El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía,
puede satisfacer todas nuestras necesidades energeticás, si aprendemos
cómo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre la tierra.
España, por su privilegiada situación y climatología,
se ve particularmente favorecida respecto al resto de los países
de Europa, ya que sobre cada metro cuadrado de su suelo inciden
al año unos 1.500 kilovatios-hora de energía (ver
imagen). Dentro de la península, Andalucía es la comunidad
más favorecida para el aprovechamiento solar, de hecho contamos
estadísticamente con el mayor número de horas de sol
al año. Esta energía puede aprovecharse directamente,
o bien ser convertida en otras formas útiles como, por ejemplo,
en electricidad.
¿Cómo funciona una instalación solar térmica?
Básicamente, el funcionamiento de una instalación
solar térmica consiste en un circuito cerrado de tuberías
(circuito primario) por el que se hace circular agua (con o sin
anticongelante) que al pasar por los colectores solares se calienta
en mayor o menor medida. El agua caliente procedente de los colectores
es reconducida a un depósito acumulador, cediendo su calor
al circuito de agua de consumo doméstico (circuito secundario).
Una vez que ha cedido su calor, el agua fría es bombeada
de nuevo hacia los colectores.
Es habitual encontrarse con instalaciones en las que el acumulador
contiene un sistema de apoyo, que actúa en caso de que el
sistema no sea capaz de alcanzar la temperatura de uso (normalmente
45ºC).
 Principio
de la Térmica solar:
Colector (1)
Cambia energía solar en calor y transmite el calor a un liquido.
No solamente en dias soleados se produce calor, también en
dias con una radiación difusa
Bomba (2)
Transporta la energía de calor del colector al acumulador
Recipiente (3)
Regla solar (4)
Calefactor (5)
Cuando no hay suficiente calor producido, la calefacción
auxiliar se pone en marcha
Sacado de la página
web: http://www.sunny-solartechnik.de
Uso de agua caliente e insolación
El uso de energía solar para calentar agua tiene una gran
ventaja, porque la cantidad de agua sanitaria necesaria es más
o menos constante durante todo el año. Bien dimensionada
una instalación puede cubrir desde el 50 hasta el 100% del
suministro de agua caliente. Normalmente se calcula la instalación
para que haya un suministro del 80% en invierno. Así, en
verano el suministro será del 100%. El cálculo para
la medida justa es el conocimiento del propio suministro del agua
caliente. También se puede pensar en una bajada del consumo
de agua caliente. Es aconsejable aclarar estas dudas con un especialista.
Como punto de referencia se puede calcular con un uso de agua caliente
(45°C) de 100 litros por dia por persona, una superficie del
colector de 1,2 m² hasta 1,5 m² por persona.
Si se quiere usar el agua caliente también para la calefación,
la dimensión de la instalación debe ser más
grande. Casi siempre se necesita un sistema auxiliar, para asegurar
un suministro suficiente de agua caliente, cuando las placas termicás
no producen suficientemente energía. En España se
aconseja el montaje de radiadores de suelo.
Fotovoltaica
Una instalación fotovoltaica aislada está formada
por los equipos destinados a producir, regular, acumular y transformar
la energía eléctrica, que son los siguientes:
Células fotovoltaicas: Es dónde se produce la conversión
fotovoltaica, las más empleadas son las realizadas con silicio
cristalino. La incidencia de la radiación luminosa sobre
la célula crea una diferencia de potencial y una corriente
aprovechable.
Placas fotovoltaicas: Son un conjunto de células fotovoltaicas
conectadas entre sí. Estas células están encapsuladas
para formar un conjunto estanco y resistente.
El Regulador: Tiene por función regular la carga y la descarga
de las baterías y eventualmente protegerlas de una sobrecarga
excesiva.
Baterías: Son el almacén de la energía eléctrica
generada. En este tipo de aplicaciones normalmente se utilizan baterías
estacionarias, que no sólo permiten disponer de electricidad
durante la noche y en los momentos de baja insolación sino
para varios días.
El Ondulador: Transforma la corriente continua (a 12, 24 o 48 v)
generada por las placas fotovoltaicas y la acumulada en las baterías
a corriente alterna (a 230 v y 50 Hz).
Tipos de instalaciones fotovoltaicas
Se puede diferenciar entre dos sistemas de instalaciones:
1. Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica
2. Sistemas autónomos
Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica :
La radiación solar es captada en los paneles fotovoltaicos
generando energía eléctrica en forma de corriente contínua.
En las instalaciones conectadas a red esta energía es trasformada
en corriente alterna de baja tensión. Los sistemas fotovoltaicos
conectados a la red eléctrica, no permiten ser autosuficientes,
además se puede entregar la energía producida de más
a la red eléctrica.
Se permite a cada productor de energía renovable vender
la energía producida a través de la instalación
solar fotovoltaica y obliga a las Compañías Eléctricas
(en Andalucía: La Sevillana) a comprarla.
Sistemas autónomos:
Con la ayuda de sistemas autónomos se puede generar energía
eléctrica para viviendas, iluminación, barcos de vela,
etc. A través de la instalación fotovoltaica el productor
será autosuficiente y no necesita de la red eléctrica
pública. En el caso de viviendas aisladas se considera que
la energía solar fotovoltaica es la mejor solución
para el suministro de energía eléctrica. En estos
sistemas aislados no es necessario tener un ondulador para transformar
la corriente continua en 230V/50Hz, porque no hay conexion a la
red. Con una instalación simple se puede usar la corriente
contínua para utilizar p.e. radio, television y luz. Durante
la noche y en los momentos de baja insolación las baterías
permiten disponer de electricidad para varios días.
Es importante resaltar que en zonas rurales aisladas, o aplicaciones
similares en las que no hay distribución eléctrica,
puede llegar a ser fácilmente una opción rentable
frente a los costes de instalación para llevar el tendido
eléctrico.
LA BIOMASA.
La biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden
ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células,
resto de comida),por extensión, la energía que proviene de la
fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la
fermentación de los desechos orgánicos que están sepultados. De las dos
Formas se puede obtener gas o electricidad.
Es la energía contenida en la materia orgánica y que tiene diversas
formas de aprovechamiento según se trate de materia de origen animal o
vegetal. Sólo en materia vegetal, se estima que se producen anualmente
doscientos millones de toneladas. El principal aprovechamiento
energético de la biomasa es la combustión de la madera, que genera contaminación atmosférica y un problema indirecto de desertización y erosión,
salvo que se realice una planificación forestal correcta. Los desechos
orgánicos también son utilizables mediante transformaciones químicas
principalmente, siendo las más conocidas las aplicaciones de digestores
anaeróbicos para detritus orgánicos y la producción de biogás
procedente de residuos sólidos urbanos. Sin embargo, la creciente
innovación tecnológica de materiales y equipos está afianzando nuevos
sistemas de aprovechamiento de los residuos ganaderos y forestales, y
consolida un esperanzador futuro en la línea de los biocombustibles, de
modo que se pueda compatibilizar una agricultura sostenible con un diseño de producción energética que respete el entorno.
Funcionamiento Y Características
Los datos estadísticos indican que cada habitante de la tierra
produce aproximadamente un Kilo de desperdicio por día. Paralelamente,
el consumo de energía no renovable acorta sus plazos de agotamiento en
proporción a la mayor tecnificación de la sociedad, Para poner un
ejemplo, podríamos decir que si extendiéramos sobre la superficie de la
provincia de Tucumán, los residuos generados durante siete años, por
todos los argentinos, la cubriríamos con una capa de IO cm de espesor,
como vemos la necesidad de energías limpias renovables aunado a la
necesidad de deshacernos de los desechos, hace posible el
aprovechamiento de la energía de biomasa.
Diversas tecnologías pueden emplearse para transformar la biomasa en combustible sólidos, liquido s y gaseosos, Se distinguen:
- El biogás: mezcla de gas producido por la fermentación de materia orgánica.
La bioenergía: se obtiene por la transformación de productos orgánicos.
La dentro energía: obtenida de la biomasa forestal.
La energía geotérmica : Aplicaciones
y usos
La energía
geotérmica es un tipo de energía renovable que está íntimamente relacionada
con géiseres, volcanes, aguas termales, entre otras cosas. Las zonas que
poseen actividad o que tuvieron actividad durante los últimos 10 años en la
corteza terrestre son también capaces de proveer energía geotérmica. Pero luego
de haber definido este tipo de energía, lo curioso, al menos para muchos
individuos, es saber cómo se extra y se utiliza este tipo de energía.
Extracción y uso de
la energía geotérmica
Para poder extraer la energía geotérmica necesitamos que se hagan presente
yacimientos de agua caliente cerca de la zonas en donde se va a realizar la
extracción; se perfora el suelo y se extrae el líquido, el cual se podrá
aprovechar para hacer funcionar turbinas, las cuales mediante su
rotación, mueve un generador que luego nos otorgará la energía eléctrica. Este
líquido que se extrae saldrá en forma de vapor si su temperatura es muy alta.
Fuente de energia geotermica
La energía geotérmica utilizada aquí, a través del agua, se devolverá
posteriormente al pozo, a través de un proceso de inyección; para luego, ser
recalentada y así sustentar la reserva. Manteniendo la reserva hace que este
recurso de energía se llame renovable, entre 1995 y 2000 las reservas
geotérmicas mundiales crecieron de forma continuada. La energía
geotérmica posee una gran uso doméstico, uno de ellos se relaciona con la
calefacción y la obtención de agua caliente; estos proceso pueden
llevarse a cabo mediante un sistema de captación y una bomba de calor. De la
misma forma puede servir para refrigerar, ya que la energía geotérmica puede
absorber el calor del ambiente a 40ºC y desplazarlos al subsuelo mediante el
mismo sistema de captación. Una instalación de esta clase le brinda a una casa
con jardín un excelente sistema de calefacción y un suministro de agua caliente
en perfectas condiciones. Es verdad que se necesitará una obra un poco compleja
para poder instalar este sistema, pero su costo se amortizará con el correr del
tiempo y a su vez nos ahorraremos más dinero que si utilizáramos una caldera
tradicional.
Tipos de energía
geotérmica
Planta de
energia geotermica
La energía
geotérmica no es sólo una, la misma se divide en tres y esta división dependerá
de la temperatura en la que el agua saldrá. Tenemos la energía geotérmica de
temperaturas medias, que es aquella en donde los fluidos se encuentran a
temperaturas no tan elevadas, entre 70ºC y 150ºC. Por esto, convertir el vapor
en electricidad se lleva a cabo con un menor rendimiento haciendo que las
pequeñas centrales eléctricas puedan emplear de gran forma estos recursos. La
energía geotérmica que posee bajas temperaturas es más beneficiosa en zonas
amplias.
Luego tenemos la energía geotérmica de alta temperatura la cual solo se hace
presente en áreas activas, su temperatura va desde 150ºC a 400ºC originando un
vapor en la superficie; en el caso de que se quiera realizar allí un campo
geotérmico, se debe poner un techo de rocas impermeables, un depósito acuífero
y rocas que favorezcan la circulación de fluidos haciendo así que la
transferencia de calor sea eficiente. Para poder explotar este tipo de energía
de alta temperatura se necesitan hacer perforaciones técnicas las cuales son
muy parecidas a las que se utilizan en la extracción de petróleo.
Por último
contamos con la energía geotérmica de baja temperatura, aquí los fluido se
calientan a bajas temperaturas 20ºC y 60ºC; la misma es empleada para el campo
doméstico, zonas agrícolas y urbanas. Existen varios países que la utilizan,
entre ellos Canadá, Nueva Zelanda e Italia, mientras que en Japón se espera
aumentar la producción de la misma en no menos de 1.000 megavatios. La
energía geotérmica de cualquier tipo de temperatura le ofrece al mundo muchas
ventajas que deben ser aprovechadas; entre ellas un flujo constante de
producción durante todo el año, sin importar las condiciones climáticas.
A su vez
sirve como alternativa de energías que se obtienen quemando fósiles o de fisión
nuclear, es de gran uso en la platas hidroeléctricas; y no contaminan el medio
ambiente (podemos encontrar plantas geotérmicas en medio de granjas de cereales
o de bosques).
ENERGIA MAREOMOTRIZ.
La energía mareomotriz se debe a las fuerzas gravitatorias entre la Luna, la
Tierra y el Sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura
media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros.
Esta diferencia de alturas puede aprovecharse en lugares estratégicos como
golfos, bahías o estuarios utilizando turbinas hidráulicas que se interponen en
el movimiento natural de las aguas, junto con mecanismos de canalización y
depósito, para obtener movimiento en un eje.
Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para
la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en
energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable.
La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable en tanto que la
fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que
en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes
durante la fase de explotación. Sin embargo, la relación entre la cantidad de
energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y el
impacto ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una
proliferación notable de este tipo de energía.
Otras formas de extraer energía del mar son la energía undimotriz, que es la
energía producida por el movimiento de las olas; y la energía debida al
gradiente térmico oceánico, que marca una diferencia de temperaturas entre la
superficie y las aguas profundas del océano.
Energía undimotriz: El aprovechamiento de la fuerza de las olas.
Las olas son el resultado del efecto del viento soplando a lo largo de cientos o miles de kilómetros en mar abierto,
lo que origina una transferencia de energía hacia la superficie del
océano. Son, por tanto, una forma de energía cinética a la que se puede
acceder usando diversos mecanismos armónicos que responden al movimiento
de las olas, captando parte de su energía. En definitiva, la
energía undimotriz consiste en el aprovechamiento de la energía cinética
y potencial del oleaje para la producción de electricidad.
El oleaje se entiende desde un punto de vista de la ingeniería como
un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento desigual de
la atmósfera terrestre genera viento, y el viento genera olas.
Únicamente el 0,01 % del flujo de la energía solar se transforma en
energía de las olas. Una de las propiedades características de
las olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas
pérdida de energía. Por ello, la energía generada en cualquier
parte del océano acaba en el borde continental, de esta manera, su
energía se concentra en las costas.
La energía contenida en las olas varía de un sitio a otro, pero, en general, cuanto más alejadas del ecuador estén, más energía contendrán.
Aunque condiciones locales, tales como, tipo de costa, lugar donde se
generen y profundidad del océano, tienen una gran importancia en la
definición de la cantidad de energía. Según estimaciones, se puede
asumir que el flujo de energía de las olas en Europa podría equivaler a 1.000 TWh anuales, cantidades a tener muy en cuenta de cara a una futura expansión en el aprovechamiento de este tipo de energía.
 
El primer convertidor de energía undimotriz se patentó en Francia en
1799. Sin embargo, el verdadero desarrollo de esta tecnología no
comienza hasta el último cuarto del siglo XX. Noruega y Escocia son
pioneras y líderes en la tecnología undimotriz en la actualidad.
Noruega instaló en 1985 una planta en su costa cerca de Bergen, en el
que se combinaba una columna de agua oscilante con un sistema propio,
denominado “canal rematado en punta”. Por su parte, Escocia
lleva también años experimentado con estos sistemas en la isla de Islay,
e incluso aportando nuevos desarrollos, como el denominado “pato de salter”.
Se trata de una especie de conos que al oscilar con las olas impulsan
un generador. Países como Estados Unidos, Australia, India, China,
Suecia o Japón también están probando distintos sistemas. Asimismo, en
Portugal se inauguró el pasado año frente a la localidad norteña de
Póvoa de Varzim, el Parque Undimotriz de Okeanós, que ya vierte
su electricidad a la red. En este caso se utilizaron tres máquinas
Pelamis con capacidad de 2,25 MW. También cuenta con una planta
experimental que utiliza una columna de agua oscilante en la isla de
Pico, en las Azores.
Existen un gran número de dispositivos pensados para el
aprovechamiento de este tipo de energía, en claro contraste con
cualquier otro tipo de aprovechamiento de energía renovable. A pesar de
que hay unas 1.000 patentes mundiales de generadores energéticos de olas
(GEO), los conceptos en los que se basan se pueden clasificar en unos
pocos tipos básicos:
1) Columna oscilante de agua: consiste en la
oscilación del agua dentro de una cámara semisumergida y abierta por
debajo del nivel del mar. Se produce un cambio de presión del aire por
encima del agua.
2) Sistemas totalizadores: pueden ser flotantes o
fijos a la orilla. Atrapan la ola incidente, almacenando el agua en una
presa elevada. Esta agua se hace pasar por unas turbinas al liberarla.
3) Sistemas basculantes: pueden ser tanto flotantes
como sumergidos. El movimiento de balanceo se convierte a través de un
sistema hidráulico o mecánico en movimiento lineal o rotacional para el
generador eléctrico.
4) Sistemas hidráulicos: son sistemas de flotadores
conectados entre sí. El movimiento relativo de los flotadores entre sí
se emplea para bombear aceites a alta presión a través de motores
hidráulicos, que mueven unos generadores eléctricos.
 5) Sistemas de bombeo:
aprovechan el movimiento
vertical de las partículas del agua. Genera un sistema de bombeo
mediante un flotador en una manguera
elástica.
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