Energías Renovables

Atala Martín   |   BeContent
La energía ha tenido y tiene un papel fundamental en todos los desafíos que han acompañado al hombre desde su existencia.

P ara la ONU, su acceso debe ser universal y esencial para afrontar cualquier avatar derivado de las necesidades básicas como el empleo, la seguridad, el cambio climático, la producción de alimentos o para aumentar los ingresos de países, empresas y familias. Ahora, además, el acceso a las energías renovables es esencial para crear comunidades más sostenibles e inclusivas. Según la misma fuente, en la actualidad más de 3.000 millones de personas, el 50% de ellas de África Subsahariana, todavía cocinan con combustibles muy contaminantes y tecnologías poco eficientes. Sin embargo, la situación ha mejorado en los últimos diez años y la proporción de las energías renovables ha aumentado gracias al uso de energía hidroeléctrica, solar y eólica.

 

Pero el devenir de los tiempos (cambio climático, contaminación de la atmósfera, de la tierra y de los océanos, la desforestación, la sobreexplotación de los recursos destinados a la alimentación, a las industrias clásicas, al transporte…) nos dice que debemos acelerar este cambio y que son necesarias las inversiones públicas y privadas en energía.

Los objetivos de la Unión Europea en materia de lucha contra el cambio climático son ambiciosos. En 2011 confirmó su intención de reducir las emisiones de GEI (Gases de Efecto Invernadero) en el horizonte 2050 entre un 80% y un 95% respecto al nivel de 1990, y para alcanzar este objetivo, la Comisión Europea ha aprobado unos objetivos intermedios vinculantes para los países, que incluyen una reducción de las emisiones domésticas de GEI de al menos de un 40% y llegar a una cuota del 35% de energías renovables en el horizonte de 2030.

Consumo de energía primaria en Europa en 2017

Fuente APPA (Asociación de Empresas de Energías Renovables)

Entre las energías renovables más populares se encuentra la eólica, la geotérmica, la hidroeléctrica, la maremotriz, la solar, la undimotriz y los biocombustibles.

Este tipo de energías están ciertamente llamadas a desempeñar un papel indispensable a la hora de avanzar hacia un balance global cero en emisiones. Parte del crecimiento que están experimentando las renovables se debe indudablemente a sus numerosas ventajas: no producen emisiones de CO2, generan pocos residuos o reducen la dependencia del exterior. No obstante, este tipo de energías presentan también algunos inconvenientes, como es el caso de su intermitencia, es decir, dependen de que haya recurso: viento o sol.

Esta característica de las renovables, unido a su incapacidad actual para almacenar la energía eléctrica en grandes cantidades, hace que estas tecnologías de generación tengan que complementarse con otras que aseguren una respuesta rápida cuando dejan de producir. Y este papel lo cumple a la perfección el gas natural.

Según el informe Bloomberg New Energy Finance, que hace seguimiento de las inversiones en renovables en todo el mundo, durante el primer semestre de 2019, España invirtió en energías limpias un 235% más con respecto al año anterior con una cifra que alcanzó 3.700 millones de euros y nos colocaron en una posición predominante a nivel europeo.

Evolución de la potencia instalada de energía eléctrica en España (MW)

Año 2015 2020* 2025* 2030*
Eólica 22.925 27.968 40.258 50.258
Solar fotovoltaica 4.854 8.409 23.404 36.882
Solar termoeléctrica 2.300 2.303 4.803 7.303
Hidráulica 14.104 14.109 14.359 14.609
Bombeo Mixto 2.687 2.687 2.687 2.687
Bombeo Puro 3.337 3.337 4.212 6.837
Biogás 223 235 235 235
Geotérmica 0 0 15 30
Energías del mar 0 0 25 50
Biomasa 677 877 1.077 1.677
Carbón 11.311 10.524 4.532 0-1.300
Ciclo combinado 27.531 27.146 27.146 27.146
Cogeneración carbón 44 44 0 0
Cogeneración gas 4.055 4.001 3.373 3.000
Cogeneración productos petrolíferos 585 570 400 230
Fuel/Gas 2.790 2.790 2.441 2.093
Cogeneración renovable 535 491 491 491
Cogeneración con residuos 30 28 28 24
Residuos sólidos urbanos 234 234 234 234
Nuclear 7.399 7.399 7.399 3.181
Total 105.621 113.151 137.117 156.965
*Los datos de 2020, 2025 y 2030 son estimaciones del Escenario Objetivo del PNIEC.
Fuente: Ministerio para la Transición Ecológica, 2019.

Sin embargo, hay que destacar que el grueso de las inversiones en renovables lo sostienen las empresas privadas. La filial de renovables de la multinacional energética Naturgy, cerró el ejercicio 2018 en España con una potencia instalada en operación de 1.179 megavatios consolidables, de los que 1.012 megavatios corresponden a parques eólicos, 109 megavatios a centrales minihidráulicas y 58 megavatios a cogeneración y fotovoltaica.

En el período 2018-2019 invertirá un total de 955 millones de euros en el desarrollo de renovables en España, lo que hará que esta compañía aumente este ejercicio un 82,8% su potencia instalada en renovables con respecto a 2018, hasta los 2.052 megavatios. Sin embargo, la energía, como el clima, no es un factor meramente local sino de interés global. Por eso, la inversión va más allá de nuestras fronteras: Australia y Brasil son actualmente dos de los proyectos en los que Naturgy apuesta con inversiones de 166 millones de euros en un parque eólico cerca de Melbourne (Australia) y de 95 millones de euros en dos plantas fotovoltaicas en Minas Gerais (Brasil).

Fuente BNEF, Bloomberg New Energy Finance Limited

Energía eólica (FAQs)

La energía eólica es una de las tecnologías más baratas para obtener energías renovables.

01. ¿Cómo funciona un aerogenerador o una planta de aerogeneradores?

En realidad, un aerogenerador es una aeroturbina (turbina que utiliza el aire para su accionamiento) utilizada para hacer funcionar un generador eléctrico. Su función es convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica.

02. ¿Hay diferentes tipos de aerogeneradores?

Existen diferentes tipos de aerogeneradores pero los más utilizados, y también los más eficientes, son los llamados «tri-palas de eje horizontal»

03. ¿Cómo se llaman las diferentes partes de los aerogeneradores?

04. ¿Cuál es el mejor emplazamiento para los aerogeneradores?

Las góndolas se colocan sobre una torre debido a que la velocidad del viento aumenta con la altura. Además, se procura situarlos lejos de obstáculos (árboles, edificios, etc.) que creen turbulencias en el aire y en lugares donde el viento sopla con una intensidad parecida todo el tiempo, para que su rendimiento sea el óptimo.

Lógicamente, se procura situarlos siempre en lugares donde se den las mejores condiciones de viento, caso de las cimas de las colinas y montañas o zonas costeras, porque allí el viento es siempre más fuerte.

05. ¿A partir de qué velocidad del viento empieza un aerogenerador a producir electricidad?

Los aerogeneradores empiezan a funcionar cuando el viento alcanza una velocidad de 3 a 4 metros por segundo, y llega a la máxima producción de electricidad con un viento de unos 13 a 14 metros por segundo. Si el viento es muy fuerte, por ejemplo, de 25 metros por segundo como velocidad media durante 10 minutos, los aerogeneradores se paran por motivos de seguridad.

06. ¿Cómo funciona por dentro un aerogenerador?

La manera más simple de explicarlo es decir que una turbina funciona justo al contrario que un ventilador. Mientras el ventilador utiliza electricidad para hacer viento, la turbina utiliza el viento para hacer electricidad.

Parque eólico Naturgy a 150 km de Melbourne
Parque eólico Naturgy a 150 km de Melbourne

Generar energía a partir del viento es simple. El viento pasa sobre las aspas del aerogenerador y provoca una fuerza giratoria. Las palas hacen rodar un eje que hay dentro de la góndola, que entra a una caja de cambios. La caja de cambios incrementa la velocidad de rotación del eje proveniente del rotor e impulsa el generador que utiliza campos magnéticos para convertir la energía rotacional en energía eléctrica.

Tanto los aerogeneradores terrestres como los marinos tienen en la parte superior de la góndola dos instrumentos que miden la velocidad y la dirección del viento. Cuando el viento cambia de dirección, los motores giran la góndola y las palas se mueven con ella para ponerse de cara al viento. Las aspas también se inclinan o se ponen en ángulo para asegurar que se extrae la cantidad óptima de energía a partir del viento. Toda esta información queda grabada en los ordenadores y se transmite a un centro de control.

07. ¿Cuánto miden y de qué están hechas las torres?

Las torres tienen entre 25 y 100 metros de altura, suelen tener forma de tubo y están hechas de acero, generalmente pintado de gris. Algunas son de hormigón.

08. ¿Y las palas?

Las palas están hechas de fibra de vidrio con un corazón de madera. Son de color gris claro porque es lo que menos se ve en la mayoría de condiciones de luz. El acabado es mate, para reducir los reflejos.

Los grandes aerogeneradores modernos tienen rotores de más de 90 metros de diámetro, mientras que las más pequeñas, que son las que se instalan habitualmente en países en vías de desarrollo, tienen rotores de unos 30 metros de diámetro.

09. ¿Qué pasa en caso de incidencia en un parque eólico?

Cada aerogenerador es revisado periódicamente. Los ordenadores controlan los diferentes componentes de la turbina y, si detectan un problema, hacen que la turbina deje de funcionar y alertan a un técnico o ingeniero para que la revise.

10. ¿Cómo afecta un parque eólico al entorno?

Para que puedan ser construidos, los parques eólicos deben someterse a un estudio de impacto ambiental previo. Este estudio incluye el impacto de las obras y de los tendidos eléctricos, afectaciones a la fauna y flora, o impacto visual. También se analiza si pueden perjudicar a los valores culturales e históricos de la zona.

 

Energía fotovoltaica (FAQs)

Con la energía solar fotovoltaica podemos lograr la electricidad necesaria para iluminar una vivienda, utilizar todos los aparatos eléctricos del hogar, e incluso es una fuente alternativa a la industria.

01. ¿Qué pasa con la energía solar por la noche?

Hay que tener en cuenta que el rendimiento de las placas es mayor cuando los rayos de sol inciden perpendicularmente en los paneles fotovoltaicos. Por tanto, una buena orientación de las placas es muy importante para poder aprovechar al máximo la energía del sol. Uno de los problemas de la energía solar, es que solo se acumula durante días de sol, por lo que no es constante. Sin embargo, los sistemas de acumulación cada vez tienen mayor consistencia y su eficiencia va en aumento. Obviamente cuando es de noche y no hay sol, la energía que se recoge es nula.

02. ¿Cómo funciona la energía fotovoltaica?

Plantas solares de Guimarânia I & II
Plantas solares de Guimarânia I & II

En estas superficies fotoeléctricas, hechas de silicio, se genera una diferencia de voltaje que puede ser aprovechada conectando unos electrodos.
Esto es, cuando un semiconductor dopado se expone a radiación electromagnética, se desprende del mismo un fotón, que golpea a un electrón y lo arranca, creando un hueco en el átomo.
El electrón encuentra otro hueco para volver a llenarlo, y la energía desprendida por el fotón se disipa en forma de calor.
De ese modo, se produce energía eléctrica en forma de corriente continua que es almacenada en los acumuladores, los responsables de subministrarla cuando el usuario la requiera. En sistemas sin baterías conectados a la red, puede canalizar el exceso de energía producida en el día hacia las líneas de distribución. Esto corre el contador en la dirección contraria y puede ser utilizada durante la noche.

03. ¿Qué son los reguladores de carga?

Son los dispositivos que protegen los acumuladores de los daños irreparables que podría generar una sobrecarga o una descarga total.

04. ¿Qué es un inversor?

Es el dispositivo que se encargará de transformar la corriente continua proveniente de los acumuladores en corriente alterna para el uso doméstico.

05. ¿Cuál es el futuro?

Sin duda la eficacia del sistema, de la acumulación y de los materiales. Actualmente las placas solares están compuestas de silicio, pero el mercado lleva años avanzando en la química de materiales cuyas propiedades superan con mucho a los materiales que conocemos a día de hoy. Un buen ejemplo puede ser el arseniuro de galio, que según la Universidad de Illinois ofrece el doble de eficiencia.