Tecnologías de Generación Eléctrica Avanzadas
Centrales Solares Térmicas de Alta Temperatura (650 a 800 ºC)
Centrales de Torre Central (Ejemplo: Gemasolar)
Estas instalaciones, como Gemasolar (con una potencia de 17 MW), se caracterizan por:
- Un enorme campo de espejos, denominados heliostatos, dotados de seguimiento solar bidimensional.
- Los heliostatos proyectan la luz solar sobre un único receptor situado en la cima de una torre de gran altura.
- Pueden incorporar sistemas de almacenamiento con sales fundidas, lo cual permite mantener una producción eléctrica continua.
Sistemas de Climatización y Conversión Energética
Bomba de Calor Reversible
Dispositivo capaz de generar tanto frío como calor.
Disminución Energética Solar al Atravesar la Atmósfera
La atenuación de la radiación solar se debe a varios fenómenos:
- Dispersión: La radiación electromagnética choca con moléculas de vapor de agua, otros vapores gaseosos y partículas de arena en suspensión.
- Absorción: Parte de la radiación es absorbida por los gases de efecto invernadero, principalmente moléculas de ozono y dióxido de carbono.
- Atenuación: La propia masa de aire atmosférica actúa como un filtro, reduciendo la energía recibida.
Motores Stirling
Utilizados generalmente a escala de pocos kW, estos motores pueden funcionar con diversas fuentes de energía:
- Pueden usar fuentes de calor renovables como la energía solar o la biomasa, así como combustibles fósiles como gas o gasóleo.
- Requieren calor en la parte externa del dispositivo. El movimiento de los pistones acciona un alternador que genera electricidad. El agua utilizada para refrigerar el sistema aprovecha el calor generado.
- Tienen la particularidad de ser cogeneradores: si reciben energía externa para generar calor y electricidad, también pueden producir frío o calor según se requiera.
Energía Hidroeléctrica
Origen y Fundamentos de la Energía Hidroeléctrica
El origen de la energía hidroeléctrica proviene indirectamente de la solar, ya que es el motor del ciclo hidrológico natural. Este ciclo provoca la transformación energética en formas de energía mecánica:
- Cinética (en función de la velocidad).
- Potencial (en función de la altura).
El 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua.
Viabilidad de las Centrales Hidroeléctricas
La implementación de centrales hidroeléctricas (incluyendo las minihidroeléctricas) es viable en zonas con una combinación óptima de:
- Niveles adecuados de lluvias.
- Diferencias de cotas.
- Condiciones orográficas que permitan la construcción de presas.
Requieren la ejecución de obras de construcción significativas: presas, canales de derivación y embalses, además del equipamiento de turbinas y sistemas auxiliares para la generación eléctrica.
Minihidroeléctricas
Son centrales hidroeléctricas de pequeña potencia (rango hasta 50 MW). El proceso implica:
- Canalización del agua de un río a través de un pequeño azud.
- Conducción hasta una cámara de carga.
- Paso por una tubería forzada hasta una pequeña turbina, situada en una cota inferior.
- La turbina hace girar solidariamente un alternador que produce corriente eléctrica.
Tipos de Centrales Hidráulicas
- De agua fluyente: Recogen parte del caudal de un cauce fluvial, lo redirigen a la central y, tras pasar por la turbina, lo devuelven al cauce.
- De embalse: Se localizan bajo los embalses y se caracterizan por almacenar grandes cantidades de agua.
- De microbombeo: Aportan mayor eficiencia al conjunto de la central, utilizándose normalmente en combinación con centrales nucleares.
Centrales Integradas a Canales de Riego
Existen dos modalidades principales:
- Aprovechamiento del desnivel en el propio canal, mediante la instalación de una tubería forzada paralela a la vía rápida del canal de riego.
- Uso del desnivel existente entre el canal y un río limítrofe. La central se instala cerca del río y se turbinan las aguas excedentes del canal.
También se utilizan en tuberías de suministro de agua potable, empleando para ello turbinas Francis o Crossflow.
Evaluación de la Minihidráulica
Ventajas de la Minihidráulica
Medioambientales
- Uso del agua sin consumirla.
- Carácter autóctono (no depende del exterior).
- Energía limpia e inagotable.
- Generación distribuida debido a fenómenos físicos.
- Evita los efectos negativos asociados a las grandes centrales hidráulicas.
Socioeconómicas
- Creación de fuentes de empleo.
- Mayor cohesión regional.
Inconvenientes de la Minihidráulica
Técnicos
- Dependencia temporal y espacial de las lluvias.
- Golpe de ariete: Onda de presión que se provoca en la conducción de la planta cuando hay un cierre brusco de válvulas.
- Cavitation: Fenómeno físico que ocurre en los álabes de las turbinas. Consiste en la formación inesperada de pequeñas burbujas de gas o vapor en los espacios huecos de los álabes, debido a la reducción de presión que surge cuando un líquido se desplaza a gran velocidad. Esto genera ruidos, vibraciones y corrosión del material metálico del álabe.
Económicos
- Mayor reticencia a la hora de la inversión.
- Potencial destrucción de terrenos pantanosos y aguasalinos.
- Condicionamiento del flujo de la corriente aguas abajo de la presa.
- Alteración de la actividad de ocio y recreo fluvial.
Impacto Medioambiental de la Minihidráulica
Pueden impedir una mayor explotación de los caudales naturales.
La Turbina Hidráulica
Máquina hidráulica que intercambia energía entre el fluido y el entorno, cediéndola según las necesidades y condiciones de diseño de la instalación.
Clasificación
La clasificación se basa en el grado de reacción:
- Si el grado de reacción es 0, son turbinas de acción.
- Si el grado de reacción es diferente de 0, son turbinas de reacción o admisión total.