Energias Renovables Tecnicas Y Usos

TABLA DE CONTENIDO

ENERGÍA RENOVABLE 7

ENERGÍA SOLAR 10

Energía solar fotovoltaica 13

Energía solar térmica 15

Energía solar pasiva 17

ENERGÍA EÓLICA 18

Generación eléctrica 22

Fuerza motriz 23

ENERGÍA DE LA BIOMASA 25

Digestión anaeróbica 26

Gasificación 29

Combustión 29

Biocombustibles 29

ENERGÍA HIDRÁULICA 31

Pequeñas centrales hidroeléctricas 33

Ruedas 35

ENERGÍA DE LOS OCÉANOS 36

Energía de las olas 36

Energía de las mareas 37

Conversión de la energía térmica de los océanos 38

Los océanos de Colombia 38

GEOTERMIA 39

Usos directos 40

Colombia y la geotermia 40

MÁS INFORMACIÓN 42

GLOSARIO 44

ENERGÍA RENOVABLE

¿Qué es la energía renovable?

Energía renovable es la que se aprovecha directamente de recursos considerados inagotables como el Sol, el viento, los cuerpos de agua, la vegetación o el calor del interior de la Tierra.

¿Por qué se dice que esta energía es inagotable?

La energía que utilizamos convencionalmente proviene de recursos NO RENOVABLES (combustibles fósiles), de los cuales se dice que están "almacenados" y cuyas reservas se agotan a medida que se utilizan. El caso contrario ocurre con las energías

RENOVABLES, las cuales provienen de recursos que están relacionados con los ciclos naturales de nuestro planeta, haciendo posible que dispongamos del recurso de manera permanente.

¿Por qué existe interés en explotar las energías renovables?

La dependencia del petróleo, el carbón y el gas ha generado conflictos de orden político (guerras entre naciones) y ambiental (emisiones de dióxido de carbono, azufre, etc.); por esta razón, en los últimos años se ha hecho necesario invertir en el desarrollo y aplicación de tecnologías alternativas de producción de energía que funcionen con recursos renovables. Para el ser humano es claro que estas fuentes de energía están disponibles en su entorno, entonces su interés por explotarlas también radica en una mejor administración de los recursos locales. Además, en el mundo entero el término renovable se asocia con la disminución de emisiones contaminantes y con la "no-producción" de desechos, lo cual garantiza un medio ambiente más limpio y apropiado para nosotros y para las futuras generaciones. Actualmente las energías renovables cubren cerca del 20% del consumo mundial de electricidad.

ENERGÍA RENOVABLE

¿Cuáles son las energías renovables?

Para un mejor entendimiento y estudio se han clasificado estas energías en seis grupos principales:

ENERGÍA SOLAR ENERGÍA HIDRÁULICA

ENERGÍA EÓLICA ENERGÍA DE LOS OCÉANOS

ENERGÍA DE LA BIOMASA ENERGÍA DE LA GEOTERMIA

¿Dónde se encuentran estos recursos?

Como ya se ha explicado, los recursos renovables están en nuestro entorno; sin embargo, las investigaciones que se han hecho durante años, en todo el mundo, han permitido evaluar y determinar en qué regiones puede aprovecharse mejor un determinado recurso. Es así como en nuestro país encontramos regiones donde la radiación solar por metro cuadrado es mayor que en otras. Usted podrá tener una idea aproximada de cuál es la potencialidad de cada una de estas energías en su región por medio de los mapas incluidos en esta cartilla.

¿Cómo se aprovechan las energías renovables?

Cada una de las energías implica diferentes tipos de tecnologías que utilizan distintos elementos o equipos de transformación, según los cuales se obtiene energía en forma de electricidad, fuerza motriz, calor o combustibles. El siguiente esquema nos brinda un panorama general de cómo las energías renovables pueden ayudarnos a suplir nuestras necesidades energéticas.

¿Qué información de interés se encuentra en esta cartilla?

Esta cartilla le permitirá definir con exactitud cuáles y qué son cada una de las energías renovables; le brindará los conceptos técnicos básicos respecto a las últimas tecnologías de transformación que se emplean para su aprovechamiento, para que, finalmente, al tener claro cómo y dónde utilizar la energía obtenida, usted pueda determinar cuál energía renovable le conviene implementar de acuerdo con los recursos disponibles en su región.

Recurso

Tecnología Elementos Aplicación

SOLAR Fotovoltaica

Térmica

Pasiva Celdas solares

Colectores

Muros, ventanas, etc. Electricidad

Calor, electricidad

Calor, iluminación

EÓLICA Generación eléctrica

Fuerza motriz Aerogeneradores

Aerobombeo Electricidad

Fuerza motriz

BIOMASA Digestión anaerobia

Gasificación

Pirólisis

Fermentación

alcohólica

Esterificación

Combustión Biodigestor

Gasificador

Pirolisador

Destilería

Unidad de esterificación

Hornos, calderas Biogás combustible

Gas combustible

Combustible

Bioetanol

Biodiesel

Calor, electricidad

HIDRÁULICA Centrales

hidroeléctricas

Pequeños

aprovechamientos Pequeñas centrales

hidráulicas

Ruedas Electricidad

Fuerza motriz

OCÉANOS Mareas

Olas

Diferencia de

temperatura

Corrientes marinas Barreras, turbinas

Flotadores, columnas,

aparatos focalizantes

Turbinas,

condensadores Electricidad

Electricidad

Electricidad

Electricidad

GEOTERMIA Generación eléctrica

Usos directos Plantas de energía

Aguas termales Electricidad

Calor, recreación,

salud

ENERGÍA SOLAR

Desde que el ser humano existe ha utilizado la energía del Sol; hace 5000 años se le "rendía culto", hoy día se sabe que el Sol es simplemente nuestra estrella más cercana y que sin él no podría existir vida de la forma que la conocemos en nuestra planeta; por lo tanto, para la Tierra es la fuente primaria de luz y calor que se aprovecha de diferentes formas.

La estabilidad de la energía que proviene del Sol se refleja en la temperatura relativamente constante que se percibe en la Tierra y en la evolución de otras estrellas similares; por esta razón se puede considerar como fuente renovable, ya que puede permanecer esencialmente inalterable por billones de años.

De otra parte, se considera que la mayoría de recursos renovables provienen indirectamente de la energía del Sol. El calor del Sol genera los vientos; luego, los vientos y el calor del Sol hacen que el agua se evapore y cuando este vapor de agua se convierte en lluvia o nieve, se forman nacimientos de agua que originan ríos; junto con la lluvia, la luz del Sol hace que las plantas crezcan. Las mareas se originan de la fuerza gravitatoria que la luna y el Sol ejercen sobre la Tierra.

¿Qué es la energía solar?

La energía solar se define como la energía producida por reacciones nucleares al interior del Sol, que son transmitidas en forma de ondas electromagnéticas a través del espacio (radiación solar).

Radiación solar en la Tierra. El Sol irradia energía a una tasa de 3.9 x 1026 vatios, y perpendicularmente, sobre la parte superior de la atmósfera, nuestro planeta

recibe una radiación solar promedio de 1 367 vatios por cada metro cuadrado. Las variaciones en la cantidad de radiación solar recibida dependen de los cambios en la distancia al Sol como consecuencia de la órbita elíptica que recorre la Tierra alrededor del mismo. Otras variaciones son ocasionadas por pequeñas irregularidades en la superficie solar en combinación con la rotación del Sol y posibles cambios temporales de su luminosidad.

La radiación solar directa no tiene cambios en su dirección desde el Sol hasta la superficie terrestre. Una vez dentro del planeta, las características físicas y la composición química de la atmósfera afectan la cantidad y el tipo de radiación que alcanza la superficie, razón por la cual durante períodos de abundante nubosidad o bruma, la radiación que incide es esencialmente dispersada por partículas y moléculas del aire (radiación difusa).

Cantidad de radiación solar. Para conocer la cantidad de energía que se puede obtener del Sol, es necesario medir la cantidad de radiación solar (directa más difusa) que recibe realmente una región. Esta cantidad de radiación disponible para convertir en energía útil en una localidad depende de varios factores: posición del Sol en el cielo, que varía diaria y anualmente; condiciones atmosféricas generales y del microclima; altura sobre el nivel del mar y la duración del día (época del año). La máxima cantidad disponible sobre la superficie de la Tierra en un día claro, fluctúa alrededor de 1 000 vatios pico por metro cuadrado.

TIPO DE CIELO RADIACIÓN

SOLAR en W/m2

Constantemente nublado Menos de 300

Nubosidad media Entre 300 y 400

Nubosidad mínima Entre 400 y 500

Cielo despejado 500 en adelante

Energía solar en Colombia. Durante el año de 1992, el antiguo HIMAT y el INEA realizaron el primer Atlas de radiación solar de Colombia, tomando series anuales durante el periodo de 1980 a 1990, de 203 estaciones, así se establecieron

MAPA RADIACIÓN SOLAR

niveles

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