6.3 Fuentes de energía renovables

Centrales hidroeléctricas

La energía necesaria para mover la turbina procede del agua de una corriente natural (energía cinética del agua) o artificial, por el efecto de un desnivel (se almacena en una presa o pantano). Así se aprovecha la energía potencial debida a la altura en que se encuentra el agua en dicha presa (energía potencial gravitatoria). Al caer el agua, se libera dicha energía potencial gravitatoria y se transforma en energía cinética moviendo las turbinas de la central, donde se transforma en energía eléctrica.

La construcción de pantanos para regular los caudales de los ríos se aprovecha para instalar una central hidroeléctrica en la presa. Aunque no produce residuos, altera el medio ambiente y da lugar a la despoblación de las zonas en las que está el pantano.

Actualmente, en Aragón se tiende a instalar pequeñas centrales eléctricas para dar suministro a núcleos de población pequeños y cercanos.

 


Centrales eólicas

Aprovechan la fuerza del viento para hacer girar las aspas de los aerogeneradores. Se instalan en zonas donde el viento sopla durante la mayor parte del año con una velocidad media (si el viento es muy fuerte, los rotores no funcionan, porque se podrían estropear sus mecanismos).

En Aragón hay muchos campos de aerogeneradores, sobre todo en las inmediaciones del valle del Ebro y en los montes de Teruel. Ten en cuenta que España es uno de los países más avanzados del mundo en esta tecnología.

En las imágenes puedes ver un campo de aerogeneradores junto a una autopista, y un esquema del funcionamiento de un aerogenerador.



Centrales solares fotovoltaicas

Ya has visto en el simulador de energía solar en las casas que hay dos mecanismos de obtención de uso de la energía solar: mediante paneles fotovoltaicos para obtener energía eléctrica directamente o través de energía térmica, para obtener agua caliente sanitaria o energía eléctrica.

En las centrales fotovoltaicas hay campos de placas orientables, como puedes ver en la imagen. Su coste es alto, pero no producen más que impacto visual, sin ningún tipo de perjuicio para el medio ambiente. La energía eléctrica producida es cara, pero totalmente limpia, por lo que necesitan subvenciones para que sean rentables.

 

Centrales solares térmicas

En este último caso se transforma la energía solar en eléctrica por dos mecanismos diferentes: o concentrando la radiación solar en el punto más alto de una torre, produciendo el movimiento de una turbina al calentar y hacer fluir un líquido (horno solar), o bien en una central termosolar, como puedes ver en los simuladores. Fíjate en cómo se generan y aprovechan las corrientes de convección del aire caliente.



Centrales de biomasa

La energía procedente del Sol es utilizada por las plantas para formar hidratos de carbono, sustancias que almacenan la energía del mundo vegetal. Su combustión produce energía calorífica que es capaz de mover una turbina y producir electricidad. La descomposición de la masa vegetal o de los desechos orgánicos también produce gas metano, que se utiliza directamente como combustible.

La biomasa vegetal puede provenir de residuos vegetales, de cultivos específicos para generar biomasa o incluso de residuos animales, como los excrementos de vaca, empleados habitualmente en la India para generar metano que sirve para calefacción, iluminación y para cocinar los alimentos.

Se considera energía limpia porque aunque la biomasa produce CO2, proviene de residuos vegetales, que han consumido para formarse la misma cantidad de CO2 que se produce cuando se queman, por lo que no contribuye al calentamiento global.


Centrales mareomotrices

Se trata de energía que proviene de la energía cinética de las olas, del movimiento de las corrientes marinas o de las mareas. En el vídeo puedes ver cómo funciona una de ellas.




Centrales geotérmicas

Se trata de una energía renovable que proviene del interior de la tierra, ya que la temperatura aumenta con la profundidad, y escapa vapor por las fisuras de la corteza terrestre. El vapor de agua que sale del interior de la tierra, conducido a través de tuberías como puedes ver en el esquema, puede mover una turbina para producir electricidad. En otros casos, dada la alta temperatura del vapor de agua, se utiliza directamente para calefacción, como sucede en Islandia.

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Centrales eléctricas

  • Centrales hidroeléctricas: el agua de una corriente natural (energía cinética del agua) o artificial, por el efecto de un desnivel (energía potencial).
  • Centrales térmicas: el combustible fósil, carbón, fueloil o gas, (energía potencial química) es quemado en una caldera para generar energía calorífica que se aprovecha para generar vapor de agua para accionar la turbina.
  • Centrales nucleares: la fisión de los átomos de uranio libera una gran cantidad de energía calorífica que se utiliza para obtener vapor de agua.
  • Centrales eólicas: la energía cinética del viento se transforma directamente en energía mecánica rotatoria mediante un aerogenerador.
  • Centrales termoeléctricas solares: la energía del Sol calienta un fluido que transforma en vapor otro segundo fluido, que acciona la turbina-alternador que consigue el movimiento rotatorio y generar electricidad.
  • Centrales de biomasa o de residuos sólidos urbanos (RSU): utilizan el mismo esquema de generación eléctrica que una central térmica. La única diferencia es el combustible utilizado en la caldera, que proviene de residuos.

 


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Transformaciones de energía en aerogeneradores

Representa un diagrama de energía con las transformaciones que se producen en los aerogeneradores. Considera que el rendimiento viene a ser del 20 %.



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Transformaciones de energía en centrales de biomasa

Representa mediante diagramas de energía el proceso de transformación energética que tiene lugar en una central de biomasa, teniendo en cuenta que su rendimiento es de aproximadamente el 30 %.

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¿Dónde instalarías centrales eléctricas?

a) Si tuvieras que elegir la ubicación de una central solar ¿propondrías Andalucía o Galicia?

b) ¿Crees que España es un país apropiado para centrales geotérmicas?

c) ¿Dónde crees que es más interesante instalar una central mareomotriz, en la costa mediterránea o en la atlántica?