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Energia renovable

  1. 1. Material Teórico de Tecnología II ENERGÍAS RENOVABLES 1
  2. 2. Material Teórico de Tecnología II¿Qué es la Energía Renovable?Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturalesvirtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, oporque son capaces de regenerarse por medios naturales. Entre las energíasrenovables se cuentan la hidroeléctrica, eólica, solar, geotérmica, mareomotriz, labiomasa y los biocombustibles.Energía alternativaUn concepto similar, pero no idéntico es del de las energías alternativas: una energíaalternativa, o más precisamente una fuente de energía alternativa es aquella quepuede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efectocontaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. Según estadefinición, algunos autores incluyen la energía nuclear dentro de las energíasalternativas, ya que generan muy pocos gases de efecto invernadero.El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar deuna sociedad. El concepto de "crisis energética" aparece cuando las fuentes de energíade las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual,cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también unademanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil ynuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda nopueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollenotros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas.Por otra parte, el empleo de las fuentes de energía actuales tales como el petróleo, gasnatural o carbón acarrea consigo problemas como la progresiva contaminación, o elaumento de los gases invernadero.La discusión energía alternativa/convencional no es una mera clasificación de lasfuentes de energía, sino que representa un cambio que necesariamente tendrá queproducirse durante este siglo. Es importante reseñar que las energías alternativas, aunsiendo renovables, también son finitas, y como cualquier otro recurso natural tendránun límite máximo de explotación. Por tanto, incluso aunque podamos realizar latransición a estas nuevas energías de forma suave y gradual, tampoco van a permitircontinuar con el modelo económico actual basado en el crecimiento perpetuo. Es porello por lo que surge el concepto del Desarrollo sostenible. Dicho modelo se basa enlas siguientes premisas: 2
  3. 3. Material Teórico de Tecnología IIElectricidad fotovoltaica. El uso de fuentes de energía renovable, ya que las fuentes fósiles actualmente explotadas terminarán agotándose, según los pronósticos actuales, en el transcurso de este siglo XXI. El uso de fuentes limpias, abandonando los procesos de combustión convencionales y la fisión nuclear. La explotación extensiva de las fuentes de energía, proponiéndose como alternativa el fomento del autoconsumo, que evite en la medida de lo posible la construcción de grandes infraestructuras de generación y distribución de energía eléctrica. La disminución de la demanda energética, mediante la mejora del rendimiento de los dispositivos eléctricos (electrodomésticos, lámparas, etc.) Reducir o eliminar el consumo energético innecesario. No se trata sólo de consumir más eficientemente, sino de consumir menos, es decir, desarrollar una conciencia y una cultura del ahorro energético y condena del despilfarro.La producción de energías limpias, alternativas y renovables no es por tanto unacultura o un intento de mejorar el medio ambiente, sino una necesidad a la que el serhumano se va a ver abocado, independientemente de nuestra opinión, gustos ocreencias.Energía hidráulicaLa energía potencial acumulada enlos saltos de agua puede sertransformada en energía eléctrica.Las centrales hidroeléctricasaprovechan la energía de los ríospara poner en funcionamiento unasturbinas que mueven un generadoreléctrico. En España se utiliza un15 % de esta energía para producirelectricidad. 3
  4. 4. Material Teórico de Tecnología IIUno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de lasenergías renovables es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuenteenergética limpia y autóctona pero para la que se necesita construir infraestructurasnecesarias que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo decombustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condicionesclimatológicas.Biomasa La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede serposteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origenvegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.Energía solarEstos colectores solares parabólicos concentran la radiación solar aumentandotemperatura en el receptor. 4
  5. 5. Material Teórico de Tecnología IILos paneles fotovoltaicos convierten directamentela energía luminosa en energía eléctrica.La energía solar es una fuente de vida y origen de lamayoría de las demás formas de energía en laTierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a variosmiles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo deforma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas deenergía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica,y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energíaeléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Asímismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectoressolares para generar electricidad.Se distinguen dos componentes en la radiación solar: la radiación directa y la radiacióndifusa. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones orefracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias alos múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, yel resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse yconcentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusaque proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiación directa como laradiación difusa son aprovechables.Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los primeros utilizanmecanismos para orientar el sistema receptor hacia el Sol -llamados seguidores- ycaptar mejor la radiación directa.Una importante ventaja de la energía solar es que permite la generación de energía enel mismo lugar de consumo mediante la integración arquitectónica. Así, podemos darlugar a sistemas de generación distribuida en los que se eliminen casi por completo laspérdidas relacionadas con el transporte -que en la actualidad suponenaproximadamente el 40% del total- y la dependencia energética.Las diferentes tecnologías fotovoltaicas se adaptan para sacar el máximo rendimientoposible de la energía que recibimos del sol. De esta forma por ejemplo los sistemas deconcentración solar fotovoltaica (CPV por sus siglas en inglés) utiliza la radiacióndirecta con receptores activos para maximizar la producción de energía y conseguir asíun coste menor por kW/h producido. Esta tecnología resulta muy eficiente paralugares de alta radiación solar, pero actualmente no puede competir en precio enlocalizaciones de baja radiación solar como Centro Europa, donde tecnologías como la 5
  6. 6. Material Teórico de Tecnología IICapa Fina (Thin Film) están consiguiendo reducir también el precio de la tecnologíafotovoltaica tradicional.Energía solar térmicaSe trata de recoger la energía del sol a través de paneles solares y convertirla en calorel cual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puedeobtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para darcalefacción a hogares, hoteles,colegios o fábricas. También, sepodrá conseguir refrigeracióndurante las épocas cálidas. Enagricultura se pueden conseguirotro tipo de aplicaciones comoinvernaderos solares quefavorecieran las mejoras de lascosechas en calidad y cantidad,los secaderos agrícolas queconsumen mucha menos energíasi se combinan con un sistemasolar, y plantas de purificación odesalinización de aguas sinconsumir ningún tipo de combustible. Con este tipo de energía se podría reducir másdel 25 % del consumo de energía convencional en viviendas de nueva construcción conla consiguiente reducción de quema de combustibles fósiles y deterioro ambiental. Laobtención de agua caliente supone en torno al 28% del consumo de energía en lasviviendas y que éstas, a su vez, demandan algo más del 12% de la energía en EspañaEnergía eólicaLa energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante lautilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene através de una turbinas eólicas son las que convierten la energía cinética del viento enelectricidad por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a 6
  7. 7. Material Teórico de Tecnología IItravés de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico.El término eólico viene del latín Aeolicus (griego antiguo Αἴολος / Aiolos),perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, portanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desdela antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar lamaquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire quedesplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión,con velocidades proporcionales (gradiente de presión).Por lo que puede decirse que la energía eólica es una forma no-directa de energíasolar, las diferentes temperaturas y presiones en la atmósfera, provocadas por laabsorción de la radiación solar, son las que ponen al viento en movimiento.El aerogenerador es un generador de corriente eléctrica a partir de la energía cinéticadel viento, es una energía limpia y también la menos costosa de producir, lo queexplica el fuerte entusiasmo por esta tecnología.Actualmente se utiliza para su transformación en energía eléctrica a través de lainstalación de aerogeneradores o turbinas de viento. De entre todas las aplicacionesexistentes de la energía eólica, la más extendida, y la que cuenta con un mayorcrecimiento es la de los parques eólicos para producción eléctrica.Un parque eólico es la instalación integrada de un conjunto de aerogeneradoresinterconectados eléctricamente. Los aerogeneradores son los elementos claves de lainstalación de los parques eólicos que, básicamente, son la evolución de lostradicionales molinos de viento. Como tales son máquinas rotativas que estánformadas por tres aspas, de unos 20-25 metros, unidas a un eje común. El elemento decaptación o rotor que está unido a este eje, capta la energía del viento. Mediante elmovimiento de las aspas o paletas, accionadas por el viento, activa un generadoreléctrico que convierte la energía mecánica de la rotación en energía eléctrica.Estos aerogeneradores suelen medir unos 40-50 metros dependiendo de la orografíadel lugar, pero pueden ser incluso más altos. Este es uno de los grandes problemas queafecta a las poblaciones desde el punto de vista estético.Los aerogeneradores pueden trabajar solos o en parques eólicos, sobre tierraformando las granjas eólicas, sobre la costa del mar o incluso pueden ser instaladossobre las aguas a cierta distancia de la costa en lo que se llama granja eólica marina, lacual está generando grandes conflictos en todas aquellas costas en las que se pretendeconstruir parques eólicos. El gran beneficio medioambiental que reporta elaprovechamiento del viento para la generación de energía eléctrica viene dado, enprimer lugar, por los niveles de emisiones gaseosas evitados, en comparación con losproducidos en centrales térmicas. En definitiva, contribuye a la estabilidad climáticadel planeta. 7
  8. 8. Material Teórico de Tecnología IIUn desarrollo importante de la energía eléctrica de origen eólico puede ser, por tanto,una de las medidas más eficaces para evitar el efecto invernadero ya que, a nivelmundial, se considera que el sector eléctrico es responsable del 29% de las emisionesde CO2 del planeta.Como energía renovable que es contribuye minimizar el calentamiento global. Si noscentramos en las ventajas sociales y económicas que nos incumben de una maneramucho más directa son mayores que los beneficios que nos aportan las energíasconvencionales. El desarrollo de este tipo de energía puede reforzar la competitividadgeneral de la industria y tener efectos positivos y tangibles en el desarrollo regional, lacohesión económica y social, y el empleo.La industria eólica es un sector con indudable futuro. Las repercusiones que en materiade empleo está teniendo y va a tener esta dinámica inversión son sin dudaimportantes. Este despliegue de la energía eólica puede ser una característica clave deldesarrollo regional con el objetivo de dar lugar a una mayor cohesión social yeconómica.Los fondos invertidos a escala regional en el desarrollo de las fuentes de energíarenovables pueden contribuir a elevar los niveles de vida y de renta de las regionesmenos favorecidas o en declive mediante la utilización de recursos locales, generandoempleos permanentes a nivel local y creando nuevas oportunidades para laagricultura. Las energías renovables contribuyen de esta forma al desarrollo de lasregiones menos favorecidas, cuyos recursos naturales encuentran así una oportunidad.La energía eólica supone una evidente contribución al autoabastecimiento energético.A pesar de que las ventajas medioambientales de la energía eólica son incuestionables,y de que existe un amplio consenso en nuestra sociedad sobre el alto grado decompatibilidad entre las instalaciones eólicas y el respeto por el medio ambiente, sonmuchos los que consideran que la instalación concreta de un parque eólico puedeproducir impactos ambientales negativos, que dependerán del emplazamiento elegido.Aunque muchas de ellas se encuentran en emplazamientos reservados.Hay quienes consideran que la eólica no supone una alternativa a las fuentes deenergía actuales, ya que no genera energía constantemente pro falta o exceso deviento. Es la intermitencia uno de sus principales inconvenientes. El impacto endetrimento de la calidad del paisaje, los efectos sobre la avifauna y el ruido, suelen serlos efectos negativos que generalmente se citan como inconvenientesmedioambientales de los parques eólicos.Con respecto a los efectos sobre la avifauna el impacto de los aerogeneradores no estan importante como pudiera parecer en un principio. Otro de los mayoresinconvenientes es el efecto pantalla que limita de manera notable la visibilidad yposibilidades de control que constituye la razón de ser de sus respectivosemplazamientos, consecuencia de la alienación de los aerogeneradores. A laslimitaciones visuales se añaden las previsibles interferencias electromagnéticas en lossistemas de comunicación. 8
  9. 9. Material Teórico de Tecnología IIEnergía geotérmicaLa energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombremediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.Parte del calor interno de la Tierra (5.000 °C) llega a la corteza terrestre. En algunaszonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzartemperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o paracalentar.El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que destacan elgradiente geotérmico y el calor radio génico. Geotérmico viene del griego geo,"Tierra"; y de thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".Energía marinaLa energía marina o energía de los mares (también denominada a veces energía de losocéanos o energía oceánica) se refiere a la energía renovable producida por las olas delmar, las mareas, la salinidad y las diferencias de temperatura del océano. Elmovimiento del agua en los océanos del mundo crea un vasto almacén de energíacinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar 9
  10. 10. Material Teórico de Tecnología IIelectricidad que alimente las casas, el transporte y la industria. Los principales tiposson: Energía de las olas, olamotriz o undimotriz. Energía de las mareas o energía mareomotriz. Energía de las corrientes: consiste en el aprovechamiento de la energía cinética contenida en las corrientes marinas. El proceso de captación se basa en convertidores de energía cinética similares a los aerogeneradores empleando en este caso instalaciones submarinas para corrientes de agua. Maremotérmica: se fundamenta en el aprovechamiento de la energía térmica del mar basado en la diferencia de temperaturas entre la superficie del mar y las aguas profundas. El aprovechamiento de este tipo de energía requiere que el gradiente térmico sea de al menos 20º. Las plantas maremotérmicas transforman la energía térmica en energía eléctrica utilizando el ciclo termodinámico denominado “ciclo de Rankine” para producir energía eléctrica cuyo foco caliente es el agua de la superficie del mar y el foco frío el agua de las profundidades. Energía osmótica: es la energía de los gradientes de salinidad.FUENTES CONSULTADASTecnología Industrial I de Francisco Silva y José Emilio SanzWeb: Sitio Solar Energía solar térmica: http://www.sitiosolar.com/Energia%20solar%20termica.htm Wikipedia Energía Renovable: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable Energía Solar: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar Energía Eólica: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica Energía Geotérmica: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica eRENOVABLE.com http://erenovable.com/energias-renovables/ 10

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