1. ¿Qué es el Vertimiento en el Contexto Energético?

El vertimiento ocurre cuando las plantas generadoras de electricidad no pueden inyectar todo el potencial que podrían generar debido a la falta de capacidad de almacenamiento o restricciones en la red. Esto afecta la eficiencia en la generación y distribución de energía porque implica pérdida de energía potencialmente utilizable.

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2. Concepto de Energía y su Relación con el Tiempo

La energía es la capacidad de un sistema o cuerpo para realizar trabajo y se mide en joules o vatios-hora. Su relación con el tiempo se refleja en la ecuación E=P*t, donde P es potencia (en vatios) y t es tiempo (en horas). Por ejemplo, un calefactor de 1 kW funcionando durante 2 horas consume 2 kWh de energía.

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3. Sistemas Eléctricos Nacionales

Los sistemas eléctricos nacionales incluyen la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. Las centrales de generación (como hidráulicas, solares y eólicas) producen electricidad, que se transporta por redes de transmisión a los centros de consumo. La distribución la lleva hasta los usuarios finales. En Chile, esto incluye la integración de energías renovables para lograr una matriz más limpia.

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4. Poder Calorífico Superior (PCS)

El PCS es la cantidad total de energía liberada por un combustible durante su combustión, incluyendo la energía necesaria para condensar el agua generada. Es útil para evaluar la eficiencia energética de combustibles.

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5. Cuadro de Consumo o Carga

Es una representación de los equipos eléctricos, su potencia, cantidad y tiempo de uso. Permite calcular el consumo total de energía, ayudando en el diseño de sistemas eléctricos y en la gestión de demanda.

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6. Factor de Planta (FP)

El Factor de Planta (FP) es el cociente entre la energía real generada por una central y la que podría generar si trabajara a plena capacidad durante un periodo específico.

Fórmula:

FP=EnergiaGenerada/PotenciaInstalada*Tiempo

Es crucial para evaluar el rendimiento y la viabilidad de plantas generadoras.

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7. Diferencia entre Energía Generada y Potencia Instalada

• Potencia Instalada: Capacidad máxima de generación de una planta en condiciones óptimas (medida en MW o GW).

• Energía Generada: Cantidad de energía realmente producida en un periodo de tiempo (medida en MWh o GWh).

  La energía generada depende del FP y otros factores.

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8. Hora Solar Pico (HSP)

La Hora Solar Pico (HSP) mide la irradiación solar diaria en términos de horas equivalentes a una irradiancia constante de 1000 W/m². Es fundamental para dimensionar sistemas fotovoltaicos y calcular la energía que pueden generar.

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9. Regulador de Carga

Es un dispositivo que gestiona la carga y descarga de baterías en sistemas eléctricos, protegiéndolas de sobrecargas o descargas profundas.

Tipos:

• PWM: Simples y económicas, pero menos eficientes.

• MPPT: Más costosas, pero extraen mayor energía de los paneles solares.

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10. Etapas del Proceso Térmico

El proceso térmico incluye:

1. Generación de calor: Mediante combustión de combustibles fósiles o energía solar térmica.

2. Conversión a energía mecánica: El calor genera vapor que mueve turbinas.

3. Conversión a electricidad: La energía mecánica se convierte en electricidad mediante un generador.

11. Aplicabilidad de la Distribución de Weibull en Proyectos de Energía Eólica

La distribución de Weibull es ampliamente utilizada para modelar la velocidad del viento en proyectos de energía eólica. Permite describir estadísticamente la variabilidad del viento y estimar la probabilidad de diferentes velocidades. Sus parámetros clave son:

• Factor de escala (c): Relacionado con la velocidad media.

• Factor de forma (k): Relacionado con la desviación estándar de los datos.

Esta distribución ayuda a determinar la recurrencia de velocidades útiles, como:

• Velocidad de arranque: Mínima para que un aerogenerador funcione (usualmente ≥3 m/s).

• Velocidad nominal: Para alcanzar potencia máxima (entre 12-15 m/s).

• Velocidad de corte: Velocidad máxima antes de que el aerogenerador se apague por seguridad (alrededor de 25 m/s).

La importancia de Weibull radica en su capacidad para optimizar la ubicación de aerogeneradores y maximizar el aprovechamiento energético.

Fuente: ERNC_2024-02_S05.pptx.pdf

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12. Consumo Energético y Emisiones de CO2 por Sector

El consumo energético se distribuye en diferentes sectores:

• Industriales: Motores, hornos, entre otros.

• Residenciales: Iluminación, calefacción.

• Comerciales: Refrigeración, aire acondicionado.

• Transporte: Vehículos.

Cada sector genera emisiones dependiendo de la fuente energética utilizada. Los combustibles fósiles tienen un mayor impacto en emisiones de CO2, mientras que las fuentes renovables, como solar o eólica, son mucho más limpias. Tecnologías como el biogás pueden reducir emisiones al convertir desechos orgánicos en energía, evitando procesos como la quema de combustibles fósiles que generan altas emisiones de CO2.

13. Funciones del Ministerio de Energía en Chile

El Ministerio de Energía regula el sector energético, fomenta el desarrollo de energías renovables y promueve el acceso equitativo a través de leyes como la Ley de Equidad Tarifaria, que busca reducir las diferencias en los costos de energía entre distintas regiones.

El Ministerio de Energía es la institución de Gobierno responsable de elaborar y coordinar, de manera transparente y participativa, los distintos planes, políticas y normas para el desarrollo del sector energético del país, y así asegurar que todos los chilenas y chilenas puedan acceder a la energía de forma segura y a precios razonables.

14. Importancia de la CNE

La Comisión Nacional de Energía (CNE) es un organismo técnico encargado de analizar precios, tarifas y normas a las que deben ceñirse las empresas de energía en Chile. Su función principal es garantizar un suministro de energía eficiente, equitativo y a precios razonables para los consumidores. Esto impacta directamente al consumidor final al:

1. Asegurar precios justos y regulados.

2. Fomentar la competencia en el mercado energético.

3. Proporcionar estabilidad en el suministro eléctrico.

Fuente: ERNC_2024-02_S07.pptx.pdf

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15. Papel de la SEC en el Mercado Energético

La Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC) fiscaliza el mercado energético en Chile, garantizando la seguridad y calidad del suministro energético. Su impacto incluye:

• Monitoreo de instalaciones eléctricas para prevenir accidentes.

• Verificación del cumplimiento de normativas técnicas y de seguridad.

• Asegurar la continuidad del servicio energético, lo cual protege tanto a usuarios como a la infraestructura energética del país.

Fuente: ERNC_2024-02_S07.pptx.pdf

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16. Limitaciones Ambientales y Sociales en Proyectos Hidráulicos

Los proyectos de energía hidráulica enfrentan diversas limitaciones:

• Ambientales: Alteración de ecosistemas acuáticos, desplazamiento de especies, y modificaciones en los ciclos hidrológicos.

• Sociales: Desplazamiento de comunidades locales, pérdida de tierras agrícolas y disputas por el uso del agua.

• Regulatorias: Necesidad de cumplir estrictas normativas medioambientales y realizar evaluaciones de impacto ambiental (EIA) exhaustivas.

Fuente: ERNC_2024-02_S08.pptx.pdf

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17. Biodiésel: Preparación de Aceites Vegetales y Problemas Asociados

El biodiésel se produce mediante el proceso de transesterificación, que implica una reacción entre triglicéridos y un alcohol ligero, como metanol o etanol. Los productos finales incluyen glicerina y ésteres derivados de ácidos grasos (biodiésel).

Problemas si no se realiza correctamente:

• Incompatibilidad con sistemas de combustión.

• Emisiones indeseadas.

• Baja eficiencia energética.

Otra respuesta incluye etapas adicionales como desgomado, filtración y dilución. Si no se completan adecuadamente, pueden presentarse problemas como obstrucción de filtros, desgaste acelerado de componentes del motor, depósitos en inyectores y corrosión de metales.

18. Propósito de la Ley 21.499

La Ley 21.499 regula la calidad de biocombustibles sólidos, como la leña y el pellet, exigiendo su certificación. Esto contribuye a reducir la contaminación por material particulado fino (MP 2.5) en un 34%, generando beneficios estimados en 1,500 millones de USD en 15 años debido a mejoras en salud y productividad.

19. Cuantificación de Emisiones de CO2 por Diferentes Fuentes de Energía

Las emisiones de CO2 varían significativamente entre fuentes de energía. Factores como la eficiencia del sistema y la naturaleza de la fuente influyen en estas emisiones:

• Fósiles: El diésel y otros combustibles fósiles generan altas emisiones debido a la combustión de carbono.

• Renovables: Fuentes como hidroeléctrica, solar, eólica y biogás tienen bajas o nulas emisiones directas en operación. Sin embargo, el impacto puede incluir emisiones indirectas durante la fabricación, transporte e instalación de equipos.

En general:

• Diésel: ~250-300 gCO2/kWh.

• Hidroeléctrica: ~10-20 gCO2/kWh.

• Solar fotovoltaica: ~40-60 gCO2/kWh.

• Eólica: ~10-20 gCO2/kWh.

• Biogás: Variable, pero significativamente menor que los fósiles.

La metodología más utilizada para calcular estas emisiones es el análisis del ciclo de vida (ACV), considerando las etapas de producción, transporte, operación y disposición.

Fuente: ERNC_2024-02_S06.pptx.pdf y ERNC_2024-02_S07.pptx.pdf

20. Precauciones Operativas en una Planta de Biogás

Precauciones operativas:

• Mantener condiciones anaeróbicas estrictas.

• Controlar la proporción de sólidos volátiles tratados.

• Evitar sobrecarga del biodigestor.

• Mantener parámetros adecuados de pH y temperatura.

Importancia: Estas medidas son esenciales para:

1. Maximizar la eficiencia en la producción de biogás.

2. Garantizar la seguridad operativa, minimizando riesgos de accidentes.

3. Proteger la durabilidad de los equipos y reducir costos operativos a largo plazo.