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Sábado, 26 Abril 2014 16:40

El aporte de las Universidades chilenas al desarrollo solar

Instalación Solar ubicada en el Campus San Joaquín de la PUC Instalación Solar ubicada en el Campus San Joaquín de la PUC

En torno a dos organizaciones se encuentran los centros de estudio que la llevan en Energía Solar. Mientras la Universidad de Tarapacá, la Chile, la de Antofagasta, la Técnica Federico Santa María, la Adolfo Ibáñez y la Universidad de Concepción (además de Fundación Chile) se unieron creando el Serc, la Universidad Católica tiene su propia alianza con Fraunhofer Chile. Sin embargo, la Usach no queda atrás en investigación, con varios proyectos en desarrollo. 

No es coincidencia que las principales universidades ocupadas en desarrollar la Energía Solar se unieron en torno a SERC- Chile, proyecto financiado por Conicyt. El objetivo del Chilean Solar Energy Research Center es erigirse en un líder mundial en investigación científica sobre Energía Solar, con especial énfasis en desarrollar el potencial del desierto de Atacama. Con un financiamiento de 4 mil 40 millones de pesos, el Solar Energy Research Center (SERC - Chile) aborda el estudio multidisciplinario de las barreras que impiden el desarrollo de la energía solar aún no resueltas por la ciencia, desde la perspectiva de seis líneas de investigación: energía solar en la industria/minería; sistemas eléctricos de alta potencia con penetración de energía solar; sistemas de coordinación de energía solar para las comunidades rurales y urbanas; almacenamiento de energía solar; tratamiento solar de agua, y aspectos económicos, sociales y regulatorios para el desarrollo de la energía solar. Para cumplir con sus objetivos, cuenta con una red de apoyo de organizaciones internacionales. 

El proyecto se sustenta en que el Norte Grande chileno posee un gran potencial para la producción de electricidad, calor y luz en base a energía solar y para la aplicación de soluciones tanto fotovoltaicas como térmicas, dados por ejemplo, sus altos niveles de irradiación y los índices excepcionales de claridad. Estas condiciones lo convierten, además, en una zona excepcional para el estudio, desarrollo y ensayo de nuevas tecnologías solares. El diagnóstico de la propuesta es que, simultáneamente, existe un número de importante de factores o barreras que restringen el máximo desarrollo de este gran potencial.

SERC-Chile espera crear nuevo conocimiento científico; formar capital humano avanzado en Energía Solar; educar, informar e interactuar con los ciudadanos y los responsables de las políticas públicas; propiciar programas de transferencia de tecnología a través de proyectos cofinanciados por los sectores público y privado.

Las líneas de trabajo de Serc Chile son:

1)Energía Solar en la Industria/Minería: Dirigida por el profesor Samir Kouro, Universidad Técnica Federico Santa María.
 
2)Sistemas Eléctricos de Alta Potencia con Penetración de Energía Solar: Dirigida por el Profesor Luis Morán, Universidad de Concepción.
 
3)Sistemas de Coordinación de Energía Solar para Comunidades Rurales y Urbanas: Dirigida por el Profesor Rodrigo Palma, Universidad de Chile.
 
4)Almacenamiento de energía solar: Dirigida por el Profesor Héctor Galleguillos, Universidad de Antofagasta.
 
5)Tratamiento Solar de Agua; Dirigida por la Profesora Lorena Cornejo, Universidad de Tarapacá.
 
6)Aspectos Económicos, Sociales y Regulatorios para el Desarrollo de Energía Solar: Dirigido por el Profesor Claudio Agostini, Universidad Adolfo Ibañez.
 
A la fecha más de 70 personas trabajan en estos temas, entre investigadores, post doctorados y alumnos de pre y post grado. Se han publicado trabajos mostrando los principales resultados obtenidos en las líneas de investigación, organizado cursos y seminarios.
 
Cada una de estas universidades tiene sus propios proyectos a favor del desarrollo solar:

- Universidad de Tarapacá: Trabaja con el tema de purificación y tratamiento de agua dentro del Proyecto Serc y hace mas de 30 años, según el académico Eduardo Gálvez, principalmente con las instalación de sistemas solares como Solar Home Systems, SHS, Sistemas de bombeo y desmoralización solar, obviamente con la difusión respectiva. 

También trabaja en lo relativo al desarrollo de la energía solar térmica aplicada a continuidades rurales, en equipos como cocinas solares, secadores y destiladores, calefacción, concentración solar, calentamiento de agua, con una mirada del impacto en  las comunidades rurales del norte de Chile.

Gálvez agrega que la Universidad de Tarapacá es reconocida por su trabajo de larga data en lo referente a investigación aplicada, siendo "el motor de la energía solar en el norte de Chile. Actualmente trabajamos con la ARDP Agencia regional de desarrollo productivo, en una alianza de hace varios años. Hemos adjudicados diferentes proyectos FIC (fondo de innovación para la competitividad) y formamos el CEDER Centro demostrativo de energías renovables, en el cual los hemos orientado principalmente a la difusión y a la docencia de las carreras de ingeniería. Destaca una casa sustentable totalmente con energía solar y equipos demostrativos térmicos y fotovoiltaicos".

Existen otras iniciativas que es importante mencionar como el desarrollo de sistema de iluminación para carreteras, generación fotovoltaica para el Campus Saucache y el único aeropuerto con suministro solar fotovoilatico.
 

- Universidad de Antofagasta: Según el decano de la Facultad de Ingeniería de la UA, Marcos Crutchik, la implementación de paneles en la universidad comenzó en el 2011 y a la fecha son la casa de estudios con más plantas solares en el país.

En su Centro de Desarrollo Energético de Antofagasta utiliza tecnologías desarrolladas en Alemania e Italia para desarrollar estudios fotovoltaicos en condiciones climáticas extremas.

“La tecnología utilizada nos sirve para ir procesando datos energéticos con gran precisión en diversas condiciones. La idea es ocupar los diversos paneles y ponerlos en condiciones extremas cuando podamos concretar la planta solar en el sector Yungay en pleno Desierto de Atacama, ya que la Región de Antofagasta cuenta con las condiciones climáticas idóneas para desarrollar todo tipo de estudio”, enfatiza el facultativo.

Además, con el objetivo de concretar una planta solar en pleno Desierto de Atacama, que permita desarrollar estudios destinados a potenciar la investigación en energía solar, trabaja con empresas internacionales con basta experiencia en el desarrollo y aplicación de tecnología fotovoltaica.

Los paneles instalados en la UA, proporcionan el 5% de energía del total utilizado en todas sus instalaciones y para ello, cuentan con diferentes tipos de membranas solares como los monocristalinos, policristalinos y flexibles silicio amorfo.

Actualmente los paneles solares en la UA generan aproximadamente unos 50 kW.

Según el Director del Centro de Desarrollo Energético de Antofagasta, Edward Fuentealba Vidal, cada universidad lleva la delantera en algún tema particular. La UA lleva el liderazgo en los temas de almacenamiento térmico y energía fotovoltaica. 

Agrega que la Universidad cuenta con un Centro de Desarrollo Energético desde el año 2009, focalizado en el área de la energía solar, desde esa fecha se han adjudicado diversos proyectos de fondos regionales (FIC-R) que han permitido desarrollar el área fotovoltaica (www.antofagastapv.cl) y el Centro (CDEA). Actualmente, la Universidad de Antofagasta se ha comprometido ser un referente en energías renovables logrando adjudicarse un convenio de desempeño (ANT-1201) (www.energiasua.cl) que ha fortalecido la investigación (nuevas contrataciones de doctores) y la vinculación con la región, además de dos proyectos FIC-R que están apoyando el desarrollo de la región en nuevas aplicaciones de energía solar y el proyecto de “Plataforma Solar del Desierto de Atacama”, el cual consiste en poder desarrollar un laboratorio industrial de tecnologías de Energia Solar y sus aplicaciones, de manera de poder ir generando el conocimiento local y entregando las competencias técnicas a liceos técnicos y empresas (PYMES) de la región. Este proyecto, coordinado por la Universidad de Antofagasta, esta inserto en la red de laboratorios del SERC-Chile.

- Universidad Católica del Norte: En 1957 crea el Centro de Investigaciones de Energía Solar Aplicada, CIESA.

Hasta la fecha, la UCN, junto a la Universidad de Chile; la Técnica Federico Santa María y la USACH, acogidos en la Asociación 
Chilena de Energía Solar Aplicada, (ACHESA) han funcionado altenradamente cada seis meses como anfitriones, para producircientos de artículos de interés científico y tecnológico en esta área.  Posteriormente se incorporaron las Universidades de Concepción, de Tarapacá, La Frontera y 
finalmente, otras.
 
- Universidad de Chile: Trabaja fuertemente en temas de sistemas off-grid y redes inteligentes además de la penetración de la energía solar como generadora de electricidad.
 
- Universidad Adolfo Ibáñez: se ha concentrado en estudios económicos y de sistemas termosolares. 
 
- Universidad Técnica Federico Santa María: Cuenta con un Laboratorio de energía solar y un Centro de Investigación Energética CIE. El Director de este último, Jaime Espinoza señala que este centro cuenta con un área de Energías Renovables y otra sobre Uso Eficiente de Energía, con diversos proyectos. 
Por ser Universidad Técnica y focalizada en la formación de ingenieros nuestro foco esta en los proyectos aplicados, por ejemplo estamos desarrollando fuertemente el deshidratado solar de productos, de tal modo de disponer de alimentos con calidad y sin necesidad de refrigeración, a un precio mayor que el producto fresco, con potencial exportación y con larga vida útil. Con ello abrimos nueva línea de negocio al pequeño agricultor, porque la pérdida de alimentos por maduración es enorme
En varios proyectos industriales se han estado transformando techos de galpones en colectores de aire caliente solar que remplazan en casi su totalidad el uso de gas para el secado de nueces, pasas, duraznos, higos, etc.
 
También cuentan con estudios sobre el aporte de calor a invernaderos, cursos de capacitación en instalaciones solares domiciliarias, aplicación de concentradores solares en bombeo, energía térmica en procesos o generación y apoyo a la agroindustria con ERNC.
 
Por otra parte, la UTFSM participará en la Decatlhon 2014, en equipo con la universidad francesa de La Rochelle, y presentarán la Casa FENIX-UTFSM. Chile participará con una casa prefabricada alimentada por energía solar y diseñada para situaciones de emergencia.
 
- Universidad de Concepción: Trabaja el desarrollo de la energía fotovoltaica como generadora de electricidad. En la línea del SERC, la Universidad de Concepción participa en tres líneas, (i) integración de grandes parques solares a los sistemas eléctricos interconectados; (ii) uso de energía solar en aplicaciones industriales y (iii) tratamiento de agua usando energía solar. 
 
- Universidad Católica: Según Rodrigo Escobar, en la PUC han desarrollado proyectos FONDEF en evaluación del recurso solar, Fondecyt en Concentración CSP, FIA en poligeneración para la industria del vino, y ahora se han unido al Instituto Fraunhofer de Energía Solar (ISE) gracias al programa de Atracción de Centros de Excelencia Internacional de CORFO. Además de la Escuela de Ingeniería UC, integrarán el Instituto la Facultad de Química y el Centro del Desierto de Atacama UC. Como asociados estarán las firmas Soitec, Solar Springs, SQM y Meyer Burger. El centro contempla una inversión de 30,9 millones de dólares, de los cuales CORFO y el Ministerio de Energía aportarán el 40%. Rodrigo Escobar, a cargo del proyecto explica que las principales líneas de investigación que tendrá el Instituto serán la generación de electricidad, producción y distribución de calor solar, tratamiento de aguas, y la poligeneración solar (producción en una misma planta de electricidad, calor, agua y frío).
El trabajo que realizará ISE en Chile partirá de la base de las investigaciones e instalaciones con las que la Universidad Católica ya cuenta en esta materia, fundamentalmente lo realizado gracias al proyecto Fondef “Evaluación del recurso solar en Chile”, que permitió la instalación de 14 estaciones de medición en Chile.
Algunos de los académicos que también participarán en el Instituto son el profesor Francisco Suárez, del Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental; Amador Guzmán, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica; la decana de la Facultad de Química, Bárbara Loeb; el profesor René Rojas, de la misma facultad, y Pablo Osses, académico del Instituto de Geografía, entre otros.
 
Marco Vaccarezza, Business Development Manager, FCR-CSET, agrega que en el campus San Joaquín se implementará este Centro FCR- CSET (Fraunhofer Chile Research Center for Solar Energy Technology) de I+D aplicada en energía solar, con un modelo para desarrollar proyectos y servicios aplicados para la industria, traer know-how, adaptar tecnologías.
Se busca que sea un centro tecnológico altamente especializado, capaz de generar servicios de ingeniería, I+D y transferencia tecnológica de alto valor agregado para empresas e industrias en Chile, y a la vez el Centro podrá aportar elementos de alto valor e interés en el desarrollo de políticas públicas para el sector energético nacional.
 
Las líneas de trabajo del Centro son los siguientes: generación solar de energía eléctrica a gran escala; calos solar para procesos industriales; tecnologías de tratamiento solar de agua. 
 
 
- Universidad de Santiago: Su equipo solar lo compone un grupo interdisciplinario de estudiantes, divididos en cuatro áreas: ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, diseño e ingeniería y marketing. Cada una de estas áreas tiene un director que también es estudiante, constituyéndose como uno de los pocos proyectos autogestionados por estudiantes, aunque con apoyo de profesores guías.
 
Según el investigador y académico Raúl Cordero, La Universidad de Santiago en conjunto con la Universidad Catolica de Valparaiso lideran el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas en el país.
Dtealla que 
La U de Santiago realiza investigación relativa a la energía solaren varias de sus facultades. "Las investigaciones van desde el uso de la nanotecnología para mejorar el rendimiento de celdas fotovoltaicas, pasando por estudios relacionados con la integración a la red, hasta caracterizaciones de la radiación solar y su variabilidad. Estas investigaciones implican mediciones desde escalas meteorológicas sinópticas, a escalas moleculares. En la U de Santiago tenemos colegas que han liderado la investigación en estas áreas por décadas, pero además en los últimos años se ha realizado un esfuerzo importante por incorporar científicos de primer nivel".
Aunque la cantidad de proyecto a destacar es casi tan grande como la cantidad de investigadores que trabajan el tema, se pueden destacar un par de proyectos que cuentan con el auspicio del Ministerio de Energía: 
1) desarrollo de patrones nacionales de radiación (para garantizar la calidad de mediciones de radiación como las que se usan para estimar la factibilidad de plantas solares). 
2) estudio de la degradación de paneles PV con la radiación UV (para evaluar la degradación de diversos tipos de encapsulantes y su potencial efecto en la vida útil de los paneles). 
3) desarrollo de sistemas híbridos que combinan paneles PV, turbinas eólicas y almacenamiento via celdas de hidrogeno (pensadas como solución energética de campamentos mineros aislados sin conexión a la red).
 
 
- Universidad de Talca: El enorme potencial de este recurso también está siendo estudiado y promovido por la Universidad de Talca. “Nuestro proyecto está asociado al riego. Lo que hace es generar energía eléctrica para alimentar bombas que permiten subir el agua”, explicó el decano de la Facultad de Ingeniería, Claudio Tenreiro.
 
El especialista señaló que el interés de la casa de estudios maulina por este tema, va más allá de lo estrictamente académico. “Actuamos para ayudar a generar en la sociedad una conducta que esté relacionada con la eficiencia en el uso de la energía que ya tenemos, para que la gente internalice este concepto. Sólo después de minimizar ese consumo sabremos cuanta requerimos de verdad”, precisó.
 
 
 

 

 
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