Energías renovables (VIII). Energía solar

La energía solar es un tipo de energía renovable que convierte la energía del sol en otra forma de energía, para adaptarla a nuestras necesidades de consumo eléctrico o de consumo de calor. Para ello, hay que utilizar dispositivos que transformen la energía del Sol en energía aprovechable por el hombre.

Parecía la solución perfecta dada su gratuidad y universalidad al provenir directamente del Sol. Para los usuarios el gasto está en el proceso de instalación del equipo solar (placas solares, inversores, termostatos…), pero su amortización para establecerse, dependiendo de la instalación, entre unos doce y dieciocho años mientras que su funcionamiento puede durar unos treinta.

La potencia de la radiación varía según la latitud, el momento del día y las condiciones atmosféricas, si bien, en unas buenas condiciones de radiación (irradiancia) el valor se estima en 1 kW/m² en la superficie terrestre.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

Energías renovables (VII). Energía hidráulica

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura y por tanto, en el principio de conservación de la energía que permitirá que su energía potencial, durante la caída, se convierta en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación de los álabes de las mismas que será comunicado al alternador para la generación de energía eléctrica. 

Se trata de un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de precipitaciones; el agua,  una vez utilizada, será devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, embalses, canales de derivación y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero pero, con todo, resulta una de las energías más rentables económicamente puesto que sus gastos de explotación y mantenimiento son bajos.
Los requisitos de este tipo de instalaciones son:

1. Las condiciones pluviométricas medias del año deben ser favorables. 
2. El lugar de emplazamiento está supeditado a la orografía del terreno. 
3. En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto. La construcción de presas se justifica pues en dos sentidos: la regulación del caudal del río y aumentar la altura del salto de agua. Sin embargo no puede olvidarse que la construcción de presas también tiene inconvenientes: la inundación de terrenos fértiles y tierras habitadas que será preciso expropiar, el impacto paisajístico, las alteraciones en el ecosistema... Otra posibilida para incrementar la altura del salto es derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río. 

La tecnología de las instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX, instalándose diferentes tipos de turbinas en función del caudal y de la altura del salto: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice. 

Las centrales hidroeléctricas suelen clasificarse de acuerdo con la procedencia del aporte de agua en:

Energías renovables (VI). Energía geotérmica

En un sentido literal, la palabra geotermia hace referencia al calor interno de la Tierra. Este calor, esta energía térmica, intrínseca al planeta, puede recuperarse en forma de vapor o agua caliente y utilizarlo de diferentes formas que van desde la generación de electricidad a la calefacción de edificios y agua caliente sanitaria. Hablamos pues de una energía energía renovable, limpia y altamente eficiente, que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica.

Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente de calor, de la localización geográfica de cada instalación. La temperatura del planeta aumenta con la profundidad, es decir, existe un gradiente térmico y, por lo tanto un flujo de calor desde el interior de la Tierra hacia el exterior. Ello es consecuencia de que estructura interna del planeta está constituida básicamente por tres capas concéntricas: el núcleo, que es la más interna, el sima y el sial o corteza, que es la parte más externa y visible por el hombre. El flujo medio de calor registrado en la corteza terrestre es del orden de 1,5 µcal.cm^-2.seg^-1. Sin embargo, en determinados puntos de la Tierra el flujo de calor puede alcanzar valores de hasta veinte veces el flujo medio citado. Estas áreas con flujo elevado coinciden siempre con zonas de existencia de fenómenos geológicos singulares, actividad sísmica, formación de cordilleras en épocas geológicas recientes y/o una actividad volcánica actual o muy reciente.

Esta diferencia de la corteza terrestre en áreas estables con flujo calorífico bajo y áreas inestables con flujo calorífico muy elevado sirve para marcar los dos grandes tipos de energía geotérmica conocidas: la energía geotérmica de alta temperatura y la energía geotérmica de baja temperatura.

Los principales usos (existen otras aplicaciones industriales relacionadas sobre todo con la industria alimentaria y la deshidratación de alimentos) de la energía geotérmica son, de acuerdo con una temperatura del agua decreciente:

1. Generación eléctrica. Instalaciones de generación de electricidad requieren agua o vapor a muy alta temperatura (150 ° a 370 ° C).
2. Aprovechamiento directo del calor. Con temperaturas por debajo de los 100ºC puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración).
3. A nivel doméstico el funcionamiento se basa en emplear el calor del subsuelo en bombas de calor geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria. Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una solución de agua con glicol. Un equipo de climatización geotérmica doméstico cuenta con una bomba geotérmica, un intercambiador de calor introducido en el subsuelo y una boma hidráulica capaz de hacer fluir la solución de agua con glicol por los colectores.

Entre las ventajas de este tipo de energía podemos señalar:

Aerogeneradores. Constitución y paradas.

Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). La energía cinética del aire en movimiento se convierte en energía mecánica en el eje de la hélice y a través de un sistema de transmisión mecánico hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica asociada al giro de la hélice en energía eléctrica. 

Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas.

Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.

Para conocer mejor las partes que componen los aerogeneradores podemos hacer uso de la siguiente infografía elaborada por Gamesa:

Si necesitas alguna animación más sobre el tema, te dejo otras tres:

1. Aerogeneradores (Twenergy)
2. Aerogeneradores (El País)
3. Aerogeneradores (Endesaeduca)

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde cuyo principal inconveniente es la intermitencia del viento. Siendo así, ¿a qué se debe que muchas ocasiones nos encontremos los molinos parados? Bueno, te dejo una lista de motivos: