Fonts d'Energia Renovables: Tipus i Usos

Fonts d'Energia No Convencionals

Dins d'aquest grup trobem: energia solar (heliotèrmica i fotovoltaica), eòlica, geotèrmica, mareomotriu, altres fonts com onamotriu i hidrotèrmica, i la biomassa (incloent-hi els residus sòlids urbans).

L'Energia Solar

Hi ha dues maneres d'utilitzar-la:

• Aprofitament tèrmic: consisteix en l'absorció de l'energia solar i la seva transformació en calor.
• Conversió fotovoltaica: permet transformar directament l'energia solar en energia elèctrica.

Aprofitament Tèrmic de l'Energia Solar

Un col·lector és un dispositiu capaç d'absorbir la radiació solar i de transmetre-la a un fluid, de manera que aquest augmenti sensiblement la seva temperatura.

Tipus:

• Col·lectors plans: formats per una caixa recoberta de material aïllant, la part superior de la qual és de vidre transparent.
• Col·lectors de concentració: formats per dispositius que concentren la radiació solar sobre una superfície reduïda, amb la qual s'aconsegueixen altes temperatures.

Centrals Heliotèrmiques

La transformació energètica que s'hi produeix segueix el procés següent: la radiació solar escalfa el fluid de calor; el fluid passa per un generador de vapor; el vapor acciona un grup turbina-alternador i produeix electricitat; finalment, el fluid, un cop fred, retorna als col·lectors per a repetir el procés.

Tipus:

• Centrals de col·lectors distribuïts: el fluid portador travessa successivament diversos col·lectors de concentració abans de procedir al bescanvi tèrmic (temperatures poc elevades i pèrdues tèrmiques importants).
• Central de torre: disposa d'una superfície de miralls, anomenada camp d'heliòstats, que s'encarrega de concentrar la radiació en el receptor. Els miralls disposen d'un sistema de seguiment del sol i s'assoleixen temperatures elevades.

L'Energia Eòlica

S'obté per aprofitament de l'energia cinètica del vent. Aquest estudi es reflecteix en els mapes eòlics, que es poden determinar per diverses característiques:

• Velocitat: és el factor més important.
• Continuïtat: les zones en què bufa el vent de manera permanent són les més adequades.
• Estabilitat: els emplaçaments en llocs alts garanteixen vents mancats de turbulències.
• Densitat de potència: amb aquest concepte s'indica la màxima potència que es pot obtenir.

Centrals Eòliques

Les màquines emprades en aquesta transformació són els aerogeneradors o turbines eòliques. Segons la posició, tenim:

• D'eix vertical: aprofiten vents de qualsevol direcció i s'acostumen a situar arran de terra.
• D'eix horitzontal: són els més habituals i els seus elements principals són l'hèlix, la naveta i la torre.

A l'hora de dissenyar un aerogenerador, s'han de tenir en compte dues consideracions: coeficient d'aprofitament i una freqüència de 50 Hz.

L'Energia Geotèrmica

Tipus:

• Jaciments de baixa energia: la temperatura del focus oscil·la al voltant dels 100 °C. S'utilitzen per a calefacció, hivernacles, balnearis, etc. L'aigua freda a pressió s'introdueix a les proximitats del focus de calor, on augmenta la seva temperatura, i després s'extreu.
• Jaciments d'alta energia: la temperatura del focus pot assolir els 1250 °C. S'empren en la producció d'electricitat. L'aigua injectada es converteix en vapor sobreescalfat per efecte del focus de calor i posteriorment s'extreu.

L'Energia Mareomotriu

Seqüència de funcionament: Quan puja la marea, l'aigua penetra en l'embassament i acciona els grups turbina-alternador, amb la qual cosa s'obté energia elèctrica. Al final de la plenamar, les turbines actuen com a bombes i provoquen un curullament de l'embassament. Quan baixa la marea, l'aigua torna al mar, torna a accionar els grups turbina-alternador i de nou s'obté energia elèctrica. Al final de la baixamar, les turbines actuen una altra vegada com a bombes i provoquen un buidatge encara més gran de l'embassament.

Altres Fonts d'Energia

• Energia de les ones: es refereix a l'energia produïda pel moviment de les ones.
• Energia tèrmica dels oceans: consisteix en l'aprofitament de la diferència de temperatura de les aigües marines entre les capes superficials i les capes més profundes. N'hi ha de cicle obert i de cicle tancat.

La Biomassa

És qualsevol matèria orgànica no fòssil en què la radiació solar, a través de la fotosíntesi, ha provocat o provoca l'elaboració d'hidrats de carboni. Els tractaments de la biomassa comporten diferents processos:

• Processos físics: destaquen la compactació de volum per al seu tractament directe com a combustible en forma de briquetes, i l'assecament, necessari per al posterior tractament tèrmic.
• Processos bioquímics: els bàsics són la fermentació aeròbica, que permet l'obtenció d'alcohols, i la fermentació anaeròbica, que produeix metà, component bàsic del biogàs.
• Processos tèrmics: inclouen la combustió directa de residus forestals, la piròlisi o destil·lació seca, per mitjà de la qual s'obté gas de gasogen, i la gasificació, que permet l'obtenció d'hidrocarburs.

Els biocombustibles poden ser sòlids, líquids o gasosos.

Residus Sòlids Urbans (RSU)

Conjunt molt heterogeni de materials procedents de l'activitat domèstica, comercial i industrial.

Es poden classificar segons la naturalesa dels seus elements constituents:

• Residus inerts: formats per metalls, vidres, etc.
• Residus orgànics fermentables: s'inclouen les restes d'aliments frescos o cuinats.
• Residus combustibles: paper, cartró, etc.