Las energías renovables desempeñan un papel fundamental en la protección del medio ambiente. De hecho, únicamente con energías renovables se puede satisfacer la creciente demanda de electricidad y, al mismo tiempo, reducir las emisiones globales de CO2.
Pero, ¿qué se entiende por energías renovables? ¿Qué soluciones hay? ¿Dónde se encuentran los nuevos retos? ¿Y qué soluciones ofrece Bender en el sector energético?
Las fuentes de energía renovables son principalmente la generación de energía a partir del sol, el viento y la energía hidráulica. Sin embargo, la biomasa y la energía geotérmica también pueden utilizarse para generar energía de forma que se conserven los recursos de la tierra. Aquí, los flujos de energía que se producen naturalmente en la tierra se utilizan en partes reducidas para generar energía. Una gran ventaja de las fuentes de energía renovables, en comparación con los combustibles fósiles convencionales, es que se encuentran disponibles de manera infinita. Además, se puede prescindir del Co2, perjudicial para el medio ambiente, que se produce al quemar petróleo, gas y carbón.
Utilizar el sol como fuente de energía es la forma más antigua de generación de energía en nuestra tierra. Toda forma de vida en esta tierra obtiene su energía vital del sol.
Todos los años, a más tardar el primer día de verano en la playa, nos damos cuenta de la fuerza del sol, que terminamos generalmente con la piel quemada por el sol. Las plantas utilizan esta fuerza, por ejemplo, para crecer. Con la ayuda de los rayos del sol, se puede realizar la fotosíntesis y producir biomasa durante el proceso. Además, el sol es responsable del viento, la lluvia y las nubes, por lo que influye de manera significativa en los patrones climáticos de nuestro planeta.
La energía del sol también puede utilizarse como fuente de electricidad y calor. Con las células fotovoltaicas o a través de las centrales térmicas solares, la radiación del sol puede convertirse en energía eléctrica, más exactamente en corriente continua.
Los rayos del sol pueden convertirse en energía eléctrica por diversos métodos y alimentar la red eléctrica. De esta manera, la energía generada se puede utilizar para encender las luces por la noche.
Probablemente la forma más conocida de generar energía a partir del sol es con la ayuda de sistemas fotovoltaicos. Pueden encontrarse en los tejados de casas o de los edificios de empresas, pero también, por ejemplo, en los espacios abiertos del desierto.
Las células de los sistemas fotovoltaicos convierten la luz solar directamente en electricidad. La célula fotovoltaica contiene un semiconductor de silicio. Si los semiconductores se colocan unos encima de otros según una determinada especificación, se puede utilizar el "efecto fotovoltaico". Cuando la luz solar incide en las células solares, se crean cargas libres (fotones) que salen en forma de electrones a través de un conductor eléctrico. La corriente continua resultante puede utilizarse para hacer funcionar baterías o dispositivos eléctricos. Cuando la corriente continua se convierte en corriente alterna, la energía generada también puede inyectarse directamente en la red eléctrica.
Funcionamiento seguro de los sistemas fotovoltaicos con alta disponibilidad
En una central térmica solar, los rayos del sol se capturan con la ayuda de espejos. De forma similar a un cristal encendido, la luz del sol se capta con el objetivo. Esto crea una temperatura tan alta que las sustancias fácilmente inflamables pueden incendiarse. En las centrales solares térmicas, el calor generado se utiliza para convertir la energía en electricidad.
Con los colectores solares se puede aprovechar la energía del sol para calentar el agua. Al igual que las células solares de un sistema fotovoltaico, los colectores se montan en el tejado de un edificio residencial. El calor del sol se utiliza para calentar el agua potable, por lo que se puede ahorrar electricidad adicional en las duchas calientes. El agua calentada también puede utilizarse para los sistemas de calefacción. Una gran ventaja de los sistemas de calefacción solar es la posibilidad de almacenar el calor solar del verano para consumirlo en invierno.
Aprovechar la fuerza del viento no es nada nuevo. El viento ya se utilizaba para hacer funcionar un molino hace cientos de años. Una gran ventaja de esta energía es que está disponible de manera infinita y, a diferencia del sol, también por la noche.
En general, se entiende por energía eólica el aprovechamiento de la energía cinética de las corrientes de aire a partir de la cual se genera energía eléctrica. El sol calienta las masas de aire de la atmósfera en diferentes grados, lo que provoca diferencias de presión. El viento es creado por las corrientes de aire que intentan igualar la presión. La energía del viento que resulta de la compensación de la presión puede ser captada por los aerogeneradores y convertida en energía eléctrica. La cantidad de electricidad que se puede producir depende de la fuerza del viento, o de la velocidad del viento. Por eso hay más turbinas eólicas en las regiones costeras. Desde 2009, los llamados parques eólicos marinos también se construyen directamente en el mar. La ventaja es que no hay edificios, bosques o montañas por medio y así se puede absorber toda la energía del viento.
¿Cómo se puede almacenar la electricidad procedente de la energía eólica?
Las centrales hidroeléctricas, son la segunda tecnología más importante para generar electricidad en el mundo. Casi el 19% de la demanda mundial puede satisfacerse con ella.
La electricidad se genera haciendo pasar el agua por un estrechamiento en el que se encuentra una turbina que es accionada por la presión del agua que se obtiene. La energía resultante se convierte en electricidad.
Para generar la mayor cantidad de electricidad posible a partir de una central hidroeléctrica, ésta necesita una presión de agua elevada, ya que cuanto más alta sea, más rápido se moverá la turbina. La alta presión del agua se consigue con una gran profundidad y una fuerte corriente. Estas condiciones se encuentran a menudo en las montañas y se desarrollan allí gracias a la intervención humana. Las presas crean un embalse que se repone constantemente con el agua de deshielo y las precipitaciones.
El término "biomasa" se refiere a varios tipos de materias primas de las que se puede obtener energía. Por ejemplo, de cultivos agrícolas como el maíz o la colza, de plantas leñosas de crecimiento rápido o de residuos agrícolas, domésticos e industriales. La biomasa puede utilizarse de varias maneras
La producción de biogás es una reacción química. Para ello, se mezclan restos de animales, por ejemplo, de matanzas, con plantas (maíz o colza); el resultado es una especie de abono líquido. En el lodo habitan millones de bacterias y su función consiste en descomponer las sustancias. En el proceso se produce gas metano en ausencia de oxígeno. Una propiedad del gas metano es que es fácilmente inflamable. Para generar electricidad con este proceso, el gas metano, fácilmente inflamable, se utiliza para alimentar un motor. El motor puede alimentar una dinamo, que en última instancia puede utilizarse para generar energía eléctrica, es decir, electricidad. Sin embargo, el gas metano también puede convertirse en gas natural y alimentar la red de gas natural. Los residuos de la fermentación producidos durante el proceso pueden utilizarse como abono para la agricultura.
Hasta ahora, lo que se refería al almacenamiento inteligente de la energía eléctrica era prácticamente inexistente. Las instalaciones hidroeléctricas y de acumulación por bombeo eran la excepción. Hoy en día contamos con nuevas ideas y conceptos para soluciones de almacenamiento de electricidad. Además de la generación de hidrógeno "verde" y la recuperación de electricidad sin emisiones, se trata principalmente de sistemas de almacenamiento de energía en baterías. Estos desempeñarán un papel importante en el sector energético en el futuro.
Más información sobre lo necesario para operar con seguridad los sistemas de almacenamiento de energía en baterías y las soluciones que Bender ofrece para ello.
