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Energías renovables

La creciente sensibilidad medioambiental de la sociedad, sobre todo desde la década de los ochenta, propicia un crecimiento a medio plazo de las energías renovables, a pesar de que su coste hoy es superior al de las energías convencionales.

Las previsiones de la Unión Europea a este respecto son que estas energías van a suponer un aporte significativo en la próxima década, en cualquier escenario, pero particularmente en los escenarios de desarrollo sostenible.

España que dispone de recursos en la mayor parte de estas energías, ha demostrado en varias de ellas capacidad para abordar su desarrollo, industrialización y comercialización.

Las energías renovables se pueden definir como aquellas fuentes que, de forma periódica e inagotable, se ponen a disposición del hombre y siendo éste capaz de aprovechar y transformar en energía útil para satisfacer sus necesidades. Se renuevan de forma continua y son de carácter inagotable, ya que proceden de forma directa del Sol, o bien es el mismo Sol el que produce una serie de fenómenos naturales que dan origen a los diferentes tipos de aprovechamientos de energías renovables.

 


ENERGÍA SOLAR

El Sol es la principal fuente de energía del mundo, y los sistemas solares pueden aprovechar los rayos solares como una fuente límpia de energía para producir calor y electricidad.

 

Energía Solar térmica

Se inscribe en este apartado la energía solar pasiva, la activa de baja temperatura y la activa de media y alta temperatura.

La energía solar pasiva plantea una arquitectura que pretende aprovechar al máximo las orientaciones y los materiales de construcción para un óptimo rendimiento energético. Sus posibilidades y capacidad de ahorro son elevados. Los beneficios obtenidos se traducen sobre todo en ahorro en el consumo energético.

Casas bioclimáticas

La energía solar de baja temperatura quizás sea la forma más rentable de aprovechar directamente la energía procedente del sol. A efectos de ahorro resulta sorprendente los beneficios que se pueden llegar a obtener. Se basa en un sistema de colectores (paneles solares), un sistema de almacenamiento (acumuladores de agua caliente) y un sistema de distribución. Se dispone de capacidad tecnológica y rendimiento económico para agua caliente sanitaria en el sector doméstico o para calentamiento de piscinas, normalmente se precisa de un apoyo energético independiente. Su rendimiento como energía complementaria es bueno. En concreto según estudios realizados por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético en instalaciones solares térmicas para hoteles, la tasa de retorno de la inversión no supera los 5 ó 6 años salvo contadas excepciones.

La electricidad y los combustibles para el transporte son tipos de energía que a todos nos resulta evidente que utilizamos, pero uno de nuestros mayores usos es el destinado a la calefacción y refrigeración. Las fuentes de energía renovable puede ser utilizadas para generar electricidad que luego se puede utilizar para calentar o enfriar nuestros hogares, pero también se pueden utilizar directamente para calentar y/o enfriar: como leña, por ejemplo, en nuestros hogares (otras formas de biomasa como pellets y en chimeneas, estufas o calderas). La energía solar y la energía geotérmica también pueden ser utilizadas directamente para calentar agua, o para sistemas de calefacción de los hogares, utilizando paneles solares y bombas de calor.

El aprovechamiento de la energía térmica del Sol se puede lograr de dos maneras: sin mediación de elementos mecánicos, es decir, pasiva, o mediante elementos mecánicos, es decir, de manera activa. Para los usos de energía solar activa, a su vez, la temperatura puede ser baja, media y alta, que corresponden respectivamente a la captación directa, la captación con bajo grado de concentración, o la captación con alto grado de concentración. Las aplicaciones de baja temperatura se consiguen a través de colectores solares de placa plana (o tecnologías similares menos conocidas). Las principales aplicaciones son:

-. En los edificios. Para obtener agua caliente, climatización de piscinas y calefacción/refrigeración (este último mediante un proceso de absorción).

-. En las instalaciones industriales. También para la preparación de agua caliente y otros.

-. En las instalaciones de la agricultura. Para la calefacción de invernaderos, agua caliente de las piscifactorías, etc.

 


Panel solar térmico

 

Energía Solar Termoeléctrica

La energía solar de media y alta temperatura se encuentra en fase de expansión.

Para producir electricidad con energía solar térmica, la energía solar tiene que ser concentrada o focalizada. Esto se debe a que la radiación solar llega a la superficie de la tierra con una densidad que resulta adecuada para la calefacción, pero no para un ciclo termodinámico eficiente para la producción de electricidad. Los sistemas de energía solar térmica están clasificados como de media temperatura y sistemas de alta temperatura.
Existen diferentes tipos de tecnologías/sistemas energía solar de concentración (CSP):

-.Colectores solares parabólicos permiten converger a los rayos del sol hacia un único punto para recoger el calor del sol.

-.Las centrales solares de torre incluyen cientos o incluso miles de espejos con seguimiento solar, que concentran sus rayos sobre un receptor en la parte superior de una torre.

-.Los sistemas con motor Strirling de plato solar son antenas parabólicas de transferencia de radiación solar a un "motor Stirling” - un motor que utilizan el calor para que actúe en un fluido.

Los rayos del sol también puede ser usado para activar reacciones químicas para producir combustibles y productos químicos. En el mediano y largo plazo, otras aplicaciones de tecnologías buenas para el medio ambiente se irán descubriendo.

 

Energía Solar Fotovoltaica La tecnología fotovoltaica es una realidad suficientemente desarrollada, sólo tiene problemas de coste, que depende de la producción mundial de silicio purificado, de las economías de escala en la fabricación de células fotovoltaicas, del rendimiento energético de las mismas y del silicio empleado en ellas.

Se basa en el llamado efecto fotovoltaico, que se produce cuando la luz llega a los materiales semiconductores. Esto genera un flujo de electrones dentro de dichos materiales, que se pueden usar directamente como electricidad. Las principales aplicaciones son las conectadas a la red, incluyendo las grandes centrales eléctricas e instalaciones asociadas a los consumidores domésticos y pequeñas industrias.
Además, se puede utilizar para aplicaciones aisladas, dedicado la instalación a alimentar varios aparatos eléctricos, desde satélites a los relojes y calculadoras.

 


Instalación fotovoltaica

En España se dispone de una buena infraestructura en investigación y desarrollo, de una razonable capacidad de fabricación para satisfacer la creciente demanda, siendo exportadores netos de módulos fotovoltaicos.

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. 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 de llevar el tendido eléctrico. Es muy complicado tener un censo de las instalaciones en funcionamiento de energía solar, ya que es algo difícil de controlar.

 


ENERGÍA EÓLICA

Se orienta a la producción de electricidad y sus costes están en el umbral de la competitividad.
La energía eólica es una de las más prometedoras de las tecnologías de energías renovables, y es un área en la que ya ha habido grandes avances para hacer la generación de electricidad más eficiente.

Entre 1995 y 2005, la capacidad instalada acumulada de energía eólica en la UE aumentó en un promedio de 32% por año. El desarrollo de los recursos eólicos marinos es una prioridad particular de la Comunidad.

Aproximadamente el 2% de la energía del sol se convierte en energía cinética de los vientos de la atmósfera, el 35% de esta energía se disipa en la capa de la atmósfera sólo una milla por encima del suelo. También se estima que por su aleatoriedad y dispersión puede ser utilizada sólo una treceava parte, suficiente para abastecer 10 veces el actual consumo de energía primaria en todo el mundo. De ahí su enorme potencial e interés.
Hoy en día la forma habitual de aprovechar el viento es a través de la utilización de eje horizontal, las turbinas de viento, por lo general con tres palas. El movimiento de la máquina se encarga de transformar la energía contenida en el viento en electricidad, que se lleva a cabo a través de la red eléctrica para abastecer los distintos puntos de consumo. Un grupo de turbinas de viento se denomina un parque eólico.

Hay, por supuesto, otras turbinas de viento: eje vertical, con dos cuchillas, etc, con tamaños muy diferentes: desde pequeñas turbinas de viento de menos de un metro de diámetro y menos de 1 kilovatio de energía a máquinas de gran tamaño de más de 100 m de diámetro y más de 5.000 kW nominales, también hay parques eólicos ubicados en el interior, cerca de la orilla o en el mar.

Se utilizan para generar electricidad en gran escala o en viviendas aisladas, para el bombeo de agua o, en el futuro cercano, para generar hidrógeno y desalar el agua de mar, etc.

 

Molinos eólicos

Al margen de grandes instalaciones, existen empresas que comercializan aerogeneradores "domésticos", que como sistemas de apoyo a otras instalaciones, por ejemplo solar fotovoltaica, están resultando efectivos en zonas rurales aisladas de la red.

 


ENERGÍA BIOMASA

Es el conjunto de la materia orgánica de origen vegetal o animal como resultado de la transformación natural o artificial. La biomasa se deriva de los diferentes tipos de materia orgánica: cultivos energéticos (semillas oleaginosas, plantas que contienen azúcar), la silvicultura, los residuos agrícolas o urbanos, incluida la madera y los residuos domésticos. La biomasa puede utilizarse para la calefacción y producción de electricidad, así como los biocarburantes para el transporte. La biomasa puede ser sólida (plantas, madera, paja y otras plantas), gas (a partir de residuos orgánicos, residuos de vertederos) o líquida (derivados de cultivos como el trigo, la colza, la soja, o de materiales lignocelulósicos).
El uso de la biomasa puede reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. El dióxido de carbono que emite cuando se quema se ve contrarrestado por la cantidad absorbida cuando se cultiva la planta en cuestión. Sin embargo, el ahorro neto de gases de efecto invernadero también depende del cultivo y la producción de combustible de los procesos utilizados.

 




Tipos de Biomasa
Biomasa del Olivar
Caldera Biomasa Municipios

RESIDUOS:

Es el caso de residuos sólidos urbanos (RSU), la madera, residuos de madera y otros residuos sólidos, la producción se deriva del calor producido después de la combustión y se corresponde con el contenido de calor (PCI) del combustible. En el caso de la digestión anaeróbica de los residuos húmedos, la producción es el contenido de calor del biogás producido, al igual que en el caso de los biocombustibles.

BIOCARBURANTES:

El consumo de energía en el sector del transporte depende casi exclusivamente de la importación de combustibles fósiles - petróleo. El sector se prevé que crezca más rápidamente que cualquier otro hasta el año 2020 y más allá. El sector es crucial para el funcionamiento de la economía en su conjunto. La importancia y la vulnerabilidad del sector del transporte exigen que se tomen medidas rápidamente para reducir su mala contribución a la sostenibilidad, así como reducir la inseguridad del abastecimiento energético de Europa.

Se conocen como biocarburantes a todos los combustibles líquidos conseguidos a partir de diversas transformaciones de la materia vegetal o animal. Pueden ser utilizados en motores de vehículos, en sustitución de los convencionales derivados de combustibles fósiles. Bajo esta denominación, sin embargo, hay dos líneas de productos totalmente diferentes, el bioetanol y el biodiésel.

El bioetanol se obtiene a partir de cultivos tradicionales como el trigo, el maíz o la remolacha, a través de procesos de adaptación de la materia prima, fermentación y destilación. Sus aplicaciones se dirigen a la mezcla con gasolina o con la producción de ETBE, un aditivo oxigenado de la gasolina sin plomo.

La producción de biodiesel se hace a través de operaciones de transesterificación y refino de aceites vegetales, ya sea puro (de girasol u otros) o usado. El producto así obtenido se utiliza en los motores diesel como sustituto del gasóleo.

 

La biomasa proveniente del sector oleícola andaluz, tanto la que procede de la poda del olivar como la generada por el sector oleícola (las almazaras y las extractoras de orujo de dos fases y orujillo respectivamente), se presentan como la principal baza de nuestra región en biomasa. En este sentido, durante 1999 se comenzaron las fases de análisis y ejecución de diversos proyectos de generación de electricidad con orujillo.

 


ENERGÍA GEOTERMIA

La energía geotérmica ha sido utilizada durante siglos para bañarse y para calentar agua. Se extrae de calor natural de la tierra en seco, del vapor o en forma líquida y puede ser utilizado para generar electricidad y calor.

Los recursos geotérmicos profundos incluyen: los hidrotermales (agua caliente y/o vapor atrapado en la roca fracturada o porosa), los geo-presionados (acuíferos de agua caliente a alta presión), y los sistemas geotérmicos mejorados (formaciones geológicas de piedra seca, pero anormalmente caliente).

En Europa, la 'bomba de calor’ es la forma más prometedora de la utilización de la energía geotérmica. Esta consiste en extraer el calor del subsuelo y transferirlo al agua o al aire que se utiliza para suministrar calor para la calefacción. Incluso a poca profundidad de 50-100m, el calor de la Tierra puede ser extraído por las bombas de calor y ser utilizado directamente en la calefacción doméstica. El calor también puede ser devuelto a la tierra para el almacenamiento como una forma de "aire acondicionado" en casas y edificios.
Teniendo en cuenta toda la superficie de la Tierra, la energía geotérmica total que nos llega es de 4,2 x 1012 J. Se trata de una inmensa cantidad de energía, pero sólo una fracción de la misma puede ser utilizada por la humanidad.

Por lo tanto los recursos geotérmicos pueden ser explotados por los hombres en condiciones técnicas y económicas. Se clasifican de acuerdo a la temperatura del fluido geotermal que determinará sus usos y aplicaciones (de baja, media o alta temperatura o entalpía, según la fuente literaria). La energía geotérmica es una forma de uso de la energía sostenible, con perspectiva de futuro, tanto desde el punto de vista del suministro de energía de alta seguridad, y desde el punto de vista de energía alternativa eficaz frente a los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración.

Contando con las primeras indicaciones hechas por el Instituto Geológico Minero Español en sus diferentes estudios, desde hace años queda claro que la provincia de Granada tiene un potencial interesante de desarrollo de este tipo de energía con recursos de hasta media temperatura.

En su empeño por promover en la provincia de Granada un desarrollo energético más sostenible, la Diputación de Granada cuenta desde el año 2001 con la Agencia Provincial de la Energía de Granada como ente “instrumento” para la gestión de todas sus actuaciones relacionadas con un uso energético más razonable y una promoción de los recursos autóctonos existentes en la región.

Por todo ello, a través de la Agencia Provincial de la Energía de Granada se han llevado varias actuaciones encaminadas a clarificar y cuantificar los potenciales de aprovechamiento de energía Geotérmica existentes, así como a promover el uso de este tipo de recurso endógeno. Siendo uno de los objetivos principales el fomento de una nueva actividad económica que genere empleo local.

Todas las iniciativas se han desarrollado dentro de un programa integrado para la promoción de la energía Geotérmica, GeoGra que incluye varias actuaciones de estudio del estado del sector y estudio de potenciales, además de varias actuaciones de promoción y difusión a la ciudadanía y a los municipios.

Por último cabe señalar que en la actual etapa ambas instituciones han pasado ya a proponer la instalación de equipamientos de baja temperatura en los municipios de la provincia aprovechando el programa GEOTCASA del IDAE, y que ha mantenido varias reuniones con empresas del sector para ver la viabilidad de plantear aprovechamientos de media temperatura en la zona.

*Fuente: Proyecto PLASER Diputación de Granada y la Agencia Provincial de la Energía de Granada.

 


ENERGÍA MINIHIDRAULICA

Una central hidráulica está constituida por todos los elementos necesarios para transformar la energía de un curso de agua - debido a la diferencia de nivel entre dos puntos - en energía útil para el hombre (normalmente electricidad, a las que se llama hidroeléctricas).

La Mini-hidráulica es aquella planta hidráulica con una potencia no superior a 10 MW. Según el sitio de la instalación, se puede clasificar principalmente en tres grandes grupos:

  • Fluyente (en el curso de un río directamente)
  • de Presa (en este caso se canaliza y deriva parte del flujo del río para aprovechar mejor el salto producido en una presa)
  • De bombeo, almacenamiento de bombeo (son del mismo tipo que las de presa, pero tienen la capacidad de almacenar agua en la parte baja de la central y recuperar parte de esta agua en momentos donde sobra electricidad en la red mediante el bombeo de la misma a la parte alta de la central)

 

Embalse hidroeléctrico

En Andalucía la producción eléctrica bruta con energía hidráulica durante 1999 fue de 1.100 GWh, globalmente esta producción supone algo menos de 900 horas anuales equivalentes. De la potencia instalada en energía hidráulica, cabe destacar la correspondiente a las centrales de bombeo (570 MW), las cuales representan el 50,3% del total.

 

Por provincias y sin contar las centrales de bombeo, destaca Jaén, con el 34,7% del total. A continuación se sitúa Málaga y Granada, con el 21,6% y el 16,6% respectivamente.

En energía minihidráulica, la potencia eléctrica instalada en el período 1995-2000 ha sido de 42 MW. Teniendo en cuenta que toda esta potencia corresponde a instalaciones de menos de 10 MW, el incremento de la potencia instalada en este tipo de centrales ha sido del 26,2%. Este valor se ha conseguido incluso, con el período de sequía que padeció Andalucía entre los años considerados.


OTRAS FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLE

Existen otras energías renovables actualmente en investigación, en fases iniciales de experimentación, o de implantación, como puede ser la del gradiente térmico de los oceanos, la de las mareas u otras como la maremotriz.
La energía Maremotriz está contenida en las Mareas, en las Olas, en los Gradientes de Temperatura de los Océanos, en la unión de ríos y mares (Osmótica), y en las Corrientes Marinas. Esta energía se viene utilizando ya desde hace siglos en diferentes modos, pero dado el inmenso potencial de energía contenido en estos recursos se están investigando actualmente nuevas formas de aprovechamiento que sean más rentables en el mundo actual.

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