RECURSO RENOVABLERecurso Renovable es un recurso natural que se puede restaurar por procesos naturales a unavelocidad superior a la del consumo por los seres humanos. Así tenemos: La radiación solar,las mareas, el viento, la energía hidroeléctrica, etc. Son recursos perpetuos que no correnpeligro de agotarse a largo plazo.

Algunos recursos renovables como la energía geotérmica, el agua dulce y biomasa deben sermanejados cuidadosamente para evitar exceder la capacidad regeneradora mundial de losmismos. Es necesario estimar la capacidad de renovación (sostenibilidad) de tales recursos.En comparación con los combustibles fósiles las energías que se obtienen de recursosrenovables causan un menor impacto en el medio ambiente.

Productos como la gasolina, el carbón, gas natural, diésel y otros productos derivados de loscombustibles fósiles no son renovables o sea que no presentan sostenibilidad. Se diferenciande los recursos renovables porque éstos pueden tener una productividad sostenible; es decirque son inagotables.

Recursos energéticos totales: solar (izquierda), eólico, hídrico y geotérmico comparados con elconsumo mundial (abajo derecha).

Ventajas

1. Son respetuosas con el medio ambiente, no contaminan y representan la alternativa deenergía más limpia hasta el momento.

2. Al generar recursos por si misma, la energía solar contribuye a la diversificación y elautoabastecimiento.

3. Desarrolla la industria y la economía de la región en la que se instala.

4. Genera gran cantidad de puestos de trabajo, los que se prevén en un aumento aunmayor de aquí a unos años teniendo en cuenta su demanda e implementación.

Desventajas

1. El primer freno ante su elección es en muchos casos la inversión inicial, la que suponeun gran movimiento de dinero y que muchas veces la hace parecer no rentable, almenos por el primer tiempo.

2. La disponibilidad puede ser un problema actual, no siempre se dispone de ellas y sedebe esperar que haya suficiente almacenamiento. Esto tiene una estrecha relación conel hecho de que están comenzando a ser cada vez más populares.

1. SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA (SEP)

Un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP), es el conjunto de centrales generadoras, de líneas detransmisión interconectadas entre sí y de sistemas de distribución esenciales para el consumode energía eléctrica.

El Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) está formado por tres partes principales: generación,transmisión y distribución; siendo:

- La GENERACIÓN, es donde se produce la energía eléctrica, por medio de lascentrales generadoras, las que representan el centro de producción, y dependiendo dela fuente primaria de energía, se pueden clasificar en:

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS CENTRALES GEOTERMOELÉCTRICAS CENTRALES NUCLEOELÉCTRICAS CENTRALES DE CICLO COMBINADO CENTRALES DE TURBO-GAS CENTRALES EÓLICAS CENTRALES SOLARES

Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las características delterreno se adaptan para su mejor funcionamiento, rendimiento y rentabilidad.

- LÍNEAS DE TRANSMISIÓN, son los elementos encargados de transmitir la energíaeléctrica, desde los centros de generación a los centros de consumo, a través dedistintas etapas de transformación de voltaje; las cuales también se interconectan conel sistema eléctrico de potencia (SEP).

-- DISTRIBUCIÓN: Tal vez no esté perfectamente definido internacionalmente; sin

embargo, comúnmente se acepta que es el conjunto de instalaciones desde 120 Voltshasta tensiones de 34.5 kV encargadas de entregar la energía eléctrica a los usuarios aniveles de tensión normalizados.

Clasificación de los sistemas de distribución

Sistemas aéreos. Sistemas subterráneos. Sistemas mixtos

2. ENERGÍA SOLAR

La energía solar es una fuente de energía de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamientode la radiación electromagnética procedente del Sol.

La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad,mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En laactualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como célulasfotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica otérmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias.

Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas según cómo capturan, convierten ydistribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos ycolectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentestécnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selecciónde materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, asícomo el diseño de espacios mediante ventilación natural.

En 2011, la Agencia Internacional de la Energía se expresó así: "El desarrollo de tecnologías solareslimpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridadenergética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aún másimportante, independientemente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá lacontaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subidaexcesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, loscostos para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas deforma sabia y deben ser ampliamente difundidas"

La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Segúninformes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrarelectricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.

Greenpeace (del inglés green: verde, y peace: paz) es una ONG ambientalista, fundada en elaño de 1971 en Vancouver, Canadá.

El objetivo de la ONG ecologista es proteger y defender el medio ambiente, interviniendo endiferentes puntos del planeta cuando se cometen atentados contra la Naturaleza. Greenpeacelleva a cabo campañas para detener el cambio climático, proteger la biodiversidad, para la noutilización de transgénicos, disminuir la contaminación, acabar con el uso de la energíanuclear y el de las armas. Además proteger bosques y paisajes naturales.

Con oficinas nacionales y regionales en 43 países, la organización obtiene sus ingresos de lascontribuciones individuales de sus 3 millones de socios en la actualidad en todo el mundo.

Tecnología y usos de la energía solar

Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general:

- Energía solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35 °C y 60 °C), se utiliza encasas; de media temperatura, alcanza los 300 °C; y de alta temperatura, llega aalcanzar los 2000 °C. Esta última, se consigue al incidir los rayos solares en espejos,que van dirigidos a un reflector que lleva a los rayos a un punto concreto. Tambiénpuede ser por centrales de torre y por espejos parabólicos.

- Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos osistemas mecánicos.

- Energía solar térmica: Es usada para producir agua caliente de baja temperatura parauso sanitario y calefacción.

- Energía solar fotovoltaica: Es usada para producir electricidad mediante placas desemiconductores que se alteran con la radiación solar.

- Energía solar termoeléctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclotermodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceitetérmico).

- Energía solar híbrida: Combina la energía solar con otra energía. Según la energía conla que se combine es una hibridación:

o Renovable: biomasa, energía eólica.o No renovable: Combustible fósil.

- Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube por unachimenea donde están los generadores

Potencia fotovoltaica instalada en el mundo, en GW. Datos históricos hasta 2013 y previsiónhasta 2018.

Imagen del prototipo Helios, avión no tripulado de la NASA propulsado mediante energíasolar fotovoltaica

Cubierta fotovoltaica en el Estadio Nacional de Kaohsiung, sede de los Juegos Mundiales de2009 (World Games 2009) en Kaohsiung (Taiwán).

Marquesina fotovoltaica situada en el aparcamiento de la Universidad Autónoma de Madrid (Madrid,España).

3. ENERGÍA EOLICA

La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada porefecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para lasactividades humanas.

En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir electricidad medianteaerogeneradores, conectados a las grandes redes de distribución de energía eléctrica. Los parqueseólicos construidos en tierra suponen una fuente de energía cada vez más barata, competitiva o inclusomás barata en muchas regiones que otras fuentes de energía convencionales

A finales de 2013, la capacidad mundial instalada de energía eólica fue de 318 gigavatios. En 2011 laeólica generó alrededor del 3 % del consumo de electricidad mundial.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones degases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles, lo que laconvierte en un tipo de energía verde. El impacto ambiental de este tipo de energía es además,generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía

3.1 Producción por países

Existe una gran cantidad de aerogeneradores operando, con una capacidad total de 318 137 MW afinales de 2013, de los que Europa cuenta con el 35 % (2013). Estados Unidos y China, juntos,representan casi el 50 % de la capacidad eólica global. Los primeros cinco países (EE.UU., China,Alemania, España e India) representaron 72,9 % de la capacidad eólica mundial en 2009, ligeramentemayor que 72,4 % de 2008. La Asociación Mundial de Energía Eólica (World Wind EnergyAssociation) anticipa que una capacidad de 200.000 MW será superada en el 2010

Capacidad eólica mundial total instalada 1996-2013

3.2 Inconvenientes de la energía eólica

- Uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión.

o Huecos de tensión: En un sistema eléctrico se efectúan maniobras de arranquede grandes motores, acoplamiento de transformadores a la red e inserción decondensadores. En cada una de estas maniobras se produce una alteración de latensión. Asimismo, el sistema recibe impactos de rayos, se producen faltasentre fases o a tierra. En todos estos casos, la tensión sufre una bruscavariación, que se transmite, atenuándose a todo el sistema.

El hueco de tensión es la reducción brusca de la tensión en una fase y posteriorrecuperación de la misma en milisegundos

- Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la dificultad intrínseca deprever la generación con antelación.

- Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover lasaspas, existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximode su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones delaerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de lasaspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puederesultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje.

- Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede serutilizada como única fuente de energía eléctrica.

- Al comienzo de su instalación, hay que prever si los lugares seleccionados no coinciden conlas rutas de las aves migratorias.

3.3 Ventajas de la energía eólica

- Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricosdebidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol.

- Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuoscontaminantes.

- No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que nocontribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.

- Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas,próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables.

- Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero ocultivos bajos como trigo, maíz, etc.

- Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonasde instalación.

- Su instalación es rápida, entre 4 meses y 9 meses.

Parque eólico, con la ciudad de Lanjarón, Granada, España, al fondo.

Parque eólico en Dinamarca

4. ENERGÍA MAREMOTERMICA (CETO)

Es el desarrollo en la conversión de la energía térmica del océano, C.E.T.O. (también conocidacomo Ocean Thermal Energy Conversion, conversión de energía térmica oceánica)

Un dispositivo para la conversión de la energía térmica del océano consiste en una máquinatérmica diseñada para operar entre una temperatura relativamente cálida como es la de lasuperficie del océano y otra más baja como la temperatura del agua que se encuentra agrandes profundidades; este punto de vista fue sugerido por primera vez por el físico francésd’Arsonval en 1881.

En la práctica, la diferencia de temperatura requerida para que la operación resulte económicaes de alrededor de 20°C; a un nivel de 600 a 900 metros bajo la superficie del océano, latemperatura es de aproximadamente 5°C. Para lograr la diferencia de temperatura deseada yacitada, se deben buscar regiones geográficas de la superficie del océano calentadas por el solen donde la temperatura promedio sea de 25°C a 30°C, como mínimo.

En las zonas situadas entre los trópicos, la variación de la temperatura del mar en función dela profundidad permite distinguir tres capas:

a) La superficial, de 100 a 200 metros de espesor, que actúa como colector de calor, contemperaturas entre 25 y 30 grados.

b) La intermedia, entre los 200 y 400 metros de profundidad, con una variación rápida detemperatura y que actúa como barrera térmica entre las capas superior y profunda.

c) La profunda, en la que la temperatura disminuye suavemente hasta alcanzar 4°C a 1000metros y 2°C a 5000 metros.

Por lo tanto, en los mares tropicales existe una diferencia de temperatura, entre la superficie yuna profundidad de 1000 metros, del orden de 18 a 20°C que podría aprovecharse paraaccionar una máquina térmica de vapor

4.1 Sistema C.E.T.O

Un sistema C.E.T.O. es un ciclo de potencia de vapor, tipo Rankine, que opera en condicionesbastante especiales; como las temperaturas en el evaporador y el condensador son bajas, sedebe escoger un fluido de trabajo cuya presión de vapor sea bastante grande a esastemperaturas; por ejemplo, el propano (C3H8) tiene una presión de vapor de alrededor de 5,5atm a 5°C y un valor aproximado de 9,5 atm a 25°C; el amoniaco tiene a las temperaturascitadas, presiones de vapor de 5,2 atm y 10,3 atm respectivamente; existen otros fluidos concaracterísticas térmicas similares.

El agua tibia de la superficie del océano se succiona hacia un intercambiador de calor oevaporador, en donde se evapora el fluido de trabajo del ciclo Rankine; el vapor pasa por unaturbina que acciona un generador eléctrico y penetra en el condensador.

El agua fría que se bombea de las profundidades del océano mediante una tubería telescópica,se emplea para enfriar el fluido de trabajo que, al condensarse y volver al estado líquido, sebombea al evaporador y se inicia así un nuevo ciclo.

Además de las condiciones impuestas en la presión de vapor del fluido, una planta C.E.T.O.requiere unas enormes dimensiones de los sistemas de circulación de las corrientes templada yfría; hay que hacer notar que el agua fría se bombea desde profundidades de 600 a 900metros.

Cuando las plantas C.E.T.O. se destinan para generar electricidad, unos cables la conducirándesde la plataforma flotante hasta el fondo del océano, a unos 1200 a 1500 metros deprofundidad, y mediante otro cable fijo se conducirá a la costa; los cables deben sersuficientemente fuertes para resistir las intensas fuerzas producidas por las corrientesoceánicas, las olas y la misma plataforma flotante.

4.2 Características de la Energía Térmica de los Océanos

Las características de la energía térmica de los océanos son las siguientes:

- Es prácticamente inagotable puesto que está relacionada con los grandes procesosclimatológicos; sin embargo, los lugares favorables para su instalación, caracterizadospor una temperatura superficial del agua muy elevada, con variaciones estacionalesirrelevantes y con profundidades marinas muy grandes junto a las costas (para reducirla longitud del conducto de aspiración).

- La turbina debe ser de grandes dimensiones (lo que impone una baja velocidad derotación) para que la diferencia de tensión de vapor entre el condensador y elevaporador sea mínima; para obviar esto se ha propuesto emplear un fluido auxiliar,como el amoníaco, cuya tensión de vapor varía con la temperatura mucho más que ladel agua.

4.3 Ventajas

a) Utiliza fuentes de energías limpias y renovables. El agua caliente de la superficie y el aguafría del fondo del océano reemplaza la utilización de combustibles fósiles.

b) La producción de dióxido de carbono y otras sustancias químicas que contribuyen alcalentamiento global y la lluvia ácida es mínima o nula.

c) Los sistemas y centrales maremotérmicos producen agua potable y electricidad.

d) La cantidad de energía solar acumulada sobre las capas superficiales del océano podríanllegar a cubrir la mayoría de las necesidades energéticas de la humanidad.

e) Ayuda a reducir la utilización y dependencia de combustibles fósiles importados.

f) El agua fría del fondo oceánico utilizada en la producción de energía maremotérmicapuede ser empleada para la producción de aire acondicionado en edificios, alimentación depeces y crustáceos, algas y plantas marinas.

4.4 Desventajas

a) Los costos de las plantas maremotérmicas superan los costos requeridos al emplearcombustibles fósiles para la producción de energía.

b) Las plantas maremotérmicas deben ser ubicadas en zonas cuya variación de temperatura alo largo del año sea de 20ºC.

c) La construcción de centrales y la tubería requerida para el funcionamiento del sistemapuede afectar los arrecifes coralinos y ecosistemas costeros.

Generador en Reino Unido

5. BIOMASA

La biomasa es la cantidad de materia acumulada en un individuo, un nivel trófico, unapoblación o un ecosistema.

Biomasa, según el Diccionario de la Real Academia Española, tiene dos acepciones:

1. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso porunidad de área o de volumen.

2. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado,utilizable como fuente de energía.

La primera acepción se utiliza habitualmente en Ecología. La segunda acepción, másrestringida, se refiere a la biomasa «útil» en términos energéticos formales: las plantastransforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis, y partede esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía químicade la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible.

Clasificación

La biomasa, como recurso energético, puede clasificarse en biomasa natural, residual y loscultivos energéticos.

- La biomasa natural es la que se produce en la naturaleza sin intervención humana. Porejemplo, la caída natural de ramas de los árboles (poda natural) en los bosques.

- La biomasa residual es el subproducto o residuo generado en las actividades agrícolascomo por ejemplo poda silvícolas y ganaderas, así como residuos de la industriaagroalimentaria (bagazos, cáscaras, etc.) y en la industria de transformación de lamadera (aserraderos, fábricas de papel, muebles, etc.), así como residuos dedepuradoras y el reciclado de aceites.

- Los cultivos energéticos son aquellos que están destinados a la producción debiocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria(cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción debiodiésel).

6. ENERGÍA GEOTÉRMICA

Se llama energía geotérmica a la energía que puede obtenerse mediante el aprovechamientodel calor del interior de la Tierra.

El término “geotérmico” viene del griego geo (‘Tierra’), y thermos (‘calor’); literalmente‘calor de la Tierra’. El interior de la tierra está caliente y la temperatura aumenta con laprofundidad. Las capas profundas, pues, están a temperaturas elevadas y, a menudo, a esaprofundidad hay capas freáticas en las que se calienta el agua: al ascender, el agua caliente oel vapor producen manifestaciones en la superficie, como los géiseres o las fuentes termales.Actualmente, el progreso en los métodos de perforación y bombeo permiten explotar laenergía geotérmica en numerosos lugares del mundo.

6.1 Ventajas

1. Es una fuente que disminuye la dependencia energética de los combustibles fósiles yde otros recursos no renovables.

2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que losoriginados por el petróleo y el carbón.

3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.

4. No genera ruidos exteriores.

5. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gasnatural y uranio combinados.

6. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a preciosnacionales o locales.

7. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor queotro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, ni tala de bosques.

8. La emisión de CO2, con aumento del efecto invernadero, es inferior al que se emitiríapara obtener la misma energía por combustión, y puede llegar a ser nula cuando sereinyecta el agua, haciéndola circular en circuito cerrado por el exterior.

6.2 Desventajas

1. En yacimientos secos se han producido a veces microseísmos como resultado delenfriamiento brusco de las piedras calientes, y su consiguiente fisuración.

2. Como se ha dicho anteriormente, no es una energía inagotable.

Planta de energía geotérmica en las Filipinas