecimiento se ocupa principalmente en las regiones más australes del país (XI) y la IX, dada sus condiciones de poca accesibilidad a ciertas locaciones.
En 1989 entraron en servicio una serie de minicentrales hidroeléctricas para satisfacer las necesidades de diversos poblados de la XI región. En el Anexo 3 se especifica que minicentrales y equipo abastece cada poblado.
En la IX región también existen localidades que no pueden ser atendidas por las líneas principales de distribución dada su lejanía a las instalaciones, por eso es necesaria la construcción de minicentrales hidroeléctricas (gracias al abundante recurso hídrico de la región) para satisfacer su demanda. En el año 1985 se inició un proyecto para electrificar zonas aisladas de la región (véase Anexo 4).
Energía Eólica:
El calentamiento del aire de la atmósfera de forma desigual provoca su circulación entre zonas con temperaturas distintas. La masa aire que se desplaza lleva consigo una energía, que es aprovechable mediante el movimiento de aspas, que a su vez mueve un generador. Hoy en día esa energía limpia, renovable y de gran potencial eléctrico que constituye el viento, ha aumentado el interés de sus posibilidades para la producción de energía eléctrica. Las nuevas tecnologías aplicadas irán permitiendo hacer rentable la obtención de energía a partir de esta fuente. Una buena parte de la labor investigadora del aprovechamiento de esta energía es la confección de los mapas eólicos, ya que el potencial energético presenta grandes irregularidades según distintas zonas geográficas. Esos mapas son imprescindibles para conocer las zonas más idóneas para la ubicación de centrales eólicas. En general, como la velocidad del viento aumenta con la altura, los emplazamientos más favorables son los cerros y las colinas que dominan un terreno despejado, sin obstáculos que originen turbulencias. Los mapas permiten conocer, para una zona concreta, la velocidad, continuidad y estabilidad del viento, y especialmente la densidad de potencia, es decir, la máxima potencia que puede obtenerse por unidad de área barrida por el viento. Para el buen funcionamiento de una central es necesaria una densidad de potencia del orden de 1.000 w/m2. La mayor dificultad para conseguir energía eólica surge de la variabilidad del viento y el elevado coste de las máquinas para obtenerla, lo que encarece el precio del kwh. La principal ventaja de esta energía es que constituye una fuente inagotable.
Las máquinas para la producción de electricidad a partir del viento son los aerogeneradores. Están constituidos por tres elementos principales: la hélice o rotor, la góndola, en la que se encuentra el generador que transforma la energía cinética transmitida por la hélice en eléctrica, y la torre sobre la que se monta el conjunto de hélices y góndolas.
Utilizada principalmente para el bombeo de agua y en pequeños aerogeneradores. Actualmente la CNE está impulsando estudios y proyectos que permitirán ampliar los conocimientos prácticos y el uso de esta tecnología en los sectores rurales de nuestro país.
Energía Geotérmica:
En algunas zonas de la Tierra, las rocas del subsuelo se encuentran a temperaturas elevadas. La energía almacenada en estas rocas se conoce como energía geotérmica. Para poder extraer esta energía es necesaria la presencia de yacimientos de agua cerca de estas zonas calientes. La explotación de esta fuente de energía se realiza perforando el suelo y extrayendo el agua caliente. Si su temperatura es suficientemente alta, el agua saldrá en forma de vapor y se podrá aprovechar para accionar una turbina.
Podemos encontrar básicamente cuarto tipos de campos geotérmicos dependiendo de la temperatura a la que sale el agua:
La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Su temperatura está comprendida entre 150 y 400ºC, se produce vapor en la superficie que enviando a las turbinas, genera electricidad. Se requieren varios parámetros para que exista un campo geotérmico: un techo compuesto de un cobertura de rocas impermeables; un deposito, o acuífero, de permeabilidad elevada, ente 300 y 2000m de profundidad; rocas fracturadas que permitan una circulación convectiva de fluidos, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático (entre 3 y 10 km de prof. a 500-600ºC). La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.
La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas (70-150ºC). Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza a un menor rendimiento, y debe utilizarse como intermediario un fluido volátil. Pequeñas centrales eléctricas pueden explotar estos recursos. La energía geotérmica de baja temperatura es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 60 a 80 C.
Campo geotérmico de baja temperatura .La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 60ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas. La frontera entre energía geotérmica de alta temperatura y la energía geotérmica de baja temperatura es un poco arbitraria; es la temperatura por debajo de la cual no es posible ya producir electricidad con un rendimiento aceptable (120 a 180ºC).
La energía geotérmica es abundante a lo largo de todo el territorio nacional, sin embargo hasta el momento no ha sido utilizada en el país como fuente para generar energía. En la actualidad se tramita en el Poder Legislativo, un Proyecto de Ley de concesiones de Geotermia, con lo cual la Energía geotérmica podría transformarse en una nueva fuente energética.
Biomasa:
El término "biomasa" hace referencia a toda la materia que puede obtenerse a través de fotosíntesis. La mayoría de las especies vegetales utilizan la energía solar para crear azúcares del agua y del dióxido de carbono, almacenando esta energía en forma de moléculas de glucosa y almidón, oleaginosas, celulosas y lignocelulosas.
La biomasa aparece como una recurso energético atractivo por tres razones fundamentales:

1. Es un recurso renovable que podría ser desarrollado sosteniblemente en el futuro.
2. Posee formidables características desde el punto de vista medioambiental.
3. Puede tener un potencial económico significativo teniendo en cuenta el aumento del precio de los combustibles fósiles en el futuro

La gran versatilidad de la biomasa como recurso energético es evidente dada la variedad de materiales que pueden ser transformados en combustibles sólidos, líquidos y gaseosos utilizando procesos biológicos y termoquímicos de conversión. Sin embargo, en comparación con otras tecnologías renovables (geotérmica, eólica, solar...) la energía proveniente de la biomasa constituye un área más compleja.Se utiliza principalmente en el sector residencial urbano-rural y también para autogeneración. Actualmente hay tres proyectos de cogeneración funcionando. Dos plantas utilizan como combustible desechos forestales (aserrín y corteza) y la tercera utiliza desecho de empresas papeleras (licor negro), biomasa y petróleo; para la obtención de electricidad y vapor. Considerando las tres plantas, en total hay una capacidad instalada de 37 [MW] de potencia (dos de 8,5 [MW] y una de 20 [MW].