Energies renovables.
Les energies renovables són l’aposta estratègica de futur, per que són netes; es restitueixen gratuïtament i, poden ser part de la solució al problema energètic a llarg termini; i representen el recurs energètic autòcton més important de Catalunya.
Aquestes energies són:
- Energia hidroelèctrica
- Energia eòlica
- Biomassa
- Energia solar tèrmica
- Energia solar fotovoltaica
- Energia geotèrmica
A continuació, explicarem d'una manera breu i clara quines són totes les energies renovables que existeixen i que són una bona proposta per tal de no contaminar gens la naturalesa.
La finalitat de les centrals hidroelèctriques és aprofitar, mitjançant un salt existent en un curs d’aigua, l’energia potencial continguda en la massa d’aigua per convertir-la en energia elèctrica, emprant turbines acoblades a alternadors.
L’aprofitament de l’energia hidràulica es realitza mitjançant la captació (amb embassament o sense) del cabal del riu que és conduït cap a la central (canonada forçada) on, utilitzant el desnivell d’alçada per adquirir energia cinètica, és turbinat i retornat, finalment, al riu mitjançant el canal d’aforament. Trobar un lloc on situar les centrals hidroelèctriques depèn dels nivells pluviomètrics de la zona, i també de les seves característiques topogràfiques.
Entre els diversos tipus d’instal·lacions hidroelèctriques, es poden distingir:
- Centrals de regulació: normalment són les grans centrals hidroelèctriques i
- Centrals fluents: normalment les centrals de petita potència (minicentrals).
L’energia eòlica fa referència a aquella tecnologia i aplicacions que aprofita l’energia cinètica del vent per convertir-la en energia elèctrica o mecànica. Així, es poden distingir dos tipus d’instal·lacions:
- Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: els parcs eòlics.
- Instal·lacions aïllades (no connectades a la xarxa elèctrica): bombejament d’aigua, subministrament elèctric a l’habitatge i altres centres de consum.
En l’aprofitament energètic del vent, les màquines eòliques permeten resoldre des d’aplicacions de petita potència per a bombejament d’aigua o electrificació rural (màquines de petita potència) fins a parcs eòlics (instal·lacions de gran potència) connectats a la xarxa elèctrica, amb aerogeneradors de potències nominals entre 150 kW i 1 MW.
En tots els casos, aquestes màquines estan constituïdes pels mateixos elements bàsics; un element mòbil de captació de l’energia cinètica del vent, anomenat rotor, que s’acobla a un eix que es connecta a una bomba o a un generador elèctric, segons l’ús que es faci de l’aparell.
Els dispositius més usats en l’actualitat, els aerogeneradors, són màquines d’eix horitzontal que consten d’un rotor que capta l’energia del vent i un sistema de conversió d’energia que s’uneix al rotor. Mitjançant un generador elèctric transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.
El conjunt es completa amb un bastidor i una carcassa que allotja els mecanismes, i també una torre sobre la qual es fa el muntatge de tot el sistema i que també inclou els corresponents subsistemes hidràulics, electrònics de control i la infrastructura elèctrica.
La biomassa
El terme biomassa es refereix al conjunt de tota la matèria orgànica d’origen vegetal o animal, que inclou els materials que procedeixen de la transformació natural o artificial.
L’energia que es pot obtenir de la biomassa prové de la llum solar, la qual, gràcies al procés de fotosíntesi, és aprofitada per les plantes verdes i transformada en energia que queda acumulada a l’interior de les seves cèl·lules. Aquesta energia pot ser traspassada per la cadena alimentària al regne animal. L’energia acumulada a la biomassa pot ser alliberada sotmetent-la a diversos processos d’aprofitament energètic.
L’aprofitament de l’energia de la biomassa contribueix notablement a la millora i conservació del medi, ja que no té un impacte mediambiental significatiu, atès que el CO2 que s’allibera a l’atmosfera durant la combustió ha estat prèviament captat pels vegetals durant el seu creixement; per tant, el balanç final és nul.
L’energia solar tèrmica consisteix en l´aprofitament directe, en forma d´escalfament o energia calorífica, de la radiació solar incident. Una instal·lació solar tèrmica està formada bàsicament per un camp de col·lectors solars, un conjunt de canonades aïllades tèrmicament i un dispositiu acumulador d’aigua.
Els sistemes de captació solar es poden classificar bàsicament en:
- Sistemes de captació passius. Corresponen a les accions de disseny en l´arquitectura que permeten que els edificis utilitzin millor els recursos energètics, tant per augmentar la temperatura interior a l´hivern com per refrigerar-se a l´estiu. Un sistema solar passiu és aquell en el que l’energia es difon de forma natural. En la majoria dels casos els sistemes passius s’integren en l’arquitectura, de forma que els materials constructius serveixen per a una doble funció, estructural i energètica. En la concepció d’un edifici solar passiu juga un paper clau el disseny dels seus components per garantir que aquests permetin:
- Captar l’energia solar mitjançant l’orientació i distribució de les finestres (que són els col·lectors solars passius).
- Emmagatzemar la calor recollida. La densitat i conductivitat dels materials exposats al sol permetran que la calor que entra per les finestres de dia es pugi emmagatzemar i utilitzar per la nit.
- Distribuir la calor a les estances de l’habitatge de forma natural o forçada (mitjançant ventiladors).
- Conservar la calor mitjançant l’aïllament de les parets i finestres.
- Sistemes de captació actius. Són sistemes basats en la captura de la radiació solar per part d´uns col·lectors, mitjançant un fluit, que després transfereixen l´escalfor generada a un sistema d´utilització o d´emmagatzematge.
- Sistemes solars d´alta temperatura. Centrals solars de torre. Aquestes centrals estan formades per un camp d’heliòstats o miralls que concentra la radiació solar sobre un receptor instal·lat sobre una torre central que actua com a bescanviador de la calor. Aquestes centrals incorporen uns sistema de seguiment sobre dos eixos, Amb les centrals de torre es poden assolir temperatures d e fins a 1.000ºC. Normalment s’utilitzen per escalfar aigua, oli tèrmic o aire que s’utilitza directament per a usos tèrmics o per produir electricitat, mitjançant una turbina.
- Sistemes solars de temperatura mitjana. Centrals de col·lector cilíndric parabòlic. Estan formades per un camp de col·lectors on un mirall, de forma cilíndric-parabòlica, concentra la radiació solar en un tub absorbent. Aquestes centrals incorporen un sistema de seguiment en un eix. Amb aquestes instal·lacions es poden assolir temperatures de fins a 400ºC.
- Sistemes solars de baixa temperatura. Estan formats per un camp de captadors solars plans fixos. Amb aquestes instal·lacions es genera calor a baixa temperatura, inferior a 100ºC. Són els sistemes més emprats i s’utilitzen per a l’obtenció d’aigua calenta per a usos sanitaris (dutxes, cuina, etc), calefacció o climatització de piscines. Aquestes instal·lacions es composen bàsicament per:
- un sistema de captació de la radiació que prové del sol, el captador solar
- un sistema d’emmagatzematge de l’energia tèrmica obtinguda, el dipòsit acumulador
- un sistema de distribució de la calor i de consum.
Què és l'energia solar fotovoltaica?
La conversió fotovoltaica es basa en l’efecte fotoelèctric, es a dir, la transformació directa de l’energia lumínica que prové del Sol en energia elèctrica.
Quan un determinat material és il·luminat amb la part visible de l’espectre solar, part dels electrons que configuren els seus àtoms absorbeixen l’energia dels fotons de la llum, alliberant-se així de les forces que els lliguen al nucli i adquirint llibertat de moviment. Aquest espai que ha deixat l’electró tendeix a atraure qualsevol altre electró que estigui lliure. Per a convertir aquest moviment d’electrons en corrent elèctrica es necessari direccionar el moviment dels electrons creant un camp elèctric en el sí del material.
La cèl·lula solar
Una cèl·lula solar es un semiconductor on artificialment s’ha creat un camp elèctric permanent, amb la qual cosa, quan s’exposa la cèl·lula solar a la llum del sol, es produeix la circulació d’electrons i l’aparició del camp elèctric entre les dues cares de la cèl·lula.
Existeixen dos tipologies d’instal·lacions solars fotovoltaiques:
- Instal·lacions autònomes o aïllades de la xarxa elèctrica: permeten oferir un servei a corrent contínua o a corrent alterna (equivalent a la xarxa elèctrica) en emplaçament on la xarxa elèctrica no arriba.
- Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: on tota l’electricitat generada s’aboca a la xarxa elèctrica.
L'energia geotèrmica
L'energia geotèrmica és l'energia que s'obté mitjançant l'aprofitament de la calor interna de la Terra, que globalment es pot considerar contínua i inesgotable a escala humana. Un jaciment geotèrmic és una zona del subsòl on el recurs geotèrmic és susceptible de ser aprofitat per l’home.
El jaciments geotèrmics es classifiquen d’acord amb el nivell energètic del recurs que contenen. Es poden classificar de la següent manera:
- D'alta temperatura. Existeixen en les zones més actives de l’escorça de la Terra a temperatures superiors a 150ºC. Són jaciments dels quals se’n pot extreure prou calor per produir energia elèctrica a partir de vapor d'aigua. Es localitzen principalment en zones amb gradients geotèrmics (relació entre la variació de temperatura i la fondària) elevats i es situen a profunditats molt variables.
- De mitjana temperatura. Generalment assoleixen temperatures entre 100 i 150ºC, la qual cosa permet el seu aprofitament per a producció d’electricitat, però amb un rendiment menor que els d’alta temperatura. L’aprofitament també pot ser directe en forma de calor per a sistemes de calefacció urbans o usos industrials. Es localitzen en àrees amb un context geològic i estructural favorable i un gradient superior a la mitjana.
- De baixa temperatura. Assoleixen temperatures entre 30 i 100ºC. La seva utilització es centra en usos tèrmics en sistemes de calefacció urbans, en processos industrials i en balnearis. Es localitzen habitualment en zones amb un context geològic favorable amb presència d'aqüífers profunds, tot i que el gradient pot ser proper al gradient mitjà.
- De molt baixa temperatura. Són els jaciments la temperatura dels quals és inferior als 30ºC. Se solen utilitzar com a intercanviador tèrmic en sistemes de climatització mitjançant bomba de calor. Aquests jaciments es poden localitzar a qualsevol punt, ja que el gradient geotèrmic només condiciona l'eficiència del sistema.
Actualment, a Catalunya l’ús més estès de l’energia geotèrmica és l’aprofitament geotèrmic de molt baixa temperatura mitjançant bomba de calor per a la climatització d’edificis. Es tracta d’una tecnologia eficient amb uns destacats estalvis energètics i amb l’avantatge de que les condicions geològiques per al seu aprofitament són poc exigents i es pot aprofitar el recurs a la pràctica totalitat del territori.
No hay comentarios:
Publicar un comentario