ENERGIAS ALTERNATIVAS, RENOVABLES O INAGOTABLES
Las fuentes de energía renovables pueden ser restituidas en un corto período de tiempo. Las cinco fuentes renovables que se usan con más frecuencia son la energía hidráulica (agua), la solar, la eólica, la geotérmica y la biomasa.
Son fuentes de obtención de energías sin destrucción del medio ambiente, renovables, que han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las últimas décadas. Algunas de ellas son: Eólica: producida por el movimiento del viento. Solar: utiliza la radiación solar. Geotérmica: Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo. Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos. Entre otras como la hidráulica, maramotriz, nuclear.
Energía Eólica
Es simple aire en movimiento. Es causada por la calefacción desigual de la superficie de la tierra por el sol. Dado que la superficie de la tierra esta hecha de muy diferentes tipos de tierra y agua, absorbe el calor del sol en los diferentes tipos.
Durante el día, el aire sobre la tierra se calienta más rápidamente que el aire sobre el agua. El aire caliente se expande sobre la tierra y se levanta, y los más pesada, se mueven a diferentes zonas ocasionando la creación de los vientos. Por la noche, los vientos se invierten, porque el aire se enfría más rápidamente sobre la tierra que por el agua.
Hoy en día, la energía eólica se utiliza principalmente para generar electricidad. Se identifica como fuente de energía renovable porque el viento puede soplar mientras el sol brilla.
La energía producida por el viento, ha sido siempre utilizada por el hombre en forma secundaria, para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular y el sistema de almacenaje en baterías ha sido desarrollado, pero necesita mayor desarrollo.
El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol, el 0.7 % de esta relación es transmitida en energía cinética de los vientos. Hoy en día la energía eólica evita la introducción en la atmósfera de más de 3 millones de tonelada de C02, cada año y otros contaminantes.
Como funciona la maquina de energía eólica
Al igual que los molinos de viento pasados de moda, hoy en día se utiliza de maquinas de viento tipo palas para recoger la energía cinética del viento. Las corrientes de viento durante los airfoil forman de las hojas causando ascensor, como el efecto sobre las alas de aviones, causando a su vez. Las hojas están conectadas a una unidad que hace de eje de un generador eléctrico para producir electricidad.
Con las nuevas maquinas de viento, todavía existe un problema, ¿que hacer cuando no hay viento que sople? En aquellos tiempos, otros tipos de plantas de energía deben ser utilizadas para tomar la electricidad.
Plantas de energía eólica
Algunas veces llamadas granjas de vientos son agrupaciones de maquinas de viento para producir electricidad. Un parque de viento por lo general tiene decenas de maquinas de viento dispersas en una zona muy amplia. Uno de los parques eólicos más grandes del mundo es el Horse Hollow Wind Energy Center, en Texas, tiene 421 aerogeneradores que generar suficiente electricidad como para 230.000 hogares por año.
Por regla general, la velocidad del viento aumenta con la altura y más si son zonas abiertas sin paravientos. Buenos sitios para plantas de viento son cumbres son lisas, redondeadas colinas, playas abiertas o llanuras, montañas y lagunas que producen viento.
Produccion de energía eólica
Los Estados Unidos ocupa el tercer lugar en el mundo en capacidad de energía eólica, detrás de Alemania y España, y antes de la India. Dinamarca ocupa el puesto cinco en el mundo en capacidad de energía eólica, pero genera el 20 por ciento de su electricidad aprovechando la energía del viento. La mayoría de las plantas de energía eólica en el mundo se encuentran en Europa y en los Estados Unidos, donde los programas de gobierno han ayudado a apoyar el desarrollo de la energía eólica.
Por ejemplo en 2005 las maquinas de viento en los Estados Unidos genero un total de 17,8 millones de kWh (Kilovatios hora) de electricidad al año, suficiente para servir a más de 1,6 millones de hogares. Esto es suficiente electricidad como para una ciudad del tamaño de Chicago, pero es solo una pequeña fracción del total nacional para la producción de electricidad, que es alrededor de 0,4 por ciento.
Para la generación de electricidad a partir del viendo tienen instalados maquinas en 25 estados del país (EEUU), y los estados con mayor producción son California, Texas, Iowa, Minnesota, y Oklahoma.
Hoy nadie se atreve a dudar que la cinética de los vientos sea una fuente de energía plenamente competitiva frente a las energías convencionales, como se ha demostrado con parques eólicos como los de California y Dinamarca, con potencias de 1,500 MW y 30 MW respectivamente, que hayan sido posibles gracias a la iniciativa privada y el aporte gubernamental.
El viento y el medio ambiente
En el década de 1970, la escasez de petróleo impulso el desarrollo de fuentes alternativas de energía. En el década de 1990, el impulso provino de una renovada preocupación por el medio ambiente en respuesta a los estudios científicos que indicaban posibles cambios en el clima mundial, si el uso de los combustibles fósiles sigue aumentando. La energía eólica ofrece una solución viable, alternativa y económica para las plantas de energía convencionales en muchas zonas del mundo. El viento es un combustible limpio; los parques eólicos no producen ninguna contaminación al aire o el agua, ya que no se quema combustible.
El inconveniente que se suscita con las máquinas de viento puede ser su efecto negativo sobre las poblaciones de aves silvestres y el impacto visual sobre el paisaje y sobre el terreno.
Energía solar
El sol ha producido la energía de miles de millones de años. La energía solar es la radiación solar que llega a la tierra.
La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse por su capacidad para calentar o directamente a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es superior a los 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiación
La energía solar puede convertirse, directa o indirectamente, en otras formas de energía, como el calor y la electricidad. Los principales inconvenientes (problemas o cuestiones de superar), de la energía solar son: (1) la variable de forma intermitente y en la que llega a la superficie de la tierra y, (2) la gran superficie necesaria para la instalación de los paneles solares.
La energía solar se utiliza para la calefacción de agua para uso doméstico, calefacción de en edificios, el secado de productos agrícolas, y la generación de energía eléctrica.
En los años 1830, el astrónomo británico John Herschel utilizo una caja de colectores solares para cocinar los alimentos durante una expedición a África. Ahora, la gente está tratando de utilizar la energía del Sol para muchas cosas.
La electricidad puede ser producida directamente a partir de la energía solar fotovoltaica utilizando dispositivos o indirectamente de los generadores de vapor utilizando colectores térmicos solares para calentar un fluido de trabajo.
En cuanto a producción de energía solar los Estados Unidos es el país que mas la produce. De los 14 conocidos solares unidades de generación de energía eléctrica que operan en los EE.UU a finales de 2004, 10 de ellas se encuentran en California, y 4 en Arizona.
Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad. El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.
Energía solar Fotovoltaica
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.
La energía fotovoltaica es la conversión de la luz solar en electricidad a través de una instalación fotovoltaica (PV) de células, lo que se llama una celda solar.
La luz solar se compone de fotones, o partículas de la energía solar. Estos fotones contienen diferentes cantidades de energía correspondientes a las diferentes longitudes de onda del espectro solar. Los fotones absorbidos proporcionar energía para generar electricidad. Cuando suficiente luz solar (la energía) es absorbido por el material (un semiconductor), los electrones son despedidos de los átomos del material.
Cuando los electrones salen de su posición, se forman los agujeros. Muchos electrones salen cada uno con una carga negativa, viajen hacia la parte frontal de superficie de la célula, el desequilibrio resultante entre el cargo de la celda de la delantera y trasera superficie crea un potencial de tensión como el negativo y los terminales positivo de una batería. Cuando las dos superficies están conectadas a través de una carga externa, fluye la corriente eléctrica.
El rendimiento de una matriz fotovoltaica depende de la luz solar. Las condiciones climáticas (por ejemplo, nubes, niebla, lluvia) tiene un efecto significativo en la cantidad de energía solar recibida por un campo fotovoltaico y, a su vez, su desempeño. La mayoría de la tecnología actual son unos módulos fotovoltaicos 10 por ciento de eficiencia en la conversión de la luz solar con nuevas investigaciones que se realizan para elevar esta a 20 por ciento de su eficiencia.
Energía solar Térmica
La moderna industria de energía solar se inició con el embargo de petróleo de 1973-1974 y se reforzó con la segunda embargo en 1979. El crecimiento de la industria de energía solar durante este período de escasez de combustible y los altos precios (1974-1984).
Las principales aplicaciones de la energía solar térmica en la actualidad son la calefacción en piscinas, calefacción de agua para uso doméstico, y calefacción de los edificios. A estos efectos, la práctica general es la de usar placa plana colectores de energía solar con una determinada orientación
En caso de que la calefacción es la principal consideración, con la más alta eficiencia de una instalación de colectores de placa plana se obtiene si se inclina a unas laderas sur y en un Ángulo al horizonte igual a la latitud, más de 15 grados.
Los colectores solares se dividen en dos categorías generales: no concentración y la concentración.
Hay muchos colector de placa plana, pero en general todos los diseños consisten de (1) un piso de la placa de absorción, que intercepta y absorbe la energía solar, (2) un sistema transparente cubierta (s) que permite que la energía solar al pasar a través del panel reduce la perdida de calor del absolvedor, (3) al calor de transporte de fluidos (aire o agua) que fluye a través de los tubos para eliminar el calor del absolvedor, y (4) un contador de energía térmica aislante respaldo.
Existen tres tipos de formas de generar energía térmica:
A través de la Parabólica: se utiliza en la instalación de energía solar más grande del mundo ubicado en el desierto de Mojave en Kramer Junction, California. Este mecanismo ha funcionado desde el 1980 y constituyen la mayoría de la electricidad solar producida por el sector de la energía eléctrica en 2004.
A través de colectores parabólicos tiene una parabólica lineal en forma de reflector, que concentra la radiación solar en un receptor situado en la lineal en el centro de la parábola. El colector de las envía el sol a lo largo de un eje de este a oeste durante el día para garantizar que el sol este continuamente centrado en el receptor. Debido a su forma parabólica, una depresión puede centrarse el sol en 30 a 100 veces su intensidad normal en un receptor situado a lo largo de la tubería de coordinación a través de la línea, la consecución y mantiene la temperatura a más de 400 grados Celsius.
Panel Solar: Puesto que una sola célula fotovoltaica tiene un voltaje de trabajo cercano a 0.5 V, estas generalmente se conectan juntas en serie (positivo con negativo) para proporcionar voltajes más grandes. Los paneles se fabrican en una amplia gama de los tamaños para diversos propósitos que generalmente caen en una de tres categorías básicas:
- Paneles de bajo voltaje / baja potencia son confeccionados conectando entre 3 y 12 segmentos pequeños de silicio amorfo fotovoltaico con un área total de algunos centímetros cuadrados para obtener voltajes entre 1.5 y 6 V y potencias de algunos milivatios. Aunque cada uno de estos paneles es muy pequeño, la producción total es grande. Se utilizan principalmente en relojes, calculadoras, cámaras fotográficas y dispositivos para detectar la intensidad de luz, tales como luces que se encienden automáticamente al caer la noche.
- Paneles pequeños de 1 - 10 vatios y 3 - 12 V, con áreas de 100cm2 a 1000cm2 son hechos ya sea cortando en pedazos celdas mono o policristalinas de 100cm2 y ensamblándolas en serie, o usando paneles amorfos de silicio. Los usos principales son en radios, juguetes, bombeadores pequeños, cercas eléctricas y cargadores de baterías.
- Los paneles grandes, de 10 a 60 vatios, y habitualmente 6 o 12 voltios, con áreas de 1000cm2 a 5000cm2 son generalmente construidos conectando de 10 a 36 celdas del mismo tamaño en serie. Se utilizan individualmente para bombeadores pequeños y energía de casas rodantes (luces y refrigeración) o en conjuntos para proporcionar energía a casas, comunicaciones, bombeadores grandes y fuentes de energía en área remotas.
Rendimiento
Cada sistema tiene diferentes rendimientos. Los típicos de una célula fotovoltaica (aislada) de silicio policristalino oscilan alrededor del 10%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15%. Los más altos se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que puede alcanzar el 70% de transferencia de energía solar a térmica).
También la energía solar termoeléctrica de baja temperatura, con el sistema de nuevo desarrollo, ronda el 50% en sus primeras versiones. Tiene la ventaja que puede funcionar 24 horas al día a base de agua caliente almacenada durante las horas de sol.
A continuación el sistema de discos Stirling (30-40%). Como ventaja añadida, el calor residual puede ser reaprovechado por cogeneración.
Los paneles solares fotovoltaicos tienen un rendimiento bastante bajo (en torno a un 18 %) y no producen calor que se pueda reaprovechar. Sin embargo, son muy apropiados para instalaciones sencillas en azoteas y de autoabastecimiento aunque su precio es muy alto.
También se estudia obtener energía de la fotosíntesis de algas y plantas, con un rendimiento del 3%.
Distribución
La distribución de la radiación solar registra grandes variaciones geográficas, pues va desde dos kWh por m2 y día en el norte de Europa a 8 kWh por m2 en el desierto del Sahara. Igualmente importantes son las variaciones diarias y estacionales de la radiación solar, y sus dos componentes, la radiación directa y la difusa. La radiación directa es la recibida del sol cuando el cielo está despejado, y la difusa la que resulta de reflejarse en la atmósfera y las nubes. Algunos equipos utilizan ambas, y otros sólo la directa, como es el caso de las centrales de torre.
Usos
El tejado fotovoltaico actualmente está liderando el desarrollo del mercado en Japón, Europa y los EE.UU. Japón tiene actualmente un programa que apunta a construir 70.000 hogares solares, con el cual para el año 2010 esperan alcanzar unos 4.820 MW producidos por sistemas fotovoltaicos. En Europa, varios países están apoyando la construcción de hogares solares, con el Parlamento Europeo proponiendo un esquema 1.000MW. En los EE.UU., presidente Clinton anunció un programa de techos solares, que apunta instalar paneles solares en un millón azoteas en América antes de 2010.
En Australia y los E.E.U.U., la aparición de los esquemas de energía verde, que permiten que los clientes elijan opciones de energía renovable, ha agregado considerable impulso al crecimiento de la industria. Las granjas solares conectadas a la red se han construido en Australia, Japón, los E.E.U.U. y Grecia.
Sistema de iluminación:
A menudo se requiere iluminación en lugares remotos donde el costo de emplear energía de la red es demasiado alto. Tales aplicaciones incluyen la iluminación de seguridad, ayudas a la navegación (ej. boyas y faros), señales iluminadas en los caminos, señales en cruces ferroviarios y la iluminación de aldeas. Las células solares pueden satisfacer tales usos, aunque siempre se requerirá de una batería de almacenaje. Estos sistemas generalmente consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia. Estos sistemas son muy populares en áreas remotas, especialmente en países en vías de desarrollo y es uno de los usos principales de células solares.
Calentamiento de agua para uso sanitario:
Existen más de 10.000 bombas de agua accionadas por energía solar en el mundo. Son utilizadas extensamente en granjas para proveer el agua al ganado. En países en vías de desarrollo se las utiliza extensivamente para bombear agua de pozos y de ríos a las aldeas para consumo doméstico y la irrigación de cultivos. Un típico sistema de bombeo accionado por energía fotovoltaica consiste en un conjunto de paneles fotovoltaicos que accionan un motor eléctrico, el que impulsa la bomba. El agua se bombea de la tierra o afluente a un tanque de almacenaje que proporciona una alimentación por gravedad. No es necesario un almacenaje de energía en estos sistemas. Los sistemas de bombeo accionados por energía solar se encuentran disponibles en proveedores de equipo agrícola y son una alternativa rentable a los molinos de viento agrícolas para el abastecimiento de agua en áreas alejadas.
De este modo la energía solar, puede ser utilizada para:
- generación de energía eléctrica.
- Calefacción de vivienda y edificio público.
- Actividades agrícolas, centrales de secado de productos mediante el calentamiento del aire.
- Calefacción de ambiente destinados a la cría de animales.
- Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solares.
Otros usos de celdas solares:
Se puede utilizar celdas fotovoltaicas en una gran variedad de aplicaciones incluyendo:
- Productos de consumo tales como relojes, juguetes y calculadoras
- Sistemas de energía de emergencia
- Refrigeradores para almacenaje de vacunas y sangre en áreas remotas
- Sistemas de la aireación para estanques
- Fuentes de alimentación para satélites y los vehículos espaciales
- Fuentes de alimentación portátiles para camping y pescar
Ventajas
- No consumen combustibles.
- No tienen partes de movimiento.
- Son módulos, lo quo permite aumentar la potencia instalada, sin interrumpir el funcionamiento de los generadores.
- La vida útil. es superior a 2 años.
- Resisten condiciones externas con vientos, granizos, temperaturas y humedad.
- Son totalmente silenciosos.
- No contaminan el medio ambiente.
Energía Solar y el medio ambiente
Los únicos impactos negativos se podrían dar en el caso hipotético de grandes centrales solares en el espacio, y en menor medida en las centrales de torre central, debido al empleo en éstas de sustancias potencialmente contaminantes, utilizadas para la acumulación y transmisión del calor. Otro posible efecto es el uso del territorio, debido a las grandes superficies requeridas.
Energía de la Biomasa
La biomasa es la materia orgánica hecha de plantas y animales. La biomasa contiene energía almacenada del sol. Las plantas absorben la energía del Sol en un proceso llamado fotosíntesis. La energía química en las plantas que pasa a los animales y las personas que comen de ellos. La biomasa es una fuente de energía renovable, ya que siempre pueden crecer más árboles y cultivos, además que los residuos siempre existirán. Algunos ejemplos de los combustibles de biomasa son la madera, los cultivos, estiércol, y algunos de basura.
La quema de biomasa no es la única manera de liberar su energía. La biomasa puede ser convertido a otras formas de energía utilizable como gas metano o el transporte de combustibles como el etanol y el biodiesel. El gas metano es el principal ingrediente del gas natural. La basura podrida, y los residuos agrícolas y humanos, la liberación de gas metano - también llamado "gas de vertedero" o "biogás." Cultivos como el maíz y la caña de azúcar puede ser fermentado para producir el combustible para el transporte, el etanol. El biodiesel, otra forma de combustible, puede producirse a partir de productos alimenticios como los aceites vegetales y las grasas animales.
Los combustibles de biomasa suministran cerca de 3 por ciento de la energía utilizada en los Estados Unidos. Las personas en el EE.UU. están tratando de desarrollar maneras utilizar más biomasa y menos de los combustibles fósiles. El uso de biomasa para la energía puede reducir los residuos y el apoyo productos agrícolas cultivados en los Estados Unidos. Combustibles de biomasa también tienen una serie de beneficios para el medio ambiente.
Aún hoy, para más de dos mil millones de personas de los países del Sur, la principal fuente energética es la leña, afectada por una auténtica crisis energética, a causa de la deforestación y del rápido crecimiento demográfico. La biomasa, y fundamentalmente la leña, suministra un 14% del consumo mundial, cifra que en los países del Sur se eleva al 35% globalmente, aunque en Tanzania llega al 90% y en India supera el 50%; en el país más rico, Estados Unidos, representa el 4% del consumo global, porcentaje superior al de la energía nuclear, en la Unión Europea el 3,7% y en España el 3%.
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.
Los empleos actuales son la combustión directa de la leña y los residuos agrícolas y la producción de alcohol como combustible para los automóviles en Brasil. Los recursos potenciales son ingentes, superando los 120.000 millones de toneladas anuales, recursos que en sus dos terceras partes corresponden a la producción de los bosques.
La Madera
Sobre 81 por ciento de la madera y residuos de madera combustible utilizado en los Estados Unidos es consumido por la industria y las empresas comerciales. El resto, principalmente de madera, se utiliza en los hogares para la calefacción y para cocinar.
Muchas plantas de fabricación de madera en la industria de productos de papel y la utilización de residuos de madera para producir su propia electricidad y vapor. Esto ahorra dinero, porque estas empresas no tienen que disponer de sus productos de desecho y que no tienen que comprar la mayor cantidad de electricidad.
Gas de vertedero y Biogás
Otra fuente de la biomasa es nuestra basura, también llamados residuos sólidos urbanos (RSU). Los productos de origen animal o vegetal son biomasa. Hierba cortada, hojas y son ejemplos de la biomasa basura. Los materiales de que están hechos de vidrio, plástico, metales y de la biomasa no son, porque están hechas de materiales no renovables. En los residuos a las plantas de energía, la basura se quema para producir el vapor que se puede utilizar tanto para calentar los edificios o para generar electricidad.
En los vertederos, de la biomasa y pudre las emisiones de gas metano, también llamado biogás o gas de vertedero. Algunos vertederos tienen un sistema que recoge el gas metano a fin de que pueda ser utilizado como fuente de combustible. Algunos productores lecheros recoger biogás de los tanques llamados "digestores" en el que poner todos de la inmundicia y el estiércol de sus graneros.
Etanol y Biodiesel
Los biocombustibles son combustibles para el transporte (vehículos) como el etanol y el biodiesel que se hacen a partir de la materia inorgánica. Estos combustibles son generalmente mezclados con combustibles derivados del petróleo, la gasolina y del gasóleo, pero también pueden ser utilizados por su propia cuenta.
El etanol: Es un alcohol combustible a partir de los azúcares se encuentran en los cereales, como el maíz, sorgo y trigo, así como las pieles de patata, arroz, caña de azúcar, remolacha azucarera, y el patio de los recortes. Los científicos están trabajando en la forma más barata de hacer uso de etanol por todas las partes de las plantas y los árboles. La mayor parte del etanol utilizado en los Estados Unidos hoy es destilado de maíz. Sobre 99 por ciento del etanol producido en los Estados Unidos se utiliza para hacer "E10" o "gasohol" una mezcla de 10% etanol y 90% gasolina.
Biodiesel: El biodiesel, un combustible renovable, es seguro, biodegradables, y reduce las emisiones de la mayoría de los contaminantes del aire.
Biomasa y el medioambiente
¿Es la biomasa una energía alternativa? A lo largo y ancho del planeta el consumo de leña está ocasionando una deforestación galopante. En el caso del Brasil se ha criticado el empleo de gran cantidad de tierras fértiles para producir alcohol que sustituya a la gasolina en los automóviles, cuando la mitad de la población de aquel país está subalimentada. Por otra parte, la combustión de la biomasa es contaminante. En el caso de la incineración de basuras, la combustión emite contaminantes, algunos de ellos cancerígenos y disruptores hormonales, como las dioxinas. También es muy discutible el uso de tierras fértiles para producir energía en vez de alimentos, tal y como se está haciendo en Brasil, o el empleo de leña sin proceder a reforestar las superficies taladas.
La biomasa puede contaminar el aire cuando se quema, aunque no tanto como los combustibles fósiles. Quema de combustibles de biomasa no produce contaminantes como el azufre, que pueden causar la lluvia ácida. Cuando se quema, la biomasa significa la liberación de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. Pero cuando la biomasa se cultiva, una cantidad casi equivalente de dióxido de carbono es capturado a través de la fotosíntesis.
Energía Hidroeléctrica
El agua es actualmente la principal fuente de energía renovable utilizada por centrales eléctricas para generar energía eléctrica. La generación de electricidad utilizando el agua tiene varias ventajas. La principal ventaja es que el agua es una fuente de energía barata. Además, ya que no existe la quema de combustible, hay poca contaminación atmosférica en comparación con las plantas de combustibles fósiles y la contaminación térmica limitada en comparación con las plantas nucleares. Al igual que otras fuentes de energía, el uso de agua para generación tiene limitaciones, incluidos los efectos ambientales causados por diques los ríos y arroyos, lo que afecta el hábitat de la planta local, los peces, los animales y la vida.
Como funciona la energía hidroeléctrica
Energía mecánica se obtiene mediante la orientación, el aprovechamiento o la canalización de agua en movimiento La cantidad de energía disponible en el agua en movimiento está determinada por su flujo o caída. Rápidamente en el agua que fluye a orillas de un rio.
La energía hidroeléctrica se genera haciendo pasar una corriente de agua a través de una turbina. La electricidad generada por una caída de agua depende de la cantidad y de la velocidad del agua que pasa a través de la turbina, cuya eficiencia puede llegar al 90%.
Potencial
El potencial eléctrico aún sin aprovechar es enorme. Apenas se utiliza el 17% del potencial a nivel mundial, con una gran disparidad según los países. Europa ya utiliza el 60% de su potencial técnicamente aprovechable. Los países del tercer mundo solamente utilizan del 8% de su potencial hidráulico.
La energía hidroeléctrica y el medio ambiente
Algunos consideran que la energía hidroeléctrica como el combustible ideal para la generación de electricidad, ya que a diferencia de los combustibles no renovables utilizadas para generar electricidad, es al aire libre y no produce desecho, y la energía hidroeléctrica no contamina el agua y el aire. Sin embargo, es criticada por los cambios al medio ambiente que afectan a los hábitats naturales.
El aprovechamiento eléctrico del agua no produce un consumo físico de ésta, pero puede entrar en contradicción con otros usos agrícolas o de abastecimiento urbano, y sobre todo, las grandes centrales tienen un gran impacto ambiental. Las centrales hidroeléctricas en sí mismas no son contaminantes; sin embargo, su construcción produce numerosas alteraciones del territorio y de la fauna y flora: dificulta la migración de peces, la navegación fluvial y el transporte de elementos nutritivos aguas abajo, provoca una disminución del caudal del río, modifica el nivel de las capas freáticas, la composición del agua embalsada y el microclima, y origina el sumergimiento de tierras cultivables y el desplazamiento forzado de los habitantes de las zonas anegadas. En la mayoría de los casos es la forma más barata de producir electricidad, aunque los costes ambientales no han sido seriamente considerados.
Fuente: http://www.foronuclear.org
Energía maremotriz
La energía maremotriz es la energía potencial o cinética que contienen los océanos. Está energía se está desarrollando y se piensa podría ser una energía que sustituiría a los combustibles fósiles, porque esta energía es renovable y tres cuartas partes del planeta son océanos, así que casi todo país puede emplearla. Está energía la producen en conjunto el Sol y la Luna, que hacen:
- Las olas
- Las mareas
- Las corrientes marinas
La energía de una central maremotriz convencional se toma de las diferentes alturas que puede tener la marea en el día, reteniéndola y haciendo mover una turbina. La energía maremotérmica consiste en usar la diferencia de temperatura entre la superficie y las profundidades oceánicas. Esa diferencia de temperatura hace que se genere una corriente de convección. Las corrientes de convección son el fenómeno físico que se produce en un fluido cuando una parte de éste está más caliente (y por tanto es menos densa) que otra que se sitúa por encima de la primera. Esto hace que intercambien sus posiciones, y por tanto se muevan y generen una corriente.
Estas corrientes pueden hacer a una turbina moverse para generar energía eléctrica. También se pueden aprovechar las olas y corrientes marítimas. Se puede poner turbinas submarinas sujetas al fondo oceánico ó marino similar a los aerogeneradores formando enormes parques de generadores submarinos en aquellos lugares con corrientes submarinas más continuas y fuertes. Esta tecnología se está desarrollando, Francia ya está pensando en hacer su segunda central maremotriz. Aunque, no contaminen la atmósfera estas pueden influir en la biodiversidad y en la salinidad del agua.
Energía Geotérmica
La energía geotérmica es considerada como un tipo de energía no convencional, sino como un factor importante para el desarrollo energético futuro, ya sea a mediado a largo plazo.
Podemos utilizar el vapor y agua caliente producida en el interior de la tierra para calentar los edificios o generar electricidad. La energía geotérmica es una fuente de energía renovable debido a que el agua se repone por las lluvias y el calor es continuamente producido en el interior de la tierra. La energía geotérmica se genera en el núcleo de la tierra, alrededor de 4000 millas debajo de la superficie. Temperaturas más caliente que la superficie del sol se producen continuamente en el interior de la tierra, por el lento decaimiento de las partículas radiactivas, un proceso que ocurre en todas las rocas.
Donde se encuentran la energía geotérmica
La mayoría de los reservorios geotérmicos son profundos bajo sin dar pistas que muestran por encima del suelo. La más activa de los recursos geotérmicos se encuentra generalmente a lo largo de los principales límites de las placas, donde los terremotos y volcanes se concentran. La mayor parte de la actividad geotérmica en el mundo se produce en un Área conocida como el Anillo de Fuego. Esta zona de los bordes del Océano Pacífico.
Los flujos y gradientes térmicos anómalos alcanzan valores máximos en zonas que representan en torno a la décima parte de las tierras emergidas: costa del Pacífico en América, desde Alaska hasta Chile, occidente del Pacífico, desde Nueva Zelanda a Japón, el este de África y alrededor del Mediterráneo.
El embalse Geysers vapor seco en el norte de California (EEUU) es el mayor campo de vapor seco conocido en el mundo. El campo ha producido electricidad desde 1960.
Usos de la energía geotérmica
Algunas aplicaciones de la energía geotérmica proviene de la superficie de la tierra y otros hay que perforar varios kilómetros de profundidad para aprovecharla. Los tres principales usos de la energía geotérmica son:
Uso directo y los sistemas de distribución de calefacción que utilizan el agua de los manantiales calientes o embalses cerca de la superficie.
La generación de electricidad en una planta de energía necesita agua o vapor a muy alta temperatura.
Las bombas de calor.
Potencial
El potencial geotérmico almacenado en los diez kilómetros exteriores de la corteza terrestre supera en 2.000 veces a las reservas mundiales de carbón.
La explotación comercial de la geotermia, al margen de los tradicionales usos termales, comenzó a finales del siglo XIX en Lardarello (Italia), con la producción de electricidad. Hoy son ya 22 los países que generan electricidad a partir de la geotermia, con una capacidad instalada de unos 8.000 MW, equivalente a ocho centrales nucleares de tamaño grande. Estados Unidos, Filipinas, México, Italia y Japón, en este orden, son los países con mayor producción geotérmica.
Los países con mayores recursos, en orden de importancia, son China, Estados Unidos, Canadá, Indonesia, Perú y México.
La energía geotérmica y el medio ambiente
El impacto ambiental de la energía geotérmica depende de la forma en que está se utilice. El uso directo de calefacción y sus aplicaciones no tienen efectos negativos sobre el medio ambiente.
La geotermia puede llegar a causar algún deterioro al ambiente, aunque la reinyección del agua empleada en la generación de electricidad minimiza los posibles riesgos.
Las plantas de energía geotérmica no queman combustible para generar electricidad, por lo que sus niveles de emisión son muy bajos. Ellos liberación de 1 a 3 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono de una planta de combustible fósil. Las plantas geotérmicas emiten 97 por ciento menos que causan la lluvia acida que son compuestos de azufre emitido por las plantas de combustibles fósiles. Después de que el vapor y el agua de un reservorio geotérmico se han utilizado, son reinyectados en la tierra.
Energía de Hidrógeno
La producción de hidrógeno es un proceso aún inmaduro tecnológicamente y costoso, por lo que se requerirán enormes inversiones en investigación. Cuando se llegue a producir hidrógeno comercialmente, dentro de 10 o 20 años, y a partir de factores tan abundantes como son el agua y la energía solar y eólica, los problemas energéticos y ambientales quedarán resueltos, pues el hidrógeno, a diferencia de otros combustibles, no es contaminante. El hidrógeno se produce por electrólisis, proceso que requiere grandes cantidades de electricidad, la cual puede obtenerse merced a las células fotovoltaicas y a los aerogeneradores, almacenando de esta forma la energía solar y eólica.
En cualquier caso en las próximas décadas entraremos en una economía basada en el hidrógeno como combustible secundario o vector energético; su combustión apenas contamina. La energía primaria para su obtención será la solar y la eólica, y la conversión se hará en pilas de combustible, lo que supondrá una gran revolución. Hacia el año 2020 se espera que la mayor parte de los vehículos funcionen con pilas de combustible.
Energías Renovables en Venezuela
El ministerio popular para la energía y petróleo (MENPET), en le despacho del viceministro de energía se aprobó la creación de la dirección general de energía alternativas. Esta dirección general incluye la dirección de energías renovables que, dentro de sus planes a futuro inmediato prevé contar con un marco regulatorio completo en la generación, transmisión, distribución y tarifas de energías renovables.
Para disminuir la dependencia de los hidrocarburos, desde hace años se promueve el uso de las energías alternativas para actividades básicas de nuestra sociedad. Al menos dos objetivos apoyan la promoción del uso de este tipo de energía: la necesidad de preservar las fuentes no renovables y la urgencia por proteger el ambiente.
Entre las energías alternativas a los hidrocarburos actualmente en desarrollo, se encuentran: la eólica, la cual se hará realidad con el desarrollo del parque eólico de Paraguana en el estado Falcón, para la generación de 100 MV, aprovechando el potencial del viento de la zona. Otras zonas de interés eólico son la Guajira, Sucre y Nueva Esparta; la solar: que es aprovechada a través de los sistemas fotovoltaicos que prevé electricidad a zonas remotas de nuestro país. Esta acción se embarca en el Programas sembrando luz, el cual consiste en desarrollar iniciativa para la generación y prestación del servicio eléctrico en localidades que no cuentan con el mismo.
Adicionalmente a las anteriores, la maremotriz, la geotérmica y la biomasa son otras de las fuentes alternativas que hasta ahora se ha comprobado su eficiencia para aplicaciones específicas, a pequeña y mediana escala. El uso de ellas no produce gases de efecto invernadero ni otras emisiones.
Hidroeléctrica
Venezuela cuenta con una potencia instalada nacional por el orden de los 22mil MW, 66% de este total corresponden a unidades hidroeléctricas, y 34% a unidades termoeléctricas, constituidas por plantas de vapor y gas. En Venezuela existen seis plantas hidroeléctricas las cuales son: las de mayor capacidad como el Gurí, Caruachi y Macagua (situadas en la región guayanesa), y existen 3 plantas de menor magnitud ubicadas en Barinas Mérida y Táchira.
Los tres desarrollos hidroeléctricos de Guyana satisfacen los requerimientos de energía de los grandes consumidores de esa zona y parte de los requerimientos del país, suministrados mediante un sistema de transmisión que opera a 765 KV, 400 KV y 230KV.
Biomasa-Etanol
Las primeras moléculas de etanol derivado de la caña de azúcar se obtuvieron en el 2006 en la central larense Pio Tamayo. En la que se prevén cultivar 20 millones de hectáreas de yuca para producir el alcohol, en los que se reducen un 30% de las emisiones de monóxido de carbono a la atmosfera.
El etanol, un alcohol que se agrega a la gasolina se deriva del procesamiento de cualquiera de esos tres alimentos, y Venezuela espera ser autosuficiente en su producción a partir del 2012.
En la geografía nacional se han detectado 20 millones de hectáreas para la siembra de yuca, y se espera que partir del 2008 comience a obtenerse el alcohol derivado de esa planta familia de liliáceas.
En cuanto al plan previsto con la caña de azúcar, se aspira a construir 14 centrales que deberán estar concluidas para el 2012.
Las 14 centrales azucareras se construirán en Lara, Yaracuy, Barinas, Monagas, Cojedes, Sucre, Trujillo, Zulia y Miranda. Los cultivos de yuca para la producción de etanol se harán en Monagas, Anzoátegui, Guárico, Trujillo y Cojedes.
El consumo de etanol se elevara de 4.000 a 20.000 barriles por día en siete años.
Energía Solar
Venezuela apunta al uso de energías alternativas. Instalaran en Carabobo ensambladora de panales fotovoltaicos. El plan de Fundación para el desarrollo del servicio eléctrico (FUNDELEC) incluye la instalación de mas de 100 sistemas fotovoltaicos en la región central; mas de 40 en la región occidental; ms de 40 en la deltana; 80 en la andina y mas de 30 en la región zuliana.
Por otra parte en Venezuela se esta implementando el programa sembrando luz el cual consiste en la adquisición de sistemas fotovoltaicos y su instalación en las comunidades venezolanas, donde se le dará prioridad a los poblados indígenas, fronterizos y campesinos, donde existe la organización comunitaria.
El sistema esta compuesto por un arreglo de módulos fotovoltaicos que van ha alimentar unas luminarias interiores en los lugares de uso. Dos reguladores, el inversor, un banco de 12 baterías de descarga profunda que sobresalen del equipo. Estos equipos están diseñados con 8 panales de 150 Wpe, cada uno, para un total de 1200 Wp/ 24 Vdc.
Hasta la mitad de febrero de 2007 se había instalado en las comunidades aisladas 89 sistemas fotovoltaicos. Las estructuras metálicas que forman parte de los tableros de control fueron una donación de CADAFE.
Energía eólica
Se fabricaran en el país aerogeneradores de hasta 1,5 KW con no menos de 50% de tecnología nacional, esto de acuerdo con la dirección de energías renovables del MENPET.
