Paneles Fotovoltaicos: Construcción y Funcionamiento

Introducción a los Sistemas Fotovoltaicos

• Crecimiento de Energía Renovable: Se espera que en 2023 se instalen 450 GW de nueva capacidad energética, siendo los sistemas fotovoltaicos la mayoría (aproximadamente dos tercios).

Elementos Principales de un Parque Fotovoltaico

• Paneles Fotovoltaicos: Convierten la luz solar directamente en electricidad.

• Módulos Fotovoltaicos: Están constituidos por células solares que aprovechan el efecto fotoeléctrico.

• Estructura de Soporte: Permite montar y ajustar la orientación de los paneles para optimizar la captación solar.

• Inversores: Transforman la corriente continua (CC) generada por los paneles en corriente alterna (CA), utilizable en la red eléctrica.

• Transformadores: Elevan la tensión de la corriente alterna antes de inyectar la electricidad en la red de transporte.

Pasos para Construir un Parque Solar

• Fase de Autorización: Obtención de los permisos necesarios de los organismos relevantes.

• Construcción:

  • Movimiento de tierras y ejecución de obras de drenaje.
  • Instalación de postes y seguidores (si aplica), sobre los cuales se colocan manualmente los paneles.
  • Premontaje de componentes para facilitar y agilizar el ensamblaje final en terreno.
  • Instalación Eléctrica: Tendido de cableado y realización de conexiones eléctricas entre paneles, inversores y transformadores.
  • Puesta en Marcha: Realización de pruebas eléctricas exhaustivas antes de la conexión definitiva a la red eléctrica.

Funcionamiento de un Sistema Fotovoltaico

• Conversión de Energía: Los fotones de la luz solar inciden sobre las células solares, energizando electrones y generando así una corriente eléctrica continua.

• Eficiencia: Actualmente, la eficiencia de los paneles comerciales ronda el 24%, lo que significa que transforman aproximadamente una cuarta parte de la energía solar recibida en electricidad.

Almacenamiento de Energía

• Baterías: Permiten almacenar la electricidad generada para su uso posterior, especialmente durante la noche o en días nublados. Existen opciones innovadoras, como el uso de vehículos eléctricos (V2G/V2H) que pueden funcionar como sistemas de almacenamiento doméstico.

Mensaje Central: Los sistemas fotovoltaicos son fundamentales para la transición hacia energías limpias, proporcionando una solución eficaz y sostenible para combatir el cambio climático mediante la utilización de recursos renovables e inagotables como el sol.

¿Qué es la Energía Eólica?

• Definición: La energía eólica es aquella que se obtiene de la fuerza del viento. Se aprovecha mediante aerogeneradores, que convierten la energía cinética del aire en movimiento en electricidad.

• Generación del Viento: La radiación solar calienta de manera desigual la superficie terrestre. Estas diferencias de temperatura crean variaciones en la presión atmosférica, lo que origina el movimiento del aire, es decir, el viento.

Componentes Clave de un Aerogenerador

• Rotor: Compuesto por las palas, captura la fuerza del viento y la convierte en energía mecánica rotacional.
• Multiplicadora: Aumenta la velocidad de rotación del eje lento conectado al rotor (ej. 30 rpm) a una velocidad alta requerida por el generador (ej. 1500 rpm).
• Generador: Convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.

Instalación de Parques Eólicos

• Es necesario ubicarlos en áreas con recurso eólico significativo y constante (alta presencia de viento).
• Generalmente, agrupan múltiples aerogeneradores para maximizar la producción de energía y aprovechar la infraestructura común.

Transporte de Energía

Los aerogeneradores dentro de un parque están interconectados mediante cables subterráneos. Esta red interna lleva la electricidad generada a una subestación elevadora, desde donde se transporta a través de líneas de alta tensión para su distribución a hogares, industrias y empresas.

Ventajas

La energía eólica es una fuente de energía renovable, autóctona y limpia. Su desarrollo es eficiente y juega un papel clave en la transición energética global y en la descarbonización de la economía.

El Sistema Eléctrico Interconectado en Chile

Sistema Eléctrico Nacional (SEN)

• Creado oficialmente en 2017 mediante la interconexión y unificación del Sistema Interconectado Central (SIC) y el Sistema Eléctrico del Norte Grande (SING).
• Abarca aproximadamente 3100 km del territorio continental chileno, extendiéndose desde Arica por el norte hasta la isla de Chiloé por el sur.
• Es administrado y operado por el Coordinador Eléctrico Nacional, un organismo técnico e independiente encargado de garantizar la seguridad y eficiencia del sistema.

Historia de la Interconexión

• 2017: Hito clave con la unificación del SIC y el SING, dando origen al actual SEN.
• 2017: Se materializa la interconexión física inicial mediante una línea de doble circuito de 220 kV.
• 2019: Se completa y robustece la interconexión con la entrada en operación de la línea de 500 kV.

Componentes Principales del SEN

• Plantas y equipos de generación eléctrica (centrales hidroeléctricas, térmicas, solares, eólicas, etc.).
• Redes de interconexión.
• Redes de transmisión (líneas troncales, zonales y para polos de desarrollo).
• Redes de distribución que llevan la energía a los consumidores finales.
• Cargas eléctricas de los usuarios (consumo residencial, comercial, industrial, etc.).

Beneficios de la Interconexión (Creación del SEN)

• Permite un mejor aprovechamiento de las energías limpias y renovables, evacuando la generación desde zonas con alto recurso (como el norte solar) a los centros de consumo.
• Aumenta la seguridad y robustez del suministro eléctrico nacional.
• Facilita el ingreso de nuevos actores y proyectos al mercado eléctrico.
• Contribuye a una mayor competencia en el sector de generación, lo que puede redundar en precios de energía más eficientes.
• Ayuda a reducir las pérdidas técnicas durante el transporte de la electricidad a largas distancias.

Sistemas Eléctricos Medianos (Aislados)

Además del SEN, existen sistemas eléctricos de menor tamaño que operan de forma aislada en zonas geográficamente apartadas:

• Sistema Eléctrico de Aysén (SEA): Abastece a la región de Aysén, contando con diversas plantas de generación, incluyendo fuentes renovables.
• Sistema Eléctrico de Magallanes (SEM): Operado principalmente por la empresa EDELMAG, está compuesto por subsistemas que abastecen localidades como Punta Arenas, Puerto Natales y Puerto Porvenir.

Interconexiones Internacionales

• Argentina: Existen líneas eléctricas que interconectan el norte del SEN con Argentina, permitiendo históricamente la importación y exportación de energía entre ambos países.
• Perú: Se ha propuesto y estudiado en el pasado (alrededor de 2015-2020) un proyecto para una interconexión eléctrica entre Tacna (Perú) y Arica (Chile), con estudios de factibilidad realizados.