Energies Renovables: Tipus, Avantatges i Aplicacions

Energies Renovables

Introducció

Les energies renovables provenen de fonts d'energia que es renoven contínuament, com ara la radiació solar, el vent, la biomassa, etc., a diferència dels combustibles fòssils, que són recursos limitats. La radiació solar és la font principal de quasi totes les energies renovables.

Energia Solar

Els sistemes d'aprofitament de l'energia solar es divideixen en:

• Via tèrmica: Transformació de la radiació solar en energia tèrmica.
• Conversió fotovoltaica: Transformació directa de la radiació solar en energia elèctrica.

Sistemes d'aprofitament tèrmic

• Sistemes actius: Centrals termosolars per a la producció d'energia elèctrica.
• Aprofitament passiu: Disseny arquitectònic de cases adaptat a l'entorn i al clima.
• Sistemes de temperatura baixa: Captadors plans, col·lectors (efecte hivernacle).
• Sistemes de temperatura mitjana i alta: Centrals termosolars per a l'obtenció indirecta d'energia elèctrica.
• Sistemes de temperatura alta: Forn solar.

Centrals termosolars

Les centrals termosolars concentren la radiació solar en un fluid, transformant-la en energia tèrmica. Aquest fluid, en passar per un intercanviador, produeix vapor que acciona un grup alternador per generar electricitat.

• Centrals amb col·lectors distribuïts (DCS): Utilitzen col·lectors de concentració per obtenir temperatures de fins a 300 °C.
• Centrals solars de torre central (CRS): Aprofiten l'energia solar a alta temperatura mitjançant heliòstats que concentren la radiació en un receptor a la part superior d'una torre.

Conversió fotovoltaica

Transforma la radiació solar directament en energia elèctrica mitjançant cèl·lules solars. Aquestes cèl·lules, generalment de silici, produeixen electricitat quan hi incideixen els fotons de la radiació solar (efecte fotovoltaic).

• Instal·lacions aïllades.
• Instal·lacions connectades.

Sistemes d'aprofitament d'energia solar de baixa temperatura

S'utilitzen per a aigua calenta sanitària, calefacció i climatització.

• Efecte hivernacle: Retenció de la radiació infraroja per augmentar la temperatura.
• Sistemes d'aprofitament: Actius o passius, o una combinació d'ambdós.

Sistemes passius. Arquitectura bioclimàtica

Busca l'obtenció del confort en els habitatges mitjançant:

• Vidrieres (capten l'energia solar i retenen la calor mitjançant l'efecte hivernacle).
• Massa tèrmica (emmagatzema la calor - parets, murs...).
• Elements de protecció (aïllaments, persianes, volades, teulades...).
• Reflectors (superfícies que produeixen increments de radiació a l'hivern, i a l'estiu com elements de protecció).

Col·lector o captador

Element principal de la instal·lació, encarregat de captar l'energia de la radiació solar i transferir-la al fluid.

Energia Eòlica

Aprofitament energètic de la força del vent. El vent és causat per l'escalfament desigual de la superfície terrestre pel Sol, la rotació de la Terra, les estacions i les condicions atmosfèriques.

Aeroturbines o molins de vent

Extreuen part de l'energia cinètica del vent mitjançant pales que giren solidàries a un eix.

• Aeromotors: Utilitzen directament l'energia mecànica. S'utilitzen per al bombament d'aigua.
• Aerogeneradors: Transformen l'energia mecànica en energia elèctrica.

Parts d'un aerogenerador:

• Rotor o turbina
• Sistema d'orientació
• Sistema de regulació
• Convertidor energètic
• Bancada
• Suport o torre

Velocitats del vent:

• Velocitat d'engegada: quan el vent venç la inèrcia del rotor.
• Velocitat de connexió: quan el vent té la velocitat adequada.
• Velocitat de disseny: velocitat del vent que permet obtenir el màxim rendiment.
• Velocitat de parada o desconnexió: quan el vent arriba a una velocitat determinada es frenen i paren.

Parcs eòlics

Instal·lacions que aprofiten l'energia elèctrica obtinguda amb aerogeneradors.

Centrals geotèrmiques

Aprofiten l'energia tèrmica de l'interior de la Terra.

Centrals mareomotrius

Utilitzen l'energia de les marees, produïdes per l'acció gravitatòria de la Lluna i el Sol, per generar electricitat.

Energia de les ones

Aprofitament de l'energia cinètica de les ones generades pel vent.

Energia tèrmica dels oceans

Aprofitament de la diferència de temperatura entre les capes superficials i profundes dels oceans.

Biomassa

Matèria orgànica d'origen vegetal o animal utilitzada amb finalitats energètiques. La biomassa és el resultat de la fotosíntesi vegetal.

Processos de la biomassa

• Processos físics: Homogeneïtzació, refinament, densificació.
• Processos termoquímics: Piròlisi, gasificació.
• Processos bioquímics: Digestió anaeròbica, fermentació aeròbica.

Producció d'energia elèctrica amb biomassa

• Combustió de la biomassa en una caldera per produir vapor.
• Transformació de la biomassa en combustibles gasosos.

Biocombustibles

Combustibles líquids obtinguts a partir de la biomassa.

• Biodièsel
• Bioalcohols

Residus sòlids urbans (RSU)

Residus generats per l'activitat domèstica. El seu volum ha augmentat considerablement degut a la concentració de la població, el creixement demogràfic i l'augment del consum.

Tractament dels RSU

• Abocadors
• Compostatge
• Reciclatge
• Incineració

Ecoparcs

Instal·lacions que permeten obtenir energia i adob a partir dels RSU i de les restes de poda.

Plantes incineradores

Instal·lacions on es realitza la combustió controlada dels residus per reduir-ne el volum i generar electricitat.

Consells pràctics per estalviar energia a casa

Calefacció i climatització

• Millorar l'aïllament.
• Manteniment dels aparells.
• Ajustar la temperatura.
• Instal·lacions d'alt rendiment.
• Utilitzar cortines i persianes.
• Refrigeració natural.

Il·luminació

• Aprofitar la llum natural.
• Llums de baix consum.
• Apagar les llums.

Frigorífics i congeladors

• Electrodomèstics de baix consum.
• Situar-los lluny de fonts de calor.
• Triar la mida adequada.
• Desconnectar-los durant les vacances.

Cuina

• No obrir el forn durant el seu funcionament.
• Rentar la roba amb aigua freda o a baixa temperatura.
• Utilitzar el rentavaixelles.

Bany

• Ús racional de l'aigua.
• Regular el termòstat a 40 °C com a màxim.