ENERGIES RENOVABLES

Les energies renovables

• L'energia renovable és l‘energia obtinguda de fonts naturals capaces de regenerar-se, i per tant són virtualment inesgotables, com per exemple:

• El Sol: energia solar • El vent: energia eòlica • Els rius i corrents d'aigua dolça: energia hidràulica • Els mars i oceans:energia maremotriu, energia de les

ones • La matèria orgànica: crema de biomassa• La calor de la Terra:energia geotèrmica

RELACIÓ ENTRE LES ENERGIES RENOVABLES I LA ENERGIA SOLAR

Centrals termosolarsAquestes centrals aprofiten l’energia solar a alta temperatura. L'obtenció d'energia elèctrica a través de l'energia tèrmica obtinguda de la radiació solar sempre segueix el mateix procés: la radiació solar es concentra sobre un fluid (aigua, oli tèrmic, sodi,etc.) i es transforma en energia tèrmica; el fluid escalfat en passar per un intercanviador produeix el vapor d’aigua que acciona un grup turboalternador, en el qual s'obté l'energia elèctrica com en qualsevol central tèrmica.

Actualment utilitzen 2 sistemes diferents: ▬ Sistemes heliotèrmics amb col·lectors distribuïts▬ Sistemes de torre central.

Centrals amb col·lectors distribuïts DCS (Distributed Collector System)

Utilitzen els anomenats col·lectors de concentració, que concentren la radiació solar que reben en la superfície captadora d'un element receptor de superfície molt reduïda (un punt o una línia), la qual cosa permet obtenir, amb bons rendiments, temperatures de fins a 300 C suficients per produir vapor a alta temperatura.Per rebre la radiació solar en condicions òptimes han de disposar d'un sistema de seguiment del Sol.

Centrals solars de torre central CRS (Central Receiver System)

El sistema de captació està format per una gran superfície coberta d'heliosats (miralls), anomenada camp d'heliòsats, que concentra la radiació solar en un receptor instal·lat a l'extrem superior d'una torre.També disposen d'un sistema de seguiment de la trajectòria del Sol El seu rendiment termodinàmic és més elevat que en les centrals DCS, ja que la temperatura aconseguida en el fluid primari, normalment sodi, és molt superior.

CENTRALS FOTOVOLTAIQUES

Les cèl·lules fotovoltaiques estan construïdes per una làmina de material semiconductor, normalment silici, que té la propietat de produir electricitat quan hi incideixen els fotons de les radiacionsEl rendiment de la transformació és molt baix (per terme mitjà es considera que no supera el 10% de la radiació rebuda ) i disminueix en augmentar la temperatura. Per la qual cosa l’energia fotovoltaica s’utilitza per cobrir petits consums elèctrics, en el mateix lloc de demanda.

TORRE SOLARUna torre solar és una construcció que tracta d'aprofitar l’energia solar mitjançant la convecció d'aire.

Avantatges i desavantatges Energia Solar directa

• Avantatges:- L’energia solar és inesgotable a escala humana- Es una energia néta, sense emissions- Té un manteniment barat

• Desavantatges:- Els llocs on es disposen els panells queden inutilitzables per a altres utilitats- No integrada en el paisatge- L’energia solar no esta sempre disponible

L’ energia eòlica

L' energia eòlica és l'energia produïda pel vent. En l'actualitat s'utilitza principalment per a moure aerogeneradors que són molins que mouen un generador que produeix energia elèctrica.

Disposició de l’Equipament

Avantatges i desavantatges de l’energia eòlica

• Avantatges:• Sense emissions• Renovable• Manteniment barat

• Desavantatges:• No integrada en el paisatge• Irregular• Utilitza grans superfícies

• Problemes ecològics: contaminació acústica i visual, també suposen un perill per a les aus

Energia hidràulica• Energia hidràulica és una energia

renovable que prové de l'aprofitament de l'energia mecànica de la caiguda de l'aigua.

• Des del segle XIX la capacitat potencial i energia cinètica de l'aigua s'ha transformat en energia elèctrica en una instal·lació anomenada central hidroelèctrica.

Les centrals hidroelèctriques

La força de l'aigua fa girar el conjunt de turbines, generadors i alternadors, generant l'energia elèctrica de corrent alterna. En aquest cas, l'energia extreta de l'aigua depèn del cabal, de la diferència d'altura d‘on s'extreu l'aigua i del tipus, altura i mida de les turbines.

L’aigua embassada es fa circular a través d’una canonada on l’energia potencial es transforma en energia cinètica

MINI HIDRÀULICA I CENTRALS DE PASSADA

Aquelles que utilitzen la força dels cabals dels rius per produir energia. Aquelles de menys de 10 MW

Avantatges i desavantatges de l’energia hidràulica

• Avantatges:• És renovable• No genera cap tipus de residus• Estabilitat en el subministrament• Desenvolupada

• Desavantatges:En el cas de les grans preses, alteren els rius i provoquen l'erosió dels voltants, per aquest motiu, les centrals hidroelèctriques de petita potència o mini hidràuliques, inferiors als 10Mw, tenen especial importància com fonts energètiques renovables ja que no han de disposar de grans embassaments reguladors i tenen per tant, un escàs impacte ambiental.

ENERGIA MAREOMOTRIUAquella que aprofita la força de les marees i les ones per produir energia.

Quan la marea puja, les comportes del dic s’obrin i l’aigua ingressa en l’embassament

Quan l’aigua aplega al punt màxim del embassament es tanquen les comportes

En la baixamar, quan el nivell del mar està per sota del nivell del embassament, s’obrin les comportes i l’aigua passa per les turbines i mou el generador

Turbina d’Ones

El sistema de columna oscil·lant d’aigua compren una part sumergida de formigó o d’acer, que té una obertura per sota del nivell del mar. Quan les ones incideixen sobre el sistema, la columna d’aigua puja i baixa, aquest fet comprimeix i descomprimeix la columna d’aire. Aquesta columna de aire passa a través de una turbina que mou un generador elèctric.

Energia de les ones

Avantatges i desavantatges de l’energia del mar

Avantatges:- Renovable• Sense emissions.• Abundant. • Neta

Desavantatges:• Poc desenvolupada• Dificultats de distribució• Requereix grans superfícies• Irregular• No integrada en el paisatge

Biomassa• La biomassa és la massa total de la matèria viva d'un

organisme, població o ecosistema. • La biomassa es pot produir o obtenir a partir de residus:

Com s’utilitza la biomassa• Directament com combustible:

la meitat de la població mundial depèn de la llenya com a única font d’energia• Per a preparar combustibles líquids:

- A partir de de la fermentació i posterior destil·lació de cereals, remolatxa i canya de sucre → bioetanol- A partir de greixos vegetals o animals → biodiesel• Per a obtenir biogàs:

En dipòsits on es produeix la descomposició anaeròbia de residus orgànics (residus de collites, excrements de ramaderia, part orgànica dels residus sòlids urbans,…)

Avantatges i desavantatges de la crema de biomassa

Avantatges:- Afavoreix el desenvolupament del món rural• Balanç neutre en emissions de CO2• No produeix emissions sulfuradas o

nitrogenades (pluja àcida)• Com una part de la biomassa procedeix de

residus que és necessari eliminar, el seu aprofitament energètic suposa convertir un residu en un recurs.

Desavantatges:• Cal portar a terme la transformació energètica en

el mateix punt en què s'obté la biomassa .( Elevats costos del transport)

• Requereix grans superfícies• Poc desenvolupada• S’han de fer modificacions en els motors per

poder utilitzar els biocombustibles.• Especulació en el preu dels cereals • Si la tala d’arbres no es produeix de forma

sostenible produeix impacte ambiental

Geysers Geothermal, California USA

ENERGIA GEOTÈRMICAÉs aquella que s’obté de la calor natural interna de la Terra.S'obté de l'extracció d'un fluid (líquid o gas) emmagatzemat en una àrea geotèrmicament anòmala per la presència d'un gradient de temperatura superior al normal

Tipus d’instal·lacions

• DE BAIXA temperatura (p.ex. per escalfar un habitatge)

• D’ALTA temperatura

(es pot aprofitar per a produïr electricitat)

CENTRAL GEOTÈRMICAEs pot extreure vapor a pressió i temperatura suficients (entre 150ºC i 300ºC) per a accionar un grup turboalternador i generar electricitat directament

1 i 3. Perforació d’extracció de vapor 2. Injecció d’aigua freda fins la roca calenta4. Intercanviador de calor 5. Edifici de la turbina 6. Refredament7. Dipòsit de calor subterrani, per a excés de temperatura 8. Medició de perforació 9. Connexió a la xarxa elèctrica.

Cinturó de foc

Font: Deparment of Energy. USA Geothermal Education Office

Avantatges i desavantatges de l’energia geotèrmica

• Avantatges:- Renovable a escala humana. Encara que alguns jaciments es poden esgotar.• Sense emissions. Sempre que l’aigua circule en circuit tancat.• Abundant. Els recursos són majors que els fòssils i nuclears

junts.• Integració en el paisatge• Desavantatges:• Poc desenvolupada• Dificultats de distribució com a energia primària• No està disponible en tots els llocs (per a produir electricitat)