monforte de lemos

   

ENERXÍAS  RENOVABLES

  

 

 

 

Naturaleza
Jardín botánico
Rutas por la naturaleza
Ruta de senderismo
Monforte y Entorno
Monforte en la historia

Proyectos y actividades
Proyecto Comenius
Actividades A Pinguela
Riaca

Fotos

Vuestras fotos

Foto impacto

 

Enlaces
Prensa, radio y televisión
Enlaces / links
Medio Ambiente

Foro Jrcasan

Servicios
Trenes , autobuses y avión
E l tiempo
Prepara tu ruta
Cartelera de cine
Mapas del Mundo
Traductor (textos y webs)


 

 

  

ENERXÍAS RENOVABLES

Tamara Arias Sáez

Zeltia Valcarce González

2º BACC

ÍNDICE:

Páxinas

• INTRODUCIÓN…………………………………………………………………4

1. Historia da enerxía…………………………………………………………….....4

2. Enerxía…………………………………………………………………………...6

3. Enerxías renovables e non renovables…………………………………………...6

• ENERXÍA SOLAR……………………………………………………………...9

1. Transformación natural de enerxía solar………………………………………...9

2. Recollida directa de enerxía solar………………………………………………10

3. A enerxía solar: unha enerxía con futuro...........................................................14

4. Sol e enerxía solar..............................................................................................20

5. Usos da enerxía solar…………………………………………………………...23

6. Aplicación da enerxía solar:

A. Conversión en enerxía eléctrica………………………………………..24

ENERXÍA FOTOVOLTAICA………………………………...25

a. Tecnoloxía fotovoltaica…………………………………….26

b. Tipos de células solares…………………………………….26

c. O sistema fotovoltaico……………………………………...27

d. Funcionamento do sistema fotovoltaico……………………27

e. Aplicacións da enerxía solar fotovoltaica………………….27

f. Central fotovoltaica………………………………………...28

g. Vantaxes e inconvenientes da enerxía solar fotovoltaica….29

h. Rendibilidade da enerxía fotovoltaica……………………...30

i. Vida útil dun panel solar fotovoltaico……………………...30

j. Mantemento dun sistema fotovoltaico……………………...31

k. Impactos ambientais da enerxía solar fotovoltaica…………32

l. Exemplos de sistemas fotovoltaicos

- Central fotovoltaica de Moura…………………………..34

- O proxecto de Seteventos……………………………….35

- Proxecto dun sistema fotovoltaico con rastrexador……..35

B. Conversión en enerxía térmica………………………………………….36

a. Tipos de enerxía solar térmica

- Conversión térmica a temperaturas baixas…………...…38

- Conversión térmica a temperaturas medias……………..38

- Conversión térmica a altas temperaturas………………..39

b. Vantaxes e inconvenientes da enerxía solar térmica……………….39

C. Enerxía solar pasiva…………………………………………………….40

7. Problemas no aproveitamento da enerxía solar………………………………...41

8. Desenvolvemento actual da enerxía solar en España…………………………..42

• ENERXÍA EÓLICA……………………………………………………………43

1. Vantaxes da enerxía eólica……………………………………………………..44

2. Inconvenientes da enerxía eólica……………………………………………….45

3. A enerxía eólica antigamente…………………………………………………...46

4. O vento………………………………………………………………………….47

5. Aeroxeneradores………………………………………………………………..48

6. Os parques eólicos……………………………………………………………...49

Impactos ambientais nos parques eólicos………………………………………50

Parques eólicos marítimos ……………………………………………………..57

7. Curiosidades da enerxía eólica……………………………………………….58

8. España e a enerxía eólica……………….…………………………………….60

9. Galicia e a enerxía eólica………………………...……………………………60

• ENERXÍA HIDROELÉCTRICA………………………………………………63

1. Orixe……………………………………………………………………………64

2. Características da enerxía hidroeléctrica……………………………………….65

3. Vantaxes da enerxía hidroeléctrica……………………………………………..66

4. Inconvenientes da enerxía eléctrica……………………...……………………..66

5. Central hidroeléctrica…………………………………………………………...67

6. A enerxía hidroeléctrica no mundo……………………………………………..74

7. Galicia ………………………………………………………………………….74

8. España…………………………………………………………………………..75

9. Minicentrais…………………………………………………………………….77

10. Impacto ambiental…………………………………………………………….80

BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................81

INTRODUCIÓN:

HISTORIA DA ENERXÍA

O home, ó longo da súa historia evolutiva realizou mediante o seu propio esforzo físico actividades que consumían enerxía, apoiándose adicionalmente nos animais domésticos como cabalos, bois, etc.

Coa chegada da Revolución Industrial, a utilización de sistemas mecánicos para proporcionar enerxía limitábase ós muíños de vento ou de auga. Calquera aplicación destas tecnoloxías para a realización de traballos resultaba de pouco rendemento.

Das fontes de enerxía, a primeira e máis importante das utilizadas polo home foi a leña, grazas á abundancia de bosques que proliferaban por todas as partes do mundo. Outras fontes puntuais só se utilizan alí onde eran accesibles, tales como filtracións superficiais de petróleo, carbón ou asfaltos.

Na idade media comezou a utilizarse a leña para fabricar carbón vexetal con cuxas minas se obtiñan metais e que posteriormente sería substituídos polo carbón mineral nos principios da revolución industrial.

Durante o primeiro trimestre do século XIX, aproximadamente entre 1825 e 1830, avanzouse na aplicación práctica da máquina de vapor, que daría comezo á era contemporánea; tratábase da primeira ferramenta que non utilizaba forzas ou tracción de orixe animal e que comezou a empregarse industrialmente. Xunto coa chegada e desenvolvemento dos motores de combustión interna e a utilización do gas para calefacción e alumeado, producíronse grandes avances na xeración práctica de enerxía eléctrica.

http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/lecciones_fisica/maquina_vapor.jpg

Máquina de vapor

A partir da máquina de vapor produciríanse cambios na evolución tecnolóxica, económica e social, de niveis sorprendentes en comparación con toda a historia precedente.

A nova sociedade que naceu da Revolución Industrial trouxo tamén novas demandas de enerxía. Coa máquina de vapor apareceron inventos revolucionarios que melloraron os medios de transporte, como a locomotora que George Stephenson construíu en 1825.

Sen embargo, a pesar de que este sistema de locomoción era seguro e eficaz, consumía grandes cantidades de carbón para transformar a enerxía calorífica en mecánica; o rendemento que producía era inferior a un 1%. Aínda hoxe en día se consome gran cantidade de enerxía para producir un rendemento moi inferior; por exemplo, unha central eléctrica que utilice carbón ou petróleo rende menos do 40%, e no caso dun motor de combustión menos do 20%. Esta perda de rendemento é a causa das leis físicas; a enerxía que non utilizamos (ou non somos capaces de aproveitar) non se perde senón que se transforma; nos casos de combustión interna, por exemplo, o resto da enerxía que non aproveitamos disípase en forma de calor. Por iso, unha loita tecnolóxica constante é a de mellorar o rendemento das máquinas para aproveitar ao máximo a enerxía.

http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/lecciones_fisica/antig_generador.jpg

Antigo xerador eléctrico

A enorme demanda de carbón comezou a declinar coa comercialización do petróleo e os seus derivados.

A segunda guerra mundial xerou grandes demandas de combustible, sendo as empresas de Estados Unidos as que se estenderon con maior éxito por todo o mundo; de feito, en 1955 as dúas terceiras partes do petróleo do mercado mundial, salvo o bloque soviético e América do Norte, eran subministradas por cinco empresas de petróleo de Estados Unidos.

En 1973 a crecente demanda de enerxía do mundo desenvolvido sufriu unha grave crise. Os países árabes produtores de petróleo embargaron o subministro de cru a Estados Unidos e recortaron a súa produción, xerando alarma entre todos os implicados, produtores e consumidores. Unha segunda crise do petróleo daríase de novo en 1978.

ENERXÍA

Enténdese por enerxía a capacidade dun sistema físico para poder realizar un traballo. A materia posúe enerxía como resultado do seu movemento ou da súa posición en relación das forzas que actúan sobre ela. Os recursos enerxéticos que empregamos teñen a súa orixe na forza da gravidade e nas reaccións nucleares no Sol. Estas reaccións emiten enerxía cara ó espazo en forma de ondas de luz ultravioleta e infravermella (calor). A Terra recibe esta enerxía e transfórmaa, unha parte da enerxía solar quenta desigualmente a atmosfera e produce a enerxía eólica. Outra parte fai que a auga se evapore nos océanos e continentes e inicie o ciclo hidrolóxico. A auga que volve cara ó mar por efecto da forza da gravidade pode ser utilizada como enerxía hidráulica. A calor interna da Terra, de orixe gravitacional e radioactiva, serve como fonte de enerxía xeotérmica.

ENERXÍAS RENOVABLES E NON RENOVABLES

Considéranse enerxías non renovables aqueles recursos enerxéticos, como os combustibles fósiles ou os isótopos radiactivos, que non se renovan ao mesmo ritmo que se consomen. A enerxía solar, a enerxá hidráulica dos ríos, o vento, a enerxía xeotérmica, a enerxía dos océanos e os biocombustibles son, pola contra, enerxías renovables; adoitan tamén denominarse brandas ou alternativas por contraste cos combustibles fósiles. Así e todo algúns destes recursos non son renovables en sentido estrito, como por exemplo a xeotérmica, ou poden ter un importante impacto ambiental, como os encoros e os monocultivos para biocombustibles.

A xeotérmica está relacionada coa calor interior da Terra. A súa práctica é principalmente a localización da xacementos naturais de auga quente, fonte da enerxía xeotérmica, para o seu uso en xerar enerxía eléctrica, en calefacción ou en procesos de de secado industrial. A calor prdúcese entre a codia e o manto superior da Terra, sobre todo pola desintegración de isótopos radiactivos.

A economía mundial depende hoxe en día dos recursos enerxéticos non renovables. Os combustibles fósiles teñen como inconvenientes os problemas ambientais que orixina a súa extracción e a súa combustión. Entre os combustibles fósiles destacan o carbón, o petróleo e o gas natural, aínda que hai que nomear tamén os xistos petrolíferos,as lousas bituminosase e as areas asfálticas. Aínda que queda bastante petróleo a súa exracción será demasiado custosa, polo que o progresivo esgotamento deste hidrocarburo obrigará a empregar outros recursos como fonte para producir enerxía.

Dentro da enerxía nuclear hai que facer unha clara distición entre a enerxía nuclear de fisión (ruptura de átomos de gran tamaño) e a de fusión (unión de pequenos átomos). Nestes dous tipos de reacción despréndese enerxía. O gran problema da de fisión é que xera residuos moi radioactivos que seguen sendo tóxicos durante miles de anos. Ademais é difícil atopar un lugar seguro para estes residuos, e o seu almacenamento supón a transmisión do problema ás xeracións futuras. Pola contra, a de fusión é limpa e pode chegar a ser a principal fonte de enerxía do futuro. Ademais os combustibles que se poden empregar son abundantes, como o deuterio (presente nos mares) e o tricio (obtido da combinación de neutróns co litio).

A hidroeléctrica e a maremotriz son fontes de enerxía renovables, pero os grandes encoros que require a súa explotación teñen un impacto importante sobre o medio ambiente. Os océanos conteñen unha gran cantidade de enerxía que é posible aproveitar. Esta enerxía procede principalmente das mareas, das ondas, das correntes e das diferencias de temperatura entre as ditintas capas de auga. Polo momento aínda non se desenvolveron tecnoloxías que permitan aproveitalas de forma intensiva e eficaz. Enerxías como a solar, a eólica e a xeotérmica, poden ser de grande importancia no futuro, pois polo momento só son competitivas nalguhas zonas.

A biomasa ou masa biolóxica é un recurso enerxético renovable que se obtén directa ou indirectamente de recursos biolóxicos. A enerxía da biomasa que procede da madeira, residuos agrícolas e esterco continúa sendo a fonte principal de enerxía nas zonas en desenvolvemento. Enténdese por biocombustible calquera combustible sólido, líquido ou gasoso producido a partir de materia orgánica. Prodúcese directamente a partir de plantas ou indirectamente a partir de desfeitos industriais, comerciais, domésticos ou agrícolas. Hai tres métodos principais para o desenvolvemento de biocombustibles: queimar desfeitos orgánicos secos (basuras domésticas, desfeitos industriais e agrícolas, madeira, turba...); a fermentación de desfeitos húmidos (como excrementos de animais) en ausencia de osíxeno para producir biogás ou a fermentación de azucre de caña ou cereais para producir alcol e ésteres; e as plantacións forestais (que producen bosques de crecemento rápido, cuxa madeira se emprega como biocombustible). En teoría estas substancias poden utilizarse en lugar dos combustibles fósiles, pero como se requerirían grandes alteracións nos motores, os biocombustibles normalmente mestúranse con combustibles fósiles. Na actualidade estase a desenvolver cultivos intensivos enerxéticos para a obtención da biomasa, ou ben como materia prima para obter outro tipo de combustible. O gran inconveniente da utilización da biomasa é que se se empregan determinados cultivos para a obtención de biocombustibles os prezos de moitos alimentos de primeira necesidade incrementaranse, podendo provocar a fame en moitos dos países máis desfavorecidos. Aínda así os cultivos de biocombusibles poden ser unha fonte de enerxía renovable útil para satisfacela demanda de combustibles líquidos de fácil transporte.

Outra fonte de enerxía alternativa e o uso do hidróxeno. Esta contémplase actualmente como unha realidade próxima. Ten a gran vantaxe de emitir na súa combustión vapor de auga, polo que pode ser empregada en motores de combustión e en motores eléctricos. Ten un rendemento ata tres veces superior á gasolina. Xa se fixeron varias experiencias de utilización do hidróxeno nos coches. Nun futuro, o hidróxeno xerarase no propio automóbil a partir de metanol.

t045043a

A produción de trigo destínase sobre todo para a elaboración de fariña, pero na actualidade tamén se lle descubriu outro uso, como biocombustible.

ENERXÍA SOLAR

Enerxía radiante producida no Sol como resultado das reaccións nucleares de fusión. Chega á Terra a través do espazo en cantos de enerxía chamados fotóns que interactúan coa atmosfera e a superficie terrestre.

Casa solar.

Nesta casa solar en Novo México, EEUU, un colector solar de placa plana (inferior derita) proporciona enerxía para quenta a auga bombeada polo muíño. A auga almacénase en grandes bidóns.

A intensidade de enerxía solar dispoñible nun punto determinado da Terra depende, de forma complicada pero predecible, do día do ano, da hora e da lactitude. Ademais a cantidade de enerxía solar que pode recollerse depende da orientación do dispositivo receptor.

• TRANSFORMACIÓN NATURAL DA ENERXÍA SOLAR

A recollida natural de enerxía solar prodúcese na atmosfera, os océanos e as plantas da Terra. As interaccións da enerxía do Sol, os océanose a atmosfera por exemplo, producen ventos, utilizados durante séculos para facer xirar os muíños. Os sistemas modernos de enerxía eólica utilizan hélices fortes, lixeiras, resistentes á intemperie e con deseño aerodinámico que , cando se unen a xeradores, producen electricidade para usos locais e especializados ou para alimentar a rede eléctrica dunha rexión ou comunidade.

Case o 30% da enerxía solar que acada o bordo exterior da atmosfera consómese no ciclo da auga, que produce a chuvia e a enerxía potencial das correntes de montaña e dos ríos. A enerxía que que xeran estas augas en movemento ó pasar polas turbinas modernas chámase enerxía hidroeléctrica.

Grazas ó proceso de fotosíntese, a enerxía solar contribue ó crecemento da vida vexetal (biomasa) que, xunto coa madeira e os combustibles fósiles que desde o punto de vista xeolóxico derivan de plantas antigas, pode ser utilizada como combustible. Outros combustibles como o alcol e o metano tamén poden extraerse da biomasa.

Os océanos representan tamén un tipo natural de recollida de enerxía solar. Como resultado da absorción levada a cabo polos océanos e polas correntes oceánicas, prodúcense gradientes de temperatura. Nalgúns lugares, estas variacións verticais acadan 20ºC en distancias dalgúns centos de metros.

• RECOLLIDA DIRECTA DE ENERXÍA SOLAR

A recollida directa de enerxía solar require dispositivos artificiais chamados colectores solares, deseñados para recoller enerxía, ás veces despois de concentrar os raios do Sol. A enerxía, unha vez recollida, emprégase en procesos térmicos ou fotoeléctricos, ou fotovoltaicos. Nos procesos térmicos, a enerxía solar utilízase para quentar un gas ou un líquido que logo almacénase ou destrúese. Nos procesos fotovoltaicos, a enerxía solar convírtese en enerxía eléctrica sen ningún dispositivo mecánico intermedio (Efecto fotoeléctrico: formación e liberación de partículas electricamente cargadas que se produce na materia cando é irradiada con luz ou otra radiación electromagnética)

Célula fotoeléctrica

Unha célula fotoeléctrica componse en esencia dun ánodo e dun cátodo recuberto dun material fotosensible. A luz que incide sobre o cátodo libera electróns que son atraídos hacia o ánodo orixinando ufluxo de corrente proporcional á intensidade da radiación.

 

Os colectores solares poden ser de dous tipos principais:os de placa plana e os de concentración.

Colectores de placa plana

 

 

Quentamento solar ._ As placas colectoras utilizan a enerxía do Sol para quentar un fluído portador que´a súa vez, proporciona calor utilizablenunha casa. O fluído portador, auga neste caso, flue a través de tuberías de cobre no colector solar, durante o proceso absorba algo de enerxía solar. Despois móvese até un intercambiador de calor onde quenta a auga que será empregada na casa.

Nos procesos térmicos os colectores de placa plana interceptan a radiación solar nunca placa de absorción pola que pasa o chamado fluído portador. Este, en estado líquido ou gasoso, quéntase ó atravesar os canais por transferncia de calor desde a placa de absorción. A enerxía transferida polo fluído portador, dividida entre a enerxía solar que incide sobre o colector e expresada en porcentaxe, chámase eficiencia instantánea do colector. Os colectores de placa plana teñen, en xeral, unha ou máis placas cobertoras transparentes para intentar minimizar as pérdidas de calor da placa de absorción nun esforzo para maximizar a eficiencia. Son capaces de quentar fluídos portadores ata 82 ºC e obter entre o 40 e o 80% de eficiencia.

Os colectores de placa plana usáronse de forma eficaz para quentar auga e calefacción. Os sistemas típicos para a casa-habitación empregancolectores fixos, montados sobre o tellado. No hemisferio norte oriéntase hacia o Sur e no hemisferio sur hacia o Norte. O ángulo de inclinación óptimo para montar os colectores depende da lactitude. En xeral, para sistemas que se usan durante todo o ano, como os que producen auga quente, os colectores inclínanse (respecto do plano horizontal) un ángulo igualaos 15 º de lactitude e oriéntanse uns 20º lactitude S ou 20º lactitude N.

Ademais dos colectores de placa plana, os sistemas típicos de auga quente e calefacción están constituídos por bombas de circulación, sensores de temperatura , controladores automáticos para activar o bombeo e un dispositivo de almacenamento. O fluído pode ser tanto o aire como un líquido (auga ou auga mesturada co anticonxelante), mentres que un leito de rocha ou un tanque aislado serven como medio de almacenamento de enerxía.

Colectores de concentración

Para aplicacións como o aire acondicionado e a xeración central de enerxía e de calor para cubrir as grandes necesidades industriais, os colectores de placa plana non suministran, en termos xerais, fluídos con temperaturas bastante elevadas como para ser eficaces. Pódense usar nunha primeira fase, e despois o fluído trátase con medios convencionais de quentamento. Como alternativa, pódense utilizar medios colectores de concentracción máis complexos e custosos. Son dispositivos que reflexan e concentran a enerxía solar incidente sobre unha zona receptora pequena. Como resultado desta concentración, a intensidade da enerxía solar increméntase e as temperaturas do receptor (chamado “branco” ) poden achegarse a varios centos, ou miles, de graos Celsius. Os concentradores deben moverse para seguir ó Sol se se quere que actue con eficacia; os dispositivos utilizados para isto chámanse heliostatos.

 

 

 

 

Outros métodos de recollida directa de enerxía solar:

A. Fornos solares

Os fornos solares son unha aplicación importante dos concentradores de alta temperatura. O maior, situado en Odrillo, na parte francesa dos Pirineos, ten 9.600 reflectores cunha superficie total duns 1.900m2 para producir temperaturas de ata 4.000 ºC. Estes fornos son ideais para investigacións, por exemplo, na investigación de materiais, que requiren temperaturas altas entornos libres de contaminantes.

B. Receptores centrais

A xeración centralizada de electricidade a partir de energía solar está en desenvolvemento. No concepto de receptor central, ou de torre de potencia, unha matriz de reflectores montados sobre heliostatos controlados por computadora reflexan e concentran os raios de Sol sobre unha caldeira de auga situada sobre a torre. O vapor xerado pode usarse nos ciclos convencionais das prantas de enerxía e xerar electricidadae.

C. Arrefriamento solar

Pódese producir frío co uso de enerxía solar como fonte de calor nun ciclo de arrefriamento por absorción. Un dos componentes dos sistemas estándar de arrefriamento por absorción, chamado xerador, precisa unha fonte de calor. Posto que, en xeral, requírense temperaturas superiores a 150 ºC para que os dispositivos de absorción traballen con eficacia, os colectores de concentración son máis apropiados que os de placa plana.

A ENERXÍA SOLAR: UNHA ENERXÍA CON FUTURO

A enerxía solar é unha enerxía garantizada para os próximos 6.000 millóns de anos.

 

O Sol, fonte de vida e orixe das demais formas de enerxía que o home utilizou desde as árbores da historia, pode satisfacer tódalas nosas necesidades se aprendemos como aproveitar de forma racional a luz que continuamente derrama sobre o planeta. Leva brillando no ceo desde hai aproximadamente uns 5.000 millóns de anos, e aínda se calcula que non chegou á metade da súa existencia. É tal a potencia da estrela que fai posíbel a vida na Terra que este ano emitirá ao noso planeta 4.000 veces máis enerxía da que imos consumir

España, pola súa privilexiada situación e climatoloxía, vese particularmente favorecida respecto ao resto de países de Europa, xa que sobre cada metro cadrado de solo inciden ao ano uns 1.500 quilovatios-hora de enerxía, cifra similar á de moitas rexións de América Central e do Sur. Esta enerxía pode aproveitarse directamente, ou ben ser convertida noutras formas útiles como, por exemplo, en electricidade.

Sería pouco racional non aproveitar, por tódolos medios tecnicamente posibles, esta fonte enerxética gratuíta, limpa e inesgotable, que pode liberarnos definitivamente da dependencia do petróleo ou doutras alternativas pouco seguras ou, simplemente esgotables.

O Sol regálanos a súa enerxía en forma de luz e calor. Hoxe, unha tecnoloxía establecida, eficiente e non contaminante permítenos utilizalo para iluminar, quentar as nosas casas e negocios reducindo os consumos enerxéticos para a produción de auga quente sanitaria, a calefación, o quentamento de piscinas e a climatización. O seu uso non se xustifica só no aforro enerxético e n a rendibilidade do usuario, senón que ademais contribue ao ben común: a mellora de calidade de auga nas cidades, e do país; a rendibilidade macroeconómica polo uso de recursos propios, a xeración de riqueza interna e de empregos, e a redución da depandencia enerxética externa.

As perspéctivas do mercado de colectores solares térmicos no noso país son excelentes. O “Plan de Fomento das Enerxías Renovables” cifra como obxectivo para o 2010ª instalación de 4.500.000 m2 de colectores solares adicionais (1.350.000 m2 foran previstos para 2005)o cal representa un volume de negocio superior aos 300.000 millóns de pesetas en 15 anos.

Os principais mecanismos que explican o espertar do mercado solar térmico nos últimos anosestán ligados tanto ao crecemento do interese socialpola protección do medio ambiente como a unha actitude máis activa pola parte das Administraccións.

As ordeanzas solares mostran unha preocupación especial por garantizar a calidade das inatalacións solares e o seu correcto mantemento, promóvese a eficacia enerxética dos colectores solares e móstrase especial interese en que a integración arquitectóica da instalación sexa axeitada.

Coas novas ordeanzas solares, os usos afectados son practicamente tódolos edificios de nova construción ou aqueles aos que se lles somete a unha reforma subatancial; as únicas excepcións van ligadas á imposibilidade física de aproveitar o sol ou a elementos de protección do Patrimonio Histórico Artístico.

As principais aplicacións solares na cidade reguladas polas ordeanzasson a preparación de Auga Quente Sanitaria e a climatización de piscinas. Os requisitos de dimensionados usuais son normalmente tales que con enerxía solar redúcese dun 60 a un 75% o seu consumo energético. Este requerimento de redución do consumo conleva que, en función da eficiencia da tecnología solar utilizada, vaise necesitar unha area de colectores diferente: canto maior sexa o rendemento do sistema solar no seu conxunto (colectores solares, acumuladores, sistema de tuberías de distribución....), menor será a area de colectores solares requerida.

As aplicacións de enerxía solar teñen que estar guiadas polos seguintes principios básicos:

• O sistema solar debe ser un elemento máis das instalacións térmicas dos edificios, e nese sentido, debe traballar en sintonía co resto dosequipos de confort térmico, buscando solucións globais de aforro enerxéticoe protección do medio ambiente.

• O sistema solar debe integrarse harmonicamente coas solucións arquitectónicas adoptadas no edificio de tal forma que os seus propietarios, ademais de beneficiarse do aforro enerxético, deberán enorgullecerse da súa contribución á protección do medio ambiente á vez que do aspecto do seu edificio.

• Un correcto mantemento é básico para garantizar que o sistema solar funcione correctamente durante moitos anosaforrando o consumo de combustibles fósiles e evitando as súas emisións contaminantes asociadas.

Aínda así, hai que sinalar que existen algúns problemas que debemos afrontar e superar. Aparte das dificultades que unha política energética solar avanzada conlevaría por si mesma, hain que ter en conta que esta enerxía está sometida a continuas fluctuaciones avariacións máis ou menos bruscas. Así, por ejemplo, a radiación solar é menor en inverno, precisamente cando máis falta nos fai.

É de vital importancia proseguir co desenvolvementoda aínda incipiente tecnoloxía de captación, acumulacióne distribución da enerxía solar, para conseguir as condicións que a fagan definitivamente competitiva, a escala planetaria. Consolar leva traballando interrumpidamente desde o ano 1979na formaciónprofesional dos futuros especialistas en enerxía solar, tanto a nivel nacional como internacional, para lograr un bo coñecemento desta tecnoloxía limpa, e facer posible a súa implantación en tódolos países.

QUE SE PODE OBTER COA ENERXÍA SOLAR?

Básicamente, recollendo de forma axeitada a enerxía solar, podemos obter calor e electricidade. A calor lógrase mediante os captadores ou colectores térmicos, e a electricidad, a través dos chamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos non teñen nada que ver entre si, nin en canto a súa tecnoloxía nin na súa aplicación.

Falemos primeiro dos sistemas de aproveitamento térmico. A calor recollida nos colectorespode destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por exemplo, pódese obter auga quente para o consumo doméstico ou industrial, ou ben para dar calefacción aos nosos fogares, hoteis, escolas, fábricas, etc.

Tamén, e aínda que pareza raro, outra das máis prometedorasaplicacións da calor será a refrixeración durante as épocas cálidas, precisamente cando máis son as radiacións solares. De feito, para obter frío fai falta dispoñer dunha «fonte cálida», a cal pode ter perfectamente a súa orixe nos colectores solares instalados no tellado ou azotea. Nos países árabes xa funcionan a pleno rendemento acondicionadores de aire que empregan eficazmente a enerxía solar.

As aplicacións agrícolas son moi amplas. Con invernadoiros solares poden obterse maiores e colleitas máis temprás; os secadeiros agrícolas consomen moita menos enerxía si se combinan cun sistema solar, e, por citar outro exemplo, poden funcionar prantas de purificación ou desalinizaciónde augas sen consumir ningún tipo de combustible.

As «células fotovoltaicas», dispostas en paneis solares, xa producían electricidade nos primeiros satélites espaciais. Actualmente perfílanse como a solución definitiva ó problema da electrificación rural, con clara vantaxe sobre outras alternativas, pois, ó carecer os paneis de partes móbiles, resultan totalmente inalterábeis ó paso do tempo, non contaminan nin producen ningún ruido, non consomen combustible e non precisan mantemento. Ademais, e aínda que con menos rendemento, funcionan tamén en días nubrados, posto que captan a luz que se filtra a través das nubes. A electricidade que así se obtén pode usarse de maneira directa, por exemplo para sacar auga dun pozo ou para regar, mediante un motor eléctrico; ou ben se almacena en acumuladores para usarse nas horas nocturnas. Tamén é posíbel inxectar a electricidade xerada na rede xeral, obtendo un importante beneficio.

Se se consegue que o prezo das células solares siga disminuindo, iniciándose a súa fabricación a gran escala, é moi probable que, para a terceira década do século, unha boa parte da electricidade consumida nos países ricos en sol teña a súa orixe na conversión fotovoltaica.

A enerxía solar pode ser perfectamentecomplementada con outras enerxía convencionais, para evitar a necesidade de grandes e custosos sistemas de acumulación. Así , unha casa ben aislada pode dispor de auga quente e calefacción solar, co apoio dun sistema convencional a gas eléctrico que unicamente funcionaría en períodos sen sol. O custo da factura da luz sería só unha fracción do que acadaría sen a existencia da instalación solar.

O aproveitamento directo da enerxía solar faise de diferentes formas:

 

 

• Quentamento directo de locais polo sol

En invernadoiros, vivendase outros locais, aproveitase o sol para quentar o ambiente. Algúns deseños arquitectónicos buscan aproveitar ao máximo este efecto e controlalo para poder restrinxir o uso de calefacción ou de aire acondicionado.

• Acumulación da calor solar

Faise con paneis ou estruturas especiais colocadas en lugares expostos ó sol, como os tellados das vivendas, nos que se quenta algún fluido que almacena a calor en depósitos. Úsase, sobre todo, para quentar auga e pode supoñer un importante aforro enerxético se temos en conta que nun país desenvolvido máis do 5 % da enerxía consumida emprégase para quentar auga.

• Xeración de electricidade

Pódese xerar enerxía electricidade a partir da enerxía solar por varios procedementos. No sistema termal a enerxía solar úsase para converter auga en vapor en en dispositivos especiais. Nalgúns casos úsanse espellos cócavos que concentran a calor sobre tubos que conteñen aceite. O aceite acada temperaturas de varios centos de graos e con el quéntase auga ata a ebullición.co vapor xérase electricidade en turbinas clásicas. Con algúns dispositivos destes conséguense rendementos de conversión en enerxía eléctrica da orde do 20 % da enerxía calorífica que chega aos colectores.

A luz do sol pódese convertir directamente en electricidade usando o efecto fotoeléctrico. As células fotovoltaicas non teñen rendementos moi altos. A eficiencia media na actualidade é dun 10 a un 15 %, aínda que nalgúns prototipos experimentais logran eficiencias de ata o 30 %. Por isto se necesitan grandes extensións se se quere producir enerxía en grandes cantidades.

Un dos problemas da eléctricidade xerada co sol é que só se pode producir durante o día e é difícil e cara de almacenar. Para intentar resolver este problema estase a investigar diferentes tecnoloxías. Unha delas usa a eleectricidade para disociar a auga, por electroforese, en osíxeno e hidróxeno. Despois o hidróxeno úsase como combustible para rexenerar auga, producindo enerxía pola noite.

A produción de electericidade por estes sistemas é máis cara, en condicións normais, que polos sistemas convencionais. Só nalgúnhas situacións especiais compensa o seu uso, aínda que as tecnoloxíasvan avanzando rapidamente e no futuro poden xogar un importante papel na produción de electricidade. En moitos países en desenvolvemento estanse usandocon gran aproveitamento nas casa ou granxas aos que non chega o suministroordinario de electricidade porque están moi lonxe das centrais eléctricas.

SOL E ENERXÍA SOLAR

O Sol é unha masa de materia gasosa quente que irradia a unha temperatura efectiva duns 6.000 º C. O Sol está a unha distancia duns 150 millóns de quilómetros da Terra, e a constante solar, isto é, a intensidademedia de radiación media fóra da atmosfera é aproximadamentede 1.94 cal/min.cm3. A intensidade da radiación solar que chega á superficie da Terra, redúcese por varios factores variables, entre eles, a absorción da radiación, en intervalosde lonxitudede onda específicos polos gases da atmosfera ( CO2, ozono,...), polo vapor de auga, polas partículas de pó, gotiñas de auga e pola reflexión das nubes.

O total da enerxía solar que chega á Terra é enorme. Nun día de sol de verán, a enerxía que chega ao tellado dunha casa de tipo medio, sería máis que suficiente para satisfaceras necesidades de enerxía desa casa por todo un día.

No noso planeta, o maior produtor de enería que é o Sol. A cantidade de enerxía solar que chega en forma de radiacióno noso planeta, é equivalente a aproximadamente 35 millóns de veces a enerxía que producen todas as centrais eléctricas dun país como Chile.

A radiación solar, proveenos de enerxía luminosae calorífica. Tamén pode transformarse en enerxía eléctrica. Ademais, a radiación é fundamentalmente para que as plantas a través da fotosíntese, obteñan enerxía e vivan. As plantas son a base da cadea alimenticia da Terra, provendo de enerxía a todo o reino animal. O petróleo, o gas e o carbón mineral, son produto da descomposición de restos de vexetais e animais que viviron hai millóns de anos.

Ademais, a enerxía solar xera a evaporación da auga dos mares, a cal precipita en lagos e ríos, que serán aproveitadosna xeración de hidroelectricidade. Ó quentar máis unhas zonas que outras, o Sol produce diferenzas no “peso” das masas de aire, xerando os sistemas de ventodo planeta: a enerxía eólica.

Na sociedade actual, utilizamos a enerxía que nos entrega o Sol de diversas maneiras. A radiación directa sírvenos para secar roupa, quentar e cociñar. A radiación úsase tamén para xerar electricidade. A luz solar pode tamén transformarse directamente en electricidade, utilizando celdas e paneis fotovoltaicos. Estas celdas desnvolvéronse nos anos cincuenta para ser utilizadas por satélites espaciais.

Crése que o Sol ten uns 5.000 millóns de anos e que se formou cando a gravidade atraeu unha gran nube de gas e pó, da cal tamén se orixinaron a Terra e outros planetas. É unha estrela formada por diversos elementos gasosos, principalmente hidróxeno, nunhas condicións, que de forma espontánea e ininterrumpida producen unha fusión nuclear. Esta é a orixe da enerxía solar, que se pode considerar como unha fonte inesgotable de enerxía.

A calor é o movemento dos átomos e das moléculas: canto maior é a temperatura, maior é a súa velocidade e as súas colisións son máis violentas. Cando a temperatura no centro do Sol recén formado se elevou o suficiente como paraque as colisións entre os núcleos véncese a súa repulsión eléctrica e os núcleos empezaron a xuntarse. Isto libera enerxía nuclear e mantén a alta temperatura do centro do Sol; a calor tamén mantén a alta presión do gas, mantendo o Sol inflado e neutralizando a atracción gravitatoria que non o concentra máis.

Sen embargo, toda esta enerxía non chega á superficie da Terra, xa que ó atravesar a atmosfera, a radiación solar perde intensidadedebido a diversos factores, tanto atmosféricos como xeográficos. A enerxía que recibe a Terra do Sol, ten dous compoñentes: a radiación directa, que non sufre cambios e a radiación dispersa, debida á dispersión por outra parteda attmosfera e do solo.

A irregular distribución deste fluxo energético fai necesario a súa medida experimental para obterdatos fiables para o deseño e construción dos sistemas de captación.

En tódalas civilizacións, desde as máis antigas, aparecen alusións ao sol como elemento imprescindíbel para a vida. Xa no século V a.C., Sócratesrecomendaba construir as casas cas fachadas altas ao Sur para captar o sol invernal e as fachadas baixas ao Norte para evitar ventos fríos.

Na actualidade, as emisións de fumes contaminantes seguen aumentando, as árbores séguense talandosen controle as plantas extínguense a unha gran velocidade. Estas son algunhas das razóns polas que o home busca enerxías alternativas, é dicir, enerxías renovables.

A sociedade de consumo converteuse nun círculo vicioso. Cando se empeza xa non se pode parar. O consumo é a fórmula para que a sociedade funcione e non desapareza. O perigo é que a natureza élle imposíbel repoñerse á mesma velocidadeca que dela se extra materiais. Polo que todos temos que concienciarnos de que ver a calidade de vida de forma diferente a como a vemos agora.

 

O aproveitamento da radiación solar mediante a súa conversión directa en enerxía térmica require unha tecnoloxía relativamente simple, xa que, en suma, se trata de imitar un fenómeno que a natureza realiza constantemente.

Nun típico día despexado e nos momentos no que o sol está alto sobre o horizonte, sobre cada metro cadrado de solo horizontal incide case un quilovatio- hora de enerxía radiante. Dita enerxía transformase integramente en calor, elevando a temperatura dos corpos materiais sometidos a súa acción. Máis importante aínda que a cantidade absoluta de enerxía recibida nunha área e periodo de tempo determinados é a intensidade coa que dita enerxía acada a superficie, é dicir, a maior ou menor concentración do fluxo enerxético, posto que dita intensidade é o factor que máis inflúe na capacidade de elevar a temperatura do corpo que recibe a radiación.

A inclinación coa que os raios do sol inciden sobre a superficie que desexamos quentar determinará a intensidade da enerxía térmica recibida. Canto máis oblicuos sexan os raios con respecto a dita superficie, a enerxía total que transporte un feixe repartirase sobre unha área máis extensa e, polo tanto, a intensidade dos seus efectos será máis débil en cada punto da mesma.

Debido á inclinación do eixo de rotación da Terra con respecto ao plano sobre o cal se translada arredor do Sol, os raios solares inciden con diferente ángulo segundo a época do ano. En inverno, fano cun ángulo máis pequeno respecto á horizontal, ó contrario que no verán, época na que ata chegan a acadar a vertical nas horas centrais do día e nas zonas próximas ó Ecuador. Isto é a causa de que, aínda con ceo completamente libre de nubes, a enerxía total que incide ao longo dun día sexa considerabelmente maior en verán ca en inverno. Aínda así, nun día claro de inverno recíbese suficiente enerxía para que, aproveitandoa de forma axeitada, se poidan satisfacer moitas das necesidades básicas, incluíndo o cociñado de alimentos mediante cociñas solares.

Debido á maior verticalidade dos raios solares, se consideramos a enerxía incidente sobre unha certa superficie horizontal e durante un periodo de tempo determinado, por exemplo durante unha ou dúas horas, resultará que esta será moito maior nas horas centrais do día que nas horas inmediatamente posteriores ao amencer ou anteriores á posta do sol.

POSÍBEIS USOS DA ENERXÍA SOLAR:

Calefacción doméstica.

Quentamento de auga, entre outros usos, para uso sanitario.

Actividades agrícolas, centrais de secado de produtos mediante o quentamento do aire.

Calefación de ambientes destinados á cría de animais.

Aplicacións mineiras, mediante o emprego de pozos solares.

Refrigeración

Destilación

Fotosíntese

Xeración de enerxía

Cociñar

Evaporación

Acondicionamento de aire

Control de xeadas

Secado

Sistema de calefacción radiante.

A enerxía solar ten tres campos de aplicación:

• Conversión en enerxía eléctrica

• Conversión en enerxía térmica

• Enerxía solar pasiva

• CONVERSIÓN EN ENERXÍA ELÉCTRICA

Consiste na utilización da enerxía solar para producir directamente electricidade. Para esta aplicación utilizanse células solares ou fotovoltaicas. Os sistemas fotovoltaicos permiten a transformación de luz solar en enerxía eléctrica, é decir, a conversión dunha partícula luminosa con enerxía (fotón) nunha enerxía electromotriz (voltaica).

Cando a enerxía luminosa incide na célula fotoeléctrica, existe un desprendemento de electróns dos átomos que comezan a circular libremente no material. Se medimos a voltaxe existente entre os dous extremos do material, observamos que existe unha diferencia de potencial entre 0,5 e 0,6 voltios. Pero esta cantidade de enerxía é insuficiente se non somos capaces de obter maiores voltaxes e correntes que permitan aplicacións prácticas. Para iso, deséñanse en cada oblea centos de diodos, os cales son capaces de suministrar tensións de varios voltios. Os paneis solares poden acoplarse en forma modular, o que permite que poidan pasar dun sistema doméstico de xeración de enerxía, a outro máis potente para indusrias ou instalacións de gran consumo.

Para a instalación dun sistema solar fotovoltaico é necesario realizar un dimensionado ou cálculo das necesidades e confort que un require. Con isto podemos calcular os vatios que se necesitan en cada momento segundo a radiación do sol en cada lugar.

O elemento principal dun sistema de enerxía fotovoltaica é a célula fotoeléctrica. Os paneis solares están constituidos por centos destas células, que conexionadas adecuadamente, suministran voltaxes suficientes para, por exemplo, a recarga dunha batería. Para a súa costrución, da area común (con alto contido en silicio) obtense inicialmente unha barra de silicio sen estrutura cristalina, unha vez separados os seus dous compoñentes básicos e que acolle gran cantidade de impurezas.

Mediante un proceso electrónico, que tamén permite eliminar as impurezas, a barra de silicio amorfo é transformada nunha estrutura monocristalina, a cal posee características de illante térmico, ó estar formada por unha rede de unións atómicas altamente estables. A continuación, co material ausente totalmente de impurezas (unha pequena impureza faino inservible), é cortado en obleas (finas láminas de só unha décima de milímetro). As obleas, son entón fotograbadas en celdillas con polaridades positiva e negativa; a polaridade positiva conséguese a base de introducir o que electrónicamente falando denomínanse ocos, é dicir, impurezas que están compostas por átomos que na súa capa de valencia só teñen tres electróns (fáltalle un par para estar estables).

Pola súa parte, na zona negativa séguese un proceso similar ó da zona positiva, pero neste caso as impurezas que se inxectan son átomos que na súa capa de valencia teñen cinco electróns, é dicir, na esrutura de cristal sobra un electrón (sobra un electrón, por iso se di que ten carga negativa). O conxunto de ambos materiais (positivos e negativos) forman un diodo; este dispositivo ten a característica de deixar pasar a corrente eléctrica nun sentido pero non no outro.

ENERXÍA FOTOVOLTAICA

O fenómeno fotovoltaico foi descuberto en 1839 e as primeiras celdas solares de selenio foron desenvolvidas en 1880. Sen embargo, non foi senón até 1950 cando se desenvolveron as celdas de silicio monocristalino que actualmente dominan a industria fotovoltaica. As primeiras celdas deste tipo tiñan unha eficiencia de conversión de tan só o 1 %;xa que para 1954 lográrase incrementar a eficiencia ao 6 % en condicións normais de operación, mentres no laboratorio lográronse eficiencias próximas a 15 %. As primeiras aplicacións prácticas fixéronse en satélites artificiais.

En 1958 foron utilizadas para enerxizar o transmisor de respaldo do Vaguard1. desde entón as celdas fotovoltaicas levan proporcionando enerxía a practicamente tódolos satélites artificillas.

Na actualidade as instalacións con capacidades de un a dez caladas están sendo lugar común arredor do mundo para aplicacións agroindustriais como o bombeo de auga, refrixeración, preservación de produtos perecedeiros, ou desalación de auga.

En 1982, construiuse a primeira planta fotovoltaica de potencia, cunha capacidade de 1 MW, no estado de California nos Estados Unidos. Esta planta xera suficiente electricidade para satisfacer as necesidades de 300 a 400 casas-habitacións. Tempo despois, no mesmo estado, instalouse outra planta fotovoltaica de potencia con capacidade de 6.5 MW, que produce preto de 14 milllóns de caladas hora ó ano, enerxía eléctrica suficinte para abastecer as necesidades de máis de 2.300 casas típicas na área.

As celdas solares fotovoltaicas son dispositivos que converten a luz solar directamente en electricidade, sen necesidade de equipos mecánicos. As celdas solares están feitas de delgadas capas de material semicondutor, usualmente silicio, están unidas a contactos de metal para completar o circuíto eléctrico, e encapsuladas en vidrio ou plástico.

As celdas fotovoltaicas (FV) individuais teñen unha produción eléctrica limitada, a cal pode ser empregada para operar equipos pequenos tales como xoguetes, reloxos e calculadoras de peto. Para incrementar a saída (voltaxe e amperaxe) dunha fonte FV, as celdas individuais únense electricamente en diferentes formas. O módulo FV é o conxunto máis básico de celdas FV, o cal pode incluir desde menos dunha ducia até preto dunha ducia até preto de 100 celdas. O panel FV comprende grupos de módulos, mentres que o arranxo de FV é a combinación de paneis en arranxos en serie e/ou paralelo.

A forma máis popular de arranxo FV está feita de paneis planos e pode responder á luz difusa de todo o ceo (isto é, pode producir electricidade aínda en días anubrados). Os paneis FV planos poden estar fixos nun soporte ou moverse para seguila traxectoria do sol.

TECNOLOXÍA FOVOLTAICA

 

Unha instalación fotovoltaica illada está formada polos equipos destinados a producir, regular, acumular e tranformar a enerxía eléctrica. Estes equipos son os seguintes:

1) Células fotovoltaicas: É onde se produce a conversión fotovoltaica, as máis empregadas son as feitas con silicio cristalino. A incidencia da radiación luminosa sobre a célula crea unha diferenza de potencial e unha corrente aproveitable.

2) Placas fotovoltaicas: Son un conxunto de células fotovoltaicas conectadas entre si. Estas células están encapsuladas para formar un conxunto resistente.

3) O regulador: Ten por función regular a carga e a descarga das baterías e eventualmente protexelas dunha sobrecarga excesiva.

4) Baterías: Son o almacén da enerxía eléctrica xerada. Neste tipo de aplicacións normalmente utilízanse baterías estacionarias, que non só permite dispor de electricidade durante a noite e nos momentos de baixa insolación senón para varios días.

5) O ondulador: Transfoma a corrente continua (a 12, 24 ou 48 v) xerada polas placas fotovoltaicas e a acumulada nas baterías a corrente alterna (a 230 v e 50 Hz).

 

TIPOS DE CÉLULAS SOLARES

1) Células monocristalinas

Son células formadas por un so tipo de cristal: silicio puro dopado. O dopado consiste en introducir outros materiais contaminantes en menor cantidade ou impurezas nun material nai como é neste caso o silicio. Son bastante caras e difíciles de conseguir. A pesar diso, conseguen uns rendementos moi bos, os máis grandes, superiores ó 18 %

2) Células policristalinas

 

Constrúense basicamente con silicio, mesturado con arsenio e galio, son un agregado de materiais, case como un biscoito: xuntas ingredientes, mestúralos, colocalos nun molde e logo no forno a unha temperatura determinada. Son máis sinxelas de conseguir e conseguen uns rendementos nada despreciábeis (15 %). Non duran tanto tempo pero son perfectas para lugares con condicións ambientais propias , como a alta montaña, os desertos etc.

 

3) Células amorfas

As máis baratas, menos duradeiras e con rendementos moi baixos de arredor dun 6 % que tenden a cero co avellentamento. Son as empregadas en calculadoras e aparellos polo estilo xa que a enerxía que proporcinan é moi baixa. Constrúense a base de evaporar encima dun cristal nunha cámara de efluvios o material semicondutor ou fotorreactivo e colocar un par de eletrodos en cada unha das unidades correspondentes.

O SISTEMA FOTOVOLTAICO

Un sistema fotovoltaico é o conxunto de dispositivos cuxa función é transformar a enerxía solar directamente en enerxía eléctrica, acondicionando esta última aos requerimentos dunha aplicación determinada. Consta principalmente dos seguintes elementos:1)arranxos de módulos de celdas solares, 2)estrutura e cimentos do arranxo, 3)reguladores de voltaxe e outros controladores, tipicamente un controlador de carga de baterías, un inversor de corrente cd/ca ou un rectificador ca/cd, 4)baterías de almacenamento eléctrico e recinto para elas, 5)instrumentos, 6)cables ou interruptores, 7)rede eléctrica circundante e 8)cercado de seguridade, sen incluír as cargas eléctricas

Un sistema fotovoltaico non sempre consta da totalidade dos elementos mencionados con anterioridade. Pode prescindirse dun ou máis destes, dependendo do tipo e tamaño das cargas a alimentar, o tempo, hora e época de operación e a natureza dos recursos enerxéticos dispoñibles no lugar de instalación.

 

FUNCIONAMENTO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO

Nun sistema típico, o proceso de funcionamento é o seguinte: a luz solar incide sobre a superficie do arranxo fotovoltaico, onde é transformada en enerxía eléctrica de corrente directa polas celdas solares; esta enerxía é recollida e conducida até un controlador de carga, que ten a función de enviar toda ou parte desta enerxía até o banco de baterías, onde é almacenada, coidando que non se excedanos límites de sobrecarga e sobredescarga; deseños, parte desta enerxía é enviada directamente ás cargas.

A enerxía almacenada é utilizada para abastecer as cargas durante a noite ou en días de baixa insolación, ou cando o arranxo fotovoltaico é incapaz de satisfacer a demanda por si so. Si as cargas a alimentar son de corrente directa, isto pode facerse directamente desde o arranxo fotovoltaico ou desde a batería; si, en cambio, as cargas son de corrente alterna, a enerxía procedente do arranxo e das baterías, limitada polo controlador, é enviada a un inversor de corrente, o cal a converte en corrente alterna.

 

APLICACIÓNS DA ENERXÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Practicamente calquera aplicación que precise electricidade para funcionar pódese alimentar cun sistema fotovoltaico axeitadamente dimensionado. A única limitación é o custodo equipo e, nalgunhas ocasións, o tamaño do campo de paneis. Non obstante, en lugares remotos alonxados da rede de distribución eléctrica, o máis rentable é normalmente instalar enerxía solar fotovoltaica antes que facer unha conexión á rede.

Entre as principais aplicacións inclúense: centrais solares de células fotovoltaicas, pequenas instalacións (como faros, balizas..), electrificación de vivendas, sistemas de bombeo e rego, iluminación de estradas, repetidores de radio e televisión, depuradoras de augas residuais, satélites lanzados ó espazo, automóbiles, etc.

 

CENTRAL FOTOVOLTAICA

 

A radiación solar é unha fonte de enerxía limpia, gratuíta e inesgotábel que non se pode almacenar. Unha forma de aproveitala a gran escala é transformala en enerxía eléctrica.

 

A produción de enerxía solar fotovoltaica non precisa nin turbinas nin xeradores e usa unicamente a propiedade de determinados materiais semicodutores, básicamente o silicio, capaces de xerar unha corrente de electróns (electricidade) cando incide sobre eles unha corrente de fotóns (a radiación solar). O efecto fotoeléctrico é, pois, a base da produción de enerxía eléctrica por radiación solar. As centrais fotovoltaicas, dedicadas á produción de enerxía a gran escala, seguen basicamente os mesmos esquemas que as pequenas instalacións con conexión á rede eléctrica. Dado que as células fotovoltaicas non teñen , por agora, rendementos moi altos necesítanse grandes extensións se se quere producir enerxía en cantidades importantes.

Así, unha central fotovoltaica consiste nunha vasta extensión de placas ou paneis fotovoltaicos que son os responsables de transformar a radiación solar en electricidade. Os módulos solares xeran corrente eléctrica continua. Esta é transferida ó armario ou caixa de corrente continua, situado na chamada sala de potencia. Dado que a electricidade chega ós fogares e as empresas como corrente alterna (CA), a enerxía producida polas placas debe ser convertida, mediante un equipo inversor, en CA. Invertida, chega ó armario ou caixa de corrente alterna e, antes de ser transferida á rede de distribución, pasa ó chamado centro de transformación, composto basicamente por un transformador, encargado de cambiar a voltaxe que a corrente ten a súa entrada por outro diferente que entrega a súa saída e que permitirá que sexa transportada pola liña de transportede enerxía de alta tensión. A este esquema básico súmase, nunha gran instalación deste tipo, unha unidade ou centro de monitorización e control, desde a que segue e vixila a proceso, e outros elementos como a torre ou estación meteorolóxica.

VANTAXES E INCONVENIENTES DA ENERXÍA SOLAR FV

- Vantaxes:

A enerxía solar fotovoltaica é unha das fontes máis pometedoras de enerxía renovable no mundo. Comparada coas fontes non renovables, as vantaxes son claras: é totalmente non contaminante, non ten partes móbiles que analizar e non require de moito mantemento.

Non require dunha extensa instalación para operar. Os xeradores de enerxía poden ser instalados dunha forma distribuida na cal, os edificios xa construídos, poden xerar a súa propia enerxía de forma segura e silenzosa.

Aínda cando a enerxía fotovoltaica é comparada con outras fontes de enerxía renovables, tales como a eólica, hidráulica e a solar térmica, hai algunhas vantaxes obvias. Primeiro, a enerxía producida polo vento e a auga, dependen de turbinas para lograr que os xeradores produzan enerxía. As turbinas e os xeradores teñen partes móbiles que se poden dañar, que requiren mantemento e que son ruidosas. A enerxía solar térmica, necesita unha turbina para que o xerador produza enerxía eléctrica.

En síntese, a enerxía fotovoltaica é xerada directamente do sol. Os sistemas fotovoltaicos non teñen partes que se movan, polo tanto non requiren mantemento e as súas celdas duran décadas.

- Inconvenientes:

Os inconvenientes deste sistema de xeración de enerxía, non é tanto a orixe desa enerxía, o Sol, que excede as nosas necesidades, nin tampouco a materia prima de onde se extrae o silicio, consiste en area común moi abundante nas nosas praias, trátase da técnica de construción das obleas, excesivamente complexa e cara. Un segundo motivo é o rendemento obido e o espazo de terreo ocupado polos elementos captores; o rendemento final estímase nun 13 %.

RENDIBILIDADE DA ENERXÍA FV

 

A rendibilidade depende do lugar do mundo onde nos atopemos. Unha gran parte da humanidade, nos países en desenvolvemento, non ten acceso áelectricidade por carecer dunha infraestrutura eléctrica básica. Nestes países a enerxía solar fotovoltaica resulta ser a fonte máis rentable para obter electricidade, e nalgúns lugares, a única.

Nos países desenvolvidos, nos que existe unha ampla infraestrutura eléctrica, a cuestión é diferente. Neste caso, en termos puramente económicos, os sistemas fotovoltaicos só resultan rentables en lugares alonxados da rede convencional. Non obstante, a cuestión cambiaría bastante se, ademais da rendibilidade económica, tivéramos en conta tamén o custo ambiental de cada fonte de enerxía.

VIDA ÚTIL DUN PANEL SOLAR FV

 

Tendo en conta que o panel carece de partes móviles e que as células e os contactos van encapsulados nunha robusta resina sintética, séguese unha moi boa abilidade xunto cunha longa vida util, da orde de 30 anos ou máis. Ademais se unha das células falla, isto non afecta ao funcionamento das demais, e a intensidade, e a intensidade e voltaxe producidas poden ser facilmente axustadas engadindo ou suprimindo células.

MANTEMENTO DUN SISTEMA FOTOVOLTAICO

 

As instalacións fotovoltaicas requiren un mantemento mínimo e sinxelo, que se duce ás seguintes operacións:

re ‐ Paneis: requiren un mantemento nulo ou moi escaso, debido a súa propia configuración: non teñen partes móbiles e as células e as súas conexións internas están encapsuladas en varias capas de material protector. Convén facer unha inspección xeral 1 ou 2 veces ó ano: asegurarse de que as conexións entre os paneis e o regulador están ben axustadas e libres de corrosión. Na maioría dos casos, a acción da chuvia elimina a ecesidade de limpeza dos paneis; en caso de ser preciso , simplemente utilizar auga e lgún deterxente non abrasivo.

na  

 Regulador: a simplicidade do equipo de regulación reduce substancialmente o mantemento e fai que as avarías sexan moi escasas. As operacións que se poden realizar son as seguintes: observación visual do estado e funcionamento do regulador; comprobación do cableado do equipo; observación dos valores instantáneos do voltímetro e amperímetro: dan un índice do comportamento da instalación.

 

 Acumulador: é o elemento da instalación que require unha maior atención; do seu uso correcto e bo mantemento dependerá en gran medida a súa duración. As operacións usuais que deben realizarse son as seguintes:

o Comprobación do nivel do electrolito (cada 6 meses aproximadamente): debe manterse dentro da marxe comprendida entre as marcas de “máximo” e “mínimo”. Se non existen estas marcas, o nivel correcto do electrolito é de 20 mm por riba do protector de separadores. Se se observa un nivel inferior nalgún dos elementos, débense encher con auga destilada ou desmineralizada. Non debe encherse nunca con ácido sufúrico.

o Ó realizar a operación anterior debe comprobarse tamén o estado dos terminais da batería; debe limparse de posibles depósitos de cobre e cubrir con vaselina neutra todas as conexións.

o Medida da densidade do electrolito (se se dispón dun densímetro): co acumulador totalmente cargado, debe ser de 1,240+/-0,01 a 20 graos Celsius. As densidades deben ser similares en tódolos vasos. Diferencias importantes nun elemento é sinal de posible avaría.

IMPACTOS AMBIENTAIS DA ENERXÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

A enerxía solar fotovoltaica, ó igual que outras enerxías renovables, constitue, frente aos combustibles fósiles, unha fonte inesgotable. Contribue ao autoabastecemento enerxético nacional e é menos perxudicial para o medio ambiente, evitando os efectos de uso directo (contaminación atmosférica, residuos, etc) e os derivados da súa xeración (excavacións, minas, canteiras, etc)

Os efectos da enerxía solar fotovoltaica sobre os principais factores ambientais son os eguintes:

Clima: a xeración de enerxía eléctrica directamente a partir de luz solar non require ningún tipo de combustión, polo que non se produce polución térmica nin emisións de CO2 que favorezan o efecto invernadoiro.

Xeoloxía: as células fotovoltaicas fabrícanse con silicio, elemento obtido da area, moi abundante na natureza e do que non se requiren cantidades significativas. Polo tanto, na fabricación dos paneis fotovoltaicos non se producen alteracións nas características litolóxicas, topográficas,ou estruturais do terreo.

Solo: ó non producirse nin contaminantes, nin verteduras, nin movementos de terra, a incidencia sobre as características físico-químicas do solo ou a súa erosionabilidade é nula.

Augas superficiais e subterráneas: non se produce alteración dos acuíferos ou das augas superficiais nin por consumo, nin por contaminación por residuos ou verteduras.

Flora e fauna: a repercusión sobre a vexetación é nula e ó eliminarse os tendidos eléctricos, evítanse os posíbeis efectos perxudiciais para as aves.

Paisaxe: os paneis solares teñen distintas posibilidades de integración, o que fai que sexan un elemento fácil de integrar e harmonizar en diferentes tipos de estruturas,minimizando o seu impacto visual. Ademais, ó tratarse de sistemas autónomos, non se altera a paisaxe con liñas eléctricas.

Ruidos: o sistema fotovoltaico é absolutamente silencioso, o que representa unha clara vantaxe fronte aos xeneradores de motor en vivendas illadas.

Medio social: o solo preciso para instalar un sistema fotovoltaico de dimensión media, non representa unha cantidade significativa como para producir un grave impacto. Ademais, na maioría dos casos, pódense integrar nos tellados das vivendas.

 

 

Por outra parte, a enerxía solar fotovoltaica representa a mellor solución para aqueles lugares nos que se require dotar de enerxía eléctrica determinados espazos preservando as condicións do entorno; como é por exemplo nos Espazos Naturais Protexidos.

A continuación imos ver algúns exemplos de sistemas fotovoltaicos:

 

XIGANTE PORTUGUESA: A maior central fotovoltaica empeza a ver a luz en Portugal.

Sobre máis de cen hectáreas (concretamente 114 hectáreas) do municipio de Moura (unha das zonas máis soleadas e menos desenvolvidas de Europa) no sur de Portugal comezouse a construir a partir de 2006 unha central fotovoltaica de moito peso: 64 megawatios. Será a maior central do mundo: 350.000 paneis e 250 millóns de euros de custo, prevíase que comezase a funcionar a inicios deste ano, 2009. A construción desta central será levada a cabo por British Petroleum Solar (BP Solar). A central xerará 88 xigawatios de enerxía por ano, permitirá ademais reducir as emisións de CO2 en 60.000 toneladas anuais.

Esta será seis veces máis potente que a de Arnstein ( Baviera-Alemaña ) a máis grande do mundo ata a data de hoxe.

Dos 250 millóns de euros , BP Solar destinará 10 millóns a construir unha fábrica de paneis solares. Esta fábrica da BP terá unha produción anual de 25 megawatios e traballará en exclusiva para a central fotovoltaica de Moura durante tres anos, e despois dirixirá a súa produción á exportación.

Este proxecto conta co favor do Estado que subvencionará o proxecto a través da tarifa de electricidade, que para este tipo de enerxía é de 320 euros por megawatios, a máis cara de todas as enerxías renovables.

Portugal ten como obxectivo chegar ó 2010 con 150 megawatios de potencia fotovoltaica instalada.

Paneis solares na central fotovoltaica de Moura.

O PROXECTO DE SETEVENTOS

 

O proxecto de Seteventos é un exemplo do emprego de enerxía solar na nosa comarca, a Terra de Lemos. 

O proxecto da planta solar de O Saviñao está a piques de dar un paso decisivo. A empresa promotora ten nestes momentos todos os permisos administrativos que necesitaba da Xunta. Trala licenza de obra que lle conceda o concello comezarán a instalar os seguidores solares no monte que teñen xa alugado.

Solidaridad Solar, a empresa promotora poñerá en marcha este complexo na parroquia de Seteventos. Foi necesario aplicar cambios técnicos para que o complexo de Seteventos funcione como tres plantas solares distintas, cada unha coa súa liña para levar a enerxía á rede, pois non haberá autorizacións para centrais de máis de dez megawatios e os 690 seguidores que haberá neste monte suman xa 23.

Ter todos os permisos administrativos é a condición establecida polo Banco Santander para concederlle un préstamo de máis de 130 millóns de euros para financiar as obras. En Solidaridad Solar esperan que o primeiro grupo estea conectado a rede xeral e producindo cando termine o primeiro semestre do 2009. A comezos de 2010 pensan que estarán ó 100%. Segundo os portavoces desta empresa, á central correspóndelle emitir, segundo a súa produción, 42.000 toneladas anuais de CO2. Con isto, ó igual que todas as empresas de enerxías renovables, poden utilizar os seus dereitos de CO2 para negociar a súa venda coas industrias contaminantes que sobrepasan a súa cuota de emisións deste gas que teñen asignadas.

PROXECTO DUN SISTEMA FOTOVOLTAICO CON RASTREXADOR SOLAR

Este proxecto ten como obxectivo principal deseñar e construir un sistema fotovoltaico capaz de seguir o movemento solar para maximizar a produción de enerxía eléctrico ó longo do día.

O sistema consta dunha estrutura metalmecánica con dous paneis solares de 75 watios cada un , un módulo central de procesamento basado no uso dun microcontrolador PIC, un sistema de control manual/automático de potencia para o movemento de motores, un sistema de rastrexo de intensidade luminosa, un módulo de transformación e almacenamento (en baterías) de enerxía.

• CONVERSIÓN EN ENERXÍA TÉRMICA

Consiste na utilización da enerxía solar para obter calor. Todo corpo exposto ó sol absorbe unha parte dos raios solares que sobre el inciden. Isto da lugar a que o material se quente e adquira unha certa calor. Isto relízase mediante colectores solares, que poden clasificarse nos seguintes tipos:

-Colector solar plano: formado por unha superficie metálica plana que leva adherida a ela unha serie de tuberías de cobre, estando cuberto de pintura negra absorbente e selectiva. Polas tuberías circula a auga ó ser quentada pola radiación solar. Para evitar as perdas de calor por condución, o conxunto leva na súa parte posterior unha capa de material illante que pode ser poliuretano expandido ou la de vidro.

O rendemento dun colector solar dedúcese comparando a cantidade de calor que se obtén da auga e a cantidade de calor que recibe o colector da radiación solar. Sen embargo, o rendemento diminue bruscamente a medida que aumenta a temperatura debido ás perdas térmicas. Para diminuir estas perdas, a solución é poñer dúas ou tres cubertas de vidro en lugar de unha. Pero con esta solución aparece outro inconveniente, xa que aumentan as perdas ópticas, pois todo raio solar incidente sobre un vidro perde parte da intensidade por absorción e refracción no mesmo, perdas que aumentan ó haber máis capas de vidro.

Outra forma de reducir as perdas térmicas e obter simultaneamente unha redución das perdas ópticas é colocar placas verticais de vidro ou plástico entre as dúas placas de vidro. Desta forma redúcense as perdas térmicas por convección e en canto ás refraccións producidas nas placas horizontais son atrapadas polas verticais, recuperándose así parte das perdas ópticas.

-Colector ó vacío: a idea de facer o vacío entre a cuberta de vidro e a placa receptora, reduce as perdas por convección a cero e se a isto lle sumamos unha superficie de absorción selectiva tamén se poden reducir case a cero as perdas por radiación. Sen embargo, conseguir un vacio entre as placas dun colector plano é moi difícil tecnicamente porque hai que ter un soporte ríxido no espazo entre as placas e un sellado hermético ás veces imposible de practicar.

-Colectores concentradores: o seu principio é o de conectar mediante procedementos ópticos a enerxía que irradia o sol antes da súa transformación en calor. Así, unha radiación solar que entra a un colector concentrador a través dunha superficie determinada é reflexada, refrectida ou absorbida por unha superficie menor, para ser a continuación transformada en enerxía térmica. Isto non ocorre no colector plano, onde a transformación da enerxía solar en térmica efectúase na mesma superficie que recibe a radiación.

A súa vantaxe é a redución das perdas térmicas no receptor, pois ó ser de menor superficie haberá menos área para a radiación da calor, e polo tanto o líquido que circula polo receptor pode quentarse a maiores temperaturas cun rendemento razonable e a un custo menor. As refraccións extras da radiación fan aumentar as perdas ópticas.

Utilízanse para instalacións que traballan a media temperatura. Poden proporcionar temperaturas de ata 300 ºC con bos rendementos. As centrais de colectores de concentración utilízanse para serrar vapor a alta temperatura con destino a procesos industriais.

Os máis difundidos son os colectores de concentración cilíndrico-parabólicos. Todos levan un sistema para xirar e manterse orientados cara ó sol. Estes colectores divídanse en dous tipos:

-De alta concentración: mediante dispositivos especiais e precisos de enfoque e seguimento do sol, conseguen no receptor unha alta densidade de enerxía.

-De baixa e media concentración: non requiren dispositivos especiais de enfoque e tampouco un seguimento permanente do sol, senón a modificación da súa posición algunhas veces por ano.

TIPOS DE ENERXÍA SOLAR TÉRMICA

Os sistemas de aproveitamento de enerxía solar por vía térmica poden dividirse en tres grupos:

o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS BAIXAS (-90º)

Consiste na captación da enerxía solar por medio duns paneis solares planos constituidos polas seguintes partes: unha lámina transparente que deixa pasar a radiación solar colocada sobre unha superficie negra que absorbe dita radiación. Conectado a esta superficie escura hai un conduto por onde pasa auga fría, que grazas á enerxía do Sol absorbida pola superficie negra, sae quente do panel. O conxunto, a excepción da placa transparente, está rodeado dun illante para evitar a perda de calor. Neste tipo de conversión térmica necesítase un sistema de almacenamento da enerxía, neste caso en forma de auga quente, para cando sexa de noite ou estea anubrado.

o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS MEDIAS (90-200º)

Utilízanse espellos e lupas, concentradores solares, para concentrar a radiación solar sobre unha superficie moito menor ca dos paneis planos. A concentración da radiación solar sobre superficies reducidas prodice unha maior temperatura, e en definitiva maior enerxía calorífica. A eficacia dos concentradores solares depende dun sistema de orientación que as mova para seguir a traxectoria solar. Necesitan tomar directamente a radiación do Sol.

o CONVERSIÓN TÉRMICA A TEMPERATURAS ALTAS (+200º)

Utilízanse máis espellos e de maior tamaño para concentrar aínda máis a radiación. Estes enormes espellos, chamados helióstatos, son orientables para seguir a luz do Sol. O seu maior aproveitamento prodúcese, mediante unha alta torre unha caldeira, hacia onde confluen os raios solares. Son sistemas típicos das zonas moi soleadas e cálidas, coma nas zonas desérticas.

VANTAXES E INCONVENIENTES DA ENERXÍA SOLAR TÉRMICA

Os obstáculos que ata agora impediron a amplia aplicación da enerxía solar térmica son os elevados custos iniciais da súa instalación e a falta de coñecemento público. Para que a enerxía solar cobre protagonismo nos fogares é necesaria a participación por parte das Administracións públicas. Aínda que o seu prezo pode resultar en principio elevado, se se fai a gran escala, resulta unha boa inversión a longo prazo. Tamén neste proxexto hai que buscar formas de incorporar a enerxía solar nas nosas casas, a baixo custo e usando materiais reciclados, evitando os altos custos.

Vantaxes:

-Redución importante nos gastos de combustibles. -É enerxía non contaminante, pois procede dunha fonte de enerxía inesgotable. -É un sistema de aproveitamento de enerxía idóneo para zonas onde o tendido eléctrico non chega (campo, illas), ou é dificultoso e custoso o seu translado. -Os sistemas de captación solar son de fácil mantemento. -O custo diminue a medida que a tecnoloxía vai avanzando (o custo dos combustibles aumenta co paso do tempo porque cada vez hai menos) --É unha enerxía limpa, de fácil mantemento, que non deixa de lado a protección do edio ambiente.

m‐Inconvenientes: 

-O nivel de radiación varía dunha zona a outra e dunha estación do ano a outra. -Requírese unha gran inversión inicial -Débese complementar este método de convertir enerxía con outros. -Os lugares onde hai maior radiación son lugares desérticos e alonxados (enerxía que se aproveitará para desenvolver actividades agrícolas, industriais, etc.).

• ENERXÍA SOLAR PASIVA

Os seus principios están baseados nas características dos materiais empregados na construción e na utilización dos fenómenos naturais de circulación de aire. Polo tanto, establécese unha interrelación entre enerxía solar pasiva e arquitectura, xa que estes sistemas constrúense sobre a estrutura do edificio. Unha das grandes vantaxes dos sistemas pasivos, frente aos activos, é a súa grande duración xa que a súa vida é igual a do edifício. Os sistemas de calefacción solar activa incluen equipos especiais que utilizan a enerxía do Sol para quentar ou arrefriar estruturas existentes. Os sistemas pasivos implican deseños de estruturas que utilizan a enerxía solar para arrefriar e quentar. Nunha casa, un espazo solar serve de colector en inverno cando as persianas están abertas e de refrixerador ou neveira en verán cando están pechadas. Muros grosos de formigón permiten oscilacións de temperatura xa que absorben calor en inverno e illan no verán. Os depósitos de auga proporcionan unha masa térmica para almacenar calor durante o día e liberalo durante a noite. A repercusión no medio ambiente deste aproveitamento de enerxía solar é nula, xa que non se produce ningún tipo de impacto sobre a atmosfera, a auga ou o solo, nin tampouco outro tipo de efectos como ruido, alteracións de ecosistemas, efectos paisaxísticos particulares,etc. A súa aplicación resulta favorable polo impacto evitado e a incorporación de elementos da arquitectura solar pasiva debe conducir a producir dous efectos sobre as edificacións que permitan o acondicionamento técnico das mesmas durante todas as épocas do ano.

Outras formas de aproveitar esta enerxía son:

-Mediante cristais que illan o recinto do exterior, deixando pasar os raios solares.

-Mediante acumuladores térmicos, que reteñen esa calor e vano disipando pouco a pouco, polo que se asegura calor durante máis tempo, por exemplo durante a noite.

PROBLEMAS NO APROVEITAMENTO DA ENERXÍA SOLAR

Da radiación solar total soamente dúas millonésimas partes chegan á atmosfera terrestre. Pero desta radiación dirixida o noso planeta pouco máis da metade incide efectivamente na superficie da Terra. Nos niveis superiores da atmosfera elimínase a maior parte da radiación ultravioleta, mentres que a terceira parte das radiacións é devolta ao espazo por reflexión, difusión e refracción. Ademais unha parte queda absorbida polo vapor de auga e outros compoñentes da atmosfera.

A enerxía solar non chega de xeito uniforme á Terra: a estación do ano, a hora do día, a altitude..., son os factores que fan variar a radiación que absorbe a superficie terrestre. O aproveitamento enerxético do Sol presenta unha serie de vantaxes frente a outros tipos de enerxías, como é o seu carácter de gratuita e inesgotable a escala humana. Sen embargo, a enerxía solar presenta serios problemas para a súa explotación. En primeiro lugar, a radiación chega de forma constante e inconstante, especialmente ó non dispoñer na actualidade dun sistema eficaz de almacenamento de enerxía. En segundo lugar, para utilizar a gran escala a enerxía solar non son necesarios sistemas de captación de gran superficie, o cal inflúe no seu prezo.

A aplicación práctica da enerxía solar ten as súas limitacións técnicas, xeralmante relacionadas co rendemento obtido, ademais de que non todos os habitantes do noso planeta teñen as mesmas oportunidades para o seu aproveitamento. O Sol ilumina a Terra de forma desigual e con diferente ángulo e intensidade segundo a rexión terrestre de que se trate, a estación do ano e o ciclo día/noite. O ideal é dispoñer dunha zona que se atope iluminada durante a maior parte do ano, iso implica que determinados lugares quedan á marxe do seu aproveitamento como nos países nórdicos. Pero nas zonas máis próximas ó Ecuador vense altamente beneficiadas.

DESENVOLVEMENTO ACTUAL DA ENERXÍA SOLAR EN ESPAÑA

España, ó ser un dos países da Unión Europea con máis posibilidades no aproveitamento da enerxía solar, desenvolvéuse unha alta tecnoloxía propia grazas tanto a proxectos comunitarios como propios españois. Existe un considerable número de empresas nacionais con tecnoloxía propia, cuxos equipos son tan competitivos coma os mellores doutros países. Ademais, España conta con moitísimas instalacións que aproveitan de forma individual ésta enerxía, xa sexa a base de coletores ou de células solares. As zonas máis idóneas son: o sur peninsular e as illas.

Para o futuro, a enerxía solar por vía térmica e debido á baixa competitividade das súas instalacións non se prevé un gran desenvolvemento e ampliación. É necesario un continúo apoio para logar reducir estes costes. Por vía fotovoltaica as perspectivas son máis esperanzadoras, debido ó continuo desenvolvemento da tecnoloxía que ofrece mellores produtos a menores precios. Neste campo prevese unha importante redución do prezo dos paneis solares, de tal maneira que sexa rentable a súa aplicación en moitos casos.

Actualmente, estanse instalando moitos paneis solares fotovoltaicos en casas onde ou ben non se pode levar corrente eléctrica ou ben é moi caro levar unha toma a esa casa. Estas casas teñen unas placas solares que recollen a luz polo día, gastan o que lles sexa necesario e o que sobre, almacénase nunha batería para ter luz pola noite. Estas casas funcinan coma calquera outra casa, pero os seus electrodomésticos son todos de baixo consumo, o cal fai que non gasten máis enerxía da que teñen. Estas placas son bastante caras, pero a longo prazo rentabilízanse, pois non teñen que levar a liña ata a súa casa, non teñen que pagar por ter un contrato coa compañía e non teñen que pagar facturas, pois a electricidade é xerada por eles mesmos. Ademais, hai asociacións que axudan económicamente a estas persoas para mercar os paneis solares e montar toda a instalación.

ENERXÍA EÓLICA

A enerxía eólica é unha enerxía renovable, é dicir que nunca se acaba. Esta enerxía é unha variable da enerxía solar, pois derívase do quentamento da atmosfera e das irregularidades de relevo da superficie terrestre. Durante o día o sol cuenta o aire que está sobre a Serra máis que o que está sobre o mar. O aire expándase e elevase, diminuido así a presión sobre o terreo e facendo que o vento sopre dende o mar cara ás costas. A rotación terrestre, a diferenza de temperatura e o vento depende da súa velocidade. Cerca do chan, esa velocidade baixa, pero aumenta rapidamente coa altura. Canto máis accidentada sexa a superficie do terreo, máis freará este a o vento. Sen embargo, o vento sopra con máis forza sobre o mar que na Serra. Por iso, as mellores localizacións para colocar turbinas atópanse no mar, sobre os outeiros, próximas á costa e en lugares con pouca vexetación.

O desenvolvemento das enerxías renovables é unha necesidade global, para iso é preciso comezar a substitución dos combustibles fósiles por fontes limpas de xeración co obxectivo de reducilas emisións de CO2 de xeito drástico. Esta substitución debe darse de xeito inmediato se queremos realmente frear as consecuencias do cambio climático e os graves impactos que xa están sufrindo a sociedade e o medio ambiente, e que poderán intensificarse de xeito dramático durante este século se non aplicamos as políticas enerxéticas correctas. Simultaneamente á substitución dos combustibles fósiles por enerxías renovables debe abandonarse progresivamente a enerxía nuclear, dado que demostrou o seu rotundo fracaso económico, social e ambiental, supoñendo unha grave ameaza para a sociedade, tanto polos residuos radioactivos, os accidentes e escapes continuos. As emisións de gases de efecto invernadoiro veñen producidas principalmente por a queima de combustibles fósiles, sendo necesario o cambio dun modelo enerxético insostible mediante a substitución dos combustibles fósiles e a enerxía nuclear por fontes limpas e renovables,eficiencia e aforro enerxético.

A enerxía eólica representa hoxe en día unha das fontes enerxéticas máis baratas e cunha tecnoloxía de aproveitamento totalmente desenrolada. Os actuais aeroxeradores son capaces de producir electricidade a prezos competitivos coas fontes tradicionais enerxéticas, partindo dunha fonte natural, renovable e non contaminante de enerxía. A tecnoloxía evoluciona cara a unha maior eficiencia na recuperación da enerxía do vento e cara a unha apertura de novos horizontes na procura de novos emprazamentos. A tecnoloxía eólica mariña, tecnoloxía offshore, pode ser, e é, xa unha alternativa respecto diso, que comeza a ser unha realidade en lugares como pode ser Dinamarca. No momento que se chegue a unha situación de produción destas grandes cantidades de electricidade mediante o vento, é previsible que se aconselle que non toda esa electricidade xerada entre directamente na rede, para non desequilibrar esta cando haxa carencia de vento, senón que unha parte desa electricidade atope formas de transformación para ser acumulada como vectores enerxéticos limpos, como poida ser o hidróxeno. O uso deste hidróxeno verde poderase realizar tanto para facilitar a regulación da rede eléctrica, vertendo a esta a parte da enerxía producida que o sistema pode absorber, como para eliminar as crecentes emisións de gases de efecto invernadoiro do sector transporte. Diferentes países emprenderon unha liña clara de introdución do uso da enerxía eólica nos seus sistemas de produción enerxética. Alemaña con 1400 MW en uso, EE.UU. con 6687 MW, España con 6202 MW e Dinamarca, que con 3123 MW instalados produciu no ano 2003 o 18% da enerxía eléctrica consumida no país (datos a finais de 2003). Estes datos son claros exemplos da potencialidade da enerxía eólica para a produción de enerxía eléctrica. Na aplicación da tecnoloxía eólica no mar (offshore) presuponse que se instalarán equipos de potencia entre 2.000 e 5.000 kW, o cal incrementará a capacidade de xeración eléctrica. A finais do ano 2003 a potencia mundial de orixe eólica superaba os 38 GW. Isto proporciona enerxía suficiente para satisfacer as necesidades duns 22 millóns de fogares, máis de 53 millóns de persoas. A taxa anual de crecemento dos últimos anos é superior ao 30%.

VANTAXES DA ENERXÍA EÓLICA

A enerxía eólica non contamina, é inesgotable e frea o esgotamento de combustibles fósiles contribuíndo a evitar o cambio climático. É unha tecnoloxía de aproveitamento totalmente madura e posta a punto. É unha das fontes máis baratas, pode competir e rendibilidade con outras fontes enerxéticas tradicionais como as centrais térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como o combustible máis barato), as centrais de combustible e ata coa enerxía nuclear, se se consideran os custos de reparar os danos ambientais. O xerar enerxía eléctrica sen que exista un proceso de combustión ou unha etapa de transformación térmica supón, desde o punto de vista ambiental, un procedemento moi favorable por ser limpo, exento de problemas de contaminación, etc. Suprímense radicalmente os impactos orixinados polos combustibles durante a súa extracción, transformación, transporte e combustión, o que beneficia a atmosfera, o chan, a auga, a fauna, a vexetación, etc.

Evita a contaminación que leva o transporte dos combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce o intenso tráfico marítimo e terrestre preto das centrais. Suprime os riscos de accidentes durante estes transportes: limpezas e mareas negras de petroleiros, traslados de residuos nucleares, etc. Non fai necesaria a instalación de liñas de abastecemento; canalizacións ás refinerías ou as centrais de gas. A utilización da enerxía eólica para a xeración de electricidade presenta nula incidencia sobre as características fisicoquímicas do chan ou o seu erosionabilidad, xa que non se produce ningún contaminante que incida sobre este medio, nin tampouco verteduras ou grandes movementos de terras. Ao contrario do que pode ocorrer coas enerxías convencionais, a enerxía eólica non produce ningún tipo de alteración sobre os acuíferos nin por consumo, nin por contaminación por residuos ou verteduras. A xeración de electricidade a partir do vento non produce gases tóxicos, nin contribúe ao efecto invernadoiro, nin destrúe a capa de ozono, nin crea choiva aceda. Non orixina produtos secundarios perigosos nin residuos contaminantes. Cada kW/h de electricidade xerada por enerxía eólica en lugar de carbón, evita: 0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono 1,33 gr. de XO2, dióxido de xofre 1,67 gr. de NO, óxido de nitróxeno

A electricidade producida por un aeroxerador evita que se queimen diariamente miles de litros de petróleo e miles de quilogramos de lignito negro nas centrais térmicas. Ese mesmo xerador produce idéntica cantidade de enerxía que a obtida por queimar diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Ao non queimarse eses Kg. de carbón, evítase a emisión de 4.109 Kg. de CO2 , lográndose un efecto similar ao producido por 200 árbores. Impídese a emisión de 66 Kg. de dióxido de xofre -SO2- e de 10 Kg. de óxido de nitróxeno –NO2- principais causantes da choiva aceda. A enerxía eólica é independente de calquera política ou relación comercial, obtense en forma mecánica e xa que logo é directamente utilizable. En canto á súa transformación en electricidade, esta realízase cun rendemento excelente e non a través de aparellos termodinámicos cun rendemento de Carnot sempre pequeno. INCONVENIENTES DA ENERXÍA EÓLICA - O aire ao ser un fluído de pequeno peso específico, implica fabricar máquinas grandes e en consecuencia caras. encarece a súa produción. - Desde o punto de vista estético, a enerxía eólica produce un impacto visual inevitable, xa que polas súas características precisa uns emprazamentos que normalmente resultan ser os que máis evidencian a presenza das máquinas (cerros, outeiros, litoral). Neste sentido, a implantación da enerxía eólica a gran escala, pode producir unha alteración clara sobre a paisaxe, que deberá ser avaliada en función da situación previa existente en cada localización. - Un impacto negativo é o ruído producido polo xiro do rotor, pero o seu efecto non é mais acusado que o xerado por unha instalación de tipo industrial de similar entidade, e sempre que esteamos moi próximos aos muíños. - Tamén a de terse especial coidado á hora de seleccionar un parque se nas inmediacións habitan aves, polo risco de mortaldade ao impactar coas pas, aínda que existen solucións respecto diso. Algunhas son pintar en cores rechamantes as pas, situar os muíños adecuadamente deixando corredores ás aves, e, ata en casos extremos facer un seguimento das aves por radar chegando a parar as turbinas para evitar as colisións. A súa altura pode igualar á dun edificio de dez ou máis plantas, en tanto que a envergadura total das súas aspas alcanza a vintena de metros, o cal

A ENERXÍA EÓLICA NA ANTIGÜIDADE

A conquista da enerxía eólica non é recente. A historia ensínanos que os muíños de vento existían xa desde a máis lonxana antigüidade, en Persia, Iraq, Exipto e China. Hammurabi, rei de Babilonia, concibira, segundo parece, dezasete séculos a.C. o proxecto de pór en regadío a rica meseta de Mesopotamia con axuda da enerxía eólica. Os muíños empregados naquela época e rexión eran con toda probabilidade de eixo vertical e sen dúbida análogo a aqueles cuxas ruínas subsisten na meseta iraniana.

Soamente na Idade Media os muíños de vento apareceron en Italia, Francia, España e Portugal. Algo máis tarde atópanse en Gran Bretaña, Holanda, e Alemaña. Algúns autores suxiren que a súa introdución en Europa debeuse aos Cruzados, ao seu regreso de Oriente Medio.

Nos comezos do século XX, os primeiros muíños rápidos que arrastran xeradores eléctricos fan a súa aparición en Francia, para estenderse despois polo mundo. A súa invención é obra do académico francés Darrieus.

Non hai dúbida de que os muíños de vento tiveron gran éxito. Proporcionaron ao home a enerxía mecánica, que faltaba naquela época para a realización dos seus proxectos. Pero coa invención da máquina de vapor, o motor de explosión, o motor diesel e o desenvolvemento da electricidade, a súa explotación descoidouse e en moitas ocasións foi abandonado. Xa que logo e debido á presenza no mercado dos novos medios de produción de enerxía, os aeroxeradores non chegaron a imporse.

A historia sorprendeunos, e debido a crise que sufriron e están a sufrir os hidrocarburos, a demanda enerxética que crece sen cesar e o temor a unha polución que nos invade cada vez máis, a enerxía eólica volve ao primeiro plano de actualidade. A súa explotación pode converterse en algo moi rendible nas rexións con ventos.

O VENTO

O vento xérase polo quentamento desigual que sofre a Terra. O quentamento é máis intenso cerca do ecuador e durante o día, isto quere dicir, que as zonas máis quentes móvense sobre a superficie da Serra no seu movemento de rotación. Xeralmente o aire quente sobe, para despois circular sobre a parte superior da atmosfera e caer nas zonas máis frías. A nivel do chan a circulación é en sentido inverso. O efecto combinado do desigual quentamento da Serra, das forzas centrífugas e de Coriolis debidas á rotación, dá lugar a ventos a escala terráquea, cunhas tendencias máis ou menos permanentes.

A Península Ibérica está situada nun contorno singular no que se refire a recursos eólicos. Atópase fronte ao Atlántico, na parte sur da franxa de ventos que, con frecuencia, van dende este océano a Europa, pero tamén no sentido contrario; a costa cantábrica, a atlántica de Galicia e a do norte de Portugal ven afectadas por estes ventos. As Illas Canarias, pola contra, xa están na franxa de ventos alisios que se internan no Atlántico.

Pero ademais algúns accidentes xeográficos dan lugar a ventos importantes. O Estreito de Xibraltar, que comunica dous mares en distintas condicións de temperatura, incrementa a velocidade dos ventos dun cara a outro, ben de Levante, ben de Poñente, que inciden no Golfo de Cádiz, pero tamén na costa de Murcia e Almería e, en menor medida, na de Málaga. O Ebro é unha depresión que canaliza ventos en Serra, pero ademais favorece outros costeiros en Cataluña e a Comunidade Valenciana.

AEROXERADORES

As máquinas empregadas para transformar a forza cinética do vento en electricidade reciben o nome de turbinas eólicas ou aeroxeradores. Estes divídense en dous grupos: os de eixo horizontal e os de eixo vertical. O aeroxerador de eixo horizontal, considerado o máis eficiente, é, con diferenza, o máis empregado na actualidade.

As turbinas extraen a enerxía do vento utilizando unha tecnoloxía que se asemella á dos avións ou helicópteros. Os seus compoñentes fundamentais son:

- Rotor: Inclúe o buje e as pas (polo xeral tres). Estas capturan o vento e transmiten a súa potencia cara ao buje, que está axustado ao eixo de baixa velocidade do aeroxerador. Ese eixo, á súa vez, conecta o buje do rotor ao multiplicador.

rotor.jpg

1. Cubo esférico. 2. Cojinete principal. 3. Eixo principal. 4. Sistema de xiro. 5. Caixa de engrenaxes. 6. Freo de disco hidráulico. 7. Axuste flexible. 8. Xerador arrefriado por líquido. 9. Radiador.

10. Intercambio de calor para arrefriar o aceite da caixa de engrenaxes. 11. Soporte da caixa de engrenaxes. 12. Guindastre para traballos de mantemento. 13. Anemómetro e catavento de dirección. 14. Liña de auga. 15. Cuberta. 16. Pararraios.

-Ruído: A contaminación acústica provocada polos aeroxeradores dos 80 deixou de ser considerado un problema xa que as emisións sonoras de actuais turbinas reducíronse por baixo da metade como comentaremos máis adiante.

- Góndola: Contén, entre outros compoñentes, o xerador eléctrico, o multiplicador e os sistemas hidráulicos de control, orientación e freo. O multiplicador ten ao carón o eixo de baixa velocidade e ao outro un eixo de velocidade alta, que vira a 1.500 revolucións por minuto, o que permite o funcionamento do xerador eléctrico. Un catavento situado na parte posterior da góndola mide a velocidade do vento en cada instante e manda unhas ordes aos sistemas de control que accionan o aparello para que o rotor e as aspas sitúense na posición óptima contra o vento. A electricidade producida no xerador baixa por uns cables á mini estación, para ser transformada e enviada á rede.

- Torre: Soporta a góndola e o rotor. Pode ser tubular ou de celosía (estas últimas, aínda que máis baratas, están en desuso xa que as tubulares son moito máis seguras). Unha turbina típica de 600 Kw adoita ter unha torre de 40 a 60 metros (a altura dun edificio de 13 a 20 plantas).

Nos últimos vinte anos,a tecnoloxía eólica evolucionou a un ritmo vertixinoso pasando de aeroxeradores de potencia unitaria de decenas de quilovatios ata máquinas de potencia nominal superior ó megavatio.

Os modelos que se instalan na actualidade son, polo xeral, tripala, de paso variable (este sistema permite unha produción óptima con ventos baixos e unha redución de cargas con ventos altos ) de alta calidadeno subministro eléctrico e baixo rendemento. Preparadas para optimizar os recursos eólicos dun emplazamento detrminado, a vida útil destas máquinas é como mínimo de 20 anos. A mayor parte dos fabricantes nacionales e internacionales poseen certificados que garantizan a calidade nos seus sistemas de deseño e fabricación de elementos. Para o seu deseño utilízanse algunhas das técnicas da industria aeronáutica, pero os seus deseñadores teñen que desenrolar novos métodos e modelos de simulación por ordenador para tratar outros aspectos.

OS PARQUES EÓLICOS

A explotación da enerxía eólica leva a cabo fundamentalmente para a xeración de electricidade que se vende á rede e iso faise instalando un conxunto de muíños que forman un parque eólico. Cada parque conta cunha central de control de funcionamento que regula a posta en marcha dos aeroxeradores, controla a enerxía xerada en cada momento, etc.

 

IMPACTOS MEDIAMBIENTAIS NOS PARQUES EÓLICOS

As posibles afeccións dun proxecto eólico no medio ambiente deben ser analizadas coa realización dalgún tipo de estudo de impacto ambiental que debe presentarse nas diferentes consellerías con competencias no medio ambiente das diferentes Comunidades Autónomas. Practicamente todas as Comunidades Autónomas elaboraron lexislación ambiental propia de acordo coa lexislación nacional existente. Aínda que esta lexislación ambiental das Comunidades Autónomas non é específica para as instalacións eólicas. Algunhas comunidades si elaboraron lexislación propia que regula o desenvolvemento eólico nos seus territorios integrando os aspectos económicos e sociais (favorecendo o desenvolvemento dun tecido industrial na súa rexión) e, nalgúns casos, facendo mención a algúns aspectos ambientais concretos da instalación de proxectos eólicos.

O impacto dunha actividade no medio, presenta unha maior ou menor incidencia dependendode tres factores fundamentais:

a) Do carácter da acción en si mesma.

b) Da fraxilidade ecolóxica que teña o territorio onde vai levar a acabo a acción. c) Da calidade ecolóxica que teña lugar onde se desenvolve o proxecto.

Canto máis intensa sexa a acción, máis fráxil sexa o territorio e maior calidade posúa, o impacto producido será maior. O carácter dos proxectos eólicos xera escaso impacto polo que, ao avalialo, deberemos centrarnos fundamentalmente na análise dos outros dous puntos (fraxilidade e calidade ecolóxica),o que require un estudo do lugar en que vai realizarse o proxecto. Estes impactos poden dividirse en tres fases: - Fase de construción: Concentra numerosas afeccións en razón das obras, movemento de maquinaria, desmonte, aperturas de viarias e pasos, etc., accións das que derivan efectos como destrución da cuberta vexetal, activación de procesos erosivos, compactación do terreo, emisión de gases, molestias á fauna... Unha inadecuada localización das instalacións, ou ata unha mala xestión no transcurso das obras de execución do proxecto, pode desencadear graves afeccións sobre o patrimonio cultural, histórico e arqueolóxico da zona, podendo constituír un elemento discordante se non se elixe correctamente a localización da central eólico-eléctrica. A afección ao patrimonio arquitectónico ocasiónase principalmente durante esta fase de construción, con risco a que xacementos de certo valor sexan deteriorados ou destruídos. Algunhas das máis importantes son: a) Emisións atmosféricas.

As accións susceptibles de afectar ao medio atmosférico son a trasfega de maquinaria e o movemento de terras necesarios na realización das obras civís. Os impactos asociados consisten en emisións de partículas de fume e po, ao descuberto e nas áreas de actuación das obras, isto é, non só no ámbito do propio parque eólico, senón tamén en todo o percorrido de accesos e liñas eléctricas contidas no proxecto. Son impactos que, temporalmente, poden ocasionar molestias ás poboacións próximas, pero de magnitudes moi reducidas. b) Impacto ao medio acuoso.

A incidencia sobre as canles fluviais pode vir motivada polo arrastre de materiais acumulados durante a fase de obras, polas emisións da maquinaria ou por unha deficiente planificación e execución do trazado de accesos, gabias ou outras construcións, interrompendo o curso natural. As augas, tanto superficiais como subterráneas, tamén sofren o risco de ser contaminadas polos labores de limpeza e por derrames de sustancias perigosas procedentes da maquinaria de obras: aceites e hidrocarburos. A adopción de certas medidas preventivas na planificación e execución do proxecto, encamiñadas a evitar os citados impactos sobre o medio acuoso, xustifica que non sexan cuestións relevantes para a valoración da viabilidade territorial. c) Erosión do chan.

Respecto dos efectos que o desenvolvemento da enerxía eólica puidese ter sobre a flora parece obvia a súa escasa influencia. A súa cobertura verase modificada na fase de construción do parque debido, principalmente, ao movemento de terras na preparación de accesos ao parque e a realización de cimentacións para os aeroxeradores e edificios de control. Dependendo das condicións climáticas e da magnitude das instalacións eólicas, poden aparecer problemas de erosión, suposto que debe ser tido en conta nas primeiras fases de desenvolvemento do proxecto, con vistas a realizar os pertinentes estudos de hidrología e pluviometría, trazado de camiños, análises de vaguadas e cursos de auga; para así minimizar as súas incidencia.

É evidente que na elección do emprazamento do parque deben quedar excluídas aquelas zonas con elevadas pendentes e os terreos inestables, por non presentar as mellores condicións tanto desde o punto de vista ambiental como técnico (probabilidade de deslizamiento das obras e equipos). d) Impacto sobre a vexetación. O impacto de ocupación do hábitat, os movementos de Serra, cimentacións e accesos nun parque eólico, así como construcións, poden constituír os efectos máis negativos. A gravidade de impacto sobre a vexetación dependerá da singularidade das especies afectadas, o seu valor como especies endémicas e autóctonas, niveis de protección das mesmas, proximidade á etapa clímax, o seu interese como recurso produtivo, etc.

Pode minimizarse cun estudo e coñecemento da pluviometría, hidrología e orografía do terreo, situando os edificios, no posible, en zonas resgardadas do vento, evitando así a modificación do perfil natural do terreo e trazando transversalmente en pendentes as vías de acceso.

e) Afección ao patrimonio.

Unha inadecuada localización das instalacións, ou ata unha mala xestión no transcurso das obras de execución do proxecto, pode desencadear graves problemas sobre o patrimonio cultural, histórico e arqueolóxico da zona podendo constituír un elemento discordante se non se elixe correctamente a localización da central eólico-eléctrica.

f) Afección á saúde ambiental e calidade de vida. As obras necesarias para a execución das instalacións da central eólico-eléctrica e os seus accesos poden ocasionar molestias sobre as poboacións máis próximas, polo tráfico excesivo de vehículos e de maquinaria pesada. Ademais, o impacto paisaxístico, ten cada vez máis influencia na definición da calidade de vida dunha poboación.

g) Impacto sobre a fauna.

Na fase de construción, o tránsito de maquinaria e as tarefas de escavación, voadura, roza, afirmado, recheo, etc., causan o desprazamento e eliminación da fauna existente, concretamente, a avifauna sofre as súas maiores consecuencias na súa nidificación.

Certas aves rapaces son especialmente sensibles a calquera molestia, polo que se produce o abandono de niños, como xa se constatou en aguias reais que habitaban en áreas de certos parques eólicos españois. - Fase de explotación: A presenza dos aeroxeradores na paisaxe ademais de impacto visual, xera emisión de ruídos e o movemento das pas leva a colisión de aves. Trátase dos impactos de maior magnitude e permanencia. Ademais debemos ter en conta os residuos producidos por cada muíño, principalmente o aceite dos aparellos e aos aceites usados nas engrenaxes mecánicas que se cambian cada 6 meses. a) Efectos sobre a avifauna. Aínda que este tema está en discusión, a medida que avanza o desenvolvemento da enerxía eólica aparecen máis casos puntuais de especies afectadas polo funcionamento dos muíños, fundamentalmente en aves planadoras. Obviamente dependendo da altura e a velocidade á que viren as pas dunha turbina existe un potencial perigo para as aves que voan.

A colisión dun ave coa pa dunha turbina pode causarlle dano e ata a morte. Con todo, realizáronse numerosos estudos sobre a conduta das aves e a frecuencia das colisións cun aeroxerador, habéndose comprobado que o perigo significativo é moi pequeno en comparación con outras causas de mortes de aves (tendidos eléctricos, estradas, caza ilegal, etc.).

b) Impacto visual. A intrusión visual na paisaxe é a obxección máis frecuentemente feita contra os aeroxeradores e é o principal factor que determina as actitudes públicas contra a aplicación da Enerxía Eólica, por iso é un problema que non pode ser ignorado no seu desenvolvemento. Este é o impacto ambiental menos cuantificable dos aeroxeradores e o menos investigado en comparación con outra clase de disturbios ambientais. A razón pola cal a investigación é infrecuente é porque o impacto visual é, a miúdo, subxectivo e en calquera caso difícil de estimar e cuantificar.

O proceso de percepción é un proceso global que a miúdo é máis que a suma de todas as súas partes. Inténtase describir o proceso compartimentalizándoo, o cal é moi dificuloso. Este proceso ocostúmase facer baseándose en tres aspectos distintos. Estes aspectos inflúense mutuamente e representan, unha relación entre a realidade física e a nosa conciencia. × Aspecto funcional: implica que a nosa percepción está influída a gran escala polo noso entendemento sobre se un obxecto é útil ou non. Isto é particularmente importante cando un novo uso da Serra está involucrado. Se un novo uso é considerado interesante e útil a aceptación por parte dos afectados será moito máis sinxela que se o novo uso é considerado como perigoso ou inútil. × Aspecto social : O aspecto social concierne ás relacións persoais e emocionais dun observador con certo medio ambiente e os símbolos e valores que el asocie coa súa percepción do medio ambiente. O mesmo medio ambiente físico ten distintos símbolos-valores para distintas persoas. Ás veces o símbolo valor representa paisaxes comúns para moitas persoas. × Aspecto estético : os aspectos puramente estéticos de percepción son difíciles de identificar. Os efectos visuais dun parque eólico dependen de: ־ A capacidade do observador en rexistrar as impresións visuais. ־ A paisaxe: topografía, edificios, vexetación e clima. ־ As características do propio parque: tamaño e altura, material, cor. Tamén debe ser escollido a cor dos aeroxeradores con determinada cautela para que non chamen moito a atención, a cor gris claro é o máis usado. c) Ruído.

Os aeroxeradores producen ruído derivado do seu propio funcionamento. Catro factores determinan o grao de molestia:

- O propio ruído producido polo aeroxerador. - A posición das turbinas. - A distancia á que se atopan os residentes da área con respecto aos aeroxeradores. - O son de fondo existente.

Existen dúas fontes de ruído nunha turbina en funcionamento: - Ruído mecánico, procedente do xerador, a caixa multiplicadora e as conexións, pode ser facilmente reducido mediante técnicas convencionais. - Ruído de natureza aerodinámica, producido polo movemento das pas, o seu tratamento por métodos convencionais é máis difícil. Este á súa vez é de dous tipos: - Banda ancha. A primeira fonte de ruído de banda ancha inclúe ?o fluxo inestable de aire sobre as pas? e está caracterizado polo seu ritmicidad. - Irreflexivo é de baixa frecuencia, polo que a miúdo é inaudible, pero ten a propiedade de chegar a longas distancias e pode provocar vibracións nos edificios; prevalece nas turbinas grandes e nas turbinas de eixo horizontal orientadas a sotavento. O ruído irreflexivo depende do número e forma das pas e das turbulencias locais. Intensifícase cando aumenta a velocidade do vento e a velocidade de rotación da turbina.

d) Efecto sombra.

A sombra que proxectan as elevadas estruturas dunha central eólico-eléctrica é motivo de afección para as poboacións próximas, xa que as pas do rotor cortan a luz solar de xeito intermitente cando este se atopa en movemento, xerando un parpadeo molesto coñecido como “flícker”, ou sombra titilante. Este impacto visual pode ocasionar ataques en persoas epilépticas, aínda que son pouco probables.

e) Caída de raios.

Os aeroxeradores colócanse xeralmente en puntos elevados e, como deben ser máis altos que os obstáculos que os rodean, adoitan constituír os puntos de descarga de electricidade estática durante as tormentas. Por propia constitución, e grazas á estrutura metálica conectada a Serra que o recubre, o aeroxerador está protexido contra descargas eléctricas. No entanto, un fallo na instalación podería ser causa de incendio, cuxa extinción pode verse dificultada polas propias instalacións do parque.

f) Risco de incendios.

O risco de incendio vese acentuado pola existencia dos aeroxeradores (e a súa mencionada atracción dos raios) e de liñas eléctricas, onde un fallo por curtocircuíto pode constituír o inicio do lume.

g) Risco de derrames.

O aceite lubricante necesario para o mantemento dos aeroxeradores poden ser vertidos accidentalmente ao chan, coa potencial contaminación do mesmo, e das augas superficiais e subterráneas presentes.

h) Risco de desprendementos. A probabilidade de accidente por desprendemento de pezas dos aeroxeradores é bastante escasa, case despreciable. Con todo, non hai que esquecer que cada unha das aspas dun rotor pesa máis dunha tonelada e media, e móvese a unha velocidade que provocaría, en caso de rotura da mesma, o seu lanzamento por centos de metros. As principais situacións que deben ser controladas son: - Presenza de ventos maiores á velocidade de saída. - Velocidade de rotación superior ao máximo aceptable. - Exceso de vibracións. Actualmente existen medios tecnolóxicos que forzan ao paro inmediato do aeroxerador en caso de producirse calquer

a das circunstancias mencionadas.

PARQUES EÓLICOS MARÍTIMOS

 

 

Aos parques eólicos situados en plataformas marítimas a certa distancia da costa denomínaselles parques eólicos marítimos. En inglés coñéceselles como offshore wind parks. Nestes momentos as distancias da costa chegan ata 20 quilómetros e a profundidade do leito marítimo onde se instalaron xa alcanza os 18 metros.

O desenvolvemento destes parques tivo lugar nos últimos anos, e as razóns foron as seguintes: - Non presentan limitacións en canto ao uso do chan e dos diversos impactos, como o visual, paisaxísticos uso de espazos naturais con outras aplicacións. - Non hai problemas de impacto sonoro (ruído), polo que poden virar a maior velocidade. En aplicacións terrestres, a velocidade do extremo da pa limítase a uns 65 m/s, mentres que nas marítimas alcanza entre 80 a 90 m/s. - A superficie mariña está libre de obstáculos e presenta baixa rugosidad superficial. - Debido á menor rugosidad superficial e á menor turbulencia, a velocidade do vento aumenta coa altura máis rapidamente en comparación coa Serra, polo que as torres de instalacións marítimas poden ser de menor altura que as terrestres, coa consecuente diminución dos custos de investimento. Por isto compénsase en parte o sobrecusto da construción na plataforma marítima. - En xeral, a turbulencia do vento é moito menor no mar debido á ausencia de obstáculos. Disto derívanse menores esforzos sobre o aeroxerador e un aumento da súa vida útil.

CURIOSIDADES DA ENERXÍA EÓLICA

Estivemos presenciando unha serie de inventos relacionados coa enerxía eólica que poden catapultar a esta enerxía renovable cara ao éxito final, se é que alguén se encarga de levar estes inventos ao mercado. Fagamos un repaso polos máis interesantes:

I. Enerxía eólica nas autoestradas

En Arizona un estudante de arquitectura propuxo un tipo de turbinas para aproveitar o vento creado polos vehículos que circulan a gran velocidade polas autoestradas e autovías. Deste xeito, non só se xeraría enerxía pola acción do vento, senón que as turbinas capturarían ademais as masas de aque se desprazan co paso dos coches e os camións e converteríanas en enerxía para alimentar as áreas de descanso nas estradas, así como as gasolineiras. erosas turbinas horizontais que poderíanxerar, segundo os seus cálculos, unha enerxía neta por ano duns 9.600Kwh por parelde aeroxeradores todo iso baseado en que a velocidade media dos vehículos é aproximadamente de entre 110 e 120 km/h ao seu paso por baixo das turbinas, e claro, os camións puntúan aínda máis debido ao bulebule que xeran. Esta é unha sorprende nova aplicación da enerxía eólica.

-O Desalinizador eólico Co problema de abastecemento da auga, que mellor que un sistema que lle quite o sal ao auga de mar e que non consuma enerxía da rede. Este desalinizador é un sistema que potabiliza a auga mediante a técnica de ósmosis inversa, que a realiza aproveitando a acción do aire. Este tipo de sistemas canalizan a través dun muíño a enerxía eólica, de forma que sempre que sopre vento, se potabiliza a auga.

-Turbinas de vento para edificios A enerxía eólica está deixando de ser cousa de xigantes, con muíños que loiten con Don Quixote. A empresa Green Energy Technologies desenvolveu uns túneles de vento que non teñen máis de tres metros de alto, e poden ser colocados no alto de edificios ou centros comerciais, e terían a capacidade de alimentalos por completo con enerxía renovable. -Ponte peonil con turbinas eólicas Outra forma de aproveitar o vento e transformalo en enerxía ocorréuselle a Michael Jantzen, que é o inventor do Wind Tunnel Footbridge, ponte que aparte de transportar á xente dun lado a outro das autoestradas funciona como xerador de electricidade grazas ás súas turbinas de vento.

-Turbinas de vento para uso hogareño A enerxía eólica adoitaba estar afastada do fogar, ao contrario que a solar que un pode ter acceso con só instalar uns paneis no teito. Un grupo de enxeñeiros de Hong Kong fainos chegar unhas micro turbinas de vento que poden xerar electricidade con ventos tan lentos como de dous metros por segundo. Son tan pequenas que poden ser colocadas en calquera teito, ou ata en balcóns.

ESPAÑA E A ENERXÍA EÓLICA

O sector das enerxías renovables crece de forma imparable. Isto converteu a España no 2º maior produtor de enerxía eólica do mundo, cunhas instalacións que alcanzan os 9000 MW de potencia, só superados polos 16000 MW instalados en Alemaña, e por diante dos 6500 MW que se producen en Estados Unidos.

Grazas a empresas como Gamesa, Iberdrola ou Acciona Enerxía, España estase convertendo nunha potencia mundial en canto a Enerxía eólica refírese, negocio que crece nun 30% anual.

GALICIA

Galicia é unha das rexións do mundo con mellor aproveitamento de recursos eólicos, ó atoparse entre os seis países con maior potencia instalada (1.287 MW a finais de 2002). O Plan Eólico de Galicia, que estima unha potencia total instalada en 2010 de 4.000 MW, foi recoñecido por diferentes entidades como referencia e modelo de xestión en materia de enerxías renovables.

A eólica é a enerxía renovable que amosa nestes momentos un maior índice de crecemento:

• A finais de 2001 a potencia total instalada era de 974 MW, alcanzándose en 2002 os 1.287 MW, o que supón un incremento do 32%.

• Na actualidade hai aprobados 18 plans eólicos estratéxicos que levan asociadas 12 actuacións industriais.

Na actualidade, o número de instalacións de coxeración (para producción simultánea de calor e electricidade) en Galicia é de 98 cunha potencia total instalada de 577 MW.

Organigrama

Distribución da potencia instalada nos diferentes sectores empresariais.

GALICIA

(Distribución xeración eléctrica por provincias)

A CORUÑA

472KW

61 INSTALACIÓNS

LUGO

33KW

11 INSTALACIÓNS

OURENSE

21KW

4 INSTALACIÓNS

PONTEVEDRA

51KW

22 INSTALACIÓNS

Distribución dos parques eólicos en Galicia

ENERXÍA HIDROELÉCTRICA

O aproveitamento da enerxía potencial acumulada na auga para xerar electricidade é unha forma clásica de obter enerxía. Ao redor do 20% da electricidade usada no mundo procede desta fonte. É, xa que logo, unha enerxía renovable pero non alternativa, estritamente falando, porque vén usando desde fai moitos anos como unha das fontes principais de electricidade.

A enerxía hidroeléctrica que se pode obter nunha zona depende das canles de auga e desniveis que teña, e existe, xa que logo, unha cantidade máxima de enerxía que podemos obter por este procedemento. Calcúlase que se se explotase toda a enerxía hidroeléctrica que o mundo enteiro pode dar, só se cubriría o 15% da enerxía total que consumimos. En realidade estase utilizando ao redor do 20% deste potencial, aínda que en España e en xeral nos países desenvolvidos, a porcentaxe de explotación chega a ser de máis do 50%.

Desde o punto de vista ambiental a enerxía hidroeléctrica é unha das máis limpas, aínda que isto non quere dicir que sexa totalmente inocua, porque os pantanos que hai que construír supón un impacto importante. O pantano altera gravemente o ecosistema fluvial. Destrúense habitats, modifícase o caudal do río e cambian as características da auga como a súa temperatura, grao de oxigenación e outras.

Tamén os pantanos producen un importante impacto paisaxístico e humano, porque con frecuencia a súa construción esixe trasladar a pobos enteiros e sepultar baixo aúgalas terras de cultivo, bosques e outras zonas silvestres. Os pantanos tamén teñen algúns impactos ambientais positivos. Así, por exemplo, foron moi útiles para algunhas aves acuáticas que substituíron os humidais costeiros que usaban para alimentarse ou criar, moitos dos cales desapareceron, por estes novos habitats. Algunhas destas aves variaron ata os seus hábitos migratorios, buscando novas rutas de paso pola Península a través de determinados pantanos.

A construción de pantanos é cara, pero o seu custo de explotación é baixo e é unha forma de enerxía rendible economicamente. Ao exporse a conveniencia de construír un pantano non hai que esquecer que a súa vida é duns 50 a 200 anos, porque cos sedimentos que o río arrastra vaise enchendo aos poucos ata inutilizarse.

ORIXE

A orixe da enerxía hidráulica está no ciclo hidrológico das choivas e xa que logo, na evaporación solar e a climatoloxía que remontan grandes cantidades de auga a zonas elevadas dos continentes alimentando os ríos. Este proceso está orixinado, de xeito primario, pola radiación solar que recibe a Terra.

Estas características fan que sexa significativa en rexións onde existe unha combinación adecuada de choivas, desniveis xeolóxicos e orografía favorable para a construción de represas. É debida á enerxía potencial contida nas masas de auga que transportan os ríos, provenientes da choiva e do desxeo. Pode ser utilizada para producir enerxía eléctrica mediante un salto de auga, como se fai nas centrais hidroeléctricas.

A primeira central hidroeléctrica construír en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. O renacemento da enerxía hidráulica produciuse polo desenvolvemento do xerador eléctrico, seguido do perfeccionamento da turbina hidráulica e debido ao aumento da demanda de electricidade a principios do século XX. En 1920 as centrais hidroeléctricas xeraban xa unha parte importante da produción total de electricidade.

A tecnoloxía das principais instalacións mantívose igual durante o século XX. As centrais dependen dun gran encoro de auga contido por unha presa. O caudal de auga contrólase e pódese manter case constante. A auga transpórtase por uns condutos ou tubaxes forzadas, controlados con válvulas e turbinas para adecuar o fluxo de auga con respecto á demanda de electricidade. A auga que entra na turbina sae polas canles de descarga. Os xeradores están situados xusto encima das turbinas e conectados con árbores verticais. O deseño das turbinas depende do caudal de auga; as turbinas Francis utilízanse para caudais grandes e saltos medios e baixos, e as turbinas Pelton para grandes saltos e pequenos caudais. Ademais das centrais situadas en presas de contención, que dependen do encoro de grandes cantidades de auga, existen algunhas centrais que se basean na caída natural da auga, cando o caudal é uniforme. Estas instalacións chámanse de auga fluente. Unha delas é a das Cataratas do Niágara, situada na fronteira entre EEUU e Canadá.

A principios da década dos noventa, as primeiras potencias produtoras de hidroelectricidade eran Canadá e Estados Unidos. Canadá obtén un 60% da súa electricidade de centrais hidráulicas. En todo o mundo, a hidroelectricidade representa aproximadamente a cuarta parte da produción total de electricidade, e a súa importancia segue en aumento. Os países nos que constitúe fonte de electricidade máis importante son Noruega (99%), Zaire (97%) e Brasil (96%). A central de Itaipú, no río Paraná, está situada entre Brasil e Paraguai; inaugurouse en 1982 e ten a maior capacidade xeradora do mundo.

CARACTERÍSTICAS DA ENERXÍA HIDROELÉCTRICA

A enerxía hidráulica ten a calidade de ser renovable, pois non se esgota a fonte primaria ao explotala, e é limpa, xa que non produce na súa explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Con todo, o impacto ambiental das grandes presas, pola severa alteración da paisaxe e, ata, a indución dun microclima diferenciado no seu emprazamento, ha desmerecido a bondade ecolóxica deste concepto nos últimos anos.

Ao mesmo tempo, a madurez da explotación fai que nos países desenvolvidos non queden apenas localizacións atractivas por desenvolver novas centrais hidroeléctricas, polo que esta fonte de enerxía, que achega unha cantidade significativa da enerxía eléctrica en moitos países (en España, segundo os anos, pode alcanzar o 30%) non permite un desenvolvemento adicional excesivo. Recentemente estanse realizando centrais mini hidroeléctricas, moito máis respectuosas co ambiente e que se benefician dos progresos tecnolóxicos, logrando un rendemento e unha viabilidade económica razoables ademais de ser catalogada como enerxía renovable.

VANTAXES DA ENERXÍA HIDROELÉCTRICA

-Dispoñibilidade: O ciclo da auga convérteo nun recurso inesgotable. -Enerxía limpa: Non emite gases "invernadoiro", nin provoca choiva aceda, nin produce emisións tóxicas. -Enerxía barata: Os seus custos de explotación son baixos, e a súa mellora tecnolóxica fai que se aproveite de xeito eficiente os recursos hidráulicos dispoñibles. -Traballa a temperatura ambiente: Non son necesarios sistemas de refrixeración ou caldeiras, que consomen enerxía e, en moitos casos, contaminan. -O almacenamento de auga permite a subministración para regadíos ou a realización de actividades de recreo.

A regulación do caudal controla en risco de inundacións. a. Non requiren combustible, senón que usan unha forma renovable de enerxía, constantemente reposta pola natureza de xeito gratuíto. b. É limpa, pois non contamina nin o aire nin a auga. c. A miúdo pode combinarse con outros beneficios, como rega, protección contra as inundacións, subministración de auga, camiños, navegación e aínda ornamentación do terreo e turismo. d. Os custos de mantemento e explotación son baixos. e. As obras de enxeñería necesarias para aproveitar a enerxía hidraúlica teñen unha duración considerable. f. A turbina hidraúlica é unha máquina sinxela, eficiente e segura, que pode porse en marcha e deterse con rapidez e require pouca vixilancia sendo os seus custos de mantemento, polo xeral, reducidos.

INCOVENIENTES DA ENERXÍA HIDROELÉCTRICA -Os custos de capital por quilovatio instalado son con frecuencia moi altos. - O emprazamento, determinado por características naturais, pode estar lonxe do centro ou centros de consumo e esixir a construción dun sistema de transmisión de electricidade, o que significa un aumento do investimento e nos custos de mantemento e perda de enerxía. - A construción leva, polo común, longo tempo en comparación coa das centrais termoeléctricas. - A dispoñibilidade de enerxía pode fluctuar de estación en estación e de ano en ano -A súa construción e posta en marcha require investimentos importantes. Ademais, os emprazamentos onde se poden construír centrais hidroeléctricas en boas condicións económicas son limitados. -As presas convértense en obstáculos insalvables para especies como os salmóns, que teñen que remontar os ríos para desovar. Pola súa banda, os encoros afectan ás canles, provocan erosión, e inciden en xeral sobre o ecosistema do lugar. -Empobrecemento da auga: A auga embalsada non ten as condicións de salinidade, gases disoltos, temperatura, nutrientes, e demais propiedades da auga que flúe polo río. Os sedimentos acumúlanse no encoro, polo que o resto do río ata a desembocadura acaba empobrecéndose de nutrientes. Así mesmo, pode deixa sen caudal mínimo o tramo final dos ríos, especialmente en épocas secas. -Os emprazamentos hidráulicos adoitan estar lonxe das grandes poboacións, polo que é necesario transportar a enerxía eléctrica producida a través de custosas redes.

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

A función dunha central hidroeléctrica é utilizar a enerxía potencial da auga almacenada e convertela, primeiro en enerxía mecánica e logo en eléctrica. O esquema xeral dunha central hidroeléctrica pode ser:

Un sistema de captación de auga provoca un desnivel que orixina unha certa enerxía potencial acumulada. O paso da auga pola turbina desenvolve na mesma un movemento giratorio que acciona o alternador e produce a corrente eléctrica. PARTES DUNHA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

PRESA: É a estrutura central dunha planta.

1. FUNCIÓNS:

-Crear o encoro para o almacenamento da auga. - Incrementar o nivel para lograr unha maior caída. - Reter sedimentos que trae o fluxo ou o río. - Almacenamento de auga para lograr regulación ou para poder xerar en épocas de baixa hidroloxía.

2. TIPOS DE PRESAS:

- Presas de terra, con núcleo impermeable de arxila. - Presas de enrocado, con cara de concreto. - Presas de concreto. - Presa de gravidade. Como se mostra na figura teñen un peso adecuado para contrarrestar o momento de envorco que produce a auga :

- Presa de arco (unha curvatura no plano horizontal). Necesita menos materiais que as de gravidade e adóitanse utilizar en gargantas estreitas. Nestas a presión provocada pola auga transmítese integramente ás ladeiras polo efecto do arco. -Presa de arco cúpula (dobre curvatura, no plano horizontal e no plano vertical) As presas de arco cúpula son lixeiras pero requiren de terreos adecuados, a forma arqueada orixina forzas moi considerables nos apoios laterais e por iso precisan de terreos de roca de excelente calidade. Na esconxencia do tipo de presa intervén a topografía que define o ancho e a altura desta. Se o ancho é menor que a altura, entón selecciónase unha presa de concreto. Se o ancho é maior que a altura, entón selecciónase unha presa de enrocado ou de terra, o cal depende á súa vez do material dispoñible na zona.

A xeoloxía e a sismicidade inflúen na selección do tipo de presa: Terra, Enrocado, Concreto gravidade, Concreto de arco (unha curvatura), Concreto de arco cúpula (dúas curvaturas), van, na súa orde, das máis deficiente á mellor xeoloxía. É dicir, se as características xeolóxicas son deficientes entón é necesario, ou a única alternativa é construír unha presa de terra, etc.

3. INSTRUMENTACION DA PRESA:

- Equipo para medición de asentamento. - Equipo para medición de niveis hidráulicos. - Presión de poros: piezómetros pneumáticos. - Desprazamentos horizontais: Inclinómetros. - Deformacións: Extensómetros lineais. - Esforzos totais normais : Celas de presión. - Equipo para medición de deformacións na crista. - Caudalímetros. CONDUCIÓN: Son os túneles, canles e tubaxes de carga, empregados para levar a auga cara á(s) turbina(s). CASA DE MAQUINAS: É o lugar onde se atopan os equipos encargados de realizar a transformación da enerxía da auga en enerxía eléctrica. Xeralmente sitúanse na casa de máquinas: A(s) turbina(s), xerador(é), transformador(é) de potencia e equipos auxiliares da planta. SUBESTACION: Atópanse situados, neste sitio, os interruptores e seccionadores, o barraje, pararraios, transformadores de corrente e potencial e as liñas de interconexión que saen da planta, para conectala ao sistema nacional ou á carga.

TIPOS DE CENTRAIS HIDROELÉCTRICAS

- Central Hidroeléctrica de Pasada: Unha central de pasada é aquela en que non existe unha acumulación apreciable de auga "corrente arriba" das turbinas. Nunha central deste tipo as turbinas deben aceptar o caudal dispoñible do río "como vén", coas súas variacións de estación en estación, ou se iso é imposible a auga sobrante pérdese por rebosamiento. En ocasións un encoro relativamente pequeno bastará para impedir esa perda por rebosamiento.

Na mesma aprovéitase un estreitamento do río, e a obra do edificio da central (casa de máquinas) pode formar parte da mesma presa. O desnivel entre "augas arriba" e "augas abaixo", é reducido, e aínda que se forma un remanso de auga a causa do azud, non é demasiado grande. Este tipo de central, require un caudal suficientemente constante para asegurar ao longo do ano unha potencia determinada.

- Central Hidroeléctrica con Encoro de Reserva

Neste tipo de proxecto se embalsa un volume considerable de líquido "augas arriba" das turbinas mediante a construción dunha ou máis presas que forman lagos artificiais. O encoro permite graduar a cantidade de auga que pasa polas turbinas. Do volume embalsado depende a cantidade que pode facerse pasar polas turbinas. Con encoro de reserva pode producirse enerxía eléctrica durante todo o ano aínda que o río séquese por completo durante algúns meses , cousa que sería imposible nun proxecto de pasada. As centrais con almacenamento de reserva esixen polo xeral un investimento de capital maior que as de pasada, pero na maioría dos casos permiten usar toda a enerxía posible e producir quilovatios-hora máis baratos. Poden existir dúas variantes destas centrais hidroeléctricas: a. A de casa de máquina ao pé da presa: Nas figuras seguintes observamos en PLANTA e CORTE o esquema dunha central deste tipo:

-PLANTA

-CORTE

A casa de máquinas adoita estar ao pé da presa, como ilustra o debuxo, nestes tipos de central, o desnivel obtido é de caracter mediano.

 

b. Aproveitamento por derivación da auga:

Nas figuras seguintes temos un esquema en PLANTA e CORTE dunha central deste tipo:

PLANTA :

No lugar apropiado pola topografía do terreo, sitúase a obra de toma de auga, e o líquido leva por medio de canles, ou tuberias de presión, ata as proximidades da casa de máquinas.

Alí instálase a cheminea de equilibrio, a partir da cal a condución ten un declive máis pronunciado, para ingresar finalmente á casa de máquinas.

A cheminea de equilibrio é un simple conduto vertical que asegura ao pechar as válvulas da central, que a enerxía cinética que ten a auga na condución, libérese nese elemento como un aumento de nivel e transfórmese en enerxía potencial.

 

Os desniveis neste tipo de central adoitan ser maiores comparados cos que se atopan nos tipos anteriores de centrais. - Centrais Hidroeléctricas de Bombeo As centrais de bombeo son un tipo especial de centrais hidroeléctricas que posibilitan un emprego máis racional dos recursos hidraúlicos dun país. Dispón de dous encoros situados a diferente nivel. Cando a demanda de enerxía eléctrica alcanza o seu máximo nivel ao longo do día, as centrais de bombeo funcionan como unha central convencional xerando enerxía. Ao caer a auga, almacenada no encoro superior, fai virar o rodete da turbina asociada a un alternador. Despois a auga queda almacenada no encoro inferior. Durante as horas do día na que a demanda de enerxía é menor a auga é bombeada ao encoro superior para que poida fai rel ciclo produtivo novamente. Para iso a central dispón de grupos de motores-bomba ou, alternativamente, as súas turbinas son reversibles de maneira que poidan funcionar como bombas e os alternadores como motores.

A ENERXÍA HIDROELÉCTRICA NO MUNDO

Os principales productores de enerxía hidroeléctrica no mundo son , nesta orde, canadá, brasil, EEUU e China. Se estudamos a cuota na produccióneléctrica os primeiros países no mundo son Noruega (99%), Zaire (97%) e Brasil (96%). Na actualidade as centrais eléctricas de mayor tamaño están en Itaipu (Brasil), e gran Coulee (EEUU); outras grandes presas atópanse en Syansk (Rusia), Krasnoyarsk (Rusia), Bratsk (Rusia), Sukhovo(Rusia) e Churchill (Canadá). Estase construíndo en China a Presa das Tres Gargantas para a produción de enerxía eléctrica, que será a máis grande do mundo cando esté en funcionamento. Para iso é necesario desprazar a máis dun millón de persoas dos seus domicilios e inundar miles de hectáreas.

GALICIA

Galicia conta na actualidade con 38 grandes centrais hidroeléctricas -aquelas que superan os 10 megavatios (MW) de potencia- nas catro provincias, aínda que a práctica totalidade destas instalacións están en mans de tres empresas (Union Fenosa, Endesa e Iberdrola) que teñen a súa sede social fóra da comunidade. Iberdrola (1.287,6 MW), Union Fenosa Xeración (1.129,8 MW) e Endesa, con 375,1 megavatios, concentran máis do 92 por cento de toda a potencia eléctrica instalada nas centrais galegas. Das 38 centrais en funcionamento en Galicia, Iberdrola explota 13 instalacións, fronte ás 12 de Union Fenosa e ás 6 de Endesa. O resto da potencia é propiedade doutras compañías como Ferroatlántica (126,8 MW), cuxo negocio limítase á explotación do río Xallas; Navarro Xeración (25,6 MW), Enerxías Especiais do Noroeste (14,1 MW) e Patrimonio do Lérez, con 13,2 megavatios de potencia. Esta fonte enerxética achegou en 2006 un total de 6.975 gigavatios/hora (GWh) de electricidade, o que supón o 24 por cento de toda a electricidade neta xerada na comunidade galega ese ano. Con todo, esta porcentaxe varía moito dun ano a outro dependendo da pluviosidad. De feito, a produción estimada en 2007 e 2008 descenderá de xeito significativo pola seca que afectou á comunidade durante os meses de inverno. - DISTRIBUCIÓN PROVINCIAL As provincias de Ourense, A Coruña e Lugo son as que soportan o maior peso da enerxía hidroeléctrica en Galicia. A primeira contabiliza un total de 22 centrais destas características, fronte ás 7 da Coruña, as 6 de Lugo e as 3 da provincia de Pontevedra. Entre elas, figuran algunhas das centrais máis importantes de España, tanto pola súa potencia instalada como polo seu nivel de produción. É o caso da central de Ponche-Bibei, a de maior potencia de Galicia (313,2 MW), situada no concello de Manzaneda e que se puxo en funcionamento en 1965. A central de Ponche-Bibei é propiedade da compañía vasca Iberdrola, que tamén explota nesta provincia outras tres centrais de máis de 200 MW: Conso (268 MW), San Esteban (254,6 MW) e Soutelo, con 216,1 megavatios. A outra central que supera esta cantidade é a de Belesar, no concello lucense de Chantada, propiedade de Union Fenosa e que con 255,5 megavatios é a terceira de Galicia por potencia. A central de gran hidráulica máis antiga é a de Tambre I, no concello coruñés de Noia, que iniciou a súa actividade en 1927. As máis recentes son as de Arroibar e San Xusto, nos concellos pontevedreses de Cotobade e Campo Lameiro, que empezaron a funcionar en 2006.

ESPAÑA

España atópase na liña doutros países da OCDE respecto da produción de enerxía eléctrica, sendo o 18.5% desta enerxía de orixe hidráulica. Debemos ter en conta que o ano 2001 foi especialmente chuvioso, porque este valor é maior que a enerxía producida o ano anterior, sen aumentar apenas a potencia instalada.

A evolución da enerxía hidroeléctrica en España nas últimas décadas foi sempre crecente aínda que a participación desta no total de eléctrica producida foi diminuíndo. Así, en 1940 o 92% dos 3617 GWh eran de orixe hidráulica, sendo a participación por enerxía térmica o 8% restante, mentres que no ano 2001 cae a un 18% dos 242000 GWh producidos; isto débese a que nos últimos 50 anos implantáronse grandes centrais térmicas e ademais a partir dos anos 70 tamén se empezou a producir enerxía de orixe nuclear. Podemos ver a evolución ao longo destes últimos 60 anos no gráfico seguinte:

En España este tipo de centrais ímolo a dividir en dous grupos, as minihidráulicas e a gran hidráulica. As primeiras son aquelas que teñen unha potencia instalada menor a 10 MW mentres que as segundas teñen potencia instalada por encima desta cifra. As tendencias ambientais apostan por manter as primeiras pero mellorando a súa potencia e apostar polas segundas, menos agresivas co medioambiente. Se analizamos a evolución da potencia instalada desde o ano 1990 ata os valores calculados no Libro Branco da UE para o ano 2010 podemos ver o Gráfico 4, debemos ter en conta que a evolución da enerxía producida é proporcional a esta potencia instalada

En España hai centrais de produción hidráulica na maioría das Comunidades Autónomas; a que ten maior potencia instalada é a de Aldeadávila no Río Douro (Salamanca) con 1140 MW, seguido polo encoro José María de Oriol no Tajo (Cáceres) cun 915 MW. Outros encoros de capacidade por encima dos 500 MW son o de Cortés-La Muela no Júcar (Valencia), Villarino no Tormes (Salamanca) ou Saucelle no Douro (Salamanca).

MINICENTRAIS

Mini-hidráulica é o termo co que a UNIDO (Organización das Nacións Unidas para o Desenvolvemento Industrial), denomina ás centrais hidroeléctricas de potencia inferior a 10 MW. Dentro da mini-hidráulica, pode realizarse a seguinte clasificación: - pico centrais P < 5 kW - micro centrais P < 100 kW - mini centrais P < 1.000 kW - pequenas centrais P < 10.000 kW Unha central minihidraúlica ou minihidroeléctrica é un tipo especial de central hidroeléctrica, utilizada para a xeración de enerxía eléctrica, a partir da enerxía potencial ou cinética da auga. A enerxía minihidraúlica considérase un tipo de enerxía renovable e atópase dentro da regulación xurídica asociada a estas enerxías. As mini centrais foron moi utilizadas ao longo do tempo debido ao seu pequeno tamaño e xa que logo prezo, e facilidade de instalación, polo que foron moi usadas a nivel local ou ata privado. Segundo a lexislación española, unha central considérase minihidraúlica se ten unha potencia instalada menor ou igual a 10 MW .

- TIPOS DE MINICENTRAIS

- Centrais de auga fluente: son aquelas que aproveitan o fluxo continuo de auga dunha corrente de auga para mover un xerador e producir enerxía a partir desta corrente. - Centrais de fluxo regulado: son aquelas alimentadas desde un depósito, que se abastecen a partir dunha fonte de auga e cuxa xeración regular controlando a saída de auga do mesmo. - Centrais de salto: utilizan a enerxía potencial dun pequeno salto de auga natural, ou artificial, para convertela en enerxía eléctrica accionando unha turbina.

Estas instalacións minihidráulicas están condicionadas polas características do lugar de emprazamento. A topografía do terreo inflúe na obra civil e na selección do tipo de máquina: Centrais de augas fluíntes: Son aquelas instalacións que, mediante unha obra de toma, captan unha parte do caudal do río e condúceno cara á central para o seu aproveitamento, para despois devolvelo á canle do río. Centrais de pé de presa: Son os aproveitamentos hidroeléctricos que teñen a opción de almacenar as achegas dun río mediante un encoro. Nestas centrais regúlanse os caudais de saída para utilizalos cando se precisen. Centrais de canle de rega ou abastecemento: Pódense distinguir dous tipos: Con desnivel existente na propia canle: Aprovéitase mediante a instalación dunha tubaxe forzada, que conduce a auga á central, devolvéndoa posteriormente ao curso normal da canle. Con desnivel existente entre a canle e o curso dun río próximo: Neste caso a central instálase próxima ao río e aprovéitanse as augas excedentes na canle De cara a realizar un proxecto dunha minicentral hidroeléctrica e dependendo do tipo polo seu emprazamento, a determinación do caudal e a altura de salto determinará a potencia a instalar, así como o tipo de miniturbina. Existen varios tipos de miniturbinas: De reacción: Aproveita a enerxía de presión da auga en enerxía cinética no estator, tanto na entrada como na saída. Aproveitan a altura dispoñible ata o nivel de desaugadoiro.

Kaplan: Componse basicamente dunha cámara de entrada que pode ser aberta ou pechada, un distribuidor fixo, un rodete con catro ou cinco pas fixas en forma de hélice de barco e un tubo de aspiración.

Francis: Caracterizada porque recibe o fluxo de auga en dirección radial, orientándoo cara á saída en dirección axial. Componse dun distribuidor que contén unha serie de álabes fixos ou móbiles que orientan a auga cara ao rodete. Un rodete formado por unha coroa de paletas fixas, torsionadas de forma que reciben a auga en dirección radial e oriéntano axialmente. Unha cámara de entrada, aberta ou pechada, de forma espiral, para dar unha compoñente radial ao fluxo de auga. Un tubo de aspiración ou de saída de auga, que pode ser recto ou abacelado e encárgase de manter a diferenza de presións necesaria para o funcionamento da turbina.

De fluxo cruzado ou de dobre impulsión: Constituída por un inyector de sección rectangular provisto dun álabe longitudinal que regula e orienta o caudal que entra na turbina, e un rodete de forma cilíndrica, con múltiples pas dispostas como generatrices e soldadas polos extremos a discos terminais. O caudal que entra na turbina é orientado polo álabe do inyector, cara ás pas do rodete, producindo un primeiro impulso. Posteriormente, atravesa o interior do rodete e proporciona un segundo impulso, ao saír do mesmo e caer polo tubo de aspiración. De acción: Aproveita a enerxía de presión da auga para convertela en enerxía cinética no estator. Aproveitan a altura dispoñible ata o eixo da turbina. Pelton: Consta dun disco circular que ten montados na súa periferia unhas paletas en forma de dobre culler e dun inyector que dirixe e regula o chorro de auga que inciden sobre as culleres, provocando o movemento de xiro da turbina.

IMPACTO AMBIENTAL

Este impacto é difícil de medir, pois non se trata de toneladas de contaminantes ou metros cúbicos de residuos. En principio, calquera central ocupa un espazo e impide outros usos e supón a destrución de certa cantidade de vexetación e de fauna. Cada tipo de central ten unha pauta distinta de impactos sobre a paisaxe. As centrais hidráulicas funcionan grazas ao depósito de auga que proporciona un encoro. O impacto sobre as augas deriva do impacto mesmo da construción e operación do encoro, coa consecuente alteración do réxime das augas na conca de que se trate. O funcionamento das centrais hidráulicas supón o movemento de grandes masas de auga, o que pode carrexar alteracións no caudal dos ríos e problemas nos ecosistemas acuáticos e de ribeira, cando as poboacións animais e vexetais son incapaces de adaptarse aos cambios bruscos de dispoñibilidade de auga, altura da capa freática, concentración de nutrientes e osíxeno, etc. Os encoros tamén supón alteracións nos ecosistemas acuáticos, pois crean grandes masas de auga de movemento lento, o que pode provocar déficit de osíxeno nas augas profundas, problemas de sobrecrecimiento da materia orgánica (eutrofización), etc. Ademais, os encoros ocasionan a detención do fluxo natural de materiais no curso do río, enchéndose aos poucos de sedimentos, nun fenómeno coñecido como aterramiento. Tamén supón unha barreira ao movemento das especies animais que habitan no curso do río. Os encoros tamén causan grandes alteracións na paisaxe: cambian o microclima da zona en que están construídos e poden supor o desprazamento forzado de pobos enteiros cuxas casas e cultivos atópanse na zona a mergullar. - TENDIDOS ELÉCTRICOS As decenas de miles de quilómetros de tendidos eléctricos de alta tensión ocasionan unha serie de efectos sobre a paisaxe e a biodiversidade. A construción das liñas supón movemento de terras, construción de pistas de acceso, destrución da vexetación, etc. En xeral, causan un efecto barreira para algunhas poboacións animais. As propias torres que soportan os cables supón un impacto visual importante, e poden entorpecer os usos agricolas ou forestais do terreo. O efecto máis notable dos tendidos eléctricos é, sen embargo, a mortaldade de aves. As aves de gran tamaño pódense electrocutar se tocan á vez dous cables condutores ou se se pousan nunha torreta e rozan á vez un cable condutor. Tamén se producen choques mortais contra os cables. Os tendidos eléctricos poden reducir moito o seu impacto sobre a mortaldade das aves empregando señalizadores especiais, que permiten aos paxaros,evitalos.

BIBLIOGRAFÍA

- Revista Muy Interesante

- Revista Conocer la ciencia

- La voz de Galicia

- Diccionario Enciclopédico Galego Universal

- Enciclopedia Encarta

- www.energias-renovables.com

- www.gstriatum.com/energiasolar

- www.portalenergia.com

- www.infoeólica.com

- www.windpower.com

- www.wikipedia.org/wiki/energia_hidraulica

- www.solarfotovoltaicas.com

- www.ercyl.com

- www.genciencia.com

- www.greenpeace.com

- www.muyinteresante.es

- www.enbuenasmanos.com

_____

gifVOLVER