Energía hidráulica

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores. Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención en esta fuente de energía.

La fuerza del agua ha sido utilizada durante mucho tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, cuando comenzó a tener gran importancia con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y otoño, unido a los hielos del invierno hacían necesaria la construcción de grandes presas de contención, por lo que las ruedas hidráulicas fueron sustituidas por máquinas de vapor con en cuanto se pudo disponer de carbón.

La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.

La energía geotérmica

La energía geotérmica se usa desde hace siglos con fines térmicos, pero la producir electricidad aprovechando el calor de la tierra es mucho más reciente.
El primero en hacerlo fue Piero Ginori Conti en Larderello, Italia, en 1904. El uso directo del calor, fue lo que más rápidamente se extendió. Islandia se convirtió en los años 30 del siglo XX en el primer país en instalar un servicio de calefacción geotérmica doméstica a gran escala en la ciudad de Reykjavic. Antes ya había usado la geotermia para calentar invernaderos. La primera aplicación industrial del calor de la tierra tuvo lugar en una fábrica de pulpa y papel de Nueva Zelanda.
En muchos países del Norte de Europa y en Estados Unidos, llevan ya decenios utilizando el subsuelo para la calefacción doméstica.
Usos de la energía Geotérmica:
Balnearios y piscinas climatizadas. Son los inicios de la energía geotérmica. Apareció en la antigua Roma con sus famosas termas, situadas cerca de manantiales de agua caliente o termales.
· Calefacción y agua caliente sanitaria. Los acuíferos para estos usos van de los 30°C a los 150°C. Islandia, el país con mayor actividad geotérmica del mundo, y el 99% de las viviendas utilizan la energía geotérmica con
esta finalidad.
· Agricultura. Son muchos los invernaderos que usan aguas calientes procedentes de acuíferos para calentar el suelo de sus instalaciones y adelantar así las cosechas.
· Acuicultura. California, acoge cerca de una docena de piscifactorías que desde hace años emplean fluidos geotérmicos para controlar la temperatura de sus aguas. Esto permite acortar los períodos de maduración de la producción u obtener cosechas de invierno que serían de otro modo imposibles.
· Usos industriales. Aquellas industrias que no exigen temperaturas muy altas también la usan. La energía geotérmica es usada en el secado de tejidos en industrias textiles (Japón) y en la industria del tintado (China).
· Secado de pavimentos. En algunas ciudades la energía geotérmica es empleada para evitar la formación de placas de hielo en los pavimentos. Se usan tuberías enterradas a ras del suelo por las que circulan agua caliente o vapor.
La misma instalación geotérmica que produce la calefacción puede funcionar como aire acondicionado en verano
El intercambio de calor con aguas freáticas como fuente de calor también nos aporta una temperatura constante. Este sistema se denomina de lazo abierto y, a diferencia de los otros dos, no circula siempre el mismo fluido por el interior del lazo.
Las centrales geotérmicas, realmente sólo puede instalarse en zonas volcánicas o con abundancia de geiseres, pues es ahí donde realmente el subsuelo tiene una temperatura muy elevada, de hasta 450ºC. Desafortunadamente, estos territorios afortunados no son muy frecuentes y fuera de ellos sólo puede aprovecharse la energía del subsuelo para la generación de calefacción doméstica.

Energia de biomasa

Hay varias maneras de clasificar los distintos combustibles que pueden obtenerse a partir de la biomasa. Quizás la más pertinente es por el proceso de producción necesario antes de que el combustible esté listo para el uso.

Uso directo. La biomasa empleada sufre sólo transformaciones físicas antes de su combustión, caso de la madera o la paja. Puede tratarse de residuos de otros usos: poda de árboles, restos de carpintería, etc.
Fermentación alcohólica. Se trata del mismo proceso utilizado para producir bebidas alcohólicas. Consta de una fermentación anaeróbica liderada por levaduras en las que una mezcla de azúcares y agua (mosto) se transforma en una mezcla de alcohol y agua con emisión de dióxido de carbono. Para obtener finalmente etanol es necesario un proceso de destilación en el que se elimine el agua de la mezcla. Al tratarse de etanol como combustible no puede emplearse aquí el método tradicional de destilación en alambique, pues se perdería más energía que la obtenida. Cuando se parte de una materia prima seca (cereales) es necesario producir primero un mosto azucarado mediante distintos procesos de triturado, hidrólisis ácida y separación de mezclas.
Transformación de ácidos grasos. Aceites vegetales y grasas animales pueden transformarse en una mezcla de hidrocarburos similar al diesel a través de un complejo proceso de esterificación, eliminación de agua, y destilación con metanol, al final del cual se obtiene también glicerina y jabón.
Descomposición anaeróbica. Se trata de nuevo de un proceso liderado por bacterias específicas que permite obtener metano en forma de biogás a partir de residuos orgánicos, fundamentalmente excrementos animales. A la vez se obtiene como un subproducto abono para suelos.

Energia eolica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. 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. Sin embargo tiene algunas desventajas:
-Hay que llevar la energía obtenida a otra parte mediante una red eléctrica con unos cables de alta tensión.
-No se almacena.
-Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos.

¿Como se produce?
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años.

Energia de mareomotriz

Mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.

Energia fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos.
Las células foto voltaicas son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica.
Generador solar: conjunto de paneles fotovoltaicos que captan energía luminosa y la transforman en corriente continua a baja tensión.
Acumulador: Almacena la energía producida por el generador. Una vez almacenada existen dos opciones: Sacar una línea de éste para la instalación (utilizar lámpara y elementos de consumo eléctrico). Transformar a través de un inversor la corriente continua en corriente alterna.
Regulador de carga: Su función es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, puesto que los daños podrían ser irreversibles. Debe asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficacia.
Inversor: Se encarga de transformar la corriente continua producida por el campo fotovoltaico en corriente alterna, la cual alimentará directamente a los usuarios.
Un sistema fotovoltaico no tiene porque constar siempre de estos elementos, pudiendo prescindir de uno o más de éstos, teniendo en cuenta el tipo y tamaño de las cargas a alimentar, además de la naturaleza de los recursos energéticos en el lugar de instalación.