Energía Renovable

El término, energía renovable, engloba una serie de fuentes de energía que en teoría no se agotarían con el paso del tiempo. Estas fuentes serían una alternativa a las otras llamadas convencionales (no renovables) y producirían un impacto ambiental mínimo.

Las energías renovables
Las energías renovables

Energías renovables

 

Energía Biomasa

El término biomasa en su acepción más amplia incluye toda la materia viva existente en un instante de tiempo en la Tierra. La biomasa energética también se define como el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial.

Cualquier tipo de biomasa tiene en común con el resto el hecho de provenir en última instancia de la fotosíntesis vegetal.

El concepto de biomasa energética, en adelante simplemente biomasa, es aquella utilizada con fines energéticos.

Una de las posibles clasificaciones que pueden realizarse de la biomasa atendiendo a su origen es la siguiente:

  • Residuos forestales o agrícolas.
  • Residuos sólidos urbanos.
  • Residuos animales.
  • Residuos de industrias agrícolas.

En cuanto a las perspectivas del aprovechamiento de la biomasa, se puede aprovechar de dos maneras:

  • Aplicaciones domésticas e industriales que pueden considerarse tradicionales o habituales y que funcionan mediante la combustión directa de la biomasa.
  • Aplicaciones vinculadas a la aparición de nuevos recursos y nuevas técnicas de transformación que últimamente han alcanzado un cierto grado de madurez. Entre las nuevas tecnologías disponibles puede citarse la gasificación de la biomasa, que permite utilizarla en centrales de cogeneración de ciclo combinado.

 

Biocarburantes
Biocarburantes

Constituyen una alternativa a los combustibles tradicionales en el área del transporte, con un grado de desarrollo desigual en los diferente países.

Bajo esta denominación se recogen dos líneas totalmente diferentes, la del bioetanol y la del biodiesel.

Bioetanol
Las principales aplicaciones van dirigidas a la sustitución de la gasolina ó a la fabricación de ETBE (Etil- ter-butil eter, aditivo oxigenado de elevado índice de octano que se incorpora a la gasolina)

En el caso del etanol, y en lo que se refiere a la producción de materia prima, actualmente se obtiene de cultivos tradicionales como el cereal, maíz y remolacha, que presentan un alto rendimiento en alcohol etílico. En el futuro se apunta a obtener cultivos más baratos ó variedades de los citados anteriormente orientadas a optimizar su uso en aplicaciones energéticas.

La novedad tecnológica en los procesos de transformación, podría venir por la aplicación de procesos de hidrólisis a productos lignocelulósicos, con lo cual se obtendría una materia prima barata de cara a los procesos de fabricación de etanol.

Biodiesel
La principal aplicación va dirigida a la sustitución de gasóleo.

Las tecnologías para la producción de biodiesel, en la actualidad parten del uso de las variedades comunes de especies convencionales como el girasol y la colza. En un futuro se apunta a variedades orientadas a favorecer las cualidades de producción de energía.

Paralelamente se irán incorporando nuevos productos agrícolas y aceites usados como materias primas.

Su uso suele ser mezclado con gasóleo en proporciones inferiores al 50%.

Biogás
Biogas

El biogás se obtiene por la acción de un determinado tipo de bacterias sobre los residuos biodegradables, utilizando procesos de fermentación anaerobia. Dentro de los residuos biodegradables se engloban :

  • Los residuos ganaderos
  • Los lodos de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR)
  • Los residuos biodegradables de instalaciones industriales (Son industrias como la cervecera, azucarera, conservera, alcoholera, la de derivados lácteos, la oleícola, la alimentaria y la papelera las que generan éste tipo de residuos)
  • La fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU)

Generación de biomasa
Generación de biomasa

Energía Solar Térmica

Un sistema de aprovechamiento de la energía solar muy extendido es le térmico. El medio para conseguir este aporte de temperatura se hace por medio de colectores.

El colector es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor  y transmitirlo al fluido.

 

Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora.

  • Baja temperatura, la captación directa, la temperatura del fluido es por debajo del punto de ebullición.
  • Media temperatura, captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100º C.
  • Alta temperatura, captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada.

Energía solar fotovoltáica

El sistema de aprovechamiento de la energía del sol para producir energía eléctrica se denomina conversión fotovoltaica.

Para ello se utilizan unas células fotovoltaicas, construidas con un material cristalino semiconductor, el silicio.

 

Estas células están dispuestas en paneles que transforman la energía solar en energía eléctrica.

El desarrollo de estos sistemas está  ligado en origen a la técnica de los satélites artificiales, debidos a la fiabilidad de su funcionamiento y su reducido peso.

 

 

Actualmente existen dos formas de utilización de la energía fotovoltaica:

  • Instalaciones en lugares aislados de la red pública, la producción eléctrica así obtenida se emplea para autoconsumo de la propia instalación.
  • Instalaciones que se conectan a la red eléctrica, la producción eléctrica  obtenida con las células fotovoltaicas se inyecta a la red publica eléctrica.

Energía Hidráulica

Ya desde la antigüedad se reconoció que el agua que fluye desde un nivel superior a otro inferior posee una determinada energía cinética susceptible de ser convertida en trabajo, como lo demuestran los miles de molinos que a lo largo de la historia fueron construyéndose a orillas de los ríos.

Recientemente se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que utilizaron para producirla.

El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica.

Es por tanto un recurso renovable y autóctono.

El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.

Existen dos grandes tipos de centrales hidroeléctricas que son:

  • Convencionales, aprovechan la energía potencial del agua retenida en una presa. Pueden ser por derivación de agua o por acumulación de agua.
  • Bombeo, estas centrales disponen de dos embalses situados a diferentes alturas. En las horas del día que se registra una mayor demanda de energía eléctrica, la central opera como una central hidroeléctrica convencional. Durante las horas del día en las que la demanda es mas baja el agua almacenada en el embalse inferior puede ser bombeada al embalse superior para volver a realizar el ciclo productivo.

Energía Eólica

La energía eólica ya fue utilizada en la antigüedad por buques y molinos.

Se debe a la energía cinética del aire, la potencia que se obtiene es directamente proporcional al cubo de la velocidad del viento,  por tanto pequeñas variaciones de velocidad, dan lugar a grandes variaciones de potencia.

Para la producción eléctrica se utilizan unas máquinas que se denominan aerogeneradores.

Existen dos tipos de instalaciones eólicas:

  • Aisladas, para generar electricidad en lugares remotos, para autoconsumo. Estas instalaciones pueden ir combinadas con placas solares fotovoltaicas.
  • Parques eólicos, que se instalan en las cumbres de las montañas, donde la velocidad del viento es adecuada para la rentabilización de las inversiones.

El desarrollo tecnológico actual, así como un mayor conocimiento de las condiciones del viento en las distintas zonas, esta permitiendo la implantación de grandes parques eólicos conectados a la red eléctrica en todas las comunidades autónomas.

En la actualidad existen dos modelos aerogeneradores: los de eje horizontal y los de eje vertical. Los primeros constan de una hélice o rotor acoplada a un conjunto soporte llamado góndola o navecilla (en donde están albergados el aerogenerador y la caja de engranajes) montados ambos sobre una torre metálica o de hormigón.

En cuanto a los de eje vertical, presentan la ventaja de que, al tener colocado el generador en la base de la torre, las tareas de mantenimiento son menores. Sin embargo su rendimiento es menor que los de eje horizontal.

 

En resumen la máquina eólica se divide en estos elementos:

  • Soporte: Es capaz de resistir el empuje del viento y altura para evitar las turbulencias que produce el suelo.
  • Sistema de captación o rotación: Compuesto por un número de palas cuya misión es la transformación de energía cinética en eléctrica.
  • Sistema de orientación: Mantiene el rotor cara al viento dependiendo del dispositivo usado.
  • Sistema de regulación: Controla la velocidad de rotación y el par motor en el eje del rotor evitando fluctuaciones.
  • Sistema de transmisión: su misión será el acoplamiento entre el sistema de captación y el sistema de generación.
  • Sistema de generación: es el encargado de producir la energía eléctrica.

Energía Geotérmica

Es la manifestación de la energía térmica acumulada en rocas o aguas que se encuentran a elevada temperatura en el interior de la tierra.

Se le asigna carácter renovable en función de la baja agresión al entorno que supone su recuperación.

La energía acumulada en zonas volcánicas o de anomalía térmica se aprovecha haciendo circular a su través agua o vapor que transporta hasta la superficie el calor almacenado en las zonas calientes.

 

La temperatura del fluido portador puede ser baja, media o alta dependiendo de la tipología del yacimiento geotérmico. Sólo este último caso permite disponer de suficiente vapor para la generación eléctrica en turbinas, el uso de las otras dos modalidades es el de calentamiento de agua y calefacción.

 

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