La Energia

LA ENERGÍA

El petróleo, el carbón, etc., son combustibles cada vez más codiciados y escasos. Sin embargo, hasta ahora no ha sido patente una preocupación por los problemas que puedan surgir a causa de la desaparición de los combustibles tradicionales. Sin duda, esto es debido a que muy poca gente tiene conciencia de lo inminente de estos problemas. Incluso cuando ya sean evidentes, muchas veces se da por hecho que los especialistas encontrarán el modo de resolverlo.

ENERGIA EOLICA

La energía eólica destaca por ser una energía limpia e inagotable que permite un gran desarrollo como recurso endógeno en aquellas áreas que cuentan con el potencial necesario para su aplicación. Su aprovechamiento implica el empleo de aeroturbinas, que pueden ser de muy diversos tamaños y potencias, y que pueden instalarse individual o colectivamente.

De forma simplificada, toda instalación eólica consta de diversos equipos que transforman la energía contenida en el viento en energía disponible, normalmente eléctrica o mecánica, según se empleen aerogeneradores o aerobombas respectivamente. Generalmente, estas instalaciones cuentan con un centro de transformación y conexión a red, en el caso de los aerogeneradores para producción eléctrica, o con un pozo de succión, bomba de desplazamiento positivo y depósito regulador, en el caso de las aerobombas para producción de energía mecánica.

En último término, el tipo de instalación depende de las necesidades energéticas del usuario, del potencial eólico del emplazamiento y de la disponibilidad de terrenos para satisfacer las necesidades energéticas.

Se distinguen principalmente dos tipos de instalaciones:

Instalaciones conectadas a la red eléctrica: Son parques eólicos de dimensión variable conectados en alta tensión a la red eléctrica o bien son instalaciones menores con un aerogenerador de media potencia conectado en media tensión.

Instalaciones no conectadas a la red eléctrica: Suelen ser de pequeña potencia. Su servicio es el bombeo o electrificación de viviendas aisladas, bien por sí mismas o acompañadas de otros sistemas (fotovoltaicos o diesel).

Parque eólico de Tarifa

Conocer los recursos eólicos de un país es imprescindible para estimar la energía producible mediante aerogeneradores. La evaluación de esta energía producible es compleja e implica calcular la energía que sería capaz de generar el viento en su movimiento entre centros de altas y bajas presiones (potencial eólico bruto o teórico), lo que supone contar con datos relativos a velocidades y frecuencias de vientos y direcciones predominantes.

ENERGÍA SOLAR

Es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en forma de fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.

Si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, la intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera se llama constante solar y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante ya que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.

La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende del día del año, de la hora y de la latitud. Asimismo, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

Energía solar térmica

Se trata del sistema más extendido de aprovechamiento de la energía solar. 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 a un fluido.

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

Baja temperatura, 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 100ºC.

Alta temperatura, captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC.

Energía solar fotovoltaica

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

Las células solares están fabricadas de unos materiales con unas propiedades específicas, denominados semiconductores. Para entender el funcionamiento de una célula solar, hay que entender las propiedades de estos semiconductores.

Existen varios tipos de paneles fotovoltaicos, que se diferencian por su tecnología de fabricación de células o por su aplicación.

Silicio monocristalino, policristalino y amorfo

Policristalinos de lámina delgada

Paneles para el espacio

Sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre

Teluro de cadmio

Seleniuro de cobre e indio

Arseniuro de galio o de concentración

Bifaciales

ENERGÍA DEL MAR

Los mares y los océanos son inmensos colectores solares de los que extraer energía de orígenes diversos:

En determinadas condiciones atmosféricas, la radiación solar incidente sobre los océanos da lugar a los gradientes térmicos oceánicos (diferencia de temperaturas) a bajas latitudes y profundidades menores de 1000 metros.

La iteración de los vientos y las aguas son responsables del oleaje y de las corrientes marinas.

La influencia gravitacional de los cuerpos celestes sobre las masas oceánicas provoca mareas.

Energía de las mareas

La energía estimada que se disipa por las mareas es del orden de 22000 TWh. De esta energía se consideran recuperables unos 200 TWh.

El obstáculo principal para la explotación de esta fuente es el económico. Los costes de inversión tienden a ser altos con respecto al rendimiento, debido a las bajas y variadas cargas hidráulicas disponibles, que exigen la utilización de grandes equipos para manejar las enormes cantidades de agua puestas en movimiento. Debido a ello, esta fuente de energía es sólo aprovechable en caso de mareas altas y en lugares en los que el cierre no suponga construcciones demasiado costosas.

Al obstáculo que supone el coste económico, hay que sumarle el impacto ambiental que generan las centrales mareomotrices.

Energía térmica oceánica

La explotación de las diferencias de temperatura de los océanos ha sido propuesta multitud de veces. El más conocido pionero de esta técnica fue el científico francés George Claudi, que invirtió toda su fortuna, obtenida por la invención del tubo de neón, en una central de conversión térmica.

La conversión de energía térmica oceánica es un método de convertir en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía entre 20 y 24ºC. Para el aprovechamiento es suficiente una diferencia de 20ºC.

Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental. Puede tener ventajas secundarias, tales como alimentos y agua potable, debido a que el agua fría profunda es rica en sustancias nutritivas y sin agentes patógenos.

Las posibilidades de esta técnica se han potenciado debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa. El desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión harán posible el diseño de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico.

Existen dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía:

El primero consiste en utilizar directamente el agua de mar en un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y así mover una turbina.

El segundo consiste en emplear un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullición (amoniaco, freón, propano) que se evaporan en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbogenerador, se condensa con agua fría de las profundidades y el fluido queda dispuesto de nuevo para su evaporación. El rendimiento de este sistema bajo, sobre un 7%, debido a la baja temperatura del foco caliente y la poca diferencia de temperatura entre el foco frío y caliente. Además es preciso realizar un coste extra de energía, empleado para el bombeo de agua fría de las profundidades para el condensado de los fluidos.

Energía mareomotriz

Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento y el viento genera las olas.

Sólo 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 este modo la energía de las olas se concentra

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