Guia Completa d'Energies Renovables: Solar, Eòlica i Geotèrmica

Energies Renovables: Fonaments i Aplicacions

1. Energia Solar

Origen de l'Energia Solar

El sol provoca radiació que arriba en forma de calor o llum, la qual aprofitem.

Tipus de Radiació Solar

• Radiació directa: L'energia solar arriba directament a la superfície de la Terra.
• Radiació difusa: L'energia solar arriba després de reflectir-se en la pols i el vapor que conté l'atmosfera.

Sistemes d'Aprofitament Tèrmic

Transformació de la radiació en energia tèrmica.

Sistemes Actius

• Alta i Mitjana Temperatura: S'utilitzen principalment per a l'obtenció d'energia elèctrica a les centrals termosolars.
• Baixa Temperatura:
  • Captadors plans: Plaques que provoquen un efecte hivernacle. S'utilitzen per escalfar aigua, etc.

Sistemes de Circuit

• Circuit Obert: L'aigua que circula pel circuit és utilitzada per al consum. L'inconvenient principal és la corrosió.
• Circuit Tancat: Consta de dos circuits independents. El primer conté aigua amb additius per evitar la corrosió, i el segon rep energia del sistema primari a l'intercanviador.

Sistemes Passius: Arquitectura Bioclimàtica

Aquesta arquitectura busca el confort de l'habitatge mitjançant elements arquitectònics que permetin el màxim aprofitament de l'energia solar rebuda, de la ventilació natural, etc.

Conversió Fotovoltaica

• Instal·lacions aïllades: Desconnectades de la xarxa elèctrica comercial.
• Instal·lacions connectades: Connectades a la xarxa elèctrica.

Parts principals: Placa, regulador, acumulador, inversor, interruptor.

Fotovoltaica de Concentració (CPV)

Utilitza petites cèl·lules (dimensions entre 2 mm² i 2 m²) amb materials d'alta eficiència per captar la radiació solar. S'utilitzen miralls al voltant de la cèl·lula per concentrar el sol.

2. Energia Eòlica

Inconvenients de l'Energia Eòlica

• Falta de seguretat.
• Fort impacte mediambiental.
• Necessitat de línies d'alta tensió.

Tipus de Màquines Eòliques

• Aeroturbina: Molins de vent.
• Aeromotor: Màquines lentes, amb un gran nombre de pales, de diàmetres de fins a 8 m. Tenen rendiments baixos, però necessiten poc vent per funcionar (2 m/s). El màxim rendiment l'obtenen quan giren a 5 m/s.
• Aerogenerador: Màquina ràpida, consta de dues o tres pales de perfil aerodinàmic. Es necessiten vents d'altes velocitats per fer-los girar (mínim: 4 m/s i màxim: 14 m/s).

Aerogeneradors d'Eix Vertical

El generador se situa a prop de la base, facilitant el seu manteniment. Degut a la seva posició, sempre estan orientats al vent.

Sistemes de Control de l'Aerogenerador

• Velocitat d'engegada: 2-4 m/s.
• Velocitat de connexió: Més de 4 m/s.
• Velocitat de disseny: Màxim rendiment.
• Desconnexió: 18-30 m/s.

3. Energia Geotèrmica

Energia que es manifesta en forma de calor.

Conceptes Clau i Funcionament

• Gradient Tèrmic: Augment de la temperatura a més profunditat terrestre.
• Anomalies Geotèrmiques: Llocs on les temperatures són extremes a poca profunditat.
• Funcionament General: Utilitza la calor de la Terra per escalfar un fluid, el qual produeix vapor. Aquest vapor fa girar una turbina que genera corrent elèctric.

Avantatges i Inconvenients

Avantatges

• Alta eficiència.
• Producció constant.
• Renovable.
• Pocs residus.

Inconvenients

• Cost inicial molt elevat.
• No viable en grans ciutats.
• Impacte mediambiental.