AER
AER
AER

Les energies renovables

Què son?

Les energies renovables utilitzen recursos naturals com la llum del sol, el vent, la pluja, les marees i la calor de la terra, els quals es van renovant constantment. Al món al voltant del 13% de l’energia primària prové de les energies renovables, on la major part l’obtenim de la biomassa, proporcionant el 2-3% de l’energia total produïda. Altres tecnologies com l’energia geotèrmica, eòlica, solar i l’energia de les marees produeixen en el seu conjunt menys de l’1% de la demanda energètica a nivell mundial. El potencial de les energies renovables és enorme.

Les energies renovables ens ofereixen principalment tres avantatges si les comparem amb els combustibles fòssils. La primera, és que són inesgotables (el petroli és limitat, el sol no ho és). La segona és que són molt menys contaminants. La tercera, la facilitat de deslocalització. Aquesta última significa que qualsevol no té petroli baix de casa, però qualsevol podria tindre una placa fotovoltaica o un aerogenerador en la teulada.

Són energies renovables:


 

Energia solar fotovoltaica

És una energia silenciosa, sense quasi manteniment i molt neta que transforma directament part de la radiació solar en corrent elèctric mitjançant panells fotovoltaics.

Les cèl·lules fotovoltaiques funcionen gràcies a la propietat que presenten alguns materials coneguda com l’efecte fotoelèctric i consisteix en absorbir llum i alliberar electrons. En capturar els electrons que estan lliures es produeix un corrent elèctric. Aquest corrent es pot utilitzar per a alimentar als aparells elèctrics, com els electrodomèstics, ordinadors i il·luminar.
Els mòduls fotovoltaics poden estar muntats sobre una estructura fixa o sobre una estructura mòbil (seguidor solar).
El seguidor solar és un dispositiu mecànic capaç d'orientar els panells solars de manera que estiguen a prop de la perpendicular dels raigs solars, seguint al sol des de l'albada fins a la posta. Aquestos augmenten fins un 40% la captació del sol.

Tipus d'instal·lacions

  • Connectada a la xarxa. El corrent elèctric generat s’introdueix a la xarxa i es ven al distribuïdor.
  • Aïllada o autònoma. No tenen ninguna connexió a la xarxa elèctrica general. L’electricitat generada s’emmagatzema en unes bateries per a cobrir les necessitats pròpies. Generalment s’instal·len a zones rurals.

Placas solares

Mòduls fotovoltaics amb seguidors

dalt


 

Energia solar tèrmica

L’energia solar tèrmica és una tecnologia que aprofita l’energia del sol en forma de calor. Aquesta calor s’emmagatzema per al seu posterior consum. Es pot aprofitar tant per a calfar aigua com per a calefacció.
Aquest sistema és una manera neta de produir energia. Per exemple, calfar aigua a partir del calor del sol és una de les millors maneres d’incloure tecnologies renovables a un edifici. A les vivendes un sistema d’aquest redueix la demanda d’energia per a calfar aigua en dos terços. D’aquesta manera, disminueixen les despeses en electricitat o en combustibles fòssils que s’utilitzen per a aquest fi, reduint els impactes ambientals associats.

Tipus d'instal·lacions

  • Aigua calenta sanitària (ACS). Instal·lació de plaques solars tèrmiques amb un dipòsit per emmagatzemar l’aigua calenta, subministra entre un 60 i un 80% de les necessitats diàries.
  • Calefacció per sòl radiant. Sistema que s’instal·la per baix del sòl de la vivenda actuant com un gran radiador, aconseguint una distribució de temperatura apropiada.
  • Climatització de piscines. Aplicació d’alta rendibilitat ja que les temperatures que es necessiten són baixes (25ºC) i els volums a calfar són grans.

Energia solar termica

Exemple de climatització d'una piscina

dalt


 

Energia eòlica

Energia eòlica és l'energia obtinguda del vent, és a dir, l'energia cinètica generada per efecte dels corrents d'aire. Es tracta d’una font d’energia infinita, renovable i no contaminant que pot ser aprofitada per a produir energia elèctrica o sistemes de bombeig d’aigua.
Aquesta energia és renovada diàriament pel sol, com a conseqüència de l’escalfament irregular que produeix el sol sobre la superfície terrestre. L’aire que es troba sobre la terra, en calfar-se, s’expandeix i puja i l’aire més gelat, com és més pesat baixa, creant així el vent.
Antigament els molins de vent es feien servir per a la mòlta i obtenció de farina. En l'actualitat, l'energia eòlica és utilitzada principalment per a produir energia elèctrica mitjançant aerogeneradors.

Aerogenerador

Els aerogeneradors utilitzen pales per a recollir l’energia cinètica del vent. L’aire circula sobre les pales, les quals, gràcies al seu perfil aerodinàmic, provoquen un efecte de sustentació, fent-les girar. Aquestes, es connecten a un arbre de transmissió que fa girar un generador elèctric produint així electricitat.

dalt


 

Energia geotèrmica

L’energia geotèrmica és aquella que s’obté mitjançant el aprofitament del calor interior de la Terra. Aquest es pot aprofitar com a font d’energia de moltes maneres, les més comunes són: obtindre energia elèctrica, aprofitament directe del calor, ACS, calefacció i refrigeració per absorció.
A les centrals geotèrmiques es genera energia elèctrica mitjançant la utilització de vapor. Aquest passa a través d'una turbina que està connectada a un generador, i que produeix electricitat.
Islàndia és un dels llocs on es crea més energia geotèrmica, per la gran quantitat de volcans i guèisers.
Un altre ús de la energia geotèrmica és la climatització (calefacció i/o refrigeració) mitjançant la bomba de calor geotèrmica.

Bomba de calor geotèrmica

Aquesta aprofita la temperatura del sòl per a calfar i refrigerar els edificis. És molt similar en concepte a un aire condicionat (fred/calor). La diferència és que en compte d'expulsar la calor a l'exterior de la casa, utilitza el subsòl per a l’intercanvi de temperatura.
A l'hivern, la bomba de calor absorbeix calor del terreny i l'allibera a l'edifici. A l'estiu, absorbeix calor de l'edifici i l'allibera en el terreny.

L'avantatge és que la terra manté una temperatura més constant, a 3 metres de profunditat presenta una temperatura contant d’entre 10 i 16ºC. Això permet un intercanvi de calor més eficient, i per tant menor consum d'energia.

dalt


 

Energia hidràulica

L’energia hidràulica és possiblement l’energia renovable més aprofitada al llarg del temps. Les primeres rodes hidràuliques o sènies es desenvoluparen a orient fa uns dos mil anys. Més tard, s’utilitzaven per a moldre. A la Revolució Industrial s’estengué l’ús d’aquestes, fent funcionar les manxes en foneries, en forges o fent moure les màquines a les fàbriques. La potència mecànica que s’obtenia anava des de centenes de watts fins desenes de kilowatts. La primera turbina hidràulica es va desenvolupar cap a la mitjania del segle XIX. La turbina es diferencia respecte a la roda hidràulica que és més menuda, més compacta i més eficient i en que funciona a una velocitat major. Va ser més tard quan la turbina fou adaptada per a la generació d’electricitat.

Energia minihidràulica

L’energia minihidràulica és la producció d’energia elèctrica a partir de l’energia de l’aigua a xicoteta escala. Amb aquesta abastim d’electricitat a una població menuda o una xicoteta planta industrial. Una planta hidroelèctrica és considerada minihidràulica quan la seua capacitat no supera els 10 megawatts (MW). Contràriament als grans projectes hidràulics, alguns dels quals no són respectuosos amb el medi ambient, els sistemes menuts causen menys impacte al entorn. Amb una bona gestió d’aquest recurs, els efectes ecològics són insignificants.

Minihidráulica

dalt


 

Biomassa

Entenem com a biomassa el conjunt de matèria orgànica renovable de procedència vegetal, animal o al resultat de la transformació d’aquestes. Part d’aquesta biomassa s’utilitza per a la producció d’energia. A la biomassa trobem els residus forestals i agrícoles, els biocombustibles líquids i el biogàs.

Biocombustibles sòlids

Són productes derivats de la biomassa sòlida que s’utilitzen en els processos de conversió energètica. Alguns exemples són la palla dels cereals, la llenya, les estelles i els pelets.
Els pelets són xicotetes porcions de serradura comprimida utilitzades com a combustible per a les calderes. Per a fabricar-les no se talen arbres, s’utilitzen desperdicis de l’esporga o de les fusteries. Se realitzen mitjançant el premsat, no necessiten pegament ni altra substància, sols la mateixa fusta. Una de les seues avantatges és que al ser un material reaprofitat, resulta molt barat.
La llenya s’utilitza com a combustible per a la calefacció. Aquesta biomassa prové de l’esporga dels arbres d’explotacions agràries i de la neteja dels boscos traient les branques supèrflues, malaltes i mortes, per ajudar a fer-los més resistents al foc.
Al cremar llenya s’allibera la mateixa quantitat de CO² a l’atmosfera que el que ha absorbit la planta durant tot el seu cicle de vida mitjançant la fotosíntesis. Per tant, el balanç d’emissions de CO² és nul.

Pelets

Imatge de pelets

Biocombustibles líquids

Els biocombustibles es produeixen a partir d’organismes vius o a partir de subproductes de matèria orgànica com poden ser els residus d’aliments, com l’oli usat de cuina. Al contrari que altres fonts d’energies renovables, els biocombustibles líquids poden utilitzar-se al transport..
Hi han combustibles de primera i segona generació. Els de primera generació provenen de matèries primes verges com l’oli de palma, la dacsa, la canya de sucre o la remolatxa. Els de segona generació provenen de residus com l’oli usat de cuina, residus agrícoles i forestals o algues. L’avantatge d’aquests últims front als primers és que aprofites residus i no matèries primes que es destinen a l’alimentació sense necessitat d’utilitzar terrenys agrícoles.
Els biocombustibles més utilitzats són el bioetanol i el biodiesel. Ambdós es comercialitzen mesclats. El bioetanol es comercialitza mesclat amb un 20% de gasolina. El biodiesel es presenta com a B10, B20 o B30 segons tinga un 10, 20 o 30% de biodiesel i la resta diesel.

Biogàs

El biogàs és un gas combustible que es genera en medis naturals o en dispositius específics. Es produeix a partir de reaccions de descomposició de la matèria orgànica, mitjançant l’acció de microorganismes, en absència d’oxigen (açò és un ambient anaeròbic). El gas resultant s’anomena biogàs i està format per metà (CH4), diòxid de carboni (CO²), monòxid de carboni (CO) i altres gasos.
Aquest procés el podem aplicar a la majoria de residus orgànics, com ara el tractament dels fangs de les aigües residuals, residus d’aliments, residus de la cuina, residus d’una granja, convertint-lo en un producte estable per a reciclar i produir biogàs, el qual s’aprofita per a la producció d’energia. També els sòlids rics en nutrients que s’obtenen després de la digestió poden utilitzar-se com a fertilitzants.

Procés de producció de biogàs (biogestor):

  1. Excrements d’animals i restes d’aliments mesclats amb aigua o fangs.
  2. Dins del biogestor, l’acció de les bactèries descompon el fem, transformant-lo en metà i fertilitzant.
  3. El gas metà pot ser conduit fins un generador d’energia o un calfador.
  4. Les restes son utilitzades com adob.