¿Qué es la energía renovable?
La energía renovable es la energía generada a partir de recursos naturales , como la luz solar, el viento, la lluvia, las mareas y el calor geotérmico. que son naturalmente repuesto.
Se dice que las fuentes de energía no son renovables si no se pueden reabastecer en un corto período de tiempo. Los combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y el petróleo no son renovables.
Las fuentes de energía renovables comúnmente utilizadas son :
- Solar
- Viento
- Bioenergía :
- Madera y desechos de madera
- Residuos sólidos urbanos
- Gas de vertedero y biogás
- Etanol
- Biodiesel
- Energía hidroeléctrica
- Geotérmica
Solar
El solar es probablemente el más común y económico entre las fuentes de energía renovables. La energía que llega a la tierra a través de la radiación solar se puede convertir en electricidad y calor.
La energía solar se puede convertir en electricidad de dos maneras:
- Fotovoltaica (dispositivos fotovoltaicos) : una célula fotovoltaica (PV), comúnmente llamada célula solar, es un dispositivo que convierte la luz solar directamente en electricidad. Las células fotovoltaicas individuales se agrupan en paneles y matrices de paneles que se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones que van desde pequeñas células individuales que cargan la calculadora y miran baterías, a sistemas que alimentan hogares individuales, hasta grandes plantas de energía que cubren muchos acres.
- Las plantas de energía solar térmica / eléctrica generan electricidad mediante la concentración de energía solar para calentar un fluido y producir vapor que luego se utiliza para alimentar un generador. La generación de energía térmica solar funciona esencialmente igual que la generación de energía que utiliza combustibles fósiles, pero en lugar de usar el vapor producido por la combustión de combustibles fósiles, el vapor se produce por el calor recogido de la luz solar. Las tecnologías solares térmicas utilizan sistemas concentradores para alcanzar las altas temperaturas necesarias para producir vapor. Hay tres tipos principales de sistemas de energía solar térmica:
- Canal parabólico ;
- Plato solar ;
- Torre de energía solar ;
Cuando se convierte en energía térmica, la energía solar también se puede utilizar para calentar agua para uso en hogares, edificios o piscinas; calentar espacios dentro de casas, invernaderos y otros edificios; y para calentar fluidos a altas temperaturas para operar turbinas que generan electricidad.
VIENTO
El viento es causado por el calentamiento desigual de la superficie de la tierra por el sol. Debido a que la superficie de la tierra está compuesta de diferentes tipos de tierra y agua, absorbe el calor del sol a diferentes velocidades.
Durante el día, el aire sobre la tierra se calienta más rápido que el aire sobre el agua. Este calor se expande y se eleva, y el aire más pesado y frío se apresura a tomar su lugar, creando viento. Por la noche, los vientos se invierten porque el aire se enfría más rápidamente sobre la tierra que sobre el agua.
Hoy en día, la energía eólica se utiliza principalmente para generar electricidad, aunque los molinos de viento de bombeo de agua alguna vez se utilizaron en todo Estados Unidos. Las turbinas eólicas se instalan más comúnmente en parques eólicos, ya sea en el interior o en alta mar. El viento no está restringido a grandes proyectos; si tiene espacio, puede instalar una pequeña turbina de viento para generar energía para su hogar.
Bioenergía
La biomasa es material orgánico que proviene de plantas y animales, y también es una fuente de energía renovable. O cuestión ORGÁNICOS s recuperó de criatura viva o recientemente vivos, como los árboles, los combustibles de alcohol son ejemplos de biomasa.
La energía de la madera se deriva tanto de la madera cosechada como combustible como de los desechos de madera. La energía residual puede generarse a partir de residuos municipales, residuos de fabricación y gases de vertedero.
La biomasa ardiente es solo una forma de liberar su energía. La biomasa se puede convertir a otras formas utilizables de energía como el gas metano o combustibles de transporte como el etanol y el biodiesel.
El gas metano es un componente del gas de vertedero o biogás que se forma cuando la basura, los desechos agrícolas y los desechos humanos se descomponen en vertederos o en contenedores especiales llamados digestores.
Los cultivos como el maíz y la caña de azúcar se fermentan para producir etanol combustible para su uso en vehículos.
El biodiesel, otro combustible para el transporte, se produce a partir de aceites vegetales y grasas animales. El combustible biodiesel tiene características químicas similares al diesel a base de petróleo, por lo que puede usarse como un sustituto directo del combustible diesel. El combustible biodiesel también se puede mezclar con diesel de petróleo en cualquier porcentaje sin reducir la economía de combustible del vehículo.
Energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica es la mayor fuente de energía renovable para la generación de electricidad en los Estados Unidos. En 2015, la energía hidroeléctrica representó aproximadamente el 6% de la generación eléctrica total de EE. UU. Y el 46% de la generación de electricidad de todas las energías renovables .
- La energía hidroeléctrica se produce a partir de agua en movimiento que mueve una turbina de agua . El volumen del flujo de agua y el cambio en la elevación (o caída) de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. El flujo rápido de agua en un gran río conlleva una gran cantidad de energía en su flujo. El agua que desciende rápidamente desde un punto alto, como en una caída , también tiene una energía sustancial en su flujo.
- Poder mareomotriz : las mareas son causadas por la atracción gravitacional de la luna y el sol, y la rotación de la tierra. Cerca de la costa, los niveles de agua pueden variar hasta 40 pies como resultado de las mareas. El movimiento del agua como resultado de las fuerzas de marea se puede utilizar para producir energía.
- Energía de las olas: Las olas son causadas por el viento que sopla sobre la superficie del océano. Hay una energía tremenda en las olas del océano. Una forma de aprovechar la energía de las olas es doblar o enfocar las ondas en un canal estrecho, aumentando su potencia y tamaño. Las olas pueden canalizarse a una cuenca de captura o utilizarse directamente para hacer girar las turbinas que generan electricidad. Muchos otros métodos de captura de energía de las olas se están desarrollando.Estos métodos incluyen colocar dispositivos en o justo debajo de la superficie del agua y anclar los dispositivos al fondo del océano.
- Conversión de energía térmica oceánica: la energía del sol calienta las aguas superficiales del océano. En las regiones tropicales, las aguas superficiales pueden ser mucho más cálidas que las aguas profundas. Esta diferencia de temperatura puede usarse para producir electricidad.
No existe una operación a gran escala de Conversión de energía térmica oceánica debido a los muchos desafíos, tanto técnicos como económicos, asociados con la tecnología.
Geotérmica
La energía geotérmica proviene de las profundidades de la tierra . La lenta descomposición de las partículas radiactivas en el núcleo de la tierra, un proceso que ocurre en todas las rocas, produce una energía erótica.
La tierra tiene varias capas diferentes:
- El núcleo interno es de hierro sólido y está rodeado por un núcleo exterior de roca fundida caliente llamada magma.
- El manto que rodea el núcleo tiene aproximadamente 1,800 millas de espesor. El manto está compuesto de magma y roca.
- La corteza es la capa más externa de la tierra. La corteza forma los continentes y los fondos oceánicos. La corteza puede tener de 3 a 5 millas de espesor debajo de los océanos y de 15 a 35 millas de espesor en los continentes.
Algunas aplicaciones de la energía geotérmica usan las temperaturas de la tierra cerca de la superficie, mientras que otras requieren miles de kilómetros de perforación en la tierra. Hay tres tipos principales de sistemas de energía geotérmica:
Uso directo y sistemas de calefacción urbana , que use agua caliente de manantiales o depósitos ubicados cerca de la superficie de la tierra.
Plantas de generación de electricidad . La generación de electricidad geotérmica requiere agua o vapor a altas temperaturas (300 ° a 700 ° F). Las plantas de energía geotérmica generalmente se construyen donde los depósitos geotérmicos se encuentran dentro de una milla o dos de la superficie de la tierra.
Bombas de calor geotérmicas use las temperaturas constantes cerca de la superficie de la tierra para calentar y enfriar edificios. Las bombas de calor geotérmicas transfieren calor del suelo (o agua) a los edificios durante el invierno y revierten el proceso en el verano.
Impactos ambientales de las tecnologías de energía renovable
Todas las técnicas o fuentes de generación de energía tienen algún impacto en nuestro entorno.
Muchos de los compuestos químicos en la atmósfera de la tierra actúan como gases de efecto invernadero. Cuando la luz solar golpea la superficie de la tierra, parte de ella irradia hacia el espacio como radiación infrarroja (calor). Los gases de efecto invernadero absorben esta radiación infrarroja y atrapan su calor en la atmósfera, creando un efecto invernadero que resulta en el calentamiento global y el cambio climático. En los Estados Unidos, las emisiones de gases de efecto invernadero provienen principalmente de la quema de combustibles fósiles en el uso de energía.
La mayoría de los recursos renovables como la energía solar, eólica e hidroeléctrica producen electricidad sin emitir gases de efecto invernadero . Otros, como la quema de biomasa y etanol, se consideran neutros en carbono porque las plantas que son fuentes de las materias primas hacen que absorban dióxido de carbono (CO2) a medida que crecen. Las plantas de energía geotérmica no queman combustible para generar electricidad, por lo que los niveles de contaminantes del aire que emiten son bajos .
El impacto ambiental de la energía renovable es altamente específico a la fuente, por ejemplo i n algunas partes del mundo, las grandes áreas de vegetación natural y los bosques hayan sido habilitados y quemado para producir cultivos de biodiesel o etanol. Los impactos ambientales negativos de este desmonte y quema de tierras pueden ser mayores que cualquier beneficio potencial del uso de biodiesel o etanol . El cultivo de plantas para combustible es un tema controvertido porque algunas personas creen que la tierra utilizada para cultivar energía debería usarse para cultivar alimentos.
En el caso de la energía hidroeléctrica, una presa que crea un depósito puede obstruir la migración de los peces y también puede cambiar las características del agua . Estos cambios pueden tener un impacto negativo en plantas y animales nativos . Un depósito también puede resultar en la reubicación de personas. Los impactos de una presa yrvoir rese pueden cambiar el medio ambiente sobre un área mucho más grande que el área cubierta por un depósito.
Sobre el autor
Ing. Víctor A. González Lizardo
Graduado de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Zulia en Venezuela. Maestría en Ingeniería Mecánica de George Washington University, Washington DC. Veintiocho años en el área de energía, incluyendo veinticinco en la Autoridad de Energía Eléctrica de Puerto Rico. Amplia experiencia como educador a nivel universitario, habiéndose desempeñado como profesor de varias asignaturas en la Universidad del Zulia en Venezuela y en la Universidad Politécnica de Puerto Rico. Actualmente se desempeña como consultor en el área de energía.
