economia

PROYECTO FIN DE CARRERA

ENERGAS RENOVABLES ENERGA OCENICA

AUTORA: CARMEN CASTILLO MARTN

MADRID, JUNIO DE 2009

Energas Renovables

Energa Ocenica

I

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, me gustara agradecer a mis padres el apoyo

mostrado durante toda mi vida, especialmente en los aos que he

desarrollado la carrera universitaria. No habra logrado esto sin

vuestra ayuda, as que esto tambin es un poquito vuestro.

A mis abuelas que me han demostrado da a da la grandeza

de vivir, adems de un enorme afn de superacin.

A mis abuelos, que aunque os fuisteis de manera temprana, os

siento cerca y me habis ayudado a terminar todo lo que he

empezado.

A Nacho, por estar ah siempre que lo he necesitado y

ensearme a amar y entender el maravilloso mundo del agua.

Por ltimo, mencin especial a mi director de proyecto por

ensearme algo ms que ser una ingeniera.

Energas Renovables

Energa Ocenica

II

RESUMEN

El presente proyecto se basa en el estudio de la energa

ocenica para, posteriormente, realizar una aplicacin e-Learning en

Flash. Por lo que el proyecto queda dividido en tres partes bien

diferenciadas: estudio energtico, desarrollo de la aplicacin y, por

ltimo, valoracin econmica y organizacin del proyecto.

Para comenzar, se ha llevado a cabo un pequeo anlisis de las

energas renovables tratando tanto la tecnologa utilizada, como su

situacin actual. Las energas analizadas son: elica, solar trmica,

solar fotovoltaica, hidrulica, biomasa, geotrmica y qumica.

Posteriormente, se ha realizado un anlisis exhaustivo de la

energa ocenica en sus cinco vertientes: mareomotriz, undimotriz,

trmica ocenica, gradiente salino, y elica ocenica. Al ser una

energa renovable muy nueva se ha decidido profundizar en los

distintos tipos de tecnologa, ya que en el momento actual ninguna

tecnologa se impone. Para analizar la situacin actual, se ha tenido

que investigar fuera de Espaa debido a que actualmente no existe

mucha tecnologa sobre este asunto.

Una vez finalizado el anlisis energtico se procede a

desarrollar la aplicacin de e-Learning. El objeto de esta aplicacin

es de uso divulgativo y educativo sobre el estado del arte y la

Energas Renovables

Energa Ocenica

III

situacin actual de la energa ocenica. La plataforma de aprendizaje

est formada por varios mdulos a los que slo podrn acceder los

usuarios previamente registrados.

Energas renovables. Incluye el estado del arte y la situacin

actual en Espaa, Europa y el resto del Mundo de cada una

de los tipos de energa.

Energa ocenica. Incluye el estado del arte y la situacin

actual en Espaa, Europa y el resto del Mundo de cada una

de los tipos de energa.

Autoevaluacin. Test con los que el usuario podr ver los

progresos en su aprendizaje.

La ltima parte del proyecto consiste en una valoracin

econmica, donde se muestran los gastos incurridos en el desarrollo

del proyecto. En esta ltima fase tambin se determina la

organizacin y planificacin que se ha seguido para el desarrollo del

proyecto.

Energas Renovables

Energa Ocenica

IV

ABSTRACT

This project is based on the study of ocean energy. After this

study, a Flash e-Learning application will be developed. As the

project is divided into three parts: an energy study, an application

development and finally, an economic evaluation.

To begin with, it has been done a short analysis of renewable

energy treating both the technology used and its current status. The

energies considered are: wind, solar thermal, solar photovoltaic,

hydro, biomass, geothermal, and chemistry.

Subsequently, there has been a comprehensive analysis of

ocean energy in its five-fold: tidal, wave, ocean thermal, salinity

gradient and ocean wind. As it has been recently exploited

renewable energy it is necessary a deepen study in the different

types of technology, since at the moment there is not a settled one.

To analyze the current situation it has been necessary to take the

investigation out of Spain as the current technology is limited.

Once the energy analysis is finished the next step is to develop

the e-Learning application. This application is intended to educate

and inform about the state of the art and the current status of ocean

energy. The learning platform is made up of several modules which

can only be accessed by users already registered.

Energas Renovables

Energa Ocenica

V

Renewables. Includes the state of the art and the current

situation in Spain, Europe and the rest of the world for each of

the types of energy.

Ocean energy. Includes the state of the art and the current

situation in Spain, Europe and the rest of the world for each of

the types of energy.

Self assessment. Test in which the users can see the progress in

their learning.

The last part of the project is an economic assessment,

showing the incurred costs on the project. This last phase also

determines the organization and planning that has been followed

for the project development.

Energas Renovables

Energa Ocenica

VI

NDICE

INTRODUCCIN ...................................................................................................................... 1

1. Motivacin ....................................................................................................................... 1

2. Objetivos .......................................................................................................................... 2

3. Energas Renovables ...................................................................................................... 4

3.1 Qu es la Energa Renovable? ............................................................................. 4

3.2 Por qu la Energa Renovable? ........................................................................... 4

3.3 Energa Renovable vs. Energa no Renovable .................................................... 5

3.4 Tipos de Energa Renovable ................................................................................. 6

3.4.1 Energa Solar ....................................................................................................... 8

3.4.2 Energa Elica ................................................................................................... 24

3.4.3 Energa Hidrulica ........................................................................................... 34

3.4.4 Energa Geotrmica .......................................................................................... 44

3.4.5 Energa basada en la Biomasa ......................................................................... 50

3.4.6 Energa Qumica ............................................................................................... 59

3.5 Situacin actual del uso de Energas Renovables ........................................... 61

PARTE I. ANLISIS DE LA ENERGA OCENICA ......................................................... 66

1. Energa Ocenica .......................................................................................................... 67

2. Tipos de fuente de generacin de Energa ................................................................ 69

2.1 Energa Mareomotriz ........................................................................................... 69

2.1.1 Energa mareomotriz en Espaa .................................................................... 79

2.1.2 Energa mareomotriz en Europa .................................................................... 79

2.2 Energa Undimotriz ............................................................................................. 84

2.2.1 Energa Undimotriz en Espaa ....................................................................... 96

2.2.2 Energa Undimotriz en Europa ..................................................................... 101

2.3 Energa Trmica Ocenica ................................................................................. 103

Energas Renovables

Energa Ocenica

VII

2.4 Energa Gradiente Salino ................................................................................... 114

2.5 Energa de Elica Marina .................................................................................. 116

2.5.1 Energa Elica Marina en Espaa ................................................................. 123

2.5.2 Energa Elica Marina en Europa ................................................................ 124

3. Energa Ocenica en el Mundo ................................................................................. 127

PARTE II. APLICACIN E-LEARNING ............................................................................ 131

1. Planteamiento inicial .................................................................................................. 132

2. Metodologa a seguir. ................................................................................................ 133

2.1 Identificacin de necesidades ........................................................................... 135

2.1.1 Objetivos del sistema .................................................................................... 135

2.1.2 Alcance del sistema ....................................................................................... 136

2.1.3 Tipologa de usuarios finales ....................................................................... 137

2.1.4 Restricciones ................................................................................................... 137

2.2 Anlisis de requisitos ......................................................................................... 139

2.2.1 Reconocimiento del problema ..................................................................... 139

2.2.2 Lista de requisitos .......................................................................................... 140

2.2.3 Modelo lgico del nuevo sistema ................................................................ 144

2.2.4 Modelo conceptual de datos. ....................................................................... 154

3. Diseo arquitectura .................................................................................................... 159

3.1 Alternativas software ........................................................................................ 159

3.2 Alternativas hardware ...................................................................................... 161

3.3 Eleccin de una alternativa .............................................................................. 165

4. Diseo del interfaz grfico ........................................................................................ 166

5. Programacin .............................................................................................................. 177

5.1 Herramientas y lenguajes utilizados ............................................................... 177

6. Pruebas del sistema .................................................................................................... 189

6.1 Pruebas de Encaminamiento ........................................................................... 190

Energas Renovables

Energa Ocenica

VIII

6.2 Pruebas de Integracin ..................................................................................... 190

6.3 Pruebas de Explotacin .................................................................................... 191

6.4 Pruebas de Seguridad ....................................................................................... 191

6.5 Pruebas de Sobrecarga ...................................................................................... 192

6.6 Pruebas de Recuperacin ................................................................................. 193

6.7 Pruebas de Regresin ........................................................................................ 193

6.8 Pruebas de Aceptacin del Usuario ................................................................ 193

6.9 Pruebas de Usabilidad ...................................................................................... 194

7. Implantacin ............................................................................................................... 195

7.1 Pruebas de Implantacin .................................................................................. 195

PARTE III. VALORACIN ECONMICA Y PLANIFICACIN. ................................. 197

1. Organizacin del proyecto ........................................................................................ 198

1.1 Organigrama ...................................................................................................... 198

1.2 Descripcin de los puestos de trabajo ............................................................ 199

1.3 Descripcin de los paquetes de trabajo .......................................................... 200

2. Valoracin econmica del proyecto ......................................................................... 201

2.1 Costes de desarrollo ......................................................................................... 202

2.2 Costes tecnolgicos .......................................................................................... 206

2.3 Costes de implantacin .................................................................................... 209

2.4 Costes totales ..................................................................................................... 210

3. Planificacin del proyecto ......................................................................................... 211

PARTE IV. CONCLUSIONES .............................................................................................. 219

1. Conclusiones. .............................................................................................................. 220

PARTE V. BIBLIOGRAFA ................................................................................................... 221

1. Estructura de la bibliografa. .................................................................................... 222

1.1 Bibliografa sobre el estudio de la Energa Ocenica. .................................. 222

1.2 Bibliografa sobre la aplicacin e-Learning. .................................................. 226

Energas Renovables

Energa Ocenica

IX

NDICE DE GRFICOS

GRFICO 1 - Esquema de la Energa Solar Fotovoltaica .......................................................................... 9

GRFICO 2 - Situacin en Espaa de la Energa Solar Fotovoltaica 2006 .............................................. 11

GRFICO 3 - Situacin en Europa de la Energa Solar Fotovoltaica ....................................................... 13

GRFICO 4 - Distribucin mundial de la produccin de clulas fotovoltaicas en 2007 ......................... 15

GRFICO 5 - Placas solares situadas en una casa.................................................................................. 16

GRFICO 6 - Explicacin del efecto invernadero .................................................................................. 17

GRFICO 7 - Esquema de una instalacin con Energa Trmica ............................................................ 19

GRFICO 8 - Energa Solar Trmica en Espaa en 2006 ........................................................................ 21

GRFICO 9 - Energa Solar trmica en Europa ...................................................................................... 22

GRFICO 10 - Esquema de una turbina elica ...................................................................................... 26

GRFICO 11 - Potencia elica instalada en Espaa ............................................................................... 29

GRFICO 12 - Capacidad elica instalada en Europa ............................................................................ 30

GRFICO 13 - Potencia elica por continentes ..................................................................................... 32

GRFICO 14 - Capacidad elica instalada en el Mundo ........................................................................ 32

GRFICO 15 - Ciclo del agua ................................................................................................................. 34

GRFICO 16 - Esquema de una central Hidroelctrica con Reserva ...................................................... 37

GRFICO 17 - Energa elctrica producible en Espaa. Media mensual en GWh/da ............................ 40

GRFICO 18 - Produccin elctrica del sistema peninsular por cuencas 2007 ...................................... 41

GRFICO 19 - Energa Hidrulica en Espaa ......................................................................................... 41

GRFICO 20 - Energa obtenida en minicentrales hidrulicas en Europa .............................................. 42

GRFICO 21 - Comparativa de Europa con el resto del Mundo ............................................................ 43

GRFICO 22 - Capacidad acumulada de energa geotrmica en Europa ............................................... 48

GRFICO 23 Capacidad instada de las bombas de calor .................................................................... 49

GRFICO 24 - Ciclo de la biomasa ........................................................................................................ 51

GRFICO 25 - Consumo de biomasa en 2005........................................................................................ 53

GRFICO 26 - Evolucin de la biomasa en Espaa ................................................................................ 54

GRFICO 27 - Consumo de biomasa por sectores en 2005 ................................................................... 55

GRFICO 28 - Produccin de energa con biocombustibles en la UE ..................................................... 56

GRFICO 29 - Produccin de energa con biomasa en la UE ................................................................. 57

GRFICO 30 - El uso mundial de la biomasa ......................................................................................... 58

GRFICO 31 - Esquema da una pila de combustible ............................................................................. 60

GRFICO 32 - Esquema bsico de una central mareomotriz ................................................................. 71

GRFICO 33 - Explicacin del funcionamiento de una central mareomotriz ......................................... 72

GRFICO 34 - Turbina tipo bulbo en un dique ...................................................................................... 76

GRFICO 35 - Turbina de tipo Straflo ................................................................................................... 77

GRFICO 36 - Principales lugares con mayor amplitud de marea ......................................................... 78

GRFICO 37 - Vista area del dique de la central de La Rance ............................................................. 80

GRFICO 38 - Plano del dique .............................................................................................................. 81

GRFICO 39 - Ciclo de doble efecto ...................................................................................................... 81

GRFICO 40 - Seccin del dique donde se ubican las turbinas bulbos .................................................. 83

GRFICO 41 - Partes de una ola ........................................................................................................... 84

GRFICO 42 - Esquema del sistema Wavegen ...................................................................................... 87

Energas Renovables

Energa Ocenica

X

GRFICO 43 - Esquema del dispositivo AWS ........................................................................................ 88

GRFICO 44 - Generacin de energa ................................................................................................... 89

GRFICO 45 - Esquema de la generacin de energa con AWS ............................................................. 89

GRFICO 46 - Boya exterior ................................................................................................................. 90

GRFICO 47 - Esquema del dispositivo OPT ......................................................................................... 90

GRFICO 48 - Vista de perfil del Pelamis .............................................................................................. 91

GRFICO 49 - Esquema del Pelamis ..................................................................................................... 92

GRFICO 50 - Corte lateral de WaveDragon ......................................................................................... 93

GRFICO 51 - Comparativa de tecnologas ........................................................................................... 94

GRFICO 52 - Arquitectura de la plataforma ........................................................................................ 97

GRFICO 53 - Vista submarina de la plataforma .................................................................................. 98

GRFICO 54 - Vista area de la plataforma .......................................................................................... 98

GRFICO 55 - Dique de Mutriku ........................................................................................................... 99

GRFICO 56 - Boyas OPT de Iberdrola ................................................................................................ 100

GRFICO 57 - Proyectos europeos de energa ocenica ..................................................................... 102

GRFICO 58 - Ciclo abierto ................................................................................................................. 106

GRFICO 59 - Ciclo cerrado ................................................................................................................ 107

GRFICO 60 - Ciclo hbrido ................................................................................................................. 108

GRFICO 61 - Esquema de una central maremotrmica ..................................................................... 110

GRFICO 62 - Costes de una central maremotrmica ......................................................................... 110

GRFICO 63 - Diferentes usos del agua .............................................................................................. 112

GRFICO 64 - Localizacin idnea para centrales OTEC ...................................................................... 113

GRFICO 65 - Vista de un parque elico en el mar ............................................................................. 116

GRFICO 66 - Tipos de cimentacin marina ....................................................................................... 117

GRFICO 67 - Base por gravedad....................................................................................................... 117

GRFICO 68 - Monopilote enclavado ................................................................................................. 118

GRFICO 69 - Trpode ........................................................................................................................ 119

GRFICO 70 - Trpode alternativo ...................................................................................................... 119

GRFICO 71- Tipos de soporte en aguas profundas............................................................................ 120

GRFICO 72 - Comparacin de costes entre parques terrestres y marinos ......................................... 121

GRFICO 73 - Tabla que muestra los proyectos futuros en Espaa ................................................... 123

GRFICO 74 - Distribucin de plataformas offshore operativas en 2008 ............................................ 125

GRFICO 75 - Plataformas offshore planeadas para 2015 en Europa ................................................. 126

GRFICO 76 - Ubicaciones idneas para una central mareomotriz..................................................... 127

GRFICO 77 - Promedio de energa de las olas en KW / m (KW por metro de longitud de onda) ....... 128

GRFICO 78 - Distribucin de tecnologas en desarrollo de la energa ocenica 2006 ........................ 129

GRFICO 80 - Tecnologas en desarrollo distribuidas por pases en 2006 ........................................... 130

GRFICO 79 - Distribucin de energa ocenica a 2006 ...................................................................... 130

GRFICO 81 Esquema de la arquitectura inicial ............................................................................... 140

GRFICO 82 - Hoja de requisitos 1 ..................................................................................................... 141



GRFICO 85 - Diagrama de flujo de datos (DFD). Nivel contexto ........................................................ 145

GRFICO 86 - DFD conceptual de nivel 0 ........................................................................................... 147

GRFICO 87 - DFD conceptual de nivel 1 ........................................................................................... 149

GRFICO 88 - DFD conceptual nivel 2 ................................................................................................. 151

GRFICO 89 - DFD conceptual de nivel 3. ........................................................................................... 153

Energas Renovables

Energa Ocenica

XI

GRFICO 90 - Diagrama entidad-relacin ........................................................................................... 157

GRFICO 91 - Entidad usuario ......................................................................................................... 157

GRFICO 92 - Entidad examen ........................................................................................................ 158

GRFICO 93 - Relacin "realiza" ......................................................................................................... 158

GRFICO 94 - Opciones de configuracin de publicacin ................................................................... 160

GRFICO 95 - Arquitectura final elegida............................................................................................. 165

GRFICO 96 - Apariencia de la Plataforma ......................................................................................... 166

GRFICO 97 - Pantalla de registro de usuario .................................................................................... 168

GRFICO 98 - Escena de Acerca de .................................................................................................. 168

GRFICO 99 - Portada del curso ......................................................................................................... 169

GRFICO 100 - Pantalla del ndice ...................................................................................................... 170

GRFICO 101 - Aspecto de la escena Otros recursos .......................................................................... 171

GRFICO 102 Escena Referencias .................................................................................................... 172

GRFICO 103 - Escena de autoevaluacin .......................................................................................... 173

GRFICO 104 - Escena "Situacin de la energa Hidrulica" ............................................................... 174

GRFICO 105 - Situacin de la energa ocenica ................................................................................ 175

GRFICO 106 - Escena energa ocenica: undimotriz. ........................................................................ 176

GRFICO 107 - Arquitectura parcial de la aplicacin .......................................................................... 187

GRFICO 108 - Arquitectura completa de la aplicacin ...................................................................... 188

GRFICO 109 - Carga que posee la pelcula de flash creada. .............................................................. 192

GRFICO 110 - Organigrama del equipo de trabajo............................................................................ 198

GRFICO 111 - Tabla de descripcin de los puestos de trabajo. ......................................................... 199

GRFICO 112 - Tabla de sueldos del equipo de trabajo ...................................................................... 202

GRFICO 113 - Horas de trabajo en cada paquete de trabajo segn el cargo ..................................... 203

GRFICO 114 - Costes totales de desarrollo ....................................................................................... 205

GRFICO 115 - Costes tecnolgicos .................................................................................................... 208

GRFICO 116 - Esquema de costes totales del proyecto .................................................................... 210

GRFICO 117 - Costes totales separados por tipo .............................................................................. 210

GRFICO 118 - Exmenes durante el curso 2008/2009 ...................................................................... 212

Energas Renovables

Energa Ocenica

1

INTRODUCCIN

Se trata de realizar un proyecto sobre la energa ocenica, analizando la

situacin actual y tecnologa en Espaa, Europa y el Mundo. Para

complementar, se desarrollar una aplicacin informtica e-Learning para el

estudio y aprendizaje de la energa estudiada, la ocenica.

1. Motivacin

La temtica del proyecto se debe a que siempre la autora ha sentido

una gran curiosidad por el estudio de las energas, especialmente las

renovables. Energas renovables son aquellas que obtienen la energa a

travs de recursos naturales.

En este caso, se estudiar la energa ocenica. Se ha escogido esta

energa ya que, quiz, sea el tipo de energa renovable ms desconocida,

especialmente en Espaa. Por este motivo, pareca interesante realizar un

estudio de su situacin, acompaado por una herramienta informtica

que muestre en qu consiste este tipo de energa.

La aplicacin informtica tratar de ser una va de enseanza de la

energa ocenica, gracias a una interfaz fcil, vistosa e intuitiva para el

usuario.

Energas Renovables

Energa Ocenica

2

2. Objetivos

En lo relativo al estudio de la energa ocenica, se han establecido

los siguientes objetivos:

Realizar una investigacin y documentacin sobre todo lo

referente a la energa ocenica.

Estudiar, analizar y comprender las tecnologas utilizadas para

la obtencin de la energa ocenica para su posterior explicacin

en la aplicacin informtica.

Ventajas y desventajas de la energa ocenica.

Anlisis de la energa ocenica en Espaa, Europa y en el

Mundo.

Proyeccin futura de la energa ocenica.

Mientras que para la aplicacin informtica, los objetivos son los

siguientes:

Conseguir una aplicacin atractiva e intuitiva para que el

usuario sea capaz de manejarla fcilmente.

Energas Renovables

Energa Ocenica

3

Reconocer las necesidades y requisitos de los futuros usuarios

del sistema, de manera que la aplicacin haga todo lo se espera

que haga.

Fijar una metodologa de desarrollo de software, especificando

los input/outputs de cada fase o etapa.

Realizar una definicin clara de cada etapa, realizando pruebas

al final de cada una de ellas. Se realizarn pruebas con usuarios

finales si la etapa as lo requiere.

Obtener una aplicacin que sea fundamentalmente educativa,

contrastando datos y revisando documentos.

Energas Renovables

Energa Ocenica

4

3. Energas Renovables

3.1 Qu es la Energa Renovable?

Se denomina energa renovable a aquella que es obtenida de fuentes

naturales y que es de un uso virtualmente ilimitado.

3.2 Por qu la Energa Renovable?

La sociedad actual exige diariamente mayores cantidades de energa

para satisfacer todas sus necesidades. Para conseguirlo, la mayor parte de la

energa es obtenida de combustibles fsiles y energa nuclear.

Los combustibles fsiles usados son el carbn, el gas y el petrleo. stos

son de carcter no renovable (desaparecern en un determinado momento),

adems su uso es de carcter nocivo para el medio ambiente.

Los combustibles fsiles son quemados para la obtencin de energa, por

lo que se produce anhdrido carbnico que al liberarse a la atmsfera produce

efectos negativos en la naturaleza, por ejemplo, el llamado efecto invernadero.

Como solucin a este grave problema aparece el concepto de energa

renovable, aquellas que se basan en las fuentes de energa naturales para

obtener energa.

Energas Renovables

Energa Ocenica

5

3.3 Energa Renovable vs. Energa no Renovable

Las energas renovables poseen una doble virtud frente a las energas no

renovables:

Disponibilidad de forma inagotable.

No produce impacto sobre el medio ambiente. Al no emitir gases

contaminantes, ni otro tipo de emisiones.

Por otro lado, se pueden citar algunos inconvenientes de este tipo de

energas:

La situacin de las centrales: no sirve cualquier emplazamiento. Por

ejemplo, en la instalacin de una central elica se debe de exigir que

el viento en la zona sea lo suficientemente adecuado.

Problemas particulares: como son, la migracin de peces cercanos a

las centrales hidroelctricas, o la peligrosidad de las aspas de los

aerogeneradores para los pjaros.

El impacto visual en el ambiente local.

Su naturaleza difusa. Es decir, la mayora de fuentes de energa

proporcionan una intensidad relativamente baja.

Energas Renovables

Energa Ocenica

6

3.4 Tipos de Energa Renovable

El proyecto abordar la Energa Ocenica, pero antes es conveniente

realizar una pequea introduccin a las distintos tipos de Energas Renovables

existentes.

Siguiendo una clasificacin basada en el origen de las fuentes de energa,

se tienen:

Sol, Luna y Tierra

1. Solar. Utiliza el Sol como fuente de energa.

2. Elica. Utiliza el viento como fuente de energa.

3. Hidrulica. Basada en la energa generada por el agua debido a

un diferencial de altura.

4. Ocenica. La fuente de energa es el Mar. El estudio de esta

energa supone la parte central de este proyecto.

5. Geotrmica. El calor generado por la Tierra es la fuente de

energa.

Orgnica

1. Biomasa. La biomasa energtica es toda materia orgnica, de

origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes

de su transformacin natural o artificial. La obtencin de energa

Energas Renovables

Energa Ocenica

7

se produce mediante la combustin directa tanto de la biomasa

como sus derivados.

A travs de Partculas

1. Qumica. La Energa que contienen los compuestos es

transformada en energa elctrica y calor sin necesidad de

combustin, mediante Pilas de Combustible.

Energas Renovables

Energa Ocenica

8

3.4.1 Energa Solar

La energa solar se clasifica en solar trmica y solar fotovoltaica. Para

empezar, se analizar la primera.

La energa solar fotovoltaica se basa en el efecto fotoelctrico, es decir, en

la conversin de la energa lumnica procedente del Sol en energa elctrica. Los

dispositivos utilizados para llevar a cabo la conversin son las denominadas

clulas solares. Estas celdas o clulas solares estn constituidas por materiales

semiconductores, en los que artificialmente, se ha creado un campo elctrico

constante. El material base de estas clulas es el Silicio.

Las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grupos:

1. Instalaciones conectadas a la red elctrica. Dentro de stas

existen dos casos distintos: centrales o sistemas fotovoltaicos en

industrias/edificios. Mientras que para el primer sistema la

energa elctrica generada se entrega directamente a la red

elctrica, en el segundo sistema una parte de la energa generada

se invierte en el mismo autoconsumo, mientras que la energa

excedente se entrega a la red elctrica.

2. Instalaciones aisladas de la red elctrica. La energa generada a

partir de la conversin fotovoltaica se utiliza para cubrir

pequeos consumos elctricos en el mismo lugar donde se

produce la demanda. Por ejemplo, servicios y alumbrado

Energas Renovables

Energa Ocenica

9

pblico, sealizacin y comunicaciones o viviendas alejadas de la

red elctrica convencional.

Espaa es en la actualidad el primer productor mundial de energa

fotovoltaica con una potencia instalada estimada de 3.200 MW por delante de

Alemania que cuenta con unos 1.350 MW. Tan solo en 2008 la potencia

instalada en Espaa ha sido de unos 2.500 MW, debido al anuncio de cambio de

regulacin a la baja de las primas a la generacin que finalmente se produjo en

septiembre.

Alemania es en la actualidad el segundo productor mundial de energa

solar fotovoltaica tras Japn, con cerca de 5 millones de metros cuadrados de

paneles solares, aunque slo representan el 0,03% de su produccin energtica

total. La venta de paneles fotovoltaicos ha crecido en el mundo al ritmo anual

del 20% en la dcada de los noventa. En la UE el crecimiento medio anual es del

30%.

(Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Central_fotovoltaica)

Como se ha dicho anteriormente, la

transformacin de la energa solar en electricidad

se produce en las clulas fotovoltaicas. La

energa elctrica, se obtiene en corriente

continua. Es preciso un inversor que transforme

sta en corriente alterna. La instalacin queda

rematada por una serie de protecciones y

GRFICO 1 - Esquema de la energa solar fotovoltaica

Energas Renovables

Energa Ocenica

10

contadores elctricos, adems de un cableado de conexin.

A continuacin, se detallan algunas ventajas e inconvenientes que

presenta este tipo de energa renovable:

Ventajas

Al no producirse ningn tipo de combustin, no se generan

contaminantes atmosfricos en el punto de utilizacin, ni se

producen efectos como la lluvia cida, efecto invernadero por

CO2, etc.

El Silicio, es un elemento es muy abundante.

No precisa ningn suministro exterior (combustible) ni

presencia relevante de otros tipos de recursos (agua, viento).

Inconvenientes

Impacto en el proceso de fabricacin de las placas.

Necesidad de grandes extensiones de terreno, por lo que supone

un impacto visual.

Energas Renovables

Energa Ocenica

11

Situacin de la Energa Solar Fotovoltaica en Espaa

Usando como fuente de datos IDAE del ao 2006 observamos que la

Comunidad Autnoma de Castilla y Len es la que ms potencia fotovoltaica

tiene instalada. Por otro lado, Asturias tiene la menor potencia fotovoltaica

instalada de todo el pas.

Todas estas medidas estn en Kilovatios pico. Esta unidad describe la

mxima potencia de un mdulo o generador solar. La potencia de un mdulo o

generador solar en condiciones de actividad reales no suele alcanzar el valor

mximo, es decir, no se suele alcanzar el pico.

GRFICO 2 - Situacin en Espaa de la Energa Solar Fotovoltaica 2006

Energas Renovables

Energa Ocenica

12

Segn datos del PER se prev que en 2010 la potencia fotovoltaica

instalada en Espaa supere los 400 Megavatios. Espaa se ha consolidado como

segunda potencia europea slo superada por Alemania. Se han instalado 512

MWp en 2007, es decir, 8,5 veces ms en 2006 a ms, con lo que capacidad

instalada total hasta 655 MWp. Por lo que los objetivos del PER se han visto

ampliamente cubiertos 3 aos antes.

Energas Renovables

Energa Ocenica

13

Situacin de la Energa Solar Fotovoltaica en Europa

GRFICO 3 - Situacin en Europa de la Energa Solar Fotovoltaica

Energas Renovables

Energa Ocenica

14

La tabla anterior muestra la potencia acumulada (en MWp) en Europa en

los aos 2006 y 2007. En ambos aos se analiza la situacin tanto en

instalaciones conectadas a la red (on grid) como en las instalaciones aisladas

(off grid).

Alemania es el pas que ms potencia produce, muy por encima de los

dems pases europeos. Espaa se mantiene como el segundo pas europeo con

unos datos muy prometedores.

Como muestra la tabla slo Alemania, Espaa e Italia estn por encima

de los 100 MWp. Esto demuestra que la mayora de Europa debera apostar en

mayor medida el uso de esta energa renovable.

Energas Renovables

Energa Ocenica

15

Situacin de la Energa Solar Fotovoltaica en el Mundo

Observando el grfico siguiente se advierte que a nivel mundial Japn y

Europa, son las dos potencias lderes en la produccin de clulas fotovoltaicas,

seguidas muy de cerca por China.

Fuente: www.energias-renovables.com

Las centrales fotovoltaicas ms importantes del mundo se localizan

dentro de Europa, y ms concretamente, en Alemania.

GRFICO 4 - Distribucin mundial de la produccin de clulas fotovoltaicas en 2007

Energas Renovables

Energa Ocenica

16

El segundo uso de la energa solar es para obtener energa trmica. Esta

energa es conseguida mediante la transformacin de la energa solar en calor o

energa trmica. Por lo tanto, la energa solar trmica usa directamente la

energa solar para calentar un fluido.

La diferencia principal con la energa solar fotovoltaica es que sta

aprovecha propiedades fsicas de materiales semiconductores para generar

electricidad a partir de la radiacin solar.

Las aplicaciones de la energa trmica pueden ser: uso industrial,

calefaccin de espacios, calentar agua sanitaria, calentamiento de piscinas, etc.

El colector (llamado tambin panel solar) es el elemento que capta la

radiacin del Sol y la convierte en energa trmica o calorfica. Este colector

puede ser de dos tipos: 1) Colector de placa plana 2) Colector de vaco.

GRFICO 5 - Placas solares situadas en una casa

Energas Renovables

Energa Ocenica

17

1) Colector de placa plana convierte la

Energa Solar en Energa calorfica

extrada del mismo mediante un fluido y

que aprovecha el efecto invernadero.

El efecto invernadero se produce cuando la Tierra se calienta, emite

calor pero la atmsfera impide que se escape todo hacia el espacio

devolviendo parte a la superficie terrestre.

GRFICO 6 - Explicacin del efecto invernadero

El colector de placa plana se compone de varios elementos:

Cubierta transparente. Permite un aprovechamiento de la energa

gracias al efecto invernadero inducido artificialmente. Esta

cubierta evita que la radiacin infrarroja emitida por el absorbedor

se pierda, facilitando que dicha radiacin vuelva a la placa

absorbedora y, por tanto, sea aprovechada.

Energas Renovables

Energa Ocenica

18

Mencin especial requieren los materiales utilizados, ya que

deben poseer resistencia mecnica. Estos deben ser capaces de

soportar la fuerza del viento o la presin de la nieve acumulada.

Los materiales ms utilizados para su construccin son: plstico,

vidrio y doble vidrio.

Absorbedor. Recibe la radiacin solar y la convierte en calor que

se transmite al fluido caloportador. La cara expuesta al sol debe

captar la mayor cantidad de rayos de sol por lo que se suele pintar

de color negro u oscuro para conseguir una superficie selectiva

(muy absorbente a la radiacin y baja emitividad). Es importante

evitar los puentes trmicos entre el absorbedor y la carcasa,

debiendo estar bien aislados trmicamente.

Aislamiento posterior. Se emplea para reducir las prdidas

trmicas en la parte trasera del absorbedor que debe ser de baja

conductividad trmica. Los materiales pueden ser lana de vidrio,

lana de roca, corcho, poliestireno o poliuretano. Se suele incluir

una lmina reflectante (aluminio) tras la placa absorbedora que

refleja la radiacin posterior reenvindola a la placa.

Carcasa. Protege los elementos de colector, permitiendo adems

anclarlo y sujetarlo. Debe resistir los cambios de temperatura y la

corrosin.

2) Colector de vaco. Son convertidores solares trmicos que permiten obtener

mayores temperaturas. Se encuentra insertado en un tubo al que se le ha

practicado vaco, ste reduce las prdidas y los riesgos de corrosin y

Energas Renovables

Energa Ocenica

19

deterioro, con lo que la durabilidad es mayor y tambin el rendimiento.

Existen dos tipos de colectores de vaco:

Flujo directo.

Con tubo de calor.

1. Colectores o placas

captadoras.

2. Cubierta protectora

transparente.

3. Placa absorbedora.

4. Lmina reflectante.

5. Aislamiento trmico.

Para reducir las prdidas.

6. Acumulador. Su

funcin es almacenar el

agua de consumo. Tambin puede acumular agua de apoyo al sistema de

calefaccin. El consumo estimado por persona y da es de 40 litros a 45C.

7. Apoyo energtico. En los momentos en los que no se dispone de energa

solar, hace falta un sistema de apoyo basado en energas convencionales. Se

suelen emplear sistemas elctricos (una resistencia dentro del tanque) o de

gasleo o gas (se puede aprovechar un sistema ya existente). La corrosin se

evita introduciendo en el interior del depsito un nodo que debe cambiarse

peridicamente.

GRFICO 7 - Esquema de una instalacin con Energa Trmica

Energas Renovables

Energa Ocenica

20

8. Sistema de control. Comprueba la temperatura en diferentes partes de la

instalacin para conectar o desconectar los sistemas de apoyo y las bombas

cuando sea necesario.

(Fuente: http://www.ercyl.com/energia_solar_termica.asp )


presenta este tipo de Energa Renovable:

Ventajas

Los sistemas solares pueden suponer ahorros en el coste del

calentamiento del agua en un 70%-80% si son comparados con

los sistemas convencionales.

La inversin en paneles solares, se amortiza con el ahorro que se

obtiene al utilizar estos sistemas.

Las placas solares pueden ser un complemento de apoyo a la

calefaccin.

Inconvenientes

La discontinuidad de los sistemas en el tiempo.

Slo aprovechan la radiacin directa proveniente del Sol, es

primordial que no haya nubes.

Energas Renovables

Energa Ocenica

21

Situacin de la Energa Solar Trmica en Espaa

Andaluca es la Comunidad Autnoma con ms superficie instada para

la captacin de la Energa Solar Trmica con 292.895 m2 a finales de 2006.

GRFICO 8 - Energa Solar Trmica en Espaa en 2006

Actualmente el mapa anterior se ha visto modificado debido a la entrada

en vigor, en septiembre de 2006, del nuevo Cdigo Tcnico de la Edificacin.

Gracias al cual, se ha dado un fuerte impuso a las instalaciones de energa solar,

ya que se obliga a que los edificios de nueva construccin y rehabilitacin

debern contar con instalaciones de energa solar trmica para la produccin de

agua caliente sanitaria.

Como ejemplo de empresa del sector cabe destacar el papel de Isofotn

en Espaa.

Energas Renovables

Energa Ocenica

22

Situacin de la Energa Solar Trmica en Europa

La siguiente tabla refleja la situacin en Europa. Alemania, como en la

fotovoltaica, sigue siendo el pas lder en produccin de energa solar trmica.

GRFICO 9 - Energa Solar trmica en Europa

Fuente: EurObserv'ER 2008

Energas Renovables

Energa Ocenica

23

Situacin de la Energa Solar en el Mundo

China es el pas con ms superficie de captadores solares instalados, 78

millones, aproximadamente el 40% de todos los instalados en el mundo. Ms de

10 millones de familias chinas disponen de agua caliente gracias al Sol.

Chipre es el pas que ms aporta por habitante en el mundo, con 350 KWt

por cada 1.000 habitantes. Ms del 90% de los edificios construidos equipados

con captadores solares trmicos.

En Grecia, en los ltimos aos se instalan ms de 200.000 m2 anuales.

Hoy totalizan unos 3,5 millones. Con un 17% de la superficie instalada en la UE,

el pas heleno dispone de un tejido solar que abastece de agua caliente a uno de

cada cuatro habitantes.

En Israel, alrededor del 85% de las viviendas estn equipadas con

colectores solares trmicos, como resultado de una ley.

Energas Renovables

Energa Ocenica

24

3.4.2 Energa Elica

La Energa Elica utiliza la fuerza del viento para producir electricidad.

Los parques elicos son construidos en zonas con fuertes corrientes de aire.

Tambin se instalan parques elicos en el mar (se ver posteriormente) la razn

es que en el mar el viento es ms fuerte y potente que en tierra.

Existen dos tipos de instalaciones de produccin de electricidad:

Las instalaciones aisladas sin conexin a la red elctrica.

Normalmente se utilizan en mbito rural o de viviendas con

algn panel fotovoltaico, y utilizando aerogeneradores de baja

potencia.

Las instalaciones conectadas a la red elctrica de distribucin

general. Utilizan aerogeneradores de alta potencia. Son

instalaciones de grandes dimensiones (parques elicos).

Para obtener electricidad, el movimiento de las aspas de los

aerogeneradores acciona un generador elctrico que convierte la energa

mecnica de la rotacin en energa elctrica. Una vez obtenida, la electricidad

puede almacenarse en bateras o ser vertida directamente a la red.

Un aerogenerador es un generador elctrico movido por una turbina

elica accionada por el viento. Estos pueden ser de dos tipos:

Eje horizontal. El rotor tipo hlice de eje horizontal. La finalidad del

rotor es la de convertir el movimiento lineal del viento en energa

Energas Renovables

Energa Ocenica

25

rotacional que pueda ser utilizada para hacer funcionar el generador.

Son aquellos en los que el eje de rotacin del equipo se encuentra

paralelo al piso. sta es la tecnologa que se ha impuesto, por su

eficiencia y confiabilidad y la capacidad de adaptarse a diferentes

potencias.

Eje vertical. La caracterstica principal es que el eje de rotacin se

encuentra en posicin perpendicular al suelo. Son tambin llamados

"VAWTs".

El gran tamao de los aerogeneradores, las vibraciones y ruido que

provocan son los problemas principales. Por este motivo, suelen ser ubicados en

zonas alejadas, en las que no molesten. Sin embargo, algunas empresas estn

trabajando para construir aerogeneradores ms pequeos y silenciosos para que

la ubicacin en zonas urbanas sea viable.

1. Cimientos

2. Conexin a la red elctrica

3. Torre

4. Escalera de acceso

5. Sistema de orientacin

6. Gndola

7. Generador

8. Anemmetro

9. Freno

10. Caja de cambios

11. Pala

12. Inclinacin de la pala

13. Rueda del rotor

A continuacin, se detallan

presenta este tipo de energa r

Ventajas

No produce residuos contaminantes ni emisiones atmosfricas.

Al no requerir

invernadero.

Energas Renovables

Energa Ocenica

26

Conexin a la red elctrica

Escalera de acceso

Sistema de orientacin

Caja de cambios

Inclinacin de la pala

Rueda del rotor

A continuacin, se detallan algunas ventajas e inconvenie


residuos contaminantes ni emisiones atmosfricas.

una combustin no contribuye al incremento del

GRFICO 10 - Esquema de una turbina elica

Energas Renovables

Energa Ocenica

algunas ventajas e inconvenientes que

residuos contaminantes ni emisiones atmosfricas.

no contribuye al incremento del efecto

Esquema de una turbina elica

Energas Renovables

Energa Ocenica

27

Pueden instalarse parques elicos en espacios no aptos para otros

fines.

Pueden cohabitar con otros usos del suelo.

La situacin actual permite cubrir la demanda de energa en Espaa

un 30%.

La instalacin de la tecnologa es rpida, de 6 meses a un ao.

Existe la posibilidad de construir parques elicos en el mar, es la

llamada Energa Ocenica Elica. En el mar el viento es ms fuerte,

ms constante y el impacto social es menor. Por el contrario, se

produce un aumento de los costes de mantenimiento e instalacin.

Su utilizacin combinada con otros tipos de energa, normalmente la

solar, permite la autoalimentacin de viviendas.

Inconvenientes

La energa elica no puede ser utilizada como nica fuente de energa

elctrica, debido a la intermitencia de existencia del viento.

Dificultad de prever la generacin con antelacin.

Dentro del parque elico se produce contaminacin acstica.

Energas Renovables

Energa Ocenica

28

Impacto visual.

Interferencias con los medios de comunicacin.

Energas Renovables

Energa Ocenica

29

Situacin de la Energa Elica en Espaa

GRFICO 11 - Potencia elica instalada en Espaa

Como se puede observar en el grfico superior Castilla la Mancha es la

Comunidad que ms potencia instalada posee. En el ltimo ao medido (2007)

se ha experimentado un gran crecimiento en comunidades como Castilla La

Mancha, Castilla y Len, y Andaluca.

Hasta el momento no existe ningn parque elico marino en la pennsula

debido a la complejidad burocrtica, la ausencia de un estudio estratgico

ambiental del litoral espaol y a las protestas de vecinos y pescadores que

haban bloqueado la construccin de parques elicos marinos.

En cuanto a la empresa destacada en produccin de energa elica est

Gamesa en Espaa.

Energas Renovables

Energa Ocenica

30

Situacin de la Energa Elica en Europa

La siguiente tabla muestra la produccin de energa elica en TWh tanto

en 2006 como en 2007.

GRFICO 12 - Capacidad elica instalada en Europa


Energas Renovables

Energa Ocenica

31

Durante el 2007 el mercado de la Unin Europea ha sufrido un fuerte

crecimiento, con lo que el total de la capacidad instalada asciende hasta 56.406,1

MW. Esto se debe a que el mercado europeo es ms diversificado y menos

dependiente del mercado espaol y alemn, aunque estos dos pases siguen

representando ms del 60% del mercado de la UE. Actualmente la energa

elica representa el 3% de la produccin de electricidad, y cubre las necesidades

en de electricidad de 32,7 millones de hogares.

En 2007, Espaa se convirti una vez ms en el principal mercado de la

UE la energa elica con 3.514,9 MW instalados, con lo que el total de su

capacidad instalada es de hasta 15.145,1 MW. El pas refuerza un poco ms su

segundo lugar en Europa en trminos de capacidad instalada en su territorio,

por detrs de Alemania, el slido lder. La prdida de impulso de Alemania se

esperaba despus de un ao excelente en 2006. Pero esta ralentizacin

finalmente result ser menos importantes de lo previsto.

Sin embargo, algunos de los pases europeos se han estancado en su

produccin, por ejemplo Italia.

Como empresa destacada en Europa se puede nombrar a Vestas en

Dinamarca, con ms de 4.200 MW vendidos en 2006.

Energas Renovables

Energa Ocenica

32

Situacin de la Energa Elica en el Mundo

GRFICO 13 - Potencia elica por continentes

Como puede observarse en el grfico superior Europa se sita en cabeza

de la potencia instalada hasta 2007. Por otro lado, el continente a la cola en

cuanto a instalacin de tecnologa para desarrollar este tipo de Energa es

frica.

GRFICO 14 - Capacidad elica instalada en el Mundo

Energas Renovables

Energa Ocenica

33

Se observa un crecimiento ms o menos constante (10.000 MW cada ao

aproximadamente) de la capacidad elica instalada en el Mundo. Exceptuando

el periodo de 2006-2007 que se ha incrementado en casi 20.000 MW.

Energas Renovables

Energa Ocenica

34

3.4.3 Energa Hidrulica

El agua es una fuente de energa renovable con un enorme potencial de

aprovechamiento, debido a la circulacin constante de la energa cintica

obtenida de su movimiento.

Para comenzar se explica brevemente el ciclo del agua para comprender

que los ros con su caudal generan energa cintica.

Por la accin de la incidencia del Sol, el agua de los ros, del mar, y de

lagos y embalses se evapora. Parte de ella, se condensa en las capas ms fras y

altas de la atmsfera, formando las nubes. Las nubes, son movidas por el

viento, descargan precipitando sobre la Tierra. Esta precipitacin puede ser en

forma de lluvia, nieve o granizo.

GRFICO 15 - Ciclo del agua

Energas Renovables

Energa Ocenica

35

En las centrales hidroelctricas, la energa cintica del agua se convierte

en mecnica y, por ltimo, en energa elctrica. Estas centrales se clasifican

segn la capacidad de produccin y su tamao. Se clasifican de este modo:

Gran hidrulica. Tienen una potencia > 10 MW

Minihidrulica. Centrales con una potencia entre 1 MW-10MW

Microhidrulica. Poseen una capacidad de produccin < 1MW

En Espaa slo se considera energa renovable a centrales con capacidad

de produccin < 10MW, es decir, Minihidralica y Microhidrulica.

Mientras, en la UE independientemente de su capacidad de produccin

es Energa Renovable.

Las centrales hidroelctricas, adems de por su tamao y capacidad de

produccin, se clasifican segn la forma de captacin del agua y su

emplazamiento.

Central de pasada/agua fluyente. No existe acumulacin de agua

apreciable para accionar las turbinas. Por lo que, las turbinas deben

ser capaces de aceptar el caudal natural del ro. Naturalmente, en

Energas Renovables

Energa Ocenica

36

invierno desarrollan la potencia mxima dejando pasar el agua

excedente. Mientras que en verano el caudal se ve notablemente

reducido.

El ro, en su parte ms alta, es desviado mediante una pequea presa

hacia una cmara de carga. Desde la cmara de carga se utiliza una

tubera para lanzar el agua hasta la sala de turbinas. Esta tubera

mantiene constante el caudal, adems de aumentar su energa

cintica. Cuando el agua mueve las turbinas, es devuelta al caudal

normal del ro.

Este tipo de central requiere un caudal del ro relativamente constante

durante todo el ao, para asegurar una potencia determinada.

Central de reserva. Esta central se alimenta del agua de lagos o de

embalses construidos artificialmente gracias a las presas. El agua es

utilizada segn la demanda y transportada por tuberas hasta las

turbinas. stas se encuentran, normalmente, a pie de presa.

Cuando se demanda agua, la compuerta de la presa se abre y el agua

sale del embalse hacia la sala de turbinas.

Central de bombeo. Estas centrales estn dotadas de dos embalses a

diferentes niveles. Gracias a esto, las centrales de bombeo facilitan un

empleo ms racional de los recursos hidrulicos.

Energas Renovables

Energa Ocenica

37

Los principales componentes de una central hidroelctrica son:

Embalse: retencin artificial de agua gracias a una presa (energa

potencial).

Presa: construccin que retiene el agua. Gracias a ella existe un

desnivel desde la parte de la retencin hasta la cada del agua (energa

cintica). Este desnivel es aprovechado para mover las turbinas

(energa cintica de rotacin) y producir energa elctrica.

Casa de mquinas: lugar donde se encuentran el conjunto de grupos

turbina-alternador, la turbina hidrulica, el eje, generador elctrico y

los transformadores. Aqu tiene lugar la transformacin de energa

cintica en energa elctrica.

GRFICO 16 - Esquema de una central Hidroelctrica con Reserva

Energas Renovables

Energa Ocenica

38

Lneas de transporte: de la electricidad. Para hacer llegar la energa

elctrica conseguida a las zonas donde se demande.

A continuacin, se detallarn algunas ventajas e inconvenientes que


Ventajas

La regulacin del caudal controla en riesgo de inundaciones en la zona.

Energa limpia, no produce emisiones.

Recurso inagotable, gracias al ciclo del agua.

El almacenamiento de agua, en centrales en las que es necesario, permite

adems la realizacin de actividades de recreo y el suministro para

regados.

Energa barata, ya que sus costes de explotacin son bajos, y

aprovechamiento de manera eficiente los recursos hidrulicos

disponibles.

Inconvenientes

Para la construccin y puesta en marcha de las centrales se requiere

inversiones cuantiosas.

Energas Renovables

Energa Ocenica

39

Las centrales hidrulicas suelen estar lejos de las grandes poblaciones,

por lo que se tendrn que construir redes de transporte de la energa con

el consiguiente coste.

Los lugares en donde se pueden construir centrales en buenas

condiciones econmicas son muy limitados.

Las presas y los embalses afectan sobre el ecosistema del lugar.

Energas Renovables

Energa Ocenica

40

Situacin de la Energa Hidrulica en Espaa

Como muestra el siguiente grfico, la energa producible gracias a la

energa hidrulica vara segn el periodo estacional. En los meses de verano,

meses secos, la energa producible desciende notablemente.

Fuente: http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-educativos/hidraulica.swf

A continuacin, se tiene un grfico que muestra la produccin elctrica

gracias a la energa hidrulica en las distintas cuencas de la pennsula. Como

puede observarse, la cuenca del Duero es la que mayor produccin tiene. Le

siguen muy de cerca las cuencas del Norte y la del Ebro.

GRFICO 17 - Energa elctrica producible en Espaa. Media mensual en GWh/da

Energas Renovables

Energa Ocenica

41

Fuente: http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-educativos/hidraulica.swf

El siguiente grfico muestra la distribucin de energa hidroelctrica a lo

largo de toda la pennsula. Las Comunidades Autnomas que tienen un ndice

de produccin mayor son aquellas en las que se situan las cuencas

anteriormente descritas. Es el caso de Galicia (cuenca del Norte), y Catalua

(cuenca del Ebro).

GRFICO 18 - Produccin elctrica del sistema peninsular por cuencas 2007

GRFICO 19 - Energa Hidrulica en Espaa

Energas Renovables

Energa Ocenica

42

Situacin de la Energa Hidrulica en Europa

La tabla siguiente muestra la potencia obtenida en los pases de la UE en

2006 y 2007. Espaa se encuentra en la cuarta posicin aunque no a demasiada

distancia.

GRFICO 20 - Energa obtenida en minicentrales hidrulicas en Europa

Energas Renovables

Energa Ocenica

43

Situacin de la Energa Hidrulica en el Mundo

La energa hidrulica es la fuente renovable de electricidad ms

importante y ms utilizada en el mundo. Esta fuente renovable supone un 19%

de la produccin total de electricidad. Canad es el productor ms importante

de energa hidroelctrica, seguido por los Estados Unidos y Brasil.

Aunque por otro lado existen muchos lugares en donde la energa

hidrulica no es aprovechada, por ejemplo: Amrica Latina, India y China. Se

calcula que aproximadamente existen dos tercios del potencial hidroelctrico

que estn an por explotar.

A continuacin, se muestra un grfico en el cual se compara la potencia

instalada en Espaa, Europa y en el Mundo.

Fuente: energias-renovables.com y EurObserv'ER 2007

GRFICO 21 - Comparativa de Europa con el resto del Mundo

Energas Renovables

Energa Ocenica

44

3.4.4 Energa Geotrmica

La fuente de esta energa es el calor producido en el interior de la Tierra.

Esta fuente de energa posee un doble uso, suministrar calor y obtener

electricidad.

Teniendo como origen el calor interno de la Tierra existe tres tipos de

tecnologa diferente:

1. Las aplicaciones de uso directo. Utilizan esta fuente de energa como

calefaccin, o para la produccin de agua caliente para usos

industriales, agrcolas o residenciales.

2. Las bombas de calor geotrmicas utilizan la energa de suelos poco

profundos para calentar y refrigerar edificios.

3. Las centrales geotrmicas. Las centrales geotrmicas generan

electricidad a partir de la perforacin de pozos. Las centrales

geotrmicas se clasifican en:

Centrales de vapor: utilizan el vapor geotrmico para hacer

girar las turbinas de la central.

Centrales de transmisin de vapor: reservas geotrmicas que

producen agua caliente. Se aprovecha la parte que se convierte

en vapor al llegar a la superficie.

Centrales de ciclo binario: utilizan el agua subterrnea para

transferir el calor a un segundo lquido que tiene una

temperatura de evaporacin ms baja. Cuando este lquido se

Energas Renovables

Energa Ocenica

45

evapora mueve las turbinas. Posteriormente se condensa este

vapor y se reutiliza el lquido de nuevo.



Ventajas

Su coste es bajo y, normalmente, no tiene riesgos.

Esta fuente de energa puede ser la solucin parcial para evitar la

dependencia energtica exterior.

Aunque produce residuos, estos son mnimos comparados con los

llamados combustibles fsiles.

Es una energa renovable, con lo que ello conlleva, es limpia, ilimitada

Inconvenientes

En ciertos casos se producen emisiones de cido sulfhdrico y de CO2.

Contaminacin trmica.

Energas Renovables

Energa Ocenica

46

Posible contaminacin de aguas prximas, deterioro del paisaje. Es una

de las energas renovables que ms puede afectar al ecosistema de la

zona.

Energas Renovables

Energa Ocenica

47

Situacin de la Energa Geotrmica en Europa

La capacidad europea se concentra fundamentalmente en Italia, lo que

representa 94,6% de la capacidad instalada y 95,3% de la produccin de

electricidad en la UE. Italia tiene dos grandes zonas de produccin; la de

Larderello, Travale / Radiconli y la de Monte Amiata, lo que representa un

capacidad total de 810.5 MW.

En Francia, el uso de alta entalpa de depsitos slo es posible en los

departamentos franceses de ultramar. Francia cuenta con dos centrales

elctricas BOUILLANTE en plantas, en Guadalupe. La capacidad instalada de

este sitio se ha mantenido estable desde 2005 con 14.7 MWe.

El pas ms activo en 2007 ha sido Alemania, ya que anunci un aumento

de la capacidad de 2.2 MWe en 2007.

Hungra es el mayor usuario de "calor" con la energa geotrmica, de

acuerdo con el Hungarian Geothermal Association, instalado la capacidad de

694.2 MWth en 2007, es decir, 20.8 MWth menos que en 2006. Los principales

usos de la energa geotrmica, en este pas, son calefaccin y baos pblicos

piscinas, invernaderos y redes de calefaccin urbana.

La siguiente tabla muestra los usos directos de la energa geotrmica

(excepto el calor geotrmico generado por bombas) en 2006 y 2007 en los pases

de la Unin Europea.

Energas Renovables

Energa Ocenica

48

GRFICO 22 - Capacidad acumulada de energa geotrmica en Europa

Energas Renovables

Energa Ocenica

49

La siguiente tabla muestra cantidad total y la capacidad instalada de las

bombas de calor geotrmicas en pases de la Unin Europea a finales de 2006 y

a finales de 2007.

GRFICO 23 Capacidad instada de las bombas de calor

Energas Renovables

Energa Ocenica

50

3.4.5 Energa basada en la Biomasa

La biomasa es el resultado de un proceso de transformacin que sufre la

materia orgnica e inorgnica. La biomasa puede ser utilizada como fuente para

obtener distintos tipos de energa; trmica, elctrica y mecnica.

Los siguientes factores condicionan el consumo de la biomasa:

Disponibilidad del recurso. Factor fundamental a la hora de la

decisin de obtener energa obtenida de la biomasa.

Localizacin geogrfica. El emplazamiento de la zona donde se va a

obtener la biomasa es de vital importancia. Depende de la zona

existir una necesidad de calor diferente. Adems no todas las zonas

pueden estar cubiertas por biomasa.

Factor energtico. Se refiere a la potencial rentabilidad de la energa

de la biomasa. Este factor depende de la situacin del mercado

energtico.

Los residuos con capacidad para generar biomasa son animales, agrcolas

y forestales, slidos urbanos e industriales agrcolas y forestales.

Energas Renovables

Energa Ocenica

51

GRFICO 24 - Ciclo de la biomasa

Como resultado de la

combustin, la biomasa

libera CO2 a la atmsfera.

ste CO2 es el mismo que

absorbi de la biomasa

durante su crecimiento. De

esta manera se forja un ciclo

natural donde no se

aumenta el nivel de

contaminacin. Adems se

eliminan residuos, disminuyendo el riesgo de incendio y la acumulacin de

desechos.

Una posible clasificacin de la biomasa puede ser la siguiente:

1. Biomasa natural. Aquella que produce la naturaleza sin

intervencin humana. Aparece un problema de gestin del recurso,

que abarca desde su almacenaje hasta su transporte. Este problema

puede hacer que la obtencin de energa utilizando biomasa sea

inviable econmicamente. Un ejemplo de biomasa natural son las

podas.

2. Biomasa seca. Son residuos o subproductos que se generan tanto en

las actividades forestales, agrcolas, como en las industrias

madereras y agroalimentarias. Se considera biomasa seca a la

cscara de almendra y al serrn.

Energas Renovables

Energa Ocenica

52

3. Biomasa residual hmeda. Son los vertidos biodegradables, como

por ejemplo, aguas residuales urbanas e industriales.

4. Cultivos energticos. Aquellos cultivos cuya nica finalidad es

conseguir biomasa transformable en combustible. El cardo y el

girasol son utilizados como cultivos energticos.

5. Biocarburantes. El biocombustible es cualquier tipo de combustible

que derive de la biomasa. Los biocombustibles ms usados y

desarrollados son el bioetanol y el biodisel.

A continuacin, se detallarn algunas ventajas e inconvenientes que


Ventajas

Emisiones mnimas de CO2 y dixido de azufre.

La biomasa utilizada como biocarburante en motores de combustin

interna reduce el empleo de motores que usan combustibles fsiles.

Inconvenientes

Productividad estacional.

La materia prima es de baja densidad energtica, es decir, ocupa mucho

volumen. Por lo tanto, existen problemas de almacenaje y transporte.

Energas Renovables

Energa Ocenica

53

Situacin de la Energa Biomasa en Espaa

Actualmente, la biomasa alcanza el 45% de la produccin con energas

renovables en Espaa, lo que corresponde al 2,9% respecto del total de consumo

de energa primaria.

El mayor consumo se da en las comunidades de Andaluca, Galicia y

Castilla y Len, esto es debido a la presencia en ellas de empresas que

consumen grandes cantidades de biomasa, adems de la existencia de un sector

forestal desarrollado y la diseminacin de la poblacin que facilita el uso de la

biomasa domstica.

A continuacin, se muestra la situacin en 2005 del consumo de la

biomasa medido en Tep.

GRFICO 25 - Consumo de biomasa en 2005

Energas Renovables

Energa Ocenica

54

El siguiente grfico muestra la evolucin que ha tenido el consumo de la

biomasa en Espaa segn su aplicacin, bien sea elctrica o trmica. La

aplicacin trmica es mucho ms abundante que la elctrica, aunque segn el

PER se prev una menor evolucin. Como puede observarse, la aplicacin

trmica de la biomasa no ha experimentado una gran evolucin desde 1999 ya

que se mantiene alrededor de los 4300 Ktep.

GRFICO 26 - Evolucin de la biomasa en Espaa

Si se analiza el consumo de la biomasa por sectores se puede determinar

que el sector que ms consumo realiza es el domstico (48%).

Energas Renovables

Energa Ocenica

55

GRFICO 27 - Consumo de biomasa por sectores en 2005

Fuente: energias-renovables.com

Energas Renovables

Energa Ocenica

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Situacin de la Energa Biomasa en Europa


GRFICO 28 - Produccin de energa con biocombustibles en la UE

Energas Renovables

Energa Ocenica

57

Alemania es lder europeo en el consumo de biocarburantes utilizados en

el transporte. Consume el 49% del total de la UE. Espaa ha duplicado su

consumo de biocarburantes. Ha aumentado de 168.623 Tep en 2006 a 373.220

Tep en 2007. Este dato se divide en 260.580 Tep de biodiesel y 112.640 Tep de

bioetanol. El sistema espaol es especialmente favorable al desarrollo de los

biocarburantes, ya que gozan de una total exencin de impuestos prevista hasta

el 31 de diciembre 2012.


En Europa, Francia, seguida de Suecia y Finlandia, son los principales

pases productores de energa primaria a partir de la biomasa.

GRFICO 29 - Produccin de energa con biomasa en la UE

Energas Renovables

Energa Ocenica

58

Situacin de la Energa Biomasa en el Mundo


GRFICO 30 - El uso mundial de la biomasa

Energas Renovables

Energa Ocenica

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3.4.6 Energa Qumica

La energa qumica contenida en los compuestos puede ser transformada

mediante las pilas de combustible directamente en energa elctrica y trmica

sin que se d un proceso de combustin. Uno de sus principales beneficios es el

alto rendimiento adems de su bajo nivel de emisiones contaminantes. Por este

motivo, las pilas de combustible son una opcin de futuro en generacin tanto

de energa elctrica como trmica.

Las pilas de combustible son dispositivos electro-qumicos que

convierten la energa qumica del combustible directamente en electricidad y

calor. Existen dos tipos dependiendo de su combustible:

Pila de hidrgeno. Dispositivo que, a partir de la descomposicin del

agua mediante electrlisis en hidrgeno y oxgeno, combina ambos

elementos y produce electricidad.

Los principales problemas del hidrgeno se encuentran en su obtencin,

transporte y almacenamiento.

Pila de Metanol directo. Dispositivo electroqumico que, a partir de una

solucin acuosa de metanol y mediante una reaccin, produce

electricidad. Utiliza el Nafion como electrolito y es empleada en

transporte, equipos porttiles y generacin de electricidad.

Energas Renovables

Energa Ocenica

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GRFICO 31 - Esquema de una pila de combustible

El hidrgeno fluye hacia el

nodo donde un catalizador facilita su

conversin en electrones y protones

(H+). Estos atraviesan la membrana

electroltica para combinarse con el

oxgeno y los electrones en el lado del

ctodo (una reaccin catalizada

tambin por el platino). Los electrones,

que no pueden atravesar la membrana

de electrolito, fluyen del nodo al

ctodo a travs de un circuito externo y alimentan dispositivos elctricos. La

figura muestra una sola celda electroqumica que produce aproximadamente 1

voltio. Para aplicaciones de potencia se apilan muchas de estas celdas para

formar la pila de combustible, cuyo voltaje aumenta en proporcin al nmero

de celdas apiladas.

Energas Renovables

Energa Ocenica

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3.4 Situacin actual del uso de Energas Renovables

El grfico adjunto muestra la produccin a nivel mundial de energa

elctrica, desglosada segn su origen.

Como se observa el carbn es la fuente de energa ms abundante y,

dentro de las energas renovables, la hidrulica es la ms cuantiosa. En el

apartado anterior se ha ido analizando la situacin de cada energa segn su

tipologa.

A continuacin, se analizarn los rasgos generales que se dan en Espaa

en cuanto al consumo y generacin de energas renovables. El consumo de

energa primaria en 2007 se increment en 1.8% con respecto al ao 2006. As

mismo el consumo primario de energas renovables creci hasta un 11%.

Energas Renovables

Energa Ocenica

62

En el siguiente cuadro adjunto se muestra la produccin con Fuentes

Renovables en Espaa en el 2007.

Ahora se muestra

Primaria en 2007. Como se puede

carbn) ocupan la mayor parte

renovables van logrando su hueco con un 6.9% del consumo total.

Fuente: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

Energas Renovables

Energa Ocenica

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muestra un grfico en el que se observa el consumo de Energ

Primaria en 2007. Como se puede ver, los combustibles fsiles (petrleo, gas y

ocupan la mayor parte de la tarta. Pero, poco a poco las energas

van logrando su hueco con un 6.9% del consumo total.

Fuente: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio - IADE

Energas Renovables

Energa Ocenica

el consumo de Energa

(petrleo, gas y

. Pero, poco a poco las energas

van logrando su hueco con un 6.9% del consumo total.

Este grfico muestra la

Como puede verse, de nuevo los combustibles

importancia as como el sector nuclear.

El 20% se lo llevan las energas r

hidrulica es la ms abundante.

hechos coinciden con la situacin mund

Fuente: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

Energas Renovables

Energa Ocenica

64

Este grfico muestra la estructura de la Generacin Elctrica en 2007.

, de nuevo los combustibles fsiles tienen una gran

importancia as como el sector nuclear.

El 20% se lo llevan las energas renovables, dentro

idrulica es la ms abundante. Con un 8.8% le sigue la energa e

con la situacin mundial descrita anteriormente.


Energas Renovables

Energa Ocenica

Generacin Elctrica en 2007.

tienen una gran

de la cual, la

a elica. Ambos

teriormente.

Energas Renovables

Energa Ocenica

65

Por ltimo, resaltar la positiva evolucin en consumo que estn teniendo

las energas renovables en Espaa.


Energas Renovables

Energa Ocenica

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PARTE I. ANLISIS DE LA

ENERGA OCENICA

1. Energa Ocenica

La Energa Ocenica es

natural. Dentro de esta energa r

tipo de fuente de energa. Aunque en t

energa se obtiene debido a diferent

Las investigacione

los ocanos todava se enc

potencial es muy alto ya que cualquier pas con costa puede desarrollarla.

En el siguiente grfico se puede observar las posibles zonas para

aprovechar la Energa Oc

Energas Renovables

Energa Ocenica

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cenica es aquella que utiliza como el Mar

. Dentro de esta energa renovable existe una clasificacin

nerga. Aunque en todos los casos la fuente es el

nerga se obtiene debido a diferentes fenmenos que se dan en los o

Las investigaciones y los proyectos para obtener energa de los mares y

canos todava se encuentran en una fase preliminar, sin embargo, su



aprovechar la Energa Ocenica.

Energas Renovables

Energa Ocenica

ar como fuente

enovable existe una clasificacin basada en el

odos los casos la fuente es el Mar, la

es fenmenos que se dan en los ocanos.

a de los mares y

sin embargo, su



Energas Renovables

Energa Ocenica

68


presenta este tipo de Energa Renovable:

Ventajas

Mltiples ubicaciones.

Capacidad de prediccin mayor que la elica.

Buena situacin entre recurso y demanda (el 37% de la poblacin

mundial vive a menos de 90 km de la costa).

Poca interferencia medioambiental.

Inconvenientes

Condiciones adversas del mar como, por ejemplo, los temporales.

Coste de la instalacin y de mantenimiento.

Energa en fase de desarrollo a nivel mundial.

Energas Renovables

Energa Ocenica

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2. Tipos de fuente de generacin de Energa

2.1 Energa Mareomotriz

La energa mareomotriz es aquella que resulta de aprovechar las mareas,

es decir, la diferencia de altura media de los mares.

Las mareas son oscilaciones peridicas del nivel del mar. La energa

mareomotriz se aprovecha embalsando agua del mar en bahas naturales.

Durante el ascenso y descenso de las mareas el agua pasa a travs de una serie

de turbinas hidrulicas, lo que genera energa mecnica y, en ltima instancia,

energa elctrica.

El movimiento ascendente del agua se llama flujo, creciente, marea alta o

entrante. Cuando el agua alcanza el nivel ms alto (pleamar) el avance de sta

se suspende. En la superficie del mar permanece en calma y estacionaria

durante ocho o diez minutos. Posteriormente, se produce un movimiento de

descenso se llamado reflujo, bajante, marea baja o saliente. El nivel ms bajo

alcanzado por el mar se denomina bajamar.

El perodo es el tiempo comprendido entre una pleamar y la bajamar que

la

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