La gent s'ha adonat del mal que ha estat fent a la Terra, sobretot a partir de la revolució Industrial amb el descobriment de les utilitats del carbó, i fins fa poc no s'ha conscienciat que ha de fer alguna cosa per arreglar-ho.
Una de les coses que està fent és modificar la forma d'obtenció de l'energia (electricitat), intentant evitar les centrals tèrmiques i nuclear (les més contaminants) i apostar per una sèrie d'energies que anomenem renovables pel fet que no s'acaben i sempre podem disposar d'elles.
La majoria d'aquestes són encara un simple projecte o el rendiment és tan petit que no ens servirien, per això em d'esperar que els actuals enginyers i esperem que els futurs trobin solucions per a que el rendiment sigui superior i el cost (actualment molt elevat), sigui disminuït.
Les energies renovables actuals i més utilitzades pel seu desenvolupament són:
-Energia solar fotovoltaica
-Energia solar tèrmica
-Eòlica
-Biomassa
També trobem altres tipus d'aprofitament del sol, com el disseny solar passiu, però les aprofundirem en una altre entrada.
En aquesta entrada farem una "pinzellada" de cadascuna de les energies, tot i que més endavant les treballarem més.
-Energia solar fotovoltaica.
La conversió fotovoltaica es basa en l’efecte fotoelèctric, es a dir, la transformació directa de l’energia lumínica q
ue prové del Sol en energia elèctrica.
Es fa mitjançant la cèl·lula solar, que és un semiconductor on artificialment s’ha creat un camp elèctric permanent, amb la qual cosa, quan s’exposa la cèl·lula solar a la llum del sol, es produeix la circulació d’electrons i l’aparició del camp elèctric entre les dues cares de la cèl·lula.
La potència nominal de les cèl·lules es mesura normalment en vats pic (Wp), que és la potència que pot proporcionar la cèl·lula amb una intensitat de radiació constant de 1.000 W/m2 a 25ºC. Per obtenir potències utilitzables per als aparells elèctrics de mitja potència, cal unir un cert nombre de cèl·lules en el que s’anomena placa fotovoltaica
Existeixen dos tipologies d’instal·lacions solars fotovoltaiques:
Instal·lacions autònomes o aïllades de la xarxa elèctrica : permeten oferir un servei a corrent contínua o a corrent alterna (equivalent a la xarxa elèctrica) en emplaçament on la xarxa elèctrica no arriba.
Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: on tota l’electricitat generada s’aboca a la xarxa elèctrica.
-Energia solar tèrmica.
Són sistemes basats en la captura de la radiació solar per part d´uns col·lectors, mitjançant un fluit, que després transfereixen l´escalfor generada a un sistema d´utilització o d´emmagatzematge.
Sistemes solars d´alta temperatura. Centrals solars de torre. Aquestes centrals estan formades per un camp d’heliòstats o miralls que concentra la radiació solar sobre un receptor instal·lat sobre una torre central que actua com a bescanviador de la calor. Aquestes centrals incorporen uns sistema de seguiment sobre dos eixos. Amb les centrals de torre es poden assolir temperatures d e fins a 1.000ºC. Normalment s’utilitzen per escalfar aigua, oli tèrmic o aire que s’utilitza directament per a usos tèrmics o per produir electricitat, mitjançant una turbina.
Sistemes solars de temperatura mitjana. Centrals de col·lector cilíndric parabòlic. Estan formades per un camp de col·lectors on un mirall, de forma cilíndric-parabòlica, concentra la radiació solar en un tub absorbent. Aquestes centrals incorporen un sistema de seguiment en un eix. Amb aquestes instal·lacions es poden assolir temperatures de fins a 400ºC.
Sistemes solars de baixa temperatura. Estan formats per un camp de captadors solars plans fixos. Amb aquestes instal·lacions es genera calor a baixa temperatura, inferior a 100ºC. Són els sistemes més emprats i s’utilitzen per a l’obtenció d’aigua calenta per a usos sanitaris (dutxes, cuina, etc), calefacció o climatització de piscines.
Aquestes instal·lacions es composen bàsicament per:
un sistema de captació de la radiació que prové del sol, el captador solar
un sistema d’emmagatzematge de l’energia tèrmica obtinguda, el dipòsit acumulador
un sistema de distribució de la calor i de consum.
-Eòlica
L’energia eòlica fa referència a aquella tecnologia i aplicacions que aprofita l’energia cinètica del vent per convertir-la en energia elèctrica o mecànica. Així, es poden distingir dos tipus d’instal·lacions:
Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica: els parcs eòlics.
Instal·lacions aïllades (no connectades a la xarxa elèctrica): bombejament d’aigua, subministrament elèctric a l’habitatge i altres centres de consum.
En tots els casos, aquestes màquines estan constituïdes pels mateixos elements bàsics; un element mòbil de captació de l’energia cinètica del vent, anomenat rotor, que s’acobla a un eix que es connecta a una bomba o a un generador elèctric, segons l’ús que es faci de l’aparell.
Els dispositius més usats en l’actualitat, els aerogeneradors, són màquines d’eix horitzontal que consten d’un rotor que capta l’energia del vent i un sistema de conversió d’energia que s’uneix al rotor. Mitjançant un generador elèctric transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.
El conjunt es completa amb un bastidor i una carcassa que allotja els mecanismes, i també una torre sobre la qual es fa el muntatge de tot el sistema i que també inclou els corresponents subsistemes hidràulics, electrònics de control i la infrastructura elèctrica.
-Biomassa
L´aprofitament energètic de la biomassa es basa en la utilització de l´energia química continguda en materials vegetals i residus agropecuaris, industrials i urbans (RSU), utilitzables com a combustibles per a l´obtenció de calor o la producció d´electricitat.
La combustió de la biomassa no altera el balanç de CO2 a l´atmosfera, ja que aquesta absorbix la mateixa quantitat de CO2 per al seu creixement que després allibera durant la seua crema.
Una de les fonts de biomassa més important són el residus sòlids urbans (RSU), que són aquells materials generats als processos quotidians dels nuclis urbans i que són destinats a l´abandó, ja que la seva recollida i eliminació són necessaris, i a més aprofiten per produir electricitat.
