Energies Renovables: Tipus, Usos i Avantatges

Energies Alternatives o Renovables

Les energies alternatives o renovables provenen de fonts d'energia que es renoven de manera continuada, en contraposició als combustibles fòssils, dels quals existeixen recursos limitats.

Característiques de les Energies Renovables

• La majoria tenen el seu origen en l'energia del Sol.
• El seu aprofitament representa un cost econòmic elevat (baix rendiment).
• Disminueixen la gran dependència dels combustibles fòssils.
• Redueixen els impactes sobre el medi natural (Plans Energètics Nacionals).

Tipus d'Energies Renovables

Energia Solar

Consisteix a aprofitar la radiació solar.

Sistemes Actius de Baixa Temperatura

Fan incidir la radiació solar sobre un element captador que escalfa aigua, que després s'aprofita per a calefacció o aigua sanitària.

• Captador solar: Absorbeix la radiació solar i escalfa un fluid. Solen ser captadors plans que utilitzen l'efecte hivernacle per escalfar aigua tractada.
• Acumulador: L'energia viatja a través d'un circuit tancat d'aigua i anticongelant fins a un dipòsit on incrementa la temperatura de l'aigua.
• Sistema de control: Un termòstat diferencial activa o desactiva el circuit solar, evitant pèrdues d'energia.
• Sistema auxiliar: Permet assolir la temperatura de consum quan no hi ha prou captació solar (ex. caldera de gas).

Aprofitament de l'Energia Fotovoltaica

Consisteix a aprofitar la radiació solar per a generar electricitat directament gràcies a l'efecte fotovoltaic, utilitzant plaques fotovoltaiques.

Sistema Fotovoltaic Aïllat

S'utilitza en satèl·lits, vaixells, masies aïllades, autocaravanes, parquímetres, senyals lluminosos o il·luminació en llocs aïllats. El corrent generat és continu (12V o 24V) i s'emmagatzema en bateries. Si es necessita corrent altern, s'utilitza un convertidor.

Sistema Fotovoltaic Connectat a la Xarxa

Grans instal·lacions en camps formen centrals fotovoltaiques que generen electricitat per a la xarxa. L'orientació òptima dels captadors depèn de la latitud i l'època de l'any. A la península Ibèrica, les plaques fixes s'orienten cap al sud amb uns 35 graus d'inclinació. Els sistemes automàtics que mouen les plaques ofereixen el màxim rendiment.

Centrals Termosolars

Transformen l'energia tèrmica del Sol en energia elèctrica.

Centrals amb Col·lectors Distribuïts (DCS)

Utilitzen col·lectors de concentració que concentren la radiació solar en un element receptor, aconseguint temperatures de fins a 300°C per produir vapor a alta temperatura.

Centrals de Torre Central (CRS)

Una gran superfície coberta d'heliòstats (camp d'heliòstats) concentra la radiació solar en un receptor a la part superior d'una torre, aconseguint temperatures de fins a 4000°C.

Energia Solar Tèrmica

Transforma la radiació solar en energia tèrmica a baixa temperatura, aprofitant l'efecte hivernacle. S'utilitza per a aigua calenta sanitària, calefacció i climatització domèstica i industrial.

Arquitectura Bioclimàtica

Busca el confort en els habitatges mitjançant la disposició òptima dels elements arquitectònics per aprofitar al màxim l'energia solar i la ventilació natural.

Energia Eòlica

Aprofita l'energia del vent mitjançant aeroturbines. Si s'utilitzen per a treball mecànic, s'anomenen aeromotors (p. ex., pous de bombeig). Si generen electricitat, s'anomenen aerogeneradors.

Tipus d'Aeroturbines

• Aeromotors: Utilitzen la força del vent per a realitzar un treball mecànic.
• Aerogeneradors: Utilitzen la força del vent per a generar electricitat.

Aerogeneradors

Màquines que produeixen electricitat aprofitant l'energia del vent. El vent fa girar les aspes, que mouen un eix connectat a una caixa de canvis que incrementa la velocitat i impulsa l'eix del generador, convertint l'energia cinètica en elèctrica. Els alternadors treballen a 400-700 volts i un transformador adapta el voltatge a la xarxa de distribució.

Parcs Eòlics o Centrals Eòliques

Agrupacions d'aerogeneradors que formen una central elèctrica connectada a la xarxa. Diversos aerogeneradors alimenten un transformador que eleva la tensió a mitja o alta tensió. Un centre de control gestiona l'arrencada i aturada dels aerogeneradors i la seva velocitat per a generar una tensió de 50 Hz.

Classificació dels Parcs Eòlics

• Instal·lacions no connectades a la xarxa: Electrificacions rurals, aplicacions agrícoles, senyalització i comunicacions remotes.
• Instal·lacions connectades a la xarxa com a suport: Complementen l'energia consumida de la xarxa.
• Instal·lacions connectades a la xarxa com a central generadora.

Ubicació dels Parcs Eòlics

Cal un emplaçament amb vent de velocitat, continuïtat i estabilitat adequades. Solen ubicar-se en serralades, però cada cop més en parcs marins, on el vent és més constant i l'impacte paisatgístic menor.

Energia Geotèrmica

Centrals Geotèrmiques: Aprofiten la calor interna de la Terra per a obtenir energia.

Energia Mareomotriu

Centrals Mareomotrius: Aprofiten l'energia dels mars i oceans, com l'energia tèrmica emmagatzemada per la radiació solar i el moviment de grans masses d'aigua (ones i corrents marins) provocats pel vent.

Biomassa i Biocombustibles

Biomassa: Matèria orgànica d'origen vegetal o animal, natural o transformada, de la qual es pot extreure energia útil.

Biocombustibles: Combustibles líquids obtinguts a partir de la biomassa, destinats a substituir els combustibles fòssils. Eviten la dependència energètica i són menys contaminants.

Tipus de Biocombustibles

Biodièsel

S'obté a partir d'olis vegetals purs o usats. Les seves propietats són similars a les del gasoil i es pot utilitzar en motors dièsel sense modificacions.

Bioalcohols

Els bioalcohols derivats de la biomassa són el metanol (destil·lació seca) i l'etanol (fermentació aeròbica). S'utilitzen com a combustibles per a motors de benzina o com a additius.