viernes, 13 de marzo de 2009

Centrales Geotérmicas

Su funcionamiento :
Una central geotérmica funciona igual que una térmica, solo varía la forma de calentar el agua.
- El vapor de agua a altas temperaturas (hasta 600º C) se canaliza desde el interior de la Tierra hasta la central permitiendo la evaporación del agua presente en las numerosas tuberías que se encuentran alrededor de la caldera. El vapor de agua adquiere mucha presión, por lo cual se utiliza para mover una turbina conectada al generador. Al girar la turbina se produce la electricidad, que viaja del generador hasta los transformadores, que elevan la tensión para transportar esta energía por la red eléctrica hasta los centros de consumo.
Con este dibujo se puede resumir lo dicho, pero en lugar del combustible se encontraría el calor interno de la Tierra.
Por otro lado está funcionando el sistema de refrigeración que permite empezar de nuevo el ciclo, es decir, condensa el vapor de agua para que pueda volver a ser utilizado. El agua es condensada en una parte de la central que se mantiene a baja temperatura gracias a un sistema cerrado de tuberías que lo refrigeran, el condensador. Las tuberías contienen agua fría que reduce la temperatura del agua usada para mover la turbina, permitiendo su condensación. Cuando el agua del sistema de refrigeración se calienta, se dirige hacia las torres de refrigeración, donde se vuelve a enfriar en contacto con aire frío. Y así se realiza continuamente el mismo ciclo.
También hay otro tipo de centrales que usan directamente el vapor de agua del interior de la Tierra para mover la turbina.

Esquema de su funcionamiento con el nombre de las partes:




Impacto ambiental que producen y tecnologias para solucionarlo:

La energía geotérmica es un recurso abundante en bastantes países en
vías de desarrollo, y de hecho la única energía autóctona significativa que puede explotarse.
El aprovechamiento de depósitos termales con temperaturas poco elevadas, también es viable, como han mostrado los desarrollos técnicos en Francia relativos a distribución de calor procedente de tales depósitos.Es posible que en las próximas décadas se alcance un tope en la proliferación del uso de la energía geotérmica, ya que dicho uso se halla condicionado a los depósitos termales que existan en la Tierra. Según estimaciones del Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, la cantidad por localizar puede superar entre tres y diez veces a la de los conocidos. Una vez se hayan puesto en marcha centrales en todos esos emplazamientos, las posibilidades de la energía geotérmica habrán llegado al límite, exceptuando los desarrollos futuros a largo plazo, que podrían ir por la vía de excavar pozos a muchos kilómetros de profundidad, buscando el calor irradiado por el núcleo del planeta, y en definitiva, provocar la creación de géisers e incluso volcanes por métodos artificiales, algo sumamente arriesgado pero al mismo tiempo fascinante.

Tecnologías correctoras:

La Certificación de tecnologias correctoras de centrales geotermicas
de Edificios es, a fecha de hoy, una asignatura pendiente de la Administración. Se predica constantemente en pro de una España sostenible y energéticamente eficiente, pero ese dictado no va acompañado de medidas efectivas, o al menos, esa es la sensación de la gran mayoría de los agentes involucrados en el procedimiento de Certificación. Arquitectos, Ingenieros, Ayuntamientos, Organismos de Control ... se hayan envueltos en un mar de incertidumbre por falta de un sistema claro y tipificado. Con el Real Decreto 47/2007, la Administración Central sale al paso, posiblemente evitando una sanción de la Comunidad Europea, y pasando la "patata caliente" a las Comunidades Autónomas. No obstante, sólo algunas de ellas, como es el caso de la Comunidad Valenciana, destacan por su iniciativa y compromiso en este área.TÉCNICO CENTRAL EN LA JORNADA "CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS" ORGANIZADA POR LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIAEl pasado 16 de mayo de 2008, la
Universidad Politécnica de Valencia organizó junto con las empresas energesis, BALMART y el Instituto Tecnológico de la Construcción (AIDICO), una Jornada sobre Certificación Energética de Edificios, con el objetivo de dar a conocer el estado actual de la normativa de certificación, y estando especialmente dirigida a la comunidad universitaria de la universidad Politécnica de Valencia (UPV), así como a profesionales de los diversos sectores de la comunidad empresarial afectada por los cambios normativos y los crecientes costes de la energía: ingenieros, promotores, constructores, arquitectos, etc.HERRAMIENTAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOSLas ponencias estuvieron de la mano de profesionales de elevada solvencia técnica, iniciando la jornada Da Teresa Magraner, Directora de Ingeniería de energesis, quien tras una amplia introducción sobre los consumos de los sectores Residencial y Servicios (65% de la energía eléctrica y 40% de la energía final), y la necesidad de actuación sobre el ...mejor diseñomejor construcciónmejor control y mantenimiento... de edificios y sus instalaciones, de los índices de evaluación, tales como:intensidad energética = consumo / P.I.B. (s. terciario) ó consumo por hogar (s. residencial)demanda = cargas térmicas + A.C.S.consumo energético final = demanda / rendimiento global de la instalaciónemisiones de CO2 = consumo energético final x factores de emisiónExpuso las distintas herramientas que existen en el mercado (TRNSYS, DOE2 ...) para llegar a conclusiones sobre las necesidades energéticas precisas en la fase de diseño del edificio, categorizándolas en función del tipo de análisis (monozona, multizona ...) y del régimen de transferencia de calor considerado.Acercó a los asistentes conceptos como "curva de carga desfasada y amortiguada" y "curva de carga corregida", así como una panorámica de los documentos reconocidos "LIDER" y "CALENER" (VYP y GT), ya conocidos por la mayoría.


Centrales en España y en el mundo :

Los Géiseres" (The Geysers), a 145 km al norte de San Francisco es la planta más grande de las que funcionan con vapor seco. La planta comenzó a fncionar en 1960 con 1.360 MW de capacidad instalada y genera 1.000 MW netos. La "Calpine Corporation" es dueña de 19 de las 21 plantas en The Geysers, y en EE.UU. es el productor de energía renovable geotérmica más grande. Las otras dos plantas son propiedad de la "Northern California Power Agency" y "Santa Clara Electric". Cada actividad de una planta geotermica afecta a todas las vecinas, por lo que la propiedad consolidada de "The Geysers" ha sido beneficioso debido a la operación sincrónica y cooperativa, dejando de lado cualquier ventaja unitaria de corto término. Los Geiseres se recargan por inyección de los efluentes cloacales de las ciudades de Santa Rosa y de Lake County, California con plantas depuradoras del agua residual. Anteriormente, esos efluentes cloacales se arrojaban a ríos y arroyos. Ahora se introducen en el yacimiento geotermica, recargándolo para producir vapor. Otra gran cuenca geotermica es el centro sur de California, en la orilla sudeste del Mar Salton Salton Sea, cerca de las ciudades de Niland y de Calipatria. Desde 2001, hay 15 plantas geotermicas produciendo electricidad. CalEnergy es dueña de 8 plantas y el resto son de varias compañías. La producción total de las plantas es de 570 MW. En las provincias geológicas "Basin" y "Range" en Nevada, sudeste de Oregón, sudoeste de Idaho, Arizona y oeste de Utah se está produciendo un rápido desarrollo geotermal. En los 1980shabía varias plantas pequeñas, cuando los precios de la energía eran altos. En los 1990s bajó el costo de la energía, no haciéndose desde entonces nuevas instalaciones. En los 2000s resurge la industria geotermica por las nuevas subidas del precio de la energía: plantas en Nevada "Steamboat", "Brady/Desert Peak", "Dixie Valley", "Soda Lake", "Stillwater" y Beowawe" que producen conjuntamente 235 MW. Y más empresas están preparando nuevos proyectos. La energía geotermica es muy eficiente en costos en la zona del Rift, África. KenGen de Kenya ha hecho dos plantas: Olkaria I (45 MW) y Olkaria II (65 MW), y se prevé una tercera planta privada, Olkaria III (48 MW), explotada por la Cía. israelí, especializada en geotermia, Ormat. Hay planes para incrementar la capacidad de producción en otros 576 MW para 2017, cubriendo el 25 % de las necesidades eléctricas de Kenya, y reduciendo la dependencia del combustible importado. Se genera electricidad "geotermica" en más de 20 países. Islandia produce el 17% de sus necesidades de la energía geotermica, EE. UU., Italia, Francia, Nueva Zelandia, México, Nicaragua, Costa Rica, Rusia, Filipinas (1.931 MW (2º tras EE.UU., 27 % de su electricidad), Indonesia y Japón. Canadá que tiene 30.000 instalaciones de energía geotermica para dar calefacción domiciliaria y a comercios) tiene una planta experimental geotermico-eléctrica en la Montaña Meager Mountain, área de Pebble Creek en la Columbia Británica, con 100 MW en futuro próximo.





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Centrales Mareomotrices

Su funcionamiento:
El funcionamiento de las centrales mareomotrices es similar al de las grandes centrales hidroeléctricas. En un estuario se construye un presa que lo cierre de orilla a orilla. En la pleamar, se cierran las compuertas, que se abren un par de horas antes de la bajamar para, aprovechando el desnivel generado entre ambos lados de la presa, producir electricidad. Las turbinas están colocadas en los túneles que desaguan la presa a través del dique (ver simulación).
Cuando se iguala el nivel del agua a uno y otro lado de la presa, no se puede seguir generando electricidad. Se cierran de nuevo las compuertas, y nuevamente, poco antes de la pleamar, vuelve a aprovecharse el desnivel, ahora del lado contrario, ya que está más alta el agua en el mar que en la ría. Se abren las puertas y nuevamente la corriente, que ahora procede del mar, acciona las turbinas y genera electricidad.

Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes :


Impacto ambiental que producen y tecnologías para solucionarlo:

Estas centrales, lamentablemente, provocan un fuerte impacto ambiental. Para empezar, las aguas que vierten al mar no lo alcanzan como es debido. Además, los estuarios son los ecosistemas más productivos y sensibles del mundo; y la inundación que provoca la presa, tiene un efecto descomunal sobre la fauna del estuario, especialmente las aves.
Consecuencia de ello es que se han empezado a explorar otras maneras alternativas para aprovechar las mareas. Una de ellas es crear estanques artificiales. El principio es el mismo, pero en este caso se renuncia a usar la totalidad del agua de la ría, y únicamente se aprovecha la que penetra a (y sale de) los estanques. Pero para que este tipo de centrales sean rentables, los estanques deben ser de capacidad muy grande.


La energía del mar es limpia y renovable. Una vez construida la central de marea o de olas, la energía es gratuita e inagotable. No produce gases ni otros residuos.
La tecnología más desarrollada es la que aprovecha las mareas. Aún así, parece que cada vez se usarán menos.
dado que los costes e inversiones que conlleva la construcción de este tipo de centrales son muy altos para la energía que producen. Además, no se pueden instalar en cualquier sitio. Su rentabilidad únicamente es atractiva en aquellas zonas donde la diferencia de cota entre las mareas alta y baja es significativa.
Las centrales de marea únicamente pueden funcionar cuatro veces al día, es decir, coincidiendo con las pleamares y con las bajamares (durante unas 10 horas al día). Además, dado que existe un desfase entre la duración del día y la del ciclo de marea, que es lunar y dura 24,8 horas), las horas de producción varían de un día para otro y genera complicaciones en el sistema general de energía.
Pero, sobretodo, causan daños muy grandes al medio ambiente. Los cambios en el estuario se extienden por varios kilómetros río arriba y río abajo de la presa, y ello condiciona del todo el hábitat del estuario.
Debido a ello se han reforzado las otra vías de aprovechamiento de la energía del mar.
Por una lado, se están desarrollando turbinas capaces de aprovechar las corrientes subacuáticas generadas por las mareas, en lugar de tener que levantar costosas presas. Ya que no hay que construir presas, además de reducirse el costo, se reduce también el impacto. No obstante, de momento sólo existen prototipos capaces de aprovechar esas corrientes de marea.
Por lo tanto, todo indica que serán las olas la fuente de energía del mar más importante. Las centrales de olas están aún en fase de desarrollo, pero para ahora ya han cosechado buenos resultados; posiblemente conozcan una evolución similar a la de los aerogeneradores en los próximos años.


Centrales instaladas en España y en el Mundo :




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jueves, 12 de marzo de 2009

Centrales Eólicas

Su funcionamiento:

En las centrales eólicas se aprovecha la energía del viento (cinética), que se transforma en energía eléctrica en unos aparatos llamados aerogeneradores. El viento mueve las aspas, y este movimiento se transmite mediante una serie de engranajes a un generador eléctrico.
El mayor inconveniente de estas instalaciones es el fuerte condicionante geográfico: las centrales eólicas solo son rentables en zonas en las que el viento es intenso con regularidad.


Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes:





Impacto ambiental:

El ruido de los aerogeneradores alcanza al menos los 2 km de distancia. Son especialmente molestos en el medio natural, donde no existen barreras ni otros sonidos de fondo que los de la propia naturaleza.

Erosión del suelo, sobre todo si se instalan en las cumbres. En estos lugares - de inicio de los procesos erosivos-, puede acabar afectando, por cambios de escorrentías, a suelos situados aguas abajo.

La perdida de vegetación es inasumible cuando afecta a endemismos, espacios forestados, y masas botánicas singulares o relictas. Lo que no es infrecuente en las cumbres montañosas.Ciertas formaciones, como los bosques mediterráneos, pueden verse afectados por eventuales incendios, bien porque las instalaciones dificulten las tareas de extinción, bien porque las aspas de los aerogeneradores atraen rayos, y pueden ser la causa de sus comienzos.

Por más que se empeñen los promotores, los aerogeneradores tienen un impacto brutal sobre la avifauna, especialmente intenso si se colocan en rutas migratorias (ejemplos de Navarra y Tarifa), en lugares de nidificación y campeo de grandes planeadoras (en águilas y buitres, especialmente comprobado)El efecto no es sólo por choque, también se genera un vacío de hábitat . Ciertas rapaces son especialmente sensibles a cualquier molestia. Se han constatado abandono de nidos de águilas reales (ejemplos: en el monte Toranzo y en Peña Alta, provincia de Burgos).

Se quieren colocar parques eólicos en las cumbres montañosas, con una incidencia visual enorme, y siendo estas unidades de alta fragilidad paisajística.El paisaje, en tanto indicador del estado de salud de los ecosistemas, de usos y aprovechamientos, y del estilo y calidad de la gestión del desarrollo, debe ser preservado como un recurso natural cada día más escaso y valioso, capaz de generar a la población beneficios socioeconómicos inmediatos, al ser un recurso cada vez mas valorado por todas las capas sociales.La atrocidad de estas instalaciones sobre el patrimonio cultural, histórico, y arqueológico es evidente. No sólo se afectan sus unidades paisajísticas, también se afectan yacimientos en su integridad (las obras de algunos parques eólicos en Burgos, fueron denunciadas cuando la maquinaria afectó a yacimientos como castros y tumbas neolíticas)

Lejos de generar beneficios económicos (los promotores se presentan como reyes magos que regalan dinero a espuertas, y se erigen en presuntas tablas de salvación para las escuálidas arcas municipales de muchos pueblos), los perjuicios son fáciles de comprender si se detiene uno un poco y realiza el siguiente análisis:
Contratos de arrendamiento, que contienen ciertas cláusulas muy desfavorables como la de estar obligados a ceder otros terrenos en caso de que los promotores necesiten ampliaciones o construir nuevos parques.
Cláusulas de revisión en función del precio de venta de la tarifa eléctrica, hoy subvencionada de manera que se paga una prima sobre la energía producida por una central convencional. Esto viene a significar que en muy pocos años los propietarios cobrarán por aerogenerador menos de lo que hoy se les ofrece.
Pérdida de valor de todas las fincas de la zona y alrededores.
Pérdida de atractivo, que repercute en actividades turísticas entre otras, como el sector de la construcción.
Pérdida de calidad de vida, ligada a la calidad ambiental, y que se ha convertido en toda sociedad de progreso en un parámetro tan valorado por las personas como es el nivel de renta y la estabilidad laboral.

Tecnologias para frenar el impacto ambiental:

Toda persona y todo municipio, en cuyas propiedades se quieran construir parques eólicos, deberían tener conocimiento de las desventajas - además de las ventajas, exclusivamente económicas- , que representa para el medio y para los bienes y derechos de las personas que viven en el entorno. Sólo así está justificado el acuerdo que se pueda llevar a cabo entre promotores y propietarios.En caso contrario, estos últimos, que cuentan con el legítimo derecho a procurarse beneficios a su favor, se encuentran en una clara situación de indefensión.

Centrales instaladas en España y en el mundo :


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Centrales Fotovoltaicas

Su funcionamiento:

Las centrales fotovoltaicas producen electricidad sin necesidad de turbinas ni generadores, utilizando la propiedad que tienen ciertos materiales de generar una corriente de electrones cuando incide sobre ellos una corriente de fotones. La clave del funcionamiento de las células fotovoltaicas está en la disposición en forma de sandwich de materiales dopados de diferente forma, de manera que unos tengan exceso de electrones y otros, por el contrario, "huecos" con déficit de electrones. Los fotones de la luz solar portan una energía que arranca los electrones sobrantes de una capa y los hace moverse en dirección a los "huecos" de la otra capa. El resultado es la creación de flujo de electrones excitados, y por lo tanto, un voltaje eléctrico. Este voltaje conseguido es muy pequeño: por ejemplo, una iluminación con una potencia de 1 kW por metro cuadrado genera apenas un voltaje de 0,5 voltios.La solución consiste en conectar en serie gran número de células: en el ejemplo anterior, conectando 36 células obtendremos una tensión de 18 voltios. Conectando gran número de células, podremos alcanzar el voltaje que deseemos. En la práctica, muchas instalaciones fotovoltaicas son pequeñas y se usan para propósitos específicos: por ejemplo, para apoyar el suministro eléctrico de una casa, o para señalizaciones de carretera. Pero también existen algunas grandes instalaciones más o menos experimentales.

Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes:






El impacto ambiental que producen:

• FASE DE CONSTRUCCIÓN:
• Ocupación de suelo permanente (suelo, vegetación, fauna, usos, paisaje, patrimonio)
• Ocupación de suelo temporal (idem)
• Cambios en la topografía del terreno (geología, riesgos erosivos, paisaje, patrimonio)
• Emisión de contaminantes (calidad atmosférica, suelo, usos, hidrología)
• Emisión de sólidos (calidad atmosférica, paisaje, hidrología)
• Compactación y erosión del suelo (erosión, usos, cubierta vegetal)
• Emisión de ruidos (fauna, medio social, paisaje)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (medio social, paisaje)
• Molestias generales en obras (fauna, medio social, paisaje)
• Aumento del riesgo de incendios (prácticamente todos)
• Producción de sobrantes y residuos (valores naturalísticos, paisaje)

• FASE DE FUNCIONAMIENTO:
• Cambios locales del clima (clima, vegetación, usos, fauna, medio social)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (paisaje, medio social)
• Aumento de riesgos para la fauna (fauna)
• Efecto barrera (fauna)
• Introducción de nuevos usos (suelo, usos)
• Generación de residuos tóxicos y peligrosos (agua, suelos, ecosistemas)
• Labores de mantenimiento (fauna, medio social, paisaje)
• Riesgos para las personas (medio social)


• FASE DE FIN DE VIDA ÚTIL:
• Emisión de contaminantes (suelo, usos, hidrología, calidad atmosférica)
• Emisión de sólidos (calidad atmosférica, paisaje, hidrología)
• Compactación y erosión del suelo (erosión, usos, cubierta vegetal)
• Emisión de ruidos (fauna, medio social, paisaje)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (medio social, paisaje)
• Molestias generales en obras (fauna, medio social, paisaje)
• Aumento del riesgo de incendios (prácticamente todos)
• Producción de sobrantes y residuos (valores naturalísticos, paisaje)


PRINCIPALES IMPACTOS:
– eliminación de la cubierta vegetal,
– pérdida de hábitats para la fauna,
– erosión
– impacto paisajístico


Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:


Centrales instaladas en el mundo y en España:




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viernes, 6 de marzo de 2009

Centrales Térmicas de Biomasa

Su funcionamiento:

Dispone de una tecnología contrastada, para la gasificación de diferentes tipos de biomasa: cascarilla de arroz, orujillo de aceituna, madera, etc. con plantas industriales en funcionamiento.

Las plantas de gasificación están basadas en un concepto modular, pudiendo procesar entre 8.000 y 60.000 toneladas de biomasa por año.

El gas obtenido a partir de las plantas de gasificación, se utiliza como combustible en los grupos motor-generador, que lo transforman en energía eléctrica que se exporta al sistema eléctrico.


El alto rendimiento de las plantas de gasificación de biomasa realizadas, y la posterior generación eléctrica con grupo motor-generador representan una solución competitiva, frente a los sistemas convencionales de combustión en caldera.


Esquema de funcionamiento con los nombres de las partes:

El impacto ambiental que producen:

La co-combustión de biomasa en centrales térmicas convencionales reduce el consumo de combustibles fósiles. Además, las emisiones de CO2 derivadas de la biomasa no computan, puesto que se acepta que el CO2 que emite en su combustión se compensa con el que absorbe la biomasa a lo largo de su ciclo de vida. Por tanto, en la práctica la utilización de biomasa supone un ahorro de derechos de emisión de CO2 en la instalación. En función de la biomasa de la que hablemos, las emisiones típicas de SOx y NOx también son ligeramente inferiores. El uso de biomasa, además de resultar sumamente favorable para cumplir con el objetivo de reducción de emisiones, reduce el impacto ambiental de los residuos agrícolas y forestales y también las posibilidades de incendios en bosques.
Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:

Con esta tecnología, los costes de inversión por kW instalado son, en general, inferiores a los que requeriría una central 100% biomasa. Las centrales térmicas ganan además a las centrales 100% biomasa en eficiencia y rendimiento, y cuentan además con una gran ventaja frente a ellas: si se interrumpe el suministro de residuos pueden seguir operando sólo con carbón.
La cantidad de combustible que puede ser sustituida por biomasa depende del tipo de caldera y de la tecnología utilizada. Se habla, en general, de “combustión directa premezclada”, cuando el carbón se mezcla con la biomasa antes de entrar en caldera; “co-combustión directa separada”, la biomasa se inyecta en caldera de forma independiente y separada del carbón; y “co-combustión indirecta o gasificación”, la biomasa se gasifica y se introduce en caldera en forma gaseosa. Además se deben tener en cuenta las características y la cercanía de la materia prima, así como los potenciales problemas que puedan surgir por la presencia en la biomasa de materias contaminantes, como pinturas o lacas.

Centrales instaladas en España y en el mundo:







En el mundo:







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