Iniciamos con esta noticia una serie dedicada a ofreceros información sobre distintos temas relacionados con el sector eléctrico y algunos conceptos que se repiten pero que muchas veces son complicados de entender. En esta primera entrega os ofrecemos algunos detalles de lo que denominamos “energías renovables” para la producción de energía eléctrica. Esperamos que sean de vuestro interés.

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Cuáles son las energías para producción de energía eléctrica denominadas renovables

Existen diferentes fuentes de energía para la producción de electricidad:

 

  • Fuentes renovables: se puede disponer de ellas sin peligro de que se agoten. Por regla general, son las que originan menor impacto medioambiental.
  • Fuentes no renovables: se trata de depósitos de energía, que constituyen reservas limitadas, que disminuyen a medida que se van utilizando.

A partir de cada una de estas distintas fuentes de energía existen distintos tipos de centrales para la producción de electricidad:

En la producción de electricidad mediante energía renovable vemos los siguientes tipos de centrales:

En general se incluyen también las grandes presas hidráulicas que son productoras de energía eléctrica como fuente de energía renovable, pero muchas organizaciones discuten este calificativo por el enorme impacto ambiental que genera su construcción.

 

Central minihidroeléctrica o minicentral hidráulica

Este tipo de centrales aprovechan el agua de pequeños ríos y fueron muy utilizadas en otro tiempo para abastecer de energía eléctrica a pequeños pueblos y fábricas situadas en sus cercanías. Su instalación requiere una determinada orografía y unos recursos hídricos adecuados.

La energía potencial del agua se transforma en energía cinética en la tubería, a continuación pasa por la turbina y esta energía cinética del agua se transforma en energía cinética de rotación del eje de la turbina que en el alternador se convierte en energía eléctrica.

Su potencia está comprendida entre 250 kW y 5 MW y su pequeño tamaño proporciona energía con bajo impacto ambiental y pequeños costes de instalación (Tecnologías, 2008).

 

Las centrales de energía minihidráulica instaladas en Castilla y León confirman a nuestra región como una de las primeras comunidades de España en su implantación, con 182 centrales con potencia menor a 10 MW, con 210 MW totales instalados, en 2015 según el resumen anual de estadística energética de Castilla y León.

 

Central eólica

Las centrales eólicas se constituyen por varios aerogeneradores donde se aprovecha la energía cinética del viento para mover las palas de un rotor situado en lo alto de la torre. Las aspas van conectadas a un sistema multiplicador de la velocidad cuya salida está fijada al eje del rotor. El conjunto de aspas (o palas), rotor y turbina (góndola) y la torre se denomina aerogenerador (Tecnología industrial, 2002).

Partes de un aerogenerador

Fuente: Las Energías Renovables en Castilla y León (JCyL, 2008)

No es posible instalar un aerogenerador en cualquier lugar, puesto que es preciso un régimen de vientos apropiado.

Las condiciones naturales de Castilla y León permiten ser en la actualidad la primera comunidad autónoma en potencia instalada (5.593 MW, que representa el 24,19% del total en España) y en número de parques con 243 instalados en nuestro territorio (datos obtenidos de AEE, Asociación Empresarial Eólica) de todo el país. Este hecho, es resultado de encontrar simultáneamente en Castilla y León tres elementos fundamentales para el desarrollo de esta energía como son: viento adecuado, infraestructura eléctrica suficiente, y disponibilidad de terrenos sin afecciones ambientales indeseadas.

Una gran parte de la instalación de producción de electricidad gracias al viento está en forma de parques eólicos como conjuntos de aerogeneradores conectados a la red. Pero tradicionalmente han existido instalaciones aisladas destinadas al autoconsumo mayoritariamente con la función de bombear agua.

 

La minieólica es la forma en que se denomina la instalación de pequeños aerogeneradores para producción de electricidad en autoconsumo generalmente de forma aislada.

 

Central geotérmica

Se aprovecha el calor interno de la Tierra mediante perforaciones en el terreno para acceder a las capas calientes del interior. Se hace pasar agua por estas tuberías situadas en el subsuelo que al calentarse se convierte en vapor de agua que pasa a través de un sistema de turbinas, generando así la electricidad en los correspondientes alternadores (Tecnología industrial, 2002).

Como consecuencia de la inexistencia de potenciales geotérmicos de relevancia en el territorio de Castilla y León, casi no se utiliza este método en nuestra comunidad. La paulatina introducción a nivel comercial de tecnologías que permiten aprovechar para la generación de calor o electricidad los recursos geotérmicos de baja temperatura, va a dar a este sector una oportunidad para su desarrollo. Actualmente existen sistemas de calefacción doméstica basados en este mismo procedimiento.

 

Central solar térmica

Una central solar térmica para la generación de electricidad consta de un sistema de espejos (heliostatos) que reflejan la radiación solar, concentrándola en una caldera situada en la parte superior de una torre. En esta caldera hay un fluido que absorbe el calor y posteriormente lo transfiere a otro fluido (agua) en un intercambiador, donde se genera vapor de agua. El vapor de agua producido se emplea para mover el rotor de un grupo generador (turbina – alternador) donde se produce la electricidad que se vierte a la red de distribución eléctrica (Tecnologías, 2008).

Esta tecnología también recibe el nombre de termoeléctrica. Es la opción más innovadora de generación de energía eléctrica aprovechando la radiación solar y es de tal importancia que algunos expertos, entre ellos Greenpeace, establecen que España podría cubrir su demanda de electricidad al 100% con energía renovable, aumentando la potencia en solar térmica y en bombeos (ACCIONA Energía, 2014).

 

Plantas solares térmicas en la Plataforma Solúcar de ABENGOA (Sanlúcar la Mayor, Sevilla)

Fuente: http://www.abengoasolar.com/

 

Solar térmica para aprovechamiento calorífico

La energía solar térmica, es decir el calor del sol se puede utilizar además para calentar, gracias a unos colectores, algún tipo de fluido (generalmente agua) que después se utiliza para el circuito de la calefacción, el agua caliente sanitaria o la climatización de piscinas.

Esquema de instalación solar de baja temperatura: circuito abierto y circuito cerrado.

Fuente: Las Energías Renovables en Castilla y León (JCyL, 2008)

Central solar fotovoltaica

Mediante esta tecnología la radiación solar se transforma directamente en energía eléctrica en paneles de células fotovoltaicas, mediante un proceso completamente diferente al sistema turbina – alternador utilizado en las anteriores centrales eléctricas mencionadas.

Gracias al efecto fotovoltaico, al incidir los rayos solares sobre la unión de semiconductores de diferente tipo se produce un campo eléctrico que permite la corriente eléctrica. El elemento en el que se produce dicho efecto se denomina célula fotovoltaica, que es la base de este tipo de instalaciones.

Planta de energía solar fotovoltaica en Alcolea del Río

Fuente: Cooperativa SOM ENERGIA

Las células fotovoltaicas están fabricadas con varias capas de distintos materiales, incluyendo estos semiconductores. En cada célula se genera un pequeño voltaje. Cada panel contiene un gran número de células solares. Se colocan varios paneles alineados y el efecto acumulado de estos produce una tensión continua cuya potencia oscila entre 20 y 50 kW. En un inversor, esta tensión continua se convierte en alterna.

El continuo desarrollo y por lo tanto el abaratamiento de esta tecnología ha permitido que desde hace unos años sea asequible la instalación de paneles fotovoltaicos para cubrir la demanda de energía eléctrica de una familia. Un inconveniente de esta tecnología es la necesidad de tener o bien baterías o un contrato de luz para poder disponer de energía eléctrica cuando el sol se guarda.

En el pasado los excedentes de energía eléctrica que se producían en las horas de mayor radiación solar se vertían a la red y se vendían al sistema eléctrico, lo que también influía en el abaratamiento del proyecto de instalación. En la actualidad la legislación ha cambiado y estos proyectos ya no son tan asequibles para una familia media española.

 

Generación de electricidad a partir de biomasa

El uso de biomasa para producir energía eléctrica es un proceso similar al de las centrales térmicas: la combustión de la biomasa genera calor que calienta agua que se evapora dando lugar a vapor que genera la electricidad a partir de grupos turbo – alternadores.

Cuando existe generación combinada de energía calorífica y eléctrica en un mismo centro de producción se denomina cogeneración.

Generalmente la biomasa es utilizada para producir energía calorífica.

Este combustible presenta ciertas oportunidades medioambientales:

  • Las emisiones de CO2 que se producen en el proceso no computan puesto que el CO2 emitido en la combustión menos el CO2 que esa biomasa ha absorbido cuando la materia orgánica crece es igual a cero.
  • Sostenibilidad, siempre que la biomasa sea un producto endógeno, es decir: no produzca contaminación por su transporte desde lugares lejanos (es decir que sea local), limpieza de montes, prevención de incendios, generación de empleo en la zona, etc.

 

La microcogeneración hace referencia a equipos de pequeña potencia (de menos de 50kW) que pueden ser instalados, con facilidad y una inversión razonable, en edificios industriales, comerciales y residenciales. Constan de micro-motores, micro-turbinas o las pilas de combustible. La viabilidad económica de este tipo de instalación exige acceso al combustible necesario a un coste asequible y la existencia de una demanda térmica suficiente durante varios miles de horas al año (PwC, 2015).

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Fuentes bibliográficas

ACCIONA Energía, 2014; Renovables cum laude: Entrevista a Santiago Galbete. Enero 2014.

https://www.acciona.com/es/a-fondo/renovables-cum-laude-entrevista-a-santiago-galbete/

EREN Mapa energía eólica, 2010; http://www.energia.jcyl.es/web/jcyl/Energia/es/Plantilla100Detalle/1272285069418/Publicacion/1283259102131/Redaccion

EREN PAEC, 2008; Plan de Asistencia Energética en el sector cerámico. Ente Regional de la Energía de Castilla y León. Año 2008

JCyL, 2008; Las Energías Renovables en Castilla y León. Cuadernos de Medioambiente. Coordinación: Servicio de Educación Ambiental. Editor: Junta de Castilla y León. Consejería de Medio Ambiente. Primera edición: 2008

JCyL, 2015; Resumen anual de estadística energética de Castilla y León, número 124. Plan estadístico de Castilla y León 2014-2017. Año 2015.EREN.Junta de Castilla y León

JCyL, 2014; Resumen anual de estadística energética de Castilla y León, número 123. Plan estadístico de Castilla y León 2014-2017. Año 2014. EREN. Junta de Castilla y León

PwC, 2015; El autoconsumo en España: segmentos residencial y comercial. PricewaterhouseCoopers

Tecnología industrial, 2002; Fidalgo Sánchez J. A., Fernández Pérez M. R., Fernández Fernández N., Gutiérrez Álvarez E. R., Tecnología Industrial, EVEREST.

Tecnologías, 2008; Moreno Márquez J., Salazar Nicolás M.V., Sánchez Sánchez A., Sepúlveda Irala F.J., OXFORD EDUCACIÓN.

Oportunidades del autoconsumo en Castilla y León. Grupo sectorial de trabajo Energía, CCOO Castilla y León, Mónica Iglesias Sanzo (miembro del Consejo Rector de EnergÉtica S. Coop.). Diciembre 2016. (https://fafecyl.jcyl.es/web/jcyl/FundacionEmpleo/es/Plantilla66y33/1284261913590/_/_/_)