Las fuentes renovables de

energía en Cuba

Las fuentes renovables de

energía en Cuba

Véronique ValléeTarik Marc

AgradecimientosA la gente de CUBAENERGÍA, Ecosol Solar y CUBASOLAR

por su apoyo y su conocimiento.

Un “merci“ especial a Guillermo, Armando, Sergio, Gavilán, Mario, Ihosvany, Teresa, Jorgito, María Belkis, Lourdes y Alexis.

La contaminación ambiental, producida por el uso de los com-bustibles fósiles, amenaza la estabilidad del clima y la vida en el planeta. Las consecuencias del cambio climático y del calentamiento global que podrían ser catastróficas, ya se ob-servan. La temperatura media de la Tierra, a causa del efecto invernadero, está aumentando y puede provocar el desconge-lamiento parcial de los glaciares, la desertificación de vastas zonas cultivables y otros daños ecológicos. La disminución del espesor de la capa de ozono ha permitido el aumento de las radiaciones ultravioleta, con graves consecuencias para el hombre y las especies animales y vegetales. Además, las lluvias ácidas aumentaron en los últimos decenios en diez veces, con el consecuente empobrecimiento de los terrenos y la muerte de millones de lagos.

Introducción

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Ante esta dramática situación a escala global, y como vía pa-ra enfrentar la situación con el abasto seguro y eficiente de electricidad en el país, aparece la Revolución Energética. La eficiencia energética y el ahorro de energía constituyen el eje central de esta primera etapa del nuevo paradigma energético cubano.

• Guerra al despilfarro de energía eléctrica, en particular al que se produce por el empleo de equi-pos electrodomésticos.• Rol más importante de las fuen-tes renovables de energía en el balance energético nacional.• Educación al ahorro y a las ener-gías renovables.• Bajar el consumo global de energía fósil para producir me-

nos contaminantes (gases de efecto invernadero).• Desarrollar las energías según las condiciones que tiene cada

país.

Revolución Energética

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En cada metro cuadrado del territorio cubano se recibe diariamente una cantidad de energía solar equivalente a medio kilogramo de petróleo combustible. Es un po-tencial inmenso que se debe explotar.

¿Por qué se dice que son renovables?

Porque se renuevan continua-mente de manera natural... Son casi inagotables.

Las fuentes renovables de energía

La energía solar

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El carácter renovable de una fuente de energía depende de la velocidad a la cual la fuente se regenera pero también a la que es consumida. Por ejemplo, la madera es una fuente reno-vable de energía siempre y cuando se corten menos árboles de los que crecen en los bosques; así la madera sigue cumplien-do sus funciones ecológicas vitales. Además, por cada árbol cortado, tenemos la obligación de sembrar dos. El petróleo, el gas natural y el carbón no son energías renovables porque se necesitaría milliones de años para reconstituir las reservas de energía fósil que se están consumiendo.

La noción de energía renovable es a menudo confundida con la de energía limpia. Ciertas fuentes de energía son reno-vables y limpias al mismo tiempo pero todas producen una cierta cantidad de gases con efecto invernadero generalmente durante la construcción del material de explotación.

¿Por qué utilizar las fuentes renovables

de energía? Considerando que la todas las

fuentes renovables provienen del Sol de manera directa o indirecta y que este brillará aún cinco mil millones de años, las fuentes renovables de energía son eternas. Sin embargo, tienen límites de explotación que afectan su rentabilidad económica, pero tan pronto como puedan ser almacenadas (madera, biomasa) se convierten en fuentes confiables.

Las fuentes renovables de energía tienen varias venta-jas, como por ejemplo el de-sarrollo local permitido por la utilización de los recursos de la comunidad. Además, los residuos son poco peligrosos y poco costosos de manejar si los comparamos con la energía nuclear, por ejemplo.

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Finalmente, las fuentes renovables de energía favorecen la independencia energética porque usamos la energía del Sol presente en el país sin la intervención de fuentes exteriores.

Las fuentes renovables de energía son parte de la solución hacia un desarrollo sostenible, es decir, un desarrollo que res-ponde a las necesidades de hoy sin comprometer la capacidad de las próximas generaciones de responder a las suyas. Este de-sarrollo enfatiza tres aspectos interdepedientes: el desarrollo económico, ecológico y social.

La utilización de las fuentes renovables de energía pueden ser una parte de la solución al calentamiento global. Los efectos de su utilización son importantes, pero también se necesita un cambio en la forma de consumir y de producir para realmente controlar el calentamiento global.

Sistema híbrido.

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El sol como fuente de energía.La distribución de la energía solar que llega a la Tierra no es uniforme y Cuba recibe una gran cantidad de ra-diación solar. En Cuba en este momento, se están usan-do varios tipos de sistemas con el objetivo de captar y transformar la energía del Sol.

Energía solar fotovoltaicaDe esta forma, aprovechamos

la energía luminosa de la radiación solar para generar directa-mente corriente eléctrica.

VentajasLas aplicaciones donde los siste-

mas fotovoltaicos resultan ser los más competitivos, son los ser-vicios en lugares aislados donde no llegan las líneas del Sistema Electroenergético Nacional. La mayor ventaja de estos sistemas es su autonomía e independencia, además de la confiabilidad en su funcionamiento.

• Distribución amplia: el Sol llega a todos los lugares.• Sistema simple requeriendo poco mantenimiento.• Duradero (15 a 20 años).• Central eléctrica o sistemas independientes, se puede conec-

tar a la red nacional.• Es posible agregar paneles facilmente si se necesita más potencia.• Silencioso.

La energía solar

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Desventajas• Paneles costosos.• Se pierde mucho entre la potencia del Sol y la potencia eléc-

trica obtenida con la tecnología actual. • Dispersión: para obtener densidades energéticas elevadas

se necesitan grandes superficies de captación de los rayos solares.

• Intermitencia: por ejemplo, es poco eficiente durante los días lluviosos.

Acumula la electricidad para disponer de energía eléctrica almacenada

Escuela con sistema fotovoltaico en una zona aislada de Cuba.

Treinta y seis celdas interconectadas y montadas entre dos láminas de vidrio. La radiación del Sol hace que se muevan minúsculas partes del material y este movimiento es corriente eléctrica. A mayor radiación solar más fuerte es la corriente, es decir, son directamente proporcionales

Convierte la corriente del panel en corriente que puede ser usada por los otros equipos

Decidela cantidad de corriente que llega a las baterías

Esquema de un sistema solar fotovoltaico

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El bombeo solar de agua

El agua en algunos lugares es difícil de encontrar. Hay que sacarla de la tierra para que las comunidades puedan utilizarla. Un bombeo de agua solar ex-trae el agua para alimentar tanques funcionando con modulos solares fotovoltaicos. Puede ser una solución ventajosa para alimentar hogares domésticos o para la agricultura. Existen dos tipos de bombeo de agua: la bomba centrífuga y la bomba helicoidal, en dependiencia de la profundidad del agua y del flujo (litros por minuto necesitados).

Transforma la radiación del Sol en corriente eléctrica

Recibe y almacena el agua bombeada necesaria para el consumo

Con la corriente bombea el agua del pozo

La energía solar térmica

Los calentadores solaresA través de la conversión térmi-

ca aprovechamos el calor contenido en la radiación solar. Una forma de usar este calor es empleando el calentador solar, que

Sistema fotovoltaico de bombeo.

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Calentadores solares termo-sifónicos de tubos al vacío instalados en Cuba.

Calentadores solares com-pactos fabricados en Cuba.

permite calentar el agua para cocinar y la higiene. Existen dife-rentes tipos de calentadores solares utilizados en Cuba.

El agua menos caliente baja

La radiación solar calienta

el agua dentro

del tubo al vacío

termosifónico y esta sube

Cuando el agua sale del tubo está caliente y regresa al tanque

Recibe la radiación solar Capta el calor del sol y almacena agua caliente

Protege el calentador de la lluvia y mantiene el calor Permite guardar el calor

Esquema de un calentador solar termosifónico de tubos al vacío.

Esquema de un calentador solar compacto.

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Los secadores solaresEl secado de productos agrí-

colas e industriales, por su alto consumo de energía, es otro de los usos de mayor interés de la energía solar. El secador es una instalación que utiliza la radiación solar para disminuir la humedad del producto o material que se desea secar.

Para que el aire circule a través del materialSaca

la humedad de los

productos

Secador solar en la provincia de Pinar del Río

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Se han desarrollado modelos y tecnologías de secado solar para madera, plantas medicinales, granos y semillas que per-miten el uso industrial de estas cámaras, con grandes ventajas económicas.

En CubaEn Cuba el 5 % de los hogares

ubicados en zonas alejadas no tiene energía eléctrica. Se reali-zaron varios proyectos en el país, como el Programa de Electri-ficación Fotovoltaica en las montañas y zonas rurales remotas. Mediante estos programas se electrificaron 2 364 escuelas con instalaciones funcionando, casas y consultorios del médico de la familia y hospitalitos con más de 400 instalaciones; círculos sociales y salas de vídeo con más de 1 800 instalaciones. Con este programa ya todas las escuelas de Cuba están electrifica-das, al igual que todos los consultorios y cinco hospitales, uno en Granma, dos en Guantánamo y dos en Santiago de Cuba.

Además de muchas realizaciones, se desarrollarán varios proyectos relacionados con la energía solar en Cuba. Se desa-rrollarán programas de educación solar para todo el pueblo y se planifica la creación de círculos de interés y la realización de

Secador de granos.

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centros de estudios solares. Ya existen circulos de interés en la provincia de Ciego de Ávila y en Granma; dos centros en las provincias orientales dedicados a la energía solar: de ellos el Centro de Estudios Solares en el municipio de Bartolomé Masó en la provincia Granma y el otro es la Casa Solar en la provincia de Santiago de Cuba, ambos dedicados a educar a los estu-diantes de primaria, secundaria y de nivel superior en el tema de las energías renovables.

Existe también el importante proyecto de solarización del municipio de Bartolomé Masó, que tiene como objetivo, entre otros, la total indepedencia energética de la red nacional.

Zonas aisladas de electrificación

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Caña de azúcar.

Afrecho de café.

Palma de coco.

La biomasa es materia orgánica que contiene energía solar al-macenada por el proceso de la fotosíntesis. Usamos la biomasa (sustancias orgánicas, animales o vegetales) transformada para obtener energía térmica (calor), eléctrica o mecánica.

Para producir energía eléctrica las sustancias vegetales o animales deben pasar por un proceso de transformación. Entre otros procesos están los termoquímicos, como la combustión (quemar) y la gasificación; y los bioquímicos; como la fermen-tación alcohólica y la digestión anaerobia, los cuales pueden producir etanol, gas de síntesis o calor.

Podemos considerar esta energía como renovable si las cantidades usadas no exceden las cantidades producidas. En Cuba se usan principalmente los residuos de la caña de azúcar, afrecho de café, cáscara de coco y leña.

La biomasa

Leña.

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Ventajas• Es una energía renovable si la usamos de manera limitada,

porque las plantas siempre van creciendo.• Usamos los residuos vegetales que no serían usados de otra

forma.• Se puede conectar a la red nacional.• Autoalimentación: una fábrica de azúcar puede producir

electricidad con los residuos de caña y ser independiente de la red nacional.

Desventajas• Para ser rentables, las centrales tienen que ser muy gran-

des.• Es una tecnología reciente y por el momento no competiti-

va frente a la industria del petróleo.• Se necesitan muchas etapas de transformación para gene-

rar electricidad.• Falta de uniformidad y baja densidad.

Biodigestor.

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En CubaEn Cuba, la Industria Azucarera

lleva el peso fundamental en el aprovechamiento de las ener-gías renovables, debido al alto potencial energético del bagazo y otros residuales cañeros y cubre una parte de las necesidades energéticas del país. Además, se transforman el afrecho de ca-fé, la cáscara de coco, la leña y la cáscara de arroz.

El tratamiento de los residuos agrícolas y pecuarios, adi-cionalmente a su beneficio energético por la producción de biogás, tiene un efecto inmediato en la descontaminación ambiental y además significa una producción adicional de bio-fertilizante rico en potasio y activo como mejorador de suelos. Cuba se propone producir biodiésel a partir de una planta (la jatropha curcas), para garantizar la producción de alimentos y el desarrollo sostenible de los pueblos.

Central azucarero

Electricidad

Bagazo (biomasa)

Transporte Central térmica de biomasa

Caldera que transforma el agua en vapor

Turbina

Utilización del bagazo para producir electricidad.

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La energía hidráulicaLa energía hidráulica es una

energía que utiliza la fuerza del agua de los ríos y la transforma en electricidad.

Una presa puede ser instalada en un río y permite controlar la fuerza del agua. La corriente acciona las turbinas acopladas a un generador y producen electricidad, la cual llega a las casas por líneas eléctricas.

La energía del agua

Turbina. Presa.

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Ventajas• Fuente natural y perpetua. • Económico. • Permite dar soluciones energéticas en zonas rurales, princi-

palmente en las montañas. • Se puede utilizar para la agricultura o para el consumo do-

méstico.

Desventajas• Las instalaciones hidráulicas destruyen las zonas donde se

construyen. • Para una presa se necesita un gran espacio de agua, que

obliga a desplaza,r a las poblaciones y modifica las condi-ciones naturales de la zona.

Utilización de la fuerza del agua para producir electricidad.

Nivel del agua Presa

Muro

H

Sol

Casa de máquinasTurbinas Acople

Cauce del río

Válvula de regulación

Cucharas

Población

Generador

Electricidad

Tuberías de presión

En CubaA partir del triunfo de la Revolu-

ción, Cuba desarrolló una voluntad hidráulica: se construyeron

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en todo el país más de mil presas y embalses. Existen cientos de minihidroélectricas en funcionamiento que dan servicio a la población en zonas rurales y pueden construirse varios cientos más si se aprovechan los embalses ya existentes.

La energía de los mares y de los océanos

Los oceános actúan como siste-mas captadores o acumuladores de energía. Se puede aprove-char diferentes procesos naturales, como las olas o las mareas. Las olas o corrientes marinas corresponden a una fuerza que puede crear una energía importante, con sistemas que utilizan los varios movimientos del agua, aunque es muy difícil de ex-plotar. Las mareas son el movimiento periódico y alternativo de ascenso y descenso de las aguas del mar, producido por las acciones del Sol y de la Luna, que puede ser aprovechado por las centrales hidroeléctricas.

Ventajas• Energía que lleva a una acumulación energética en el mar

bastante superior a las necesidades energéticas mundiales actuales.

• Influencia pequeña sobre el medio ambiente.• Posibilidades de integración en amplias gamas de operacio-

nes industriales.

Desventajas• Energía muy poco utilizada. • Proyectos de rendimiento económico bajo. • Inversiones costosas. • Problemas técnicos para realizar algunos proyectos.

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La fuerza del vientoCuando la radiación solar llega a la Tierra e interactua con los océanos, los continentes y la atmósfera, produce los vientos. El potencial de energía eólica se estima en veinte veces el actual consumo de energía en el mundo.

La energía eólica

Parque eólico en Gibara (Holguín), mayor parque eólico de Cuba, el cual tiene una potencia instalada de �,1 MW.

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La energía eólica utiliza la fuerza del viento para el abasto de agua y para la obtención de electricidad.

Cuando usamos el viento para obtener electricidad, un mo-lino recibe el viento y un generador lo transforma en electrici-dad. Después, la electricidad puede ser almacenada en baterías o juntarse a la red nacional. Con baterías, se trata de sistemas autónomos para una casa.

Cuando usamos el viento para el bombeo de agua, un moli-no recibe el viento y lo transforma en un movimiento mecáni-co. Esta fuerza alimenta una bomba que saca el agua del pozo y la almacena en un tanque.

Ventajas• Tecnología de energía renovable madura cuando se usa

para el almacenamiento de agua. • Duración de vida de una instalación muy larga (20 años) con

el mantenimiento requerido. • Bajo costo de electricidad a largo plazo.• Potencial importante en zonas específicas seleccionadas.

Esquema de una máquina eólica individual conectada a la red.

Transforma el viento en electricidad

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Desventajas• Entregas de electricidad moderadas, fluctuantes con la ve-

locidad del viento. • Requerimientos de mantenimiento importantes. • Crea polución visual, altera el paisaje. • Produce ruido que puede molestar a los habitantes. • Las instalaciones necesitan un espacio importante.

En CubaLa energía eólica puede alcan-

zar una importante participación en el balance energético na-cional. Su uso a corto plazo resolverá la demanda local y hasta podrá complementar la generación del Sistema Energético Nacional o de sistemas eléctricos aislados. Y además funciona desde el año 2007 un parque de capacidad total de 1,65 MW en el municipio especial Isla de la Juventud y está planificada la construcción de un segundo parque en Holguín que se llamará Gibara 2.

Como se conoce, la energía eólica es la fuente de energía renova-ble que mayor auge ha tenido en el mundo en los últimos años. Su costo de instalación es ya competitivo respecto a las fuentes tradicionales de energía. Como línea estratégica de este desa-rrollo –el eólico– se someterán a prueba diversas tecnologías, incluyendo aquellas diseñadas para soportar los frecuentes hu-racanes que nos azotan. Se han identificado ya como potencial eólico las siguientes zonas del país: extremo occidental de Pinar del Río, Isla de la Juventud, costa norte de las provincias de Hol-guín hasta Villa Clara, noreste de la región oriental de Cuba. [...] y se dan pasos para próximamente conocer las potencialidades de la energía eólica en todo el país. Por otro lado, el país ha contra-tado un total de 4 158 grupos electrógenos de emergencia, que representan un potencial a instalar de 711 811 kilowatt.

Discurso del comandante Fidel Castro Ruz el 17 de enero de 2006.

Energía y tú No. 2, 3, 22-23, 26-33, 35, 37-39, Editorial CUBASO-LAR, La Habana.

Jarabo Friedrich, Francisco y Elortegui Escartin, Nicolas, Ener-gías renovables, Era Solar, Madrid 2000.

Turrini, Enrico: El camino del Sol, Editorial CUBASOLAR, La Ha-bana 2006.

Turrini, Enrico: El camino del Sol para niños y jóvenes, Editorial CUBASOLAR, La Habana 2007.

Bibliografía

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Introducción

Revolución Energética

Las fuentes renovables de energía

La energía solar

La biomasa

La energía del agua

La energía eólica

Bibliografía

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Índice

Marzo de 2008, “Año 50 de la Revolución“