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Actualmente la energía oceánica cuenta aprox. con 530MW de capacidad de generación instalada en todo el mundo. Con la ejecución de proyectos en Europa, Asia-Pacifico, Oriente Medio y África se pueden añadir 3GW más.
Hace unos años, las turbinas mareomotrices tenían una capacidad de sólo 100 kW), ahora van por 1,5 MW. "Creemos que en los próximos tres a cinco años se añadirán 3,5 gigavatios (GW) adicionales, lo cual supone un importante paso adelante para el sector, significa pasar de megavatios a gigavatios de capacidad instalada", indica La Camera; y estima en torno a los 10 GW la energía oceánica que habrá desplegada en todo el mundo para 2030.

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El uso de la energía geotérmica creció constantemente y se consolidó como tecnología confiable y competitiva en 24 países. Para finales de 2013, la capacidad instalada total ascendía a 11.772 MW

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La mayor ventaja de esta tecnología es que puede producir energía eléctrica utilizando fluidos geotérmicos de baja entalpía (temperaturas menores de 160°) .
En 1950  Planta geotérmica Larderello producía alrededor de 2 TWh/año de energía electrica.

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Esquema de una planta binaria

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Los costos de una central geotérmica pueden oscilar entre US$3,7 y US$4,5 millones por MW instalado.
A pesar de los altos costos financieros de este tipo de proyectos, los beneficios ambientales en comparación con otras tecnologías son evidentes. La fase exploratoria, la perforación y la estimación de las características de la fuente geotérmica son un proceso que toma un tiempo importante y es muy costoso, constituyendo una de las principales barreras al desarrollo de esta tecnología. Estas plantas son intensivas en capital, tienen altos costos de instalación pero sus costos de operación son muy bajos.

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La Energía Geotérmica. (2013). Geotermia: una fuente sostenible de energía. https://publications.iadb.org/publications/spanish/document/Geotermia-Una-fuente-sostenible-de-energ%C3%ADa.pdf
Análisis costo beneficio de energías renovables no convencionales en Colombia. (2013). Análisis costo beneficio de energías renovables. https://repository.fedesarrollo.org.co/bitstream/handle/11445/331/Repor_Octubre_2013_Garcia_et_al.pdf?sequence=3&isAllowed=y
Pablo Neruda. (2018, 3 julio). ¿Qué beneficios tiene la energía solar? | ACCIONA | Business as unusual. celsia.com. https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-solar/?gclid=Cj0KCQiAnKeCBhDPARIsAFDTLTKhUzjGsLTwh_07t2fRIHhvQ84l-yPxrua0rDT8oFRzCaqgWAi8JyIaAjl7EALw_wcB
2021, 11 febrero). Cómo integrar las renovables en el sistema eléctrico. Adelantos Digital. https://www.adelantosdigital.com/web/integrar-las-renovables-sistema-electrico/

Maria Angelica Perdomo Villamil - Universidad Católica de Colombia. (2017). Importancia de la implementación de la regulación para el uso de energías renovables en Colombia. https://repository.ucatolica.edu.co/.https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/14994/1/Articulo%20Renovables%20final..pdf

Área Metropolitana del Valle de Aburrá. (2019). Páginas - Energías Renovables. https://www.metropol.gov.co. https://www.metropol.gov.co/ambiental/Paginas/consumo-sostenible/Energias-Renovables.aspx

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La capacidad instalada total a nivel global de plantas eólicas, solares FV, PCH´s (menores de 10 MW), pasó de 337,125 MW en el 2010 a 906,743 MW en 2016, con un crecimiento en el período del 269%.  La tecnología con mayor crecimiento en el período fue la solar FV con 744%.

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Habitualmente los paneles solares se clasifican en tres grupos según sus tramos de potencia eléctrica:

– PANELES SOLARES DE 12 V

Su potencia está entre los 5 W y los 140 W y tienen 36 células. Estos paneles producen una tensión suficiente para cargar una batería que funcione con 12 V. Admiten reguladores de carga PWM (no aprovechan al máximo la energía generada) o  maximizadores MPPT (consiguen un rendimiento máximo).

– PANELES SOLARES DE 24 V

Su potencia está entre los 150 W y los 195 W y tienen 72 células. Estos producen una tensión suficiente para cargar una batería que funcione con 24V. Pueden funcionar con un regulador de carga PWM o con un maximizador MPPT.

– PANELES DE CONEXIÓN A RED DE 24V

Este tipo de paneles proporcionan alta potencia a bajo voltaje. Emplean reguladores especiales MPPT. Las placas, formadas por 60 células, generan más de 200 W. En un principio esta fue la alternativa que se instalaba en las huertas solares.

Un panel solar produce la energía en Vatios (W), mientras que nuestros aparatos eléctricos la consumen en kilovatios (kW). Un kilovatio son 1000 vatios. Un paso previo fundamental a la instalación de sistema fotovoltaico es calcular cuánta energía consumes habitualmente e tu hogar, para determinar cuántos paneles solares necesitarás.

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El promedio global de los precios mundiales de energía fotovoltaica de la fábrica de paneles se redujo de alrededor de 22 USD/W en 1980 a menos de 1,5 USD/W en 2010 (Bloomberg, 2010). La mayoría de los estudios sobre la curva de aprendizaje de energía fotovoltaica se enfocan en los paneles FV, ya que representan el ítem con mayor costo por unidad dentro de un sistema fotovoltaico (Yang, 2010). Los rangos históricos de aprendizaje de experiencias sobre paneles FV están entre 11% y 26% (Maycock, 2002; Parente et al, 2002;. Neij, 2008; IEA, 2010c), con un tasa de progreso promedio del 80% y, en consecuencia, una tasa media histórica de aprendizaje (experiencia en el factor precio) del 20%, lo que significa que el precio se redujo en un 20% por cada duplicación de las ventas acumuladas (Hoffmann, 2009;. Hoffmann et al,2009). La figura 7.3.1a ilustra la evolución de precios en los paneles FV de silicio cristalino en los últimos 35 años, mientras que la figura 7.3.1b ilustra las eficiencias alcanzadas por distintos laboratorios. El enorme crecimiento de la demanda a partir de 2003 condujo a un aumento de los precios debido a la oferta limitada del mercado, que luego se transformó en un mercado impulsado por la demanda, lo que conduce a una reducción significativa de precios debido al exceso de capacidad de paneles en el mercado (Jäger-Waldau, 2010a).

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La energía eólica instalada en el mundo creció un 10% en 2019, hasta situarse en 651 GW (651000 MW), según datos del Global Wind Energy Council (GWEC). China, Estados Unidos, Alemania, India y España son los primeros productores mundiales (aeeolica.org, s.f).

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Esto depende de varios factores como por ejemplo la cantidad de viento que sopla y la potencia del aerogenerador. Un aerogenerador de 1,8 MW situado a un buen emplazamiento produce más de 4,7 millones de unidades de electricidad cada año (eolicat, s.f).

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El informe destaca que la eólica terrestre ahora se contratan habitualmente a USD 4 centavos por kWh. El rango de costos actual para la generación de energía con combustibles fósiles oscila entre USD 5-17 centavos por kWh (irena.org, 2018).

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Zona de Colombia en la que se aplica la energía solar:

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Zona de Colombia en la que se aplica la energía solar:

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La UPME y el Ministerio de Minas y Energía estiman que para antes de 2030 cerca de 10% del consumo energético de Colombia va a provenir de proyectos fotovoltaicos o solares -Informe de El Espectador-.

Colombia cuenta con un potencial positivo de energía solar fotovoltaica frente al resto del mundo. La mayor parte del territorio nacional cuenta con un recurso de brillo solar (horas de sol), alrededor de 4, 8 y 12 horas de Sol al día en promedio diario anual, valores altos en comparación de países como Alemania el cual cuenta con 3 horas de brillo solar.

Lo anterior equivale a una radiación promedio uniforme de 4,5 kWh/m2 durante el año, la cual supera el valor promedio mundial de 3,9 kWh/m2/d.

Este potencial se encuentra en las regiones de la Costa Atlántica y Pacífica, la Orinoquía y la Región Central y los valores altos de radiación se pueden alcanzar en superficie de ciudades como Bogotá, Tunja, Cali, Medellín, por lo que pueden garantizar la generación eléctrica con sistemas fotovoltaicos. La implementación de estos sistemas genera  más inversión en las ZIN (Zonas No Interconectadas).

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*Beneficios ambientales:

Es renovable.

Es una fuente de energía ilimitada.

Es la fuente de energía más limpia y no pone en peligro ni incrementa el calentamiento global, debido a que no produce gases de efecto invernadero ni subproductos peligrosos para el medio ambiente.

Reduce el uso de combustibles fósiles.

Incentiva la producción limpia de energía.

*Beneficios económicos:

Tiene un bajo costo de aprovechamiento, tras la inversión inicial en la fabricación de los componentes y la instalación, que es la que puede resultar más costosa.

Se puede producir energía limpia que resulta más económica que la que se adquiere por medio de la red.

son más baratas que las energías convencionales en buena parte del mundo.

contribuye a reducir las importaciones energéticas.

*Beneficios sociales:

Está disponible en todo el planeta, por lo que se convierte en la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.

Genera empleo en las zonas donde se instala.

La producción de electricidad mediante energía solar y su uso de forma eficiente contribuyen al desarrollo sostenible.

Contribuye a la reducción de gases de efecto invernadero que a su vez aporta a la reducción de afectaciones a la salud de las personas.

La energía solar no emite sustancias tóxicas ni contaminantes del aire, que pueden ser muy perjudiciales para el medio ambiente y el ser humano.

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La energía hidráulica en Colombia es la primera energía renovable con mayor capacidad instalada, teniendo en cuenta todas las fuentes de energía en Colombia se evidencia de la siguiente manera:

Eenergia térmica: 30.7%

Energía Eolica: 0.1%

Cogenerador: 0.9%

Energía solar: 0.1%

Energía hidráulica 68.3%

Es decir que, en representación las fuentes de generación de energía en Colombia, la energía hidráulica tiene una capacidad instalada del 68.3% con 11,846.2 MW, con una generación eléctrica hidráulica de 87,900 MWh en 2021 según la Asociación Colombiana de Generadores de Energía Eléctrica.

Según Acolgen la matriz de generación eléctrica colombiana en la sexta más limpia del mundo, con el 68% de capacidad instalada de fuentes renovables en energía eléctrica

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Las hidroeléctricas son clasificadas en función de su capacidad, el atlas clasifica las hidroeléctricas según UPME del Ministerio de Minas y Energía sugerida por la Organización Latinoamricada de Energía (Olade) de la siguiente manera:

Picocentrales: tienen capacidad instalada entre 0,5 y 5 KW operación a filo de agua, aplicable a zonas no interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas.

Microcentrales: tienen capacidad instalada entre 5 y 50 KW operación a filo de agua, aplicable a zonas no interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas.

Minicentrales: tienen capacidad instalada entre 50 y 500 KW, operación a filo de agua, aplicable a zonas no interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas.

Hidroelectricas: tienen capacidad instalada entre 500 y 20.000 KW, operación a filo de agua, aplicable a zonas no interconectadas o casos aislados de zonas interconectadas sin posibilidad de participar en el despacho eléctrico, menores a 500 KW, y con posibilidad de hacerlo las mayores a 10.000 KW).

Centrales hidroeléctricas: tienen capacidad instalada mayor a 20MW, aplicable a zonas interconectadas, con participación obligada en el despacho eléctrico.

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Generación de Energía hidráulica

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En el caso de las pequeñas centrales hidroeléctricas según UPME la degradación de costos para proyectos de 100 kW o menos, el 45% de los costos se asocian a obras civiles y el 55% al equipo electromecánico. La turbina, el generador y el regulador son generalmente importados

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El costo de inversión para la generación de energía en centrales hidroeléctricas depende de la influencia de diferentes factores como orografía del terreno, tamaño de la instalación y tipo, puntos de conexión, tensión de evacuación, entre otros.

Entre los elementos que influyen significativamente en dicho costo por UPME están: equipos, obras civiles, ingeniería e instalación. La información presentada corresponde a picocentrales y microcentrales con potencias de 300 W, 1 kW y 100kW.

Se presenta la siguiente relación de picocentrales y microcentrales según UPME

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Entre los parámetros asumidos de diseño se tienen en cuenta el factor de capacidad (%), fuente, vida útil (Años) y Energía generada (GWh/año). El costo de capital de las minicentrales hidroeléctricas es específico del sitio y puede oscilar entre US$ 1.400/kW y US$ 2.200/kW.

Según un estudio realizado para la prefactibilidad  para la construcción de una pequeña central hidroeléctrica en la cuenca del rio teusaca, para la evaluación de costos es necesario contar con estudios previos de la zona, planos topográficos, diseños estructurales, diseños mecánicos, diseños eléctricos, Licencias y permisos pertinentes, programa de obra, análisis de precios unitarios, gastos de improvisto de obra, gastos por administración, imprevistos y utilidad e impuestos.

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De acuerdo a lo evidenciado en el análisis de costos anuales, el costo operacional es mayor al de mantenimiento. Se tiene un costo total anual de operación y mantenimiento de $204.600.000

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En Colombia se puede aprovechar el recurso eólico en los siguientes sitios donde los vientos son persistentes y superiores a 5m/s durante todo el año: Galerazamba en el Departamento de Bolívar, Gachaneca en Boyacá y la isla de San Andrés en el mar Caribe colombiano.

En la guajira funciona el Parque Eólico Jepirachi

Esta en funcionamiento desde abril de 2004, tiene el honor de ser el primer generador de energía de este tipo en Colombia. Jepírachi está conformado por 15 aerogeneradores Nordex N60/250 que producen 1,3 MW cada una (juntos generan un total de 19,5 MW) y están distribuidas en un terreno de 1,2 Km2 paralelo a la costa de la guajira colombiana (reve, 2009).

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·Contribuye al desarrollo sostenible

·No contaminante

·Genera riqueza y empleo local

·Reduce el uso de combustibles fósiles

·Su potencial es enorme

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En Colombia las pequeñas Centrales hidroeléctrica ha sido una de las principales fuentes de energía en cuanto al uso de energías renovables. Las zonas claves que actualmente han implementado plantas son: Antioquia, Boyacá, Valle del cauca, Córdoba, Cauca, Huila, Cesar, Santander, Cundinamarca, Caldas y Tolima.

Antioquia es el departamento que posee la mayor parte de pequeñas centrales hidroeléctricas en Colombia con un 43% del total de hidroeléctricas en el país según el SIN, teniendo en cuenta que el volumen máximo de los embalses hidroeléctricos está en 16.900 GWh (gigavatio por hora) y el volumen máximo técnico en 18.455 GWh.

La generación eléctrica en Colombia proviene principalmente de la hidroelectricidad y gas natural, teniendo mayor participación la energía hidráulica e incluyendo pequeñas centrales hidroeléctricas, según el plan energético Nacional es necesaria la consideración de la matriz energética ya que debido a los ciclos hidrobiológicos y su variabilidad en el país hace que el sistema pueda ser vulnerable frente a las consecuencias del cambio climático. Actualmente las pequeñas centrales hidroeléctricas existentes permiten asegurar el abastecimiento, sin embargo, existen riesgos de cambios en ciclos hidrológicos y reducción de precipitaciones afectando la eficiencia de este recurso energético.

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Beneficios de la instalación de la energía hidráulica a nivel económico, social y ambiental 

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Beneficios de la instalación de la energía hidráulica a nivel económico, social y ambiental 

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Según el Plan de Desarrollo para las Fuentes No convencionales de Energía en Colombia las ventajas a nivel económico, social y ambiental en pequeñas centrales hidroeléctricas son:

* Los costos de generación de energía en centrales hidroeléctricas con el tiempo han ido disminuyendo considerablemente, actualmente los costos son bajos debido al avance tecnológico y madurez del mercado.

*  Las pequeñas centrales hidroeléctricas operan como central de filo de agua por lo que no requieren inundar extensos terrenos para la creación de los embalses, ya que pueden operar con el flujo normal de agua de ríos y canales.

*  La Generación de energía por pequeñas centrales hidroeléctricas no genera emisiones de gases de efecto invernadero.

*  Las pequeñas centrales hidroeléctricas pueden construirse en localidades aisladas, donde es posible llegar con líneas de transmisión, beneficiando a las zonas rurales.

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Asociacion Colombiana de generadores de energía eléctrica. (2021). La energía que impulsa a Colombia. Recuerado de: https://www.acolgen.org.co/?highlightmarker=600

Ingfocol Ltda. Central Urrá. ATLAS. Capítulo 1. Hidroenergía. Recuperado de: https://www1.upme.gov.co/Energia_electrica/Atlas/Atlas_p25-36.pdf

Oviedo-Salazar, L., Badii, H., Guillen, A., y Serrato, L. (2015). Historia y Uso de Energías Renovables. (Spanish). Revista Daena (International Journal of Good Conscience), 10(1), 1–18. https://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login?url=http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=edo&AN=116304991&lang=es&site=eds-live&scope=site

Greenpeace. (2019). ¿Por qué hay que cambiar la energía para salvar el clima?. Artículo Recuperado de: https://es.greenpeace.org/es/en-profundidad/cambia-la-energia-no-el-clima/por-que-hay-que-cambiar-la-energia-para-salvar-el-clima/

UPME. (2015). Plan Energético Nacional Colombia: Ideario Energético 2050. Recuperado de: http://www.upme.gov.co/docs/pen/pen_idearioenergetico2050.pdf

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Actualmente se conocen tres formas diferentes de utilizar la energía proveniente de los océanos, para producir energía eléctrica: las mareas, las olas y la diferencia de temperatura.
Energía de las Olas
Hoy existen 33 convertidores de energía de las olas con una capacidad combinada de 2,3 MW desplegados en nueve proyectos en ocho países de tres continentes. El único proyecto activo con una capacidad superior a 1 MW se encuentra en Hawai. El mejor aprovechamiento de la energía undimotriz se sitúa entre los 30 y los 60 grados de latitud y en aguas profundas, es decir, a más de 40 metros.
Energía de las mareas
La energía mareomotriz cuenta con 512,5 MW instalados, lo que equivale a más del 98% del total de la capacidad instalada en energía oceánica. Casi toda esta potencia se reparte entre dos grandes proyectos: una planta de 254 MW en la República de Corea y una planta de 240 MW en Francia.
Conversión de Energía Térmica de los océanos
La diferencia significativa entre la temperatura de la superficie y la de aguas profundas puede ser utilizada para la generación de energía por medio de una planta llamada OTEC (siglas de Ocean Thermal Energy Conversion). Esta diferencia se presenta sólo en los mares tropicales; En la actualidad, plantas de este tipo para desalinizar agua funcionan en la India, y existe el proyecto de una OTEC de 40mw en Puerto Rico; además, están en fase experimental Japón, y algunos territorios europeos.

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Energía de las Olas

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Los costes de instalación de las plantas CETO experimentales construidas hasta el momento han alcanzado los 40.000 dólares por kW de capacidad. Países como Francias, EE.UU y Japón investigan activamente en el desarrollo de este tipo de sistemas.
Se prevé que los gastos se reduzcan con el desarrollo de la explotación. Distintos estudios europeos indican que para 2020 el coste de las tecnologías mareomotrices actuales será de entre 0,17 €/kWh y 0,23 €/kWh, aunque los proyectos piloto en curso apuntan a un coste de entre 0,25 y 0,47 €/kWh. Estos precios dependen en gran medida del emplazamiento, y el coste de las tecnologías tanto de amplitud como de corriente de marea podría disminuir hasta un 40 % si estas se combinan e integran en el diseño y desarrollo de infraestructuras existentes o nuevas.

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Zona en Colombia en la que se podría aplicar la Energía de los Océanos

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Zona en Colombia en la que se podría aplicar la Energía de los Océanos

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El Pacífico colombiano arrojó un potencial de energía mareomotriz de 500 MW. El potencial estimado para los 3 000 km de costas colombianas respecto a la energía de las olas es de 30 GW.
“Pero tenemos otra fuente en Colombia y es la de energía “mareomotriz” de las mareas especialmente en la zona Pacífica en la cual tenemos más de 2 mil kilómetros de costas en donde el mar sube casi cuatro metros y luego baja casi cuatro metros, ese flujo de gran cantidad de agua, podríamos desarrollar grandes centrales de energía”  Palabras de Ingeniero Juan Vicente Saucedo, sin embargo aún no se encuentro un proyecto en ejecución.

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Beneficio N° 1
Reduce costos: La marea puede reducir el costo de la energía a 10-15 centavos de dólar por KW
Beneficio N° 2
Es renovable: el hecho de que los movimientos giratorios de la tierra y la fuerza gravitacional entre el sol y la luna existirán por miles de millones, hace que la energía marítima se ubique como una de las más renovables.
Beneficio N° 3
Es energía limpia: se considera que esta energía es de las más limpias y que contribuye al medio ambiente, ya que su fuente es totalmente natural.
Beneficio N° 4
Eficiencia a baja velocidad: por ser 1000 veces más densa que el aire, el agua, aún con mínimos movimientos, puede generar energía. Se habla de que aun cuando el agua manifiesta velocidades de 1m/s, puede obtenerse energía.
Beneficio N° 5
Larga vida útil: las estructuras empleadas para el aprovechamiento de esta energía puede resultar duradera en cuanto a su funcionamiento. Ejemplo de ello es la planta mereomotriz de La Rance en Francia que funciona desde 1966.

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González Velasco, J. (2015). Energías renovables. Editorial Reverté. Recuperado de: https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/lc/unad/titulos/46748

Pepa Mosquera, (2020). Energías del mar. Europa lidera las patentes de energía oceánica en el mundo. Recuperado de: https://www.energias-renovables.com/energias_del_mar/europa-lidera-las-patentes-de-energia-oceanica-20200907

Lean Manufacturing, (2020). Energía marina:Cómo se produce. Ventajas y desventajas. Recuperado de: https://leanmanufacturing10.com/energia-marina-como-se-produce-ventajas-y-desventajas

Ministerio de Minas y Energía. Unidad de Planeación Minero-Energética UPME. Energías Renovables: Descripción, Tecnologías y Usos Finales. http://www.si3ea.gov.co/Portals/0/Iluminacion/CarFNCE.pdf