Aprovechamiento de la energía solar. Conversión térmica

27 02 2012

La conversión de la energía solar en energía térmica (calor) se basa en la absorción del calor del sol.

Puede ser de tres tipos:

  • De baja y media temperatura.- Se realiza mediante colectores o captadores, que son dispositivos que absorben el calor del sol y lo transmiten a un fluido caloportador (generalmente agua). Pueden ser:
  • Planos.– Caja metálica con una lámina negra en el fondo que absorbe la radiación solar. Sobre la lámina se apoyan una serie de tubos por los que circula agua. La caja está recubierta de una placa de vidrio o plástico transparente a la radiación. La radiación atraviesa la placa de vidrio y calienta el captador, la radiación infrarroja emitida por este no puede atravesar la placa de vidrio y produce el efecto invernadero.  Estos captadores planos se emplean para la calefacción de viviendas e invernaderos, para la obtención de agua caliente y la climatización de piscinas.

  • De concentración.- Para conseguir Tª por encima de los 80 ºC, envían al captador la radiación recibida en una superficie mayor.
    De alta temperatura.- los hornos solares están formados por espejos parabólicos que concentran en su foco los rayos provenientes de la reflexión de las radiaciones solares en un cierto número de espejos, helióstatos, convenientemente dispuestos. En estos hornos se pueden alcanzar hasta 6000 ºC. Se utilizan con fines experimentales.

Para ver mas información sobre los hornos solares, clic aquí.





Fusión nuclear

27 02 2012

Es aquella reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para formar otro más pesado. Este tipo de reacción es la que tiene lugar en el interior de las estrellas (en las llamadas reacciones termonucleares) y les proporciona su brillo y su producción energética. En la escala terrestre, los experimentos realizados sobre fusión nuclear se enfrentan a un problema de primer orden: la dificultad de controlar las enormes cantidades de energía que se manejan en el proceso. No obstante, se considera que es la fuente de energía del futuro, por cuanto no produce residuos radiactivos peligrosos y podría obtenerse de combustibles tan económicos como el deuterio (hidrógeno 2) del agua del mar.

La forma más típica de reacción de fusión nuclear es la conversión de dos núcleos de hidrógeno (uno de deuterio, o hidrógeno 2, y otro de tritio, o hidrógeno 3) en uno de helio, con emisión de un neutrón y una cantidad de energía muy elevada. El esquema de esta reacción es el siguiente:

 

La fusión nuclear, en diversas cadenas reactivas (protón-protón y ciclo del carbono), constituye la fuente de energía de las estrellas.

En la siguiente animación, podemos observar la reacción que tiene lugar entre las distintas partícular que intervienen.

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Si quereis descargar la animación anterior o verla a tamaño completo, clic aquí.





Energía maremotriz.

8 02 2012

Para aprovechar el movimiento de subida y bajada del agua durante las mareas, se construyen centrales maremotrices cerca de la costa. Aunque la diferencia entre la marea alta y baja en mitad del océano es de apenas 1 metro, en algunas costas esta diferencia llega a alcanzar los 15 metros. En estas zonas es interesante aprovechar las mareas para generar energía.

INSTALACIÓN: Maremotriz.

IMPACTO ATMOSFÉRICO: Limpia.

IMPACTO ACUÁTICO: Alteración de la vida marina debido a los diques.

IMPACTO TERRESTRE: Contaminación visual e impacto paisajístico.





Energía geotérmica.

7 02 2012

El interior de la Tierra es una fuente continua de calor. En algunas zonas, este calor aflora a la superficie y puede ser aprovechado para calentar agua, producir energía eléctrica, etc.

La energía del interior terrestre se llama energía geotérmica. Esta fuente de energía es aprovechable sobre todo en zonas volcánicas, donde la diferencia de temperatura del interior terrestre y de la superficie es mayor.

INSTALACIÓN: Geotérmica.

IMPACTO ATMOSFÉRICO: Vapores geotérmicos contaminantes: CO2 y ácido sulfúrico.

IMPACTO ACUÁTICO: Contamina aguas próximas con sustancias como arsénico, boro y amoniaco, que se encuentran en el interior terrestre.

IMPACTO TERRESTRE: Riesgo de hundimiento de instalaciones.

En Lanzarote usan el calor procedente de una grieta volcánica (donde se alcanzan 400ºC a pocos centímetros del suelo) para cocinar.

En Islandia, la calefacción de muchas casas aprovecha la energía geotérmica. Desgraciadamente, la energía geotérmica solo se puede aprovechar de manera rentable en algunas regiones.





La energía de la biomasa.

7 02 2012

El término biomasa incluye toda materia viva, o cuyo origen sea la materia viva. La biomasa es una de las fuentes de energía más primitivas. Actualmente puede considerarse un combustible alternativo al carbón, petróleo o gas, debido a su bajo impacto ambiental (solo desprende en su combustión el gas CO2) y a su renovación a corto plazo.

Podemos usar como biomasa:

  • Residuos forestales o agrícolas. Por ejemplo, ramas procedentes de la poda de árboles o de restos de bosques quemados o talados.

 

  • Cultivos energéticos. Plantaciones de cultivos de crecimiento rápido y destinadas entre otros usos a la producción de energía. Por ejemplo, la soja. En este caso, durante la fase completa (desarrollo del cultivo, cosecha, transporte del mismo, etc.) se consigue incluso una reducción global de CO2 atmosférico.

 

  • Residuos sólidos urbanos (RSU). Las basuras que generamos pueden usarse para producir biogás y, a partir de él, energía.

INSTALACIÓN: Biomasa.

IMPACTO ATMOSFÉRICO: Emisión de CO2.

IMPACTO ACUÁTICO: Limpia.

IMPACTO TERRESTRE: Limpia. Reduce la acumulación de residuos sólidos.

 





Parques eólicos.

7 02 2012

Un parque eólico es una instalación en la que se aprovecha la energía del viento para generar energía eléctrica. Está constituido por un conjunto de aerogeneradores en los que el movimiento de las aspas se aprovecha para obtener energía eléctrica.

  • ¿Por qué tres palas?

    Cuando los ingenieros diseñan los aerogeneradores, deben tener en cuenta que el número de palas óptimo de la turbina depende de:

    • La velocidad del viento.
    • La estabilidad cuando se mueve.
    • El rendimiento.
    • El peso y el precio de los materiales.

    Cuando el viento tiene velocidades muy altas, es suficiente con un número pequeño de palas. Además, los aerogeneradores con un número impar de palas son más estables.

Cada aerogenerador está constituido por los siguientes elementos básicos:

INSTALACIÓN: Parques eólicos.

IMPACTO ATMOSFÉRICO:

  • Ruido.
  • Muerte de aves al impactar con las aspas.

IMPACTO ACUÁTICO: Limpia.

IMPACTO TERRESTRE: Contaminación visual e impacto paisajístico.





Central solar fotovoltaica.

7 02 2012

Algunos materiales emiten electrones cuando incide luz sobre ellos. La circulación de estas cargas eléctricas crea una corriente eléctrica. A este fenómeno se le llama efecto fotoeléctrico. Estos materiales forman las células solares o fotovoltaicas. Un panel solar está formado por varias células solares.

Los paneles fotovoltaicos generan corriente continua, pero la electricidad que se consume en nuestras casas es de corriente alterna.

Para transformar la corriente continua en corriente alterna se utiliza un elemento que se llama convertidor.

Observa cómo se genera electricidad en un panel solar.

La corriente eléctrica generada por los paneles fotovoltaicos puede consumirse en el momento o acumularse en un sistema de baterías. Así se podrá disponer de la energía eléctrica fuera de las horas de Sol.

Para mejorar el rendimiento de los paneles fotovoltaicos suelen colocarse sobre un elemento que se orienta con el Sol siguiendo su trayectoria, desde el amanecer hasta el anochecer, con el fin de que los rayos siempre incidan perpendicularmente al panel y obtener así un mayor rendimiento.