Energías Renovables (VI). Energía Geotérmica.

La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, «Tierra», y thermos, «calor»; literalmente «calor de la Tierra».

La siguiente infografía nos aclara los conceptos básicos sobre la energía geotérmica.

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Energías renovables (V). Energía eólica.

La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, aquella que se obtiene de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire y así mismo las vibraciones que el aire produce.

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.

Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.

Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.

La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.

La siguiente infografía nos aclara todos estos aspectos:

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(Actualización Nov_2008)

Esta otra infografía nos ofrece otra visión:

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Energías renovables (IV). Energía del mar.

El mar ofrece diversas posibilidades de aprovechamiento energético:

• La energía maremotriz es la que se extrae de las mareas. Se trata de una fuente de energía muy difusa cuyo aprovechamiento requiere unas condiciones muy especiales.

• La energía de las olas es la obtenida a partir del movimiento del oleaje.

• La energía maremotérmica es la que aprovecha la diferencia de temperatura existente entre la superficie y las zonas más profundas del océano.

La siguiente infografía nos permite comprender el funcionamiento de alguna de estas instalaciones.

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Energías renovables (III). Energía hidráulica.

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la generación de energía eléctrica en alternadores. La siguiente infografía nos ilustra sobre su funcionamiento y tipos de centrales hidreléctricas.

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Aquí tenemos una animación que nos aclara este tema.

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Bueno, una vez conocida la técnica de producción de la energía eléctrica por medio de una central hidroelétrica me gustaría comentar algo sobre los tipos de presas que se construyen para embalsar el agua. Principalmente hay dos tipos:

• Las presas de de arco o bóveda.
• Las presas de gravedad.

Presas de arco o bóveda.

Este tipo de presa utiliza los fundamentos teóricos de la bóveda. La curvatura presenta una convexidad dirigida hacia el embalse, así la carga del agua se distribuye por toda la presa hacia los extremos; las paredes de los estrechos valles y cañones donde se suele construir este tipo de presa. En condiciones favorables, esta estructura necesita menos hormigón (por que son mucho más baratas) que la de gravedad, pero es difícil encontrar emplazamientos geográficos donde se puedan construir. A continuación podemos ver algunos ejemplos de presas de bóveda, sin duda el ejemplo más famoso del mundo es la Hoover Dam, la Presa Hoover, ubicada en los EEUU.

Otra presa:

Presas de gravedad.

son todas aquellas en las que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debe ser muy estable capaz de resistir, el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.

Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi de posición vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá que soportar más fuerza en el lecho del cauce que en la superficie. Para hacernos una idea gráfica su perfil sería este de la imagen.

Actualmente la presa de gravedad más famosa actualmente es la presa de Las Tres Gargantas, en el rio YangTse, será la obra más grande del mundo a dia de hoy. Si quieres información más exhaustiva de esta presa haz clic en este enlace. (Más información). La siguiente infografía nos ilustra sobre su situación y construcción.

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Imagenes de la presa:

Durante la construcción y prácticamente finalizada:

Si quieres saber más sobre presas puedes hacer clic en el siguiente enlace. (Más información).

Energías renovables (II). Energía solar térmica.

La energía solar térmica o energía termosolar consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y a partir de ella, de energía eléctrica. Esta última es la aplicación que que ilustra la infografía posterior. Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica.

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En los siguiente enlaces podemos acceder a vistas aéreas de distintas centrales solares térmicas a través del servicio Google Maps.

• Eurelios situada en Adrano, Sicilia.
• SSPS/CRS situada en Tabernas, Almeria.
• Themis situada en Targasonne, Francia.
• Cesa 1 situada en Tabernas, Almeria. En este enlace tenemos una fotografía de esta instalación
• Solar Two, situada en Barstow, California.

Otra técnica para conseguir energía eléctrica mediante la energía solar térmica es mediante el uso de centrales de cilindros parabólicos.La diferencia con las anteriores está en el modo de recolectar la energía del Sol. En lugar de heliostatos, se emplean espejos de forma cilindro parabólica. Por el foco de la parábola pasa una tubería que recibe los rayos concentrados del Sol, donde se calienta el fluido, normalmente un aceite térmico. Una vez calentado el fluido, el proceso es el mismo que el de las centrales de torre. Actualmente el fluido alcanza temperaturas próximas a 400º C. En el siguiente enlace tenemos una vista aérea de una instalación de estas características.

• Central solar mediante cilindros parabólicos.

Una instalación de este tipo es la siguiente:

Energías renovables (I). Energía solar fotovoltaica.

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.

Se denomina energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos.

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.

A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica, operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de subvenciones para una mayor viabilidad.

El proceso, simplificado, sería el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. Mediante un centro de transformación se eleva a Media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte de la compañía.

En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial no tiene acceso a la energía eléctrica.

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