Energies Alternatives: Guia Completa de Centrals Solar, Eòlica i Geotèrmica

Les Energies Alternatives

Són aquelles fonts d’energia que es renoven de manera continuada, en contraposició als combustibles fòssils, que són recursos limitats.

Beneficis de la Utilització d'Energies Renovables

• Reducció d'emissions de diòxid de carboni.
• Reducció d’importacions energètiques.
• Protecció de l'entorn natural.
• Beneficis socials.
• Suport a centres de recerca.

Centrals Solars

L’energia produïda al nucli del Sol es transmet en forma de radiació.

Tipus de Radiació Solar

Radiació directa:

Energia solar que arriba directament a la Terra.

Radiació difusa:

Energia solar que arriba després de reflectir-se amb la pols i el vapor d’aigua que conté l’atmosfera (Exemple: cel nuvolat).

Inconvenients de l'Aprofitament Solar

• La radiació arriba de manera dispersa i inconstant.
• S'ha de transformar en el moment que arriba.
• La utilització a gran escala requereix la captació de gran superfície.
• Inversió inicial elevada.

Sistemes d’Aprofitament Solar

• Via tèrmica: Transformació de la radiació solar en energia tèrmica.
• Conversió fotovoltaica: La radiació es transforma directament en energia elèctrica.

Classificació dels Sistemes d'Aprofitament

• Sistemes actius: Capten la radiació solar per mitjà de captadors. Permeten dur a terme una conversió tèrmica o una conversió elèctrica.
• Sistemes passius: Basats en l'arquitectura bioclimàtica.

Centrals Termosolars

L'obtenció d'energia elèctrica es fa a través de l'energia tèrmica obtinguda de la radiació solar. El procés és el següent:

1. La radiació solar es concentra sobre un fluid i es transforma en energia tèrmica.
2. El fluid escalfat, en passar per un intercanviador, produeix el vapor.
3. El vapor acciona un grup turboalternador, on s'obté l'energia elèctrica.

El Col·lector o Captador

És l'element principal de la instal·lació, encarregat de captar l'energia de la radiació solar i transferir-la al fluid que s'ha d'escalfar. El seu funcionament es basa en l'efecte hivernacle.

Elements Principals del Col·lector

• Placa absorbent.
• Coberta transparent.
• Aïllament tèrmic.
• Caixa contenidora.

Centrals Eòliques

L'aprofitament de l'energia eòlica es realitza mitjançant aeroturbines (molins de vent).

Funcionament de les Aeroturbines

Consisteix a extreure part de l'energia cinètica del vent mitjançant un sistema de captació. Les pales giren al voltant d’un eix, obtenint energia mecànica.

Definició del Vent

El vent és l’efecte derivat de l’escalfament desigual de la superfície de la Terra per part del Sol.

Tipus d’Aeroturbines

Aeromotors

• Utilitzen directament l'energia mecànica obtinguda a l'eix.
• Són màquines lentes.
• Pales: 12 a 24.
• Diàmetre: fins a 8 m.
• Rendiment: bastant baix.
• Comencen a funcionar a poca velocitat del vent (2 m/s).
• Velocitat òptima del vent: 5 o 6 m/s.
• Potència: baixa.
• Utilització principal: bombament de l'aigua dels pous.

Aerogeneradors

• Transformen l'energia cinètica del vent en energia elèctrica.
• Són màquines ràpides.
• Pales: 2 o 3.
• Velocitats de vent: entre 4 m/s i 5 m/s.
• Potències: entre 25 kW i 6000 kW.

Parts de l'Aeroturbina

1. El rotor o turbina.
2. Pala del motor.
3. Sistema de regulació.
4. Carcassa.
5. Multiplicador.
6. Generador.
7. Bancada.
8. Sistema d'orientació.
9. Torre.

Aerogeneradors d’Eix Vertical

• Manteniment més senzill.
• No necessiten sistemes d’orientació per adaptar-se a la direcció del vent.
• Els seus rendiments són inferiors als d’eix horitzontal (Exemple: Savonius).

Aerogeneradors d’Eix Horitzontal

Són els sistemes de captació més desenvolupats.

Tipus segons l'Orientació

• Rotors de cara al vent: Necessiten sistema d’orientació.
• Rotors d'esquena al vent: No necessiten sistema d'orientació.

Tipus segons el Pas de les Pales

• Rotors de pas variable.
• Rotors de pas fix.

Parcs Eòlics

Els parcs eòlics són les instal·lacions que aprofiten l'energia elèctrica obtinguda amb aerogeneradors. Es classifiquen de la manera següent:

• Instal·lacions no connectades a la xarxa comercial: Utilitzades per a electrificacions rurals, aplicacions agrícoles, senyalització i comunicacions.
• Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica com a suport: Tenen la finalitat de disminuir les despeses energètiques.
• Instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica com a central generadora: La seva funció és subministrar energia a la xarxa.

Energia Geotèrmica

És aquella part de l’energia intrínseca de la Terra que es manifesta en forma de calor.

Anomalies Geotèrmiques

Són indrets on el flux de calor arriba a ser fins a 10 o 15 vegades més elevat del normal. Aquesta distribució està determinada per la distribució de les plaques tectòniques.

Centrals Maremotrius i Energia de les Ones

Energia de les Marees

S’aprofita el moviment de pujada i baixada del nivell de l’aigua per generar energia elèctrica.

Inconvenients del Desenvolupament (Maremotriu i Ones)

El seu desenvolupament és encara molt escàs a causa dels següents inconvenients:

• Efectes corrosius de l’aigua salada sobre el metall.
• Condicions atmosfèriques adverses.
• Dificultat en el transport de l’energia produïda.
• Elevats costos.