Fuentes de Energía Renovables

La **energía hidráulica** es la energía mecánica del agua cuando se mueve a través de un cauce, o cuando está embalsada y se deja caer.

Uno de los elementos de los que está formada una central hidroeléctrica es la **turbina**: consiste en un dispositivo que transforma la energía mecánica del agua embalsada en energía cinética de rotación.

Características de la Turbina Kaplan

• Turbina de eje vertical y un rotor en forma de hélice, con aspas de inclinación variable, que va encerrada en una cámara por cuya parte superior llega el agua.
• Se emplea para saltos de agua inferiores a 25 m y mucho caudal.
• Su rendimiento suele estar entre el 93% y el 95%.
• Es una de las turbinas más utilizada en la actualidad.

Características de la Turbina Pelton

• Rueda hidráulica muy perfeccionada, en la que en la periferia de una circunferencia se ha colocado una serie de “cucharas” que pueden soportar el choque de un potentísimo chorro de agua.
• Las cucharas reciben el chorro de agua en un sentido y la expulsan casi en sentido contrario (150º).
• Se usa cuando se dispone de un gran salto de agua, pero no de mucho caudal. Su rendimiento puede llegar hasta el 90%.
• Gira más lentamente que la Kaplan (entre 300 a 1800 rpm). Para incrementar la potencia basta aumentar el número de chorros.

**Presa de gravedad:** Se construyen de forma que con su peso contrarresta el empuje del agua. Su sección transversal es triangular y es cara de construcción.

**Presa de bóveda:** Suele ser de forma convexa, y trabaja de manera que el empuje lo transmite a las laderas de la montaña “clavándose” los laterales de la presa a las laderas de la montaña, reduciéndose el tamaño de la presa, por lo que es más barata para una misma solidez.

Según la potencia que sean capaces de generar, las centrales hidroeléctricas se pueden clasificar en:

• **Microcentral:** su potencia es inferior a 1 MW.
• **Minicentrales:** su potencia es inferior a 10 MW.
• **Grandes centrales o centrales hidroeléctricas:** su potencia es superior a los 10 MW.

Cuando la demanda de energía aumenta, el agua almacenada en el embalse superior se vuelve a soltar para producir de nuevo energía eléctrica.

P = 9,8 · Q · h    E = P · t = 9,8 · Q · h · t

Energía Solar

En el interior del sol se originan reacciones nucleares de fusión de gran cantidad de energía.

Parte de la energía liberada en estas reacciones llega a la tierra en forma de onda electromagnética. Q = K · t · S

Se aprovechan la energía del sol mediante: **colectores solares**, **hornos solares**, **centrales termosolares** y **centrales fotovoltaicas**.

Un **colector solar** es una caja en cuyo interior se han dispuesto una serie de tubos pintados de color negro por los que circula agua. En la parte superior lleva un cristal que permite el paso de los rayos solares y hace de aislante con el exterior. El interior de los colectores es negro porque este color absorbe todas las radiaciones que componen la luz blanca.

Existen varios tipos de colectores solares:

• **Colectores de baja temperatura de trabajo:** (alcanza un máximo de 35ºC). Son el colector más sencillo, en el que las tuberías no tienen aislamiento, es decir, el colector no dispone de cristal aislante en la parte superior.
• **Colectores de media temperatura:** (alcanza un máximo de 60ºC). El colector lleva un cristal exterior y el interior irá aislado, así se incrementa el efecto invernadero dentro del colector.
• **Colector de alta temperatura:** (hasta 120 ºC como máximo). El colector lleva en su interior un aislamiento al vacío.

Un **horno solar** utiliza un gigantesco espejo parabólico sobre el que se refleja la luz procedente de un campo de heliostatos. Los **heliostatos** son unos espejos que se mueven lentamente con servomotores en la dirección del sol, de forma que el reflejo de estos siempre se sitúa en el mismo punto.

Otro tipo de **centrales termosolares** es la de colectores cilíndrico parabólicos, en estas se concentra el calor en una tubería situada en el centro de un espejo parabólico y que contiene aceite como fluido caloportador, que alcanza hasta 300ºC. Este calor se lleva hacia el intercambiador de calor que genera el vapor que mueve la turbina.

Las **centrales fotovoltaicas** son muy diferentes en su funcionamiento con respecto a las termosolares, están formadas por placas solares fotovoltaicas, que basan su funcionamiento en el **efecto fotovoltaico**, por el cual la energía de los fotones se convierte en electricidad, al incidir en las células solares fotovoltaicas formadas por silicio.

Energía Eólica

El viento se origina porque el sol calienta el aire y este se eleva y otras masas de aire frío ocupan su lugar.

Aproximadamente el 2% de la energía solar que recibe la tierra se convierte en energía cinética del viento.

La **Aeroturbina Darrieus**, se constituye de dos palas de perfil biconvexo unidas por sus extremos al eje que gira.

La **Aeroturbina Savonius**, se compone de dos semicilindros iguales.

Biomasa

La **biomasa** es la materia orgánica renovable (no fósil) de procedencia vegetal, animal, o resultante de una transformación natural.

Los **biocombustibles** se obtienen mediante la extracción por aplastamiento, de hidrocarburos y compuestos hidrogenados de algunas especies vegetales como el girasol y la soja.

A la biomasa se le puede someter a procesos de fermentación alcohólica o anaerobia mediante la acción de microorganismos.

La **fermentación anaerobia** consiste en una fermentación en ausencia de oxígeno y prolongada en el tiempo. Se obtiene biogás (metano y dióxido de carbono).

Energía Geotérmica

Es la energía calorífica que procede del interior de la tierra.

Principalmente existen tres tipos de yacimientos geotérmicos: **hidrotérmicos**, **geopresurizados** y de **roca caliente**.

• En los **yacimientos hidrotérmicos**, el agua se ha filtrado hacia el interior de la tierra y se encuentra entre dos capas impermeables de roca.

Cuando se perfora, el agua caliente a presión asciende hasta la superficie y se aprovecha su energía.

• **Yacimientos geopresurizados:** Iguales que los anteriores, el agua se encuentra a más profundidad, presión y temperatura.
• **Yacimientos de roca caliente:** Formados por roca impermeable caliente hasta 300ºC sin agua.

Se podría hacer dos perforaciones introduciendo agua fría por un lado y obteniendo caliente por el otro.

Energía Mareomotriz

En las zonas donde la marea sube hasta alturas de 10 m, se cierra una bahía o un estuario mediante una presa. Esta presa dispone en su interior de varios agujeros donde se alojan unas turbinas reversibles, con compuertas. Cuando sube la marea se cierra la compuerta para que no entre agua. Cuando llega la pleamar, se abre la compuerta y el agua del mar entra hacia el estuario, moviendo la turbina. El estuario estará lleno en el momento que empieza a bajar la marea. Entonces se cierran las compuertas hasta que llegue la bajamar, momento en el que se vuelven a abrir las compuertas y ahora el agua fluye del estuario al mar moviendo de nuevo la turbina y repitiéndose el proceso.

Energía de las Olas

Otra forma de obtener energía del mar es aprovechando la energía de las olas mediante unas construcciones en la línea de la costa que aprovechan el movimiento del oleaje y producen electricidad.