Energies renovables

ENERGIA SOLAR

La principal font d'energia del nostre planeta és el Sol.

La tecnologia actual permet la utilització de l'energia solar mitjançant dos procediments:

1.        L'aprofitament tèrmic consisteix en l'absorció de l'energia solar i la seva transformació en calor.

a)      Escalfament directe de locals pel Sol : En hivernacles, habitatges i altres locals, s'aprofita el sol per a escalfar l'ambient. Alguns dissenys arquitectònics busquen aprofitar al màxim aquest efecte.

b)      Acumulació de la calor solar : Es fa amb panells o estructures especials col·locades en llocs exposats al sol, com les teulades dels habitatges, en els quals s'escalfa algun fluid que s'emmagatzema la calor en dipòsits. S'usa, sobretot, per a escalfar aigua i pot suposar un important estalvi energètic si tenim en compte que en un país desenvolupat més del 5% de l'energia consumida s'usa per a escalfar aigua.

2.        La conversió fotovoltaica permet de transformar directament de l'energia solar en energia elèctrica. Els dispositius encarregats de realitzar aquest tipus de transformació s'anomenen cèl·lules fotovoltaiques.

Una cèl·lula fotvoltaica està constituida per dues capes de silici una de tipus P i l'altre de tipus N, cal dir que aquesta darrera és la capa que s'exposa al sol.

ENERGIA EÒLICA

L'aprofitament de l'energia cinètica del vent des de molt abans de la revolució industrial, l'home l'ha aprofitat per bombejar aigua o per propulsar els seus vaixells. Pot ser considerada una de les principals fonts d'energia no animal de la humanitat fins a principis del segle XIX.

Cal diferenciar entre dos tipus bàsics de vents: d'una banda, els generals, deguts a la circulació de l'aire del planeta i, d'una altra, els vents de caràcter local originats per les característiques orogràfiques i topogràfiques del terreny.

El sector de l'energia eòlica fa referència a tecnologies i aplicacions en les quals s'aprofita l'energia cinètica del vent i es transforma en energia elèctrica o mecànica. Podem distingir dos aplicacions: el de producció d'electricitat i el de bombejament d'aigua. Per a les primeres, parlem d'aerogeneradors o turbines eòliques i per a les segones d'aerobombes.

Per produir electricitat tenim dos tipus d'instal·lacions. Els parcs eòlics, d'una altra banda, les instal·lacions autònomes.

La indústria eòlica europea és avui en dia capdavantera a escala mundial, tant pel que fa al seu nivell de desenvolupament tecnològic com al seu volum de producció, que representa aproximadament el 50 % del mercat internacional. Els països comunitaris amb més potència instal·lada són Dinamarca, Alemanya, Regne Unit i Holanda.

ENERGIA HIDRÀULICA

El sol és l'origen d'aquesta font d'energia ja que a l'evaporar l'aigua del oceàns, llacs i rius dóna lloc al cicle d'aigua. L'aigua en el seu transcurs per la superfície terrestre té tendència a ocupar les posicions baixes i l'energia que aquestes caigudes produeixen és explotable per les centrals hidroelèctriques.

Dins d'una central hidroelèctrica podem distingir les següents parts:

1. La presa s'encarrega d'emmagatzemar l'aigua, i elevar-ne el nivell per a la seva utilització hidroeléctrica

2.El canal de derivació porta l'aigua de l'embassament fins a les turbines.

3. La cambra de pressió regula la pressió de l'aigua.

4. La canonada de pressió condueix l'aigua fins a la cambra de turbines

5. La cambra de turbines és el lloc on es troben les turbines que s'encarreguen de transformar l'energia mecànica de l'aigua en energia elèctrica mitjançant alternadors que es troben enllaçats a l'eix de la turbina

6. El canal de desguàs té la funció de tornar l'aigua a la llera del riu.

7. El parc de transformadors eleva la tensió del corrent per evitar pèrdues.

 ENERGIA MAREOMOTRIU

Les interaccions del sistema Terra-Lluna-Sol produeixen unes variacions en el nivell del mar conegudes amb el nom de marees. En aquest moment s'està estudiant la seva utilització per a la producció d'energia, bàsicament per mitjà de turbines situades en diverses zones de la costa.

Si es controlen aquestes crescudes d'aigua, mitjançant comportes connectades a un sistema de turbines, es pot generar electricitat. Si la diferència d'alçada de la columna d'aigua en marea alta i marea baixa és prou significativa la quantitat d'energia produïda pot ser també important.

Existeixen tres aplicacions energètiques del mar:

L'energia mareomotriu, al pujar la marea es dóna la possibilitat de que l'aigua s'embassi en un dic, i que es deixi anar quan baixi el nivell de la mar, fet que provoca el moviment d'una turbina que genera energia.

Un altre mètode consisteix en la instal·lació de turbines submarines que, aprofitant la força de les marees, fan girar les seves pales.Un sistema similar és utilitzat per obtenir energia de la força de les onades amb turbines eòliques situades a la superfície.

L'ENERGIA DE LA BIOMASSA I RSU

La biomassa és una font important que pot contribuir a pal·liar el dèficit energètic actual, ja que és renovable, barata, relativament neta i necessita tecnologies poc complexes. És proporcionada per una gran diversitat de productes, entre els quals s'inclouen els forestals, deixalles agrícoles, deixalles animals i escombraries. L'energia de la biomassa està continguda en els enllaços químics d'alta energia presents a la matèria viva. Per tant, qualsevol ésser viu, o les sues restes constitueixen una font potencial d'energia que es pot alliberar i utilitzar directament, o després d'un tractament previ.

Tipus de biomassa utilitzable:

-          Biomassa extreta dels ecosistemes:   Una gran part de la Biomassa que s'utilitza en l'actualitat prové de la tala d'arbres, per a l'obtenció de fusta.

-          Biomassa procedent de biocultius: En molts països es cultiven plantes amb alt contingut energètic i ràpid creixement com a font energètica.

-          Biomassa excedentària i residual:  Hi ha cultius en els quals una part de la producció s'utilitza per a usos alimentaris o industrials, i la part que sobra per a l'obtenció d'energia.

D’altra banda, l'home també ha après a recuperar l'energia de les deixalles domèstiques, anomenades RSU (residus sòlids urbans). Les deixalles tenen un alt contingut en matèria orgànica, amb un poder calorífic similar al dels carbons dolents. Actualment, amb tecnologies molt diverses, s'extreu l´energia que nosaltres hem dipositat al contenidor del carrer en forma de bossa d’escombraries.

Aquest tipus de recurs energètic necessita un previ procés de transformació d'aquesta biomassa en el producte energètic.

1. Procés termoquímic: combustió, gasificació o piròlisis

2. Procés bioquímic: digestió anaeròbia o fermentació alcohòlica.

Els processos termoquímics via combustió o gasificació generen com a productes secundaris CO2, SO2, metà, òxid nitrós i cendres, importants contaminants atmosfèrics. La fermentació alcohòlica, per la seua banda, genera CO2 i fibres.

ENERGIA GEOTÈRMICA

La calor que hi ha a l'interior de la Terra és també una font d'energia. En alguns casos existeixen fonts geotèrmiques que brollen de forma natural, ja sigui mitjançant emanacions d'aigua calenta o de vapor.

L'energia geotèrmica és contínua i inesgotable a escala humana. S'obté de l'extracció d'un fluid (líquid o gas) emmagatzemat en una àrea geotèrmica-ment anòmala per la presència d'un gradient de temperatura superior al normal. Es pot extreure vapor a pressió i temperatura suficients (entre 150ºC i 300ºC) per a accionar un grup turboalternador i generar electricitat directament; o bé fluids a temperatura entre 25 i 150ºC que no s'usen per a generar energia elèctrica, sinó per a calefaccions, refrigeracions o dessalinització d'aigües en diferents usos industrials. El problema en aquest últim cas és que aquest tipus d'energia no és transportable a grans distàncies i per tant, ha d'ésser consumida en zones properes al jaciment.