Las Energías Renovables - renewables

ENERGÍAS RENOVABLES
Tecnologías en energías renovables
en Alemania y en todo el mundo
La industria alemana de Energías Renovables –
un socio fiable
En los últimos años, Alemania ha experimentado un rápido
desarrollo en el uso de energías renovables, convirtiéndose
así en líder internacional. Su sector de energía eólica es el tercero más importante del mundo con más de 33.730 MW de
capacidad instalada y el mercado de energía solar es el más
grande del mundo con más de 35.700 MW de capacidad pico
instalada a finales de 2013. También es líder en otros sectores de tecnología. En 2013, las energías renovables suministraron más del 12 % del consumo final bruto de energía del
país. La fuerza motriz responsable del periodo de prosperidad que experimentan las energías renovables en Alemania, es su fuerte industria nacional. En 2012, ya existían más
de 377.800 puestos de trabajo en este sector: en las áreas de
investigación, de producción, de planificación de sistemas y
de instalación. Las empresas alemanas invirtieron pronto en
el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento de las
energías renovables y lanzaron al mercado productos de gran
rendimiento, con alta durabilidad y bajo mantenimiento. Las
enormes expectativas del usuario final estimulan la continua
optimización y el desarrollo de los productos. Los estándares
alemanes empleados en la producción y la selección de componentes de sistemas apropiados han fijado los estándares
internacionales de calidad.
juwi
Wagner & Co Solartechnik GmbH
Incremento en la demanda global
de energías renovables
El objetivo más importante hacia un futuro sostenible es
aumentar el uso de energías renovables en todo el mundo.
El uso de energías renovables aumentó considerablemente durante el año 2012, con una capacidad total en energías
renovables a nivel mundial de más de 1.470 GW en 2012. Las
energías renovables ofrecen la posibilidad de satisfacer la
demanda de energía a nivel mundial de una manera ecológica y sostenible. Se necesita cooperación internacional para
enfrentarse a este desafío y desarrollar nuevos mercados.
Phocos AG
Phocos AG
La iniciativa „renewables – Made in Germany“
La transferencia de conocimientos en energías renovables, el
fomento del comercio exterior y de la cooperación internacional para el desarrollo son parte de la iniciativa “renewables – Made in Germany”. Coordinada y financiada por el
Ministerio Federal de Economía y Tecnología (BMWi), la iniciativa coopera con asociaciones como la Deutsche EnergieAgentur GmbH (dena) – la Agencia Alemana de Energía –,
la Asociación de Cámaras de Comercio e Industria Alemanas (DIHK), la Oficina Federal de Economía y Control de las
Exportaciones (BAFA), la Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional (GIZ), así como asociaciones empresariales relevantes y otros socios.
INTER CONTROL H. Anger‘s Söhne Bohr- und Brunnenbauges. mbH
Tecnologías en energías renovables
▪▪ Juegan un papel muy importante en la mitigación del cambio climático.
▪▪ Se encuentran en abundancia en todo el mundo.
▪▪ Reducen su dependencia de la importación de energía y
fomentan, por el contrario, la creación de valor en la economía rural.
▪▪ Generan empleo en industrias de crecimiento sostenible.
▪▪ Son la base para el suministro de energía sostenible a los
países industrializados y en vías de desarrollo.
▪▪ Es uno de los mercados de mayor crecimiento a nivel mundial.
▪▪ De riesgo poco elevado – sin problemas de emisión ni de
eliminación de desperdicios.
▪▪ De poco interés como objetivos de potencial terrorista.
BioConstruct GmbH
Bundesverband WindEnergie e.V.
www.renewables-made-in-germany.com
ENERGYSYSTEMS
www.intercontrol.de
www.sma-solar.com
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ENERGÍAS RENOVABLES
Tecnologías en Energías Renovables –
campos de aplicación
S.A.G. Solarstrom AG
Solar Promotion GmbH
Las Energías Renovables …
… suministran energía a la red
La energía hidráulica, la energía geotérmica, la energía eólica, la bioenergía y la energía solar pueden reemplazar gradualmente a la energía convencional. Una buena combinación de fuentes de electricidad, de almacenamiento y de
tecnología inteligente de control de redes puede asegurar la
estabilidad de la red de distribución de energía eléctrica.
… ofrecen sistemas autónomos para proporcionar
energía al medio rural
Alrededor de dos mil millones de personas en el mundo
siguen sin tener acceso a la red eléctrica pública. Los sistemas autónomos de suministro de energía basados en energías renovables pueden suministrar electricidad en aquellos
lugares en los que resultaría difícil o poco rentable construir
una red eléctrica.
… ofrecen un suministro descentralizado de calor
La bioenergía, la energía térmica solar y la energía geotérmica suministran la energía necesaria para proporcionar calor,
refrigeración y agua caliente para el uso doméstico, así como
para los procesos de transferencia de calor en la industria.
… reducen las emisiones en el sector del transporte
La bioenergía, p. ej. en forma de biogas, puede ser utilizada
en vehículos a gas natural como combustible para el transporte, garantizando la movilidad de una manera sostenible.
Competitividad de costes en energías renovables
La competitividad en energías renovables se puede comprobar en segmentos de mercado y bajo condiciones de mercado
en todo el mundo, aumentando años tras año. Ya representa
una alternativa al suministro de energía convencional,
en especial si además del precio actual de mercado para la
energía de combustibles fósiles y para la energía nuclear, se
tienen en cuenta los siguientes costes ocultos que la producción de energía deriva a la sociedad.
▪▪ Costes externos ocasionados por la degradación
del medio ambiente y por los conflictos políticos
En particular, las pérdidas originadas debido al cambio
climático y a la polución del aire, ocasionados por el uso de
combustibles fósiles, se está convirtiendo en un factor económico cada vez más importante al influir cada vez más en
las decisiones políticas y económicas.
▪▪ Agotamiento de recursos
La significativa tasa de agotamiento de los recursos fósiles siempre va ligada a trayectos más largos, creándose así
costes indirectos adicionales.
▪▪ Polución del aire y del agua
Los agentes contaminantes que se producen al quemar
combustibles fósiles son la causa fundamental de la polución y la lluvia ácida.
▪▪ Impacto nocivo para la salud humana
Los agentes contaminantes procedentes de recursos fósiles acarrean problemas de salud para la humanidad. En los
EE.UU., por ejemplo, se han llevado a cabo varios programas para abordar los efectos de la industria del carbón en
la salud.
▪▪ Contribución al cambio climático mundial
El uso de combustibles fósiles acelera el calentamiento
global, lo que conlleva un ascenso del nivel del mar y condiciones meteorológicas extremas, que, por otra parte,
generan una serie de costes indirectos ocasionados por
inundaciones, tormentas, etc.
Los costes de la sociedad en el suministro
de energías fósiles
Los precios aplicados
a los consumidores
Costes de la sociedad
Polución del aire
Daño ambiental
Costes ocasionados por conflictos políticos
Costes para la seguridad
Costes de limpieza
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ENERGÍAS RENOVABLES
Tecnologías en energías renovables
para la mitigación del cambio climático
Cambio climático: el desafío del siglo XXI
El calentamiento global causado por las emisiones de gases
de efecto invernadero producidas por el ser humano es una
de las mayores amenazas para la civilización en el siglo XXI.
Ha comenzado a afectar y a cambiar la vida de las personas
por todo el mundo, y sus consecuencias continuarán intensificándose.
Los hechos
▪▪ La tendencia al alza de la temperatura media global a largo
plazo ha aumentado desde finales de los años 70.
▪▪ Desde las primeras mediciones de temperatura realizadas
en el siglo XIX, la década comprendida entre 2001 y 2010
ha sido la más calurosa registrada hasta el momento, siendo el 2010 el año más caluroso de todos.
▪▪ Una evaluación preliminar efectuada durante los primeros
nueve meses del año 2013 indica que la tendencia continúa
dado a que ese año se encontrará probablemente entre los
diez años más calurosos desde que se comenzaron a realizar registros a nivel mundial.
▪▪ El aumento en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, provocado por la actividad humana, es muy probablemente la razón que subyace al calentamiento global.
Anomalías en la temperatura global media anual
desde 1850 a 2013
Anomaly (°C) relative to 1961–1990
0.6
Met Office Hadley Centre and Climatic Research Unit
NOAA National Climatic Data Center
NASA Goddard Institute for Space Studies
0.4
0.2
0
preindustriales, debido, principalmente, al uso de combustibles fósiles. El promedio global de fracciones molares de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O)
alcanzó nuevas cifras en 2012.
¿Cómo se puede medir el calentamiento global del
sistema climático?
El cambio climático se puede demostrar por los cambios en
▪▪ Las temperaturas medias globales del aire y del océano.
▪▪ La salinidad del océano.
▪▪ Los modelos de los campos de viento.
▪▪ Las características climáticas extremas como sequía, fuertes precipitaciones, olas de calor y la intensidad de los
ciclones tropicales.
¿A quién afectará más el cambio climático?
El impacto del cambio climático afectará de manera desproporcionada a los países pobres y en vías de desarrollo, al ser
éstos más vulnerables y disponer de menos oportunidades
para adaptarse a las consecuencias. Es por ello esencial que
tanto la mitigación del cambio climático como la adaptación
formen parte integral de la política de desarrollo y cooperación.
Aspectos económicos del cambio climático
El cambio climático tendrá un impacto muy importante en el
crecimiento y en el desarrollo de cada país. Se han de tomar
inmediatamente medidas para mitigar los principales costes
y riesgos del cambio climático. El efecto positivo en la mitigación del cambio climático llevará, además, a nuevas oportunidades de comercio, principalmente en los mercados para
tecnologías de energías con baja emisión de carbono, así
como otros servicios y productos con bajas emisiones de carbono.
- 0.2
El Protocolo de Kioto
-0.4
▪▪ El Protocolo de Kioto es un acuerdo internacional que se
- 0.6
- 0.8
1850
1900
1950
2000
Year
Fuente: WMO Provisional Statement on Status of the Climate in 2013
Gases de efecto invernadero
¿Qué tipo de gases de efecto invernadero existen?
▪▪ La quema de combustibles fósiles y la deforestación a gran
escala liberan dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera.
▪▪ Las industrias agrícolas y ganaderas contribuyen a la liberación de gases como el metano (CH4) y el óxido nitroso
(gas hilarante, N2O).
¿Cuáles son los efectos de los gases de efecto invernadero?
Los gases de efecto invernadero permiten que la radiación
solar atraviese la atmósfera sin casi ningún impedimento,
pero retienen la radiación de onda larga emitida por la superficie de la Tierra. La acumulación de estos gases en la atmósfera da lugar al efecto invernadero y a una tendencia al alza
de las temperaturas en la troposfera.
¿Cuál es el estado actual de los gases de efecto invernadero en la atmósfera?
De acuerdo con el 5º Informe de Evaluación del Grupo
Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) de 2013, la concentración de dióxido de carbono
en la atmósfera ha aumentado en un 40 % desde los tiempos
adoptó en Kioto, Japón, en 1997, y que obliga a los miembros a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero.
▪▪ El Protocolo de Kioto entró en vigor en 2005 siendo ratificado por 192 miembros (191 países y 1 organización de
integración económica regional, la Unión Europea).
▪▪ Las partes accedieron a reducir las emisiones de sus países en un 5 % por debajo de los niveles de 1990 durante el
periodo de 2008 a 2012 (el llamado “primer periodo de
compromiso”).
▪▪ En la enmienda de Doha al Protocolo de Kioto, en diciembre de 2012, se acordó el siguiente periodo de compromisos, que va desde el 2013 al 2020, así como una agenda
para adoptar un acuerdo universal sobre el cambio climático hasta 2015.
Las tecnologías en energías renovables como
parte integrante de una estrategia de mitigación
El uso de petróleo, gas natural, carbón y uranio representa
riesgos más importantes: Éstos se encuentran solamente en
cantidades limitadas, sus precios son muy volátiles y llevan a
una dependencia política. Las fuentes de energías renovables
están libres de CO2 y se renuevan constantemente en procesos naturales. Las tecnologías en energías renovables pueden
llevar a la reducción de grandes emisiones de CO2 en el sector
eléctrico, a reemplazar combustibles para el transporte basados en aceites minerales, y a proporcionar calor y refrigeración ecológicos.
BSW Solar/Langrock
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ENERGÍAS RENOVABLES
Tecnologías en energías renovables: el desafío
para la seguridad en el suministro de energía
La demanda creciente frente a la escasez
de recursos fósiles y nucleares
La demanda de combustibles fósiles a nivel mundial está
ascendiendo enormemente debido particularmente a las elevadas tasas de crecimiento económico que se registran en
algunas partes del mundo, mientras que, al mismo tiempo,
las reservas están disminuyendo y los recursos todavía disponibles están limitados a unas pocas regiones. Esto no solo
causa conflictos políticos y un número cada vez mayor de
enfrentamientos militares, sino que también representa un
gran riesgo económico para todas las sociedades y su desarrollo, ya que éstas dependen enormemente de estos recursos, que son ahora más caros que nunca. La demanda creciente, en particular de economías emergentes como la de
China, India o Brasil, llevará a un crecimiento constante y
muy significativo en el precio del petróleo. Debido en gran
parte a la especulación financiera, a los conflictos armados,
como los que tienen lugar en Oriente Medio, y a los desastres
naturales, como los relacionados con el cambio climático,
se está agravando cada vez más la volatilidad del precio del
petróleo. Aunque la mayoría de conflictos afecten de manera
más fuerte y evidente a la producción de petróleo, los problemas originados por el futuro agotamiento de recursos también afectarán a la producción de gas natural, de uranio y de
carbón, y nos enfrentarán a desafíos similares.
Reservas de petróleo convencional.
Países con reservas petroleras de > 1 Gt (2009)
Conventional oil reserves.
Countries with > 1 Gt oil reserves (2009)
> 1–10 Gt
> 10–20 Gt
> 20 Gt
Elipse estratégica
Contiene cerca del 74% de las reservas mundiales de petróleo convencional
y cerca del 70% de las reservas mundiales de gas natural
El consumo de energía en los Estados miembros de
la UE, sus importaciones netas y la tasa de dependencia en 2008
Estado Miembro
de la UE
Dependencia
energética*
UE28
54.00
Chipre
97.30
- 18.80
Dinamarca
Estonia
21.20
Finlandia
54.40
Francia
51.30
Alemania
61.60
100.00
Malta
España
79.40
Reino Unido
26.60
* Consumo energético bruto en millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtoe). Se define como la producción primaria
más las importaciones, menos las exportaciones. Importaciones netas significa importaciones menos exportaciones. Importaciones divididas por el consumo bruto.
Fuente: Europe’s Energy Portal
Aplicaciones autónomas
Las tecnologías en energías renovables ofrecen la posibilidad
de suministrar energía de manera sostenible y descentralizada mediante la creación de valor local, todo ello sin la necesidad de instalar costosas redes eléctricas ni de depender de
las importaciones. Especialmente para las personas que no
disponen de acceso a las redes de suministro modernas, así
como en economías emergentes con una creciente demanda de energía, el uso de sistemas autónomos – sistemas descentralizados para el suministro de electricidad – es especialmente recomendable.
Para garantizar un suministro continuo y asequible de energía, los sistemas híbridos autónomos pueden utilizar conjuntamente varias fuentes de energía, como por ejemplo la
energía eólica, la fotovoltaica, la hidroeléctrica y motores de
combustión. Los sistemas híbridos pueden reemplazar o sustituir parcialmente a los generadores convencionales que
suelen usar diésel como combustible. Debido a los, a veces,
elevados costes del petróleo, las soluciones autónomas en
energías renovables representan una alternativa económica.
Integración de las energías renovables en la red
Fuente: Instituto Federal de Geociencia y Recursos Naturales (BGR)
Limitación regional de los recursos disponibles
No solamente se están reduciendo las reservas de combustibles fósiles, sino que las reservas todavía disponibles se
ven limitadas a unas pocas regiones. Por ejemplo, a finales
de 2009, el 74 % de las reservas de petróleo y el 70 % de las
reservas de gas a nivel mundial se encuentran en la zona de
Oriente Medio y el mar Caspio, que es conocida con el nombre de “elipse de recursos”.
Dependencia creciente en las importaciones
Como las reservas disponibles están limitadas a unos pocos
países, el resto de economías se ven obligadas a importar
combustibles no renovables. La dependencia energética varía
enormemente entre los Estados Miembros de la UE: Dinamarca es el único exportador neto de energía, mientras que
Malta depende totalmente de las importaciones energéticas. Los proveedores más importantes de crudo y gas natural en los Estados Miembros de la UE fueron Rusia (34 % de
las importaciones de petróleo y 30 % de las importaciones de
gas) y Noruega (12 % y 27 % respectivamente).
La generación de energías renovables contribuye a reducir
tanto las emisiones de CO2 como nuestra dependencia en la
generación de energía procedente de materias primas importadas. Sin embargo, debido al aumento de la energía renovable que se suministra a la red, se requieren cambios en el
sistema energético en las áreas de generación, transmisión,
distribución, almacenamiento y consumo de energía. Gracias a los objetivos políticos en temas de energía y cambio
climático, esta transición será de gran importancia durante
los próximos años y décadas. Nuevas tecnologías y modelos
de negocio están ayudando a nivelar las cargas, a suavizar la
variabilidad y a integrar diversos recursos. Una opción para
enfrentarse a los desafíos futuros para la red, lo representan
las centrales virtuales, que jugarán un papel muy importante
en el suministro de electricidad del futuro. Una central eléctrica virtual no existe físicamente como generador de energía
pero agrega y gestiona un portfolio de generadores de distribución de pequeña escala para diferentes tipos de generación de energía. Las centrales virtuales los controlan como si
todas estas instalaciones fuesen una única gran instalación.
Centrales eléctricas virtuales
juwi
juwi
eólica
fotovoltaica
control centralizado
FLABEG Holding GmbH EnviTec Biogas AG
automóvil eléctrico
consumidores de energía
...
acumula
la energía
cogeneración
calentador de agua
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ENERGYSYSTEMS
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la red eléctrica
WIND POWER
ENERGÍA
EÓLICA
Desarrollo de la energía eólica
En muchas partes del mundo, los molinos de viento tradicionales se utilizaron para moler grano o bombear agua y han
formado parte del paisaje durante siglos. Las turbinas eólicas
modernas son centrales eléctricas que pueden ser utilizadas
para generar electricidad a un precio competitivo en comparación con las centrales eléctricas convencionales. Gracias a
su tecnología altamente desarrollada y a su rentabilidad, así
como a sus beneficios medioambientales, la energía eólica es
la fuente renovable más potente y de mayor crecimiento en la
generación de electricidad a nivel mundial. Según datos del
Consejo Global de Energía Eólica (GWEC), a finales de 2013
se habían instalado 318 GW de capacidad eólica en todo el
mundo, de los cuales 35,5 GW se instalaron en el mismo año
2013. Esto corresponde a un crecimiento anual de más del
12,5 %.
Energía eólica instalada en Europa a finales de 2013
Mercado europeo de energía eólica 2012 (en MW)
0
5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000
Alemania
España
Reino Unido
Italia
Francia
Portugal
Dinamarca
Suecia
Países Bajos
Irlanda
Grecia
Polonia
Austria
Bélgica
Rumanía
Bulgaria
Hungría
República Checa
Finlandia
Lituania
Estonia
Chipre
Luxemburgo
Letonia
Eslovaquia
Eslovenia
Malta
expansión de capacidad energética a nivel mundial. Lo que
se refleja también en la cuota de exportación del sector eólico en Alemania, que fue de un 66 % en 2012. Los fabricantes y proveedores alemanes desarrollan, producen y exportan
centrales eólicas completas, componentes principales como
las turbinas, engranajes y equipos de control, así como sistemas para el óptimo funcionamiento de una planta como son
los sistemas de control de las condiciones. Muchas empresas
medianas del sector de la ingeniería mecánica tradicional se
han abierto a nuevas áreas de negocio dentro de la industria
eólica alemana. Para la construcción de centrales eólicas se
requieren grandes torres de acero, cimentación y otras piezas de hormigón, así como la evaluación del emplazamiento,
la certificación o las pruebas tipo. Desde la planificación y el
desarrollo del proyecto hasta la construcción y explotación de
la planta, Alemania cubre toda la cadena de valor en el sector
de la energía eólica.
Principio operativo
Las turbinas eólicas son centrales eléctricas modernas de alta
tecnología basadas en un principio operativo simple. Las turbinas giran lentamente, produciendo energía de manera muy
efectiva. Hoy en día, el rotor de eje horizontal de tres palas
es el más habitual. Son mecánicamente fiables, atractivas
visualmente y sigilosas.
rotor
góndola
palas del rotor
torre
conexión a la red
fundación
Una turbina eólica moderna consiste en álabes o palas del rotor, un
rotor, una góndola (con el generador
y posiblemente una caja multiplicadora), los cimientos y una conexión
a la red de distribución eléctrica. Las
palas del rotor capturan la energía
cinética del viento, la transforman en
energía mecánica y después en electricidad mediante un generador.
Rendimiento de una turbina eólica
Fuente: EWEA Annual Report 2013
Las ventajas del uso de la energía eólica
▪▪ Ofrece electricidad limpia y ecológica a precios competiti-
vos.
▪▪ Fomenta la creación de empleo y de desarrollo económico,
p. ej. en el proceso de fabricación, planificación y mantenimiento de las turbinas.
▪▪ Genera ingresos destinados a las comunidades que se consiguen a partir de la recaudación de impuestos, de los contratos de arrendamiento de terreno así como de los ahorros que se obtienen al no adquirir recursos fósiles, cuyos
precios son cada vez más elevados.
▪▪ Las turbinas eólicas cubren un amplio abanico de aplicaciones desde pequeñas turbinas hasta parques eólicos
terrestres y marinos.
▪▪ Son el fundamento idóneo en el mix de energías que consiste en la combinación de fuentes de energía, en los llamados sistemas híbridos.
Vestas Central Europe
El rendimiento de una turbina eólica aumenta con la superficie de los álabes y con la potencia generada por tres álabes dependiendo de las velocidades del viento. De ahí que,
un incremento del 10 % en la velocidad del viento incrementa tres veces el rendimiento. Dependiendo de su emplazamiento, una única turbina de 1,5 MW produce de 2,5 a 5
millones de kWh de electricidad por año. La velocidad lateral
media del viento es un parámetro crucial para la producción
de energía de una turbina eólica. Las torres más altas están
expuestas a una mayor velocidad del viento y los álabes más
largos capturan mucha más energía.
¿Cómo influyen los vientos fuertes en el rendimiento de una turbina?
Si el viento es muy fuerte, el rendimiento se reduce para asegurar que se suministre a la red eléctrica un nivel constante de energía. La tecnología de control moderna se emplea
cuando las turbinas eólicas se conectan a la red eléctrica para
garantizar una transmisión “suave” y gradual que prevenga
fluctuaciones en la red.
Crecimiento en turbinas eólicas desde 1985
Altura de buje
Diámetro del rotor
Tecnologías en energía eólica – Made in Germany
La industria eólica alemana ha acumulado más de 20 años
de experiencia en el sector de la energía eólica moderna. La
presencia de importantes productores convierte Alemania
en un país pionero en la mejora de estas tecnologías y en la
1985
1990
1995
2000
2005
2008
2011
2012
Potencia nominal (kW)
80
250
600
1,500
3,000
6,000
7,500
7,500
Diámetro del rotor (m)
20
30
46
70
90
126
127
154
Altura del buje (m)
40
50
78
100
105
135
135
160
Fuente: German Wind Energy Association (BWE), dena
www.renewables-made-in-germany.com
www.ammonit.com
www.kbbnet.de
WIND POWER
ENERGÍA
EÓLICA
Tecnologías para el uso de la energía eólica
El sector de la energía eólica se divide en terrestre, eólica
marina y energía minieólica. A continuación, se describen
sus características principales:
Existe un gran potencial de “repotenciación”, especialmente
en Alemania, donde cerca del 40 % de las turbinas eólicas tienes al menos 12 años de antigüedad.
En tierra firme
¿Qué es la repotenciación?
En los últimos años, existe la tendencia de instalar centrales con álabes más largos para incrementar así el rendimiento energético de las centrales, incluso cuando la velocidad
del viento sea muy leve. Por ello, las turbinas más pequeñas están siendo reemplazadas por otras más grandes y más
modernas.
Las turbinas terrestres se suelen instalar en la costa o cerca
de ella, así como en montañas y mesetas. Además, para asegurar una alta producción en lugares de interior, se han
fabricado turbinas con torres altas y álabes más largos. Para
transformar eficazmente la energía eólica en electricidad se
han desarrollado dos tecnologías:
▪▪ El modelo de propulsión clásico con velocidad variable del
rotor, engranajes y un generador de alta velocidad.
▪▪ Los sistemas sin engranajes.
Ventajas
▪▪ La generación de electricidad descentralizada tiene lugar
más cerca de los centros de consumo lo que se traduce en
menores gastos en la ampliación y funcionamiento de la
red de distribución eléctrica.
▪▪ Los costes de inversión son más bajos que los de las instalaciones en alta mar, que deben construirse, conectarse,
instalarse, operarse e inspeccionarse en alta mar.
Turbinas conectadas a la red eléctrica
Las turbinas eólicas se unen en grupos conocidos como parques eólicos o se colocan en unidades individuales. Las unidades individuales suelen suministrar energía directamente a la red eléctrica existente. Cuando se construyen parques
eólicos, los costes de conexión a la red de distribución eléctrica son normalmente más elevados (cables de conducción a la
red eléctrica para el tránsito de energía, unidades de control
y estaciones de transformadores se añaden a los costes).
Repotenciación
Una manera importante de aumentar la capacidad, por ejemplo en mercados altamente competitivos, es la repotenciación.
La optimización
del emplazamiento
mediante la eliminación de turbinas
▪▪ como mínimo,
200 kW turbinas
reduce el número de turbinas a la
mitad,
▪▪ dobla o triplica el
rendimiento de
energía,
▪▪ triplica y hasta cua-
Vestas Central Europe
Sistemas autónomos
Los sistemas autónomos se construyen en áreas donde la
red eléctrica pública está situada demasiado lejos o donde
los costes de conexión a la red serían demasiado elevados.
En este caso, el objetivo es instalar una turbina eólica que se
adapte a las condiciones y necesidades del lugar.
Turbinas eólicas pequeñas
Campos de aplicación
500 kW turbinas
Beneficios adicionales de la repotenciación
La repotenciación crea un mercado para las turbinas usadas,
lo que puede resultar útil, por ejemplo, en el caso de soluciones individuales como los sistemas autónomos.
2.000 kW turbina
Las turbinas eólicas pequeñas están suministrando energía a granjas, pequeñas poblaciones y hogares. Hasta ahora
no existe una definición clara de lo que es una turbina eólica
pequeña. Las definiciones más comunes se resumen brevemente a continuación:
▪▪ De acuerdo con la norma CEI 61400-2:2006, las pequeñas
turbinas son aquellas con una superficie de rotor máxima
de 200 m², lo que corresponde a un rendimiento nominal
de aprox. 50 kW a un voltaje de menos de 1.000 voltios CA
o de 1.500 voltios de CC.
▪▪ La Asociación Federal de la Energía Eólica (BWE) distingue entre tres tipos de pequeñas turbinas: las turbinas
micro-eólicas (rendimiento nominal hasta 5 kW), turbinas minieólicas (desde 5 hasta 30 kW) y turbinas eólicas
medianas (desde 30 hasta 100 kW).
▪▪ Normalmente, la torre no supera los 20 metros, y la capacidad media de una turbina eólica pequeña oscila entre los
5 y los 10 kW.
Ventajas
Las turbinas eólicas pequeñas representan cada vez más una
alternativa a la hora de generar electricidad de manera independiente y autónoma. Existe un enorme potencial en este
sector, sobre todo, en países en vías de desarrollo y recién
industrializados con una tasa de electrificación baja y un elevado precio del petróleo. La combinación de turbinas eólicas
pequeñas con otras tecnologías en energías renovables, como
la fotovoltaica, se ajusta perfectamente a regiones remotas,
que necesitan de un suministro de electricidad básico.
Desarrollo
La capacidad combinada global de las turbinas eólicas
pequeñas a finales de 2011 fue de aprox. 576 MW.
▪▪ China, con un 40 %, presenta la cuota más elevada, seguida de los EE.UU. con un 35 %.
▪▪ En Europa, los mercados más importantes de turbinas
eólicas pequeñas son Gran Bretaña, Alemania e Italia.
driplica el rendimiento energético.
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ENERGÍA
EÓLICA
Tecnologías para el uso de la energía eólica
Eólica marina
La energía eólica marina se refiere a la construcción de parques eólicos marinos para generar electricidad mediante la
utilización del viento. El viento es más fuerte y más constante
en el mar. El rendimiento energético esperado supera hasta
en un 100 % el rendimiento en tierra, ya que en el mar predominan los vientos constantes y la velocidad media del viento
es mayor. Los parques eólicos marinos han sido planificados
y construidos en profundidades marinas de hasta 30 metros
o más, lo que ha hecho necesaria la fabricación de nuevos
diseños para los cimientos.
Instalación
La instalación de un parque eólico marino es técnicamente más rigurosa que la de un parque eólico terrestre por los
siguientes motivos:
▪▪ Las condiciones meteorológicas únicamente permiten llevar a cabo la parte principal de la instalación principalmente en el periodo entre abril y noviembre (hemisferio
norte).
▪▪ La exposición a vientos fuertes y oleaje, así como los efectos del aire salado, requieren de la utilización de materiales específicos.
▪▪ Los costes del sistema son considerablemente más elevados que en el caso de los parques eólicos terrestres.
▪▪ Los parques eólicos marinos se han de conectar a la red
eléctrica, se han de instalar cables en el suelo marino y se
han de extender cables eléctricos a lo largo de la costa para
permitir la transmisión de la electricidad generada.
Ventajas
▪▪ Los parques eólicos marinos están creando nuevos incentivos para la industria y para el mercado laboral, especialmente para las empresas de servicios y utilidades que facilitan las operaciones en el mar.
▪▪ Las zonas costeras más débiles económicamente, donde
las industrias pesqueras y de construcción naval están
sufriendo más, son las que más se beneficiarán de este
desarrollo.
▪▪ Parques eólicos marinos con cientos de MW de capacidad instalada suministran energía a las redes de regiones
industriales y podrían reemplazar en el futuro a las grandes centrales eléctricas convencionales.
Desarrollo
▪▪ A finales de 2013, el 90 % de la capacidad nueva instalada
en todo el mundo se encuentra en Europa.
▪▪ Con 733 MW de capacidad nueva instalada en la eólica
marina en Gran Bretaña y 240 MW de capacidad nueva
instalada en Alemania. Fuera de Europa, la mayor parte de
parques eólicos marinos están instalados en las costas de
China.
Perspectivas
El Consejo Mundial de Energía Eólica (GWEC) estima que
en 2020 se podrían haber instalado a nivel mundial 759 GW
de energía eólica, y que en 2030, la energía eólica será el proveedor de energía limpia del 15 al 17,5 % de la demanda mundial de electricidad. Los parques eólicos jugarán un papel
cada vez más importante en los esfuerzos internacionales por
frenar los efectos del cambio climático. Una mayor expansión internacional de la energía eólica en los próximos años
dependerá de la regulación en política energética y planificación urbana, por nombrar sólo dos áreas. Los requisitos previos esenciales incluyen la designación de zonas idóneas para
construir parques eólicos, la abolición de los límites de altura restrictivos, la expansión de la infraestructura de red, la
financiación de las tecnologías de almacenamiento y la creación de incentivos para la repotenciación en vistas a un rendimiento más eficiente. Las medidas están actualmente en
marcha para ampliar la red eléctrica y mejorar la forma en
la que esta red se utiliza, p. ej. mediante el control de la temperatura. Estas mejoras transformarán las redes existentes, convirtiéndolas en las denominadas redes inteligentes.
El uso de nuevas tecnologías de almacenamiento, como el
almacenamiento de aire comprimido, la creación de cavernas
especiales para el almacenamiento de gas, las posibilidades
de almacenamiento de energía de los vehículos eléctricos y la
transformación del exceso de energía eólica en gas de almacenamiento (“gas eólico”), una mejor administración de la
potencia en los sectores privados y de la industria, así como
la conexión entre la generación de energía eléctrica descentralizada y las llamadas centrales eléctricas virtuales, todas
ofrecen un potencial importante para la óptima integración
de la energía eólica.
KBB Underground Technologies
Cavernas para el almacenamiento de gas
En tierra firme
Es probable que la rápida expansión de la energía eólica
terrestre se expanda a mercados internacionales en el futuro, especialmente debido a la mejora en la eficiencia de costes. En el caso de la energía eólica terrestre es también muy
importante fomentar la aceptación de los parques eólicos
por parte de los ciudadanos. Para ello, se puede hacer uso del
modelo participativo conocido como “parques eólicos ciudadanos”. Este modelo ya se está utilizando en algunos países,
por ejemplo en Alemania y en Dinamarca, pero podría extenderse al resto, ya que con una adaptación consistente y apropiada, podría tener enormes efectos positivos en la creación
de valor regional. Además el desarrollo y la investigación en
el campo de la energía eólica se centran en reducir los efectos
medioambientales negativos como la contaminación acústica
y lumínica. Uno de los objetivos particulares de este trabajo
es la utilización óptima de luces de advertencia para la identificación de las centrales y para garantizar la seguridad en la
aviación y en la navegación, de manera que los residentes no
se vean afectados nunca más por la contaminación lumínica.
Progresar en la aceptación ciudadana de las centrales eólicas
es también parte del efecto positivo.
Eólica marina
Actualmente, casi todos los fabricantes de turbinas están
desarrollando y fabricando una nueva generación de turbinas
eólicas marinas más grandes y más efectivas con capacidades
de al menos 6 MW por turbina. Las previsiones para el sector de energía eólica marina son positivas, y se prevé un gran
crecimiento en 2014, especialmente en la UE. El motivo es la
expansión planificada a nivel europeo de proyectos de eólica
marina, lo que se espera que resulte en una nueva capacidad
instalada de 1,9 GW en 2014.
Turbinas eólicas pequeñas
Las turbinas eólicas pequeñas representan cada vez más una
alternativa a la hora de generar electricidad de manera independiente y autónoma. Existe un enorme potencial en este
sector, sobre todo, en países en vías de desarrollo y recién
industrializados con una tasa de electrificación baja y un elevado precio del petróleo. Las turbinas pequeñas pueden
suministrar electricidad como sistemas autónomos o pueden
ser integradas en redes autónomas ya existentes o en sistemas híbridos. De acuerdo con un pronóstico de la Asociación
Mundial de Energía Eólica (WWEA), la capacidad acumulada instalada podría alcanzar los 5 GW en 2020.
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www.ammonit.com
www.kbbnet.de
FOTOVOLTAICA
PHOTOVOLTAICS
Energía solar
Utilización directa de la energía solar
El sol suministra en solo una hora más energía a la tierra de
la que se utiliza en un año en todo el mundo. La utilización
directa de la energía solar puede dividirse en energía solar
térmica (generación de calor o electricidad) y fotovoltaica
(generación de electricidad). Gracias a la disponibilidad global de energía solar, la fotovoltaica (FV) ofrece una solución
atractiva para la generación de electricidad tanto en sistemas
con conexión a red como en sistemas autónomos.
¿Cómo funciona?
▪▪ Las células FV están compuestas por uno o varios materiales semiconductores y permiten la conversión directa de la energía solar en energía eléctrica.
▪▪ Para producir este efecto fotoeléctrico, el material semiconductor debe
“doparse”, para lo cual se añaden elementos químicos para producir dos
capas: una capa conductora p, con un exceso de portadores de carga positivos, y una carga conductora n, con un exceso de portadores de carga negativos. Este desequilibrio da lugar a la formación de un campo eléctrico interno
junto a la capa límite que, al incidir la luz sobre él, provoca la separación de la
carga. Los portadores de carga liberados en este proceso pueden ser conducidos a través de contactos metálicos y ser utilizados directamente por un aparato eléctrico como corriente continua (CC) o bien alimentarse a la red eléctrica como corriente alterna (CA) mediante un inversor intermedio.
▪▪ Para lograr capacidades mayores, las células fotovoltaicas se suelen conectar
a módulos solares.
Electrodo
negativo
Capa barrera
Silicio dopado n
pequeños sistemas de 1 kilovatio pico hasta parques solares
de varios megavatios pico. En sistemas autónomos, el rendimiento energético se ajusta a las necesidades energéticas,
siendo almacenado, si es necesario, en acumuladores o siendo implementado utilizando una fuente de energía adicional
(sistemas híbridos). En los sistemas conectados a la red eléctrica, la red de electricidad pública es efectivamente el medio
de almacenamiento de la energía. Si se quiere autoconsumir
la energía fotovoltaica generada, se puede añadir una batería.
Conversión de la energía:
▪▪ Los inversores de carga transforman la corriente continua
en corriente alterna, la misma que se utiliza en las redes de
electricidad. El inversor también regula el modo operativo
óptimo de acuerdo a las condiciones de radiación e incluye
dispositivos protectores y de monitoreo.
▪▪ Además, el inversor se está convirtiendo cada vez más en
una aplicación para el control inteligente de los sistemas
FV, especialmente cuando se trata de integrar mejor la
energía fotovoltaica en la red eléctrica.
Suministro fiable mediante la energía fotovoltaica
En caso de avería en la red, los sistemas FV con conexión a
la red eléctrica de hoy en día, tienen que ser desconectados
de la red por razones de seguridad, para prevenir así operaciones autónomas incontroladas. Sin embargo, un sistema
conectado a la red puede también ser modificado de manera que si tiene lugar un apagón (durante tormentas o en áreas
con una red eléctrica inestable), el sistema funcione como
suministro de energía de emergencia.
Energiebau
Silicio dopado p
Electrodo positivo
Fuente: www.solarpraxis.de / M.Römer.
SMA Solar Technology AG
Principales ventajas de la generación de energía fotovoltaica
▪▪ Generación de electricidad sin ruido ni emisiones.
▪▪ En particular, los sistemas FV colocados en las azoteas encajan bien en el
hábitat (urbano) y se pueden instalar discretamente en superficies que no se
usaban.
▪▪ Gran capacidad de aplicación, desde miniaplicaciones como las calculadoras
solares de bolsillo hasta la producción de energía para hogares y grandes centrales con un rendimiento de varios megavatios.
▪▪ Sin partes movibles – los sistemas disfrutan de una larga vida en servicio.
Capacidad mundial instalada en 2013
Con nuevas instalaciones que suman un total aproximado de 37 GW, el total de energía generada a nivel mundial es
de más de 136 GW a finales de 2013. A esto hay que añadir
la capacidad nueva instalada de 10 GW en 2013 en Europa.
China ocupa el primer puesto en el mercado global con cerca
de 11,3 GW conectados recientemente a la red, mientras que
Japón ocupa el tercer lugar con 6,9 GW. La capacidad acumulada instalada en Europa ronda los 80 GW en 2013, seguida de China con 18,1 GW, Japón con 13,9 GW y los EE.UU.
con cerca de 12 GW.
SOLARWATT AG
Célula solar
–
módulo solar – generador solar
Al seleccionar los módulos fotovoltaicos es importante considerar no sólo lo que cuesta el módulo (precio por kilovatio
pico) sino también los costes de sistemas completos, el rendimiento de un sistema instalado y los costes para el funcionamiento y el mantenimiento durante todo el ciclo de vida
del producto. Los lugares expuestos a altos niveles de radiación solar directa hacen las inversiones más rentables, aunque los precios para los sistemas fotovoltaicos completos
divergen enormemente en los diferentes países dependiendo de los costes locales y de la disponibilidad. Los sistemas FV con conexión a red ofrecen una escalabilidad ilimitada y pueden cubrir un amplio espectro de energía, desde
Bosch Solar Energy AG
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www.solarlog.com
Fronius Deutschland GmbH
SMA Solar Technology AG
FOTOVOLTAICA
PHOTOVOLTAICS
Campos de aplicación
Se pueden instalar tanto sistemas fotovoltaicos con conexión
a red como sistemas autónomos. Los sistemas fotovoltaicos con conexión a red están compuestos por varios paneles
fotovoltaicos, un inversor que convierte la corriente continua
generada en corriente alterna compatible con la red, un dispositivo de protección y un contador. Ofrecen una escalabilidad ilimitada y pueden cubrir un amplio espectro de energía,
desde pequeños sistemas de 1 kilovatio pico hasta parques
solares de varios megavatios pico. Los sistemas aislados de
la red están especialmente indicados para el suministro eléctrico en zonas remotas o en regiones donde la seguridad de
abastecimiento es baja. Estos sistemas también ofrecen la
ventaja de la escalabilidad ilimitada del generador fotovoltaico: desde unos pocos vatios, suficientes para alimentar
pequeños dispositivos de consumo doméstico, hasta varios
cientos de kilovatios pico o incluso megavatios pico, o para
electrificar minirredes. En el caso de las minirredes, varios
sistemas fotovoltaicos alimentan una red aislada, abasteciendo así de electricidad negocios, varios hogares o incluso
poblaciones enteras. Los sistemas híbridos se utilizan generalmente para combinar sistemas fotovoltaicos con otros sistemas de generación de electricidad, como los generadores
diésel. Sin embargo, para conseguir un suministro autónomo
y estable de electricidad fotovoltaica es imprescindible contar con un sistema de almacenamiento de energía. El almacenamiento de energía por medio de baterías es cada vez más
SMA Technologie AG
Sistema híbrido
importante y los sistemas con capacidad de almacenamiento
están ganando cuota de mercado.
Opciones de diseño más características
▪▪ Montaje sobre tejado.
▪▪ Instalación independiente.
▪▪ Integración en el edificio, p. ej. en tejados o en fachadas
semitransparentes. Aquí, los sistemas fotovoltaicos se pueden utilizar como partes funcionales de la estructura de un
edificio, como barreras de protección contra el ruido, tejados de vías de tren o sistemas de toldos.
Bosch Solar Energy AG
COLEXON Energy AG
S.A.G. Solarstrom AG
Sistemas con conexión a red a gran escala
Wagner & Co Solartechnik GmbH Fronius Deutschland GmbH
Instalación fotovoltaica
Inversor fotovoltaico
Módulos montados
SUNSET Energietechnik GmbH
Inversores y conmutadores de CC
Wagner & Co Solartechnik GmbH
Módulos fotovoltaicos como
revestimiento
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Solon AG, W. Murr
Toldo/cubierta de módulos solares
FOTOVOLTAICA
PHOTOVOLTAICS
Desarrollo futuro
Bosch Solar Energy AG
Bosch Solar Energy AG
Bosch Solar Energy AG
Bosch Solar Energy AG
Las tecnologías en energía fotovoltaica se aplicarán gradualmente a cada vez más áreas de la vida. Continuará la tendencia de instalar paneles solares como elemento de diseño para
edificios, p. ej. en forma de módulos semitransparentes para
fachadas de vidrio. En estos sistemas, el diseño, la generación de energía ecológica y las técnicas de sombreado inteligente van de la mano. Las células solares flexibles, disponibles en forma cristalina y como células de película delgada,
están abriendo nuevos horizontes a una gran variedad de
aplicaciones. Uno de los requisitos previos para un desarrollo positivo del mercado en el futuro es una mayor reducción
de los costes, por ejemplo incrementando el grado de eficiencia o reduciendo el consumo de materiales, así como fomentando un mayor uso en otros ámbitos de aplicación. Por ello,
se han fijado las siguientes tendencias para incrementar su
importancia en el futuro:
Tecnología fotovoltaica de concentración (CPV) –
Mediante el uso de sistemas de espejos y lentes se concentra una gran intensidad luminosa sobre una célula fotovoltaica. De este modo, actualmente se pueden alcanzar grados de
eficiencia de hasta un 43,6 %. Esta tecnología ofrece un gran
potencial de reducción de los costes de producción y, por
consiguiente, representa una fuente económica de suministro eléctrico para el futuro.
Tecnología fotovoltaica orgánica (FVO) – Las células
fotovoltaicas orgánicas están fabricadas con compuestos de
hidrocarburos que, de forma similar al silicio amorfo, se aplican sobre el material de sustrato. La ventaja de este tipo de
células fotovoltaicas es que, a diferencia de lo que ocurre con
las células fotovoltaicas inorgánicas, su rendimiento no se ve
afectado si la radiación disminuye y las temperaturas aumentan. Esto permite alcanzar un mayor rendimiento energético
solar.
Integración en la red eléctrica – La expansión continua
de centrales fotovoltaicas, particularmente en áreas rurales, puede hacer necesaria la expansión de las redes de distribución rurales, ya que en estas áreas una gran capacidad de
energía fotovoltaica alimenta la red eléctrica, pero muy poca
de esta energía es utilizada en esos lugares. La industria fotovoltaica alemana está desarrollando en la actualidad moderCélula fotovoltaica orgánica
Fraunhofer ISE
Módulos de células
fotovoltaicas orgánicas
nos inversores que pueden incrementar considerablemente
la capacidad de carga de una red de distribución, reduciendo
así los costes para la expansión de las redes de distribución.
Responsabilidad de los fabricantes y reciclaje – Los
módulos fotovoltaicos se componen de materiales como el
vidrio y el aluminio, así como de varios materiales semiconductores que pueden ser reutilizados o reconvertidos en
nuevos módulos fotovoltaicos o en otros nuevos productos.
Como el primer gran grupo de sistemas FV estará desfasado
entre 10 y 15 años, la responsabilidad del fabricante y el reciclaje de productos están adquiriendo cada vez más importancia. Los procesos industriales de reciclado existen tanto
para módulos de película delgada como para módulos de silicio. Para que se asuma la responsabilidad para los módulos fotovoltaicos a lo largo de toda la cadena de valor – desde
la adquisición de materias primas hasta el reciclado –, las
empresas de la industria fotovoltaica europea crearon el sistema de recogida y reciclaje “PV CYCLE”.
Perspectivas
Desde 2013, los mercados de mayor crecimiento se han desplazado de Europa a otras regiones del globo. China y la
India, sobre todo, disponen de un gran potencial para la
construcción de nuevas instalaciones fotovoltaicas. De ahí
que se prevea un fuerte crecimiento del mercado fotovoltaico
de estos países en los próximos años. También se espera un
desarrollo de los sistemas fotovoltaicos en el Sudeste Asiático, en Latinoamérica y en la región de Oriente Medio y África del Norte (MENA, por sus siglas en inglés). Mientras que
en Europa hay un claro predominio de las instalaciones solares sobre tejados, se espera un aumento de grandes centrales solares en las regiones situadas entre los 20 y los 40 grados de latitud del hemisferio norte y el hemisferio sur, para
garantizar así un suministro de energía fiable en grandes
cantidades. Además los sistemas que integran diferentes tecnologías en energías renovables y de almacenamiento energético son cada vez más importantes a la hora de crear un
suministro de energía fiable, independiente a la subida de los
precios de los combustibles fósiles y que se adapte a las necesidades específicas de cada cliente.
Producción de células fotovoltaicas
Proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos
Fraunhofer ISE
Sunicon AG Sunicon AG
SolarWorld AG
COLEXON Energy AG
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Bosch Solar Energy AG
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SolarWorld AG
SOLAR THERMAL
TÉRMICA
SOLAR
Tecnologías
Los sistemas de energía térmica solar de pequeña y gran
escala todavía están siendo desarrollados de muy diversas maneras. La energía térmica solar es una las formas más
naturales y sostenibles de producir calor. Tras décadas de
rigurosas pruebas, la energía térmica solar puede utilizarse
para calentar agua y espacios, para la refrigeración así como
para deshumidificar el aire ambiental, también para generar
calor de proceso y con propósitos de secado. Y, lo más importante, es que permite reducir los costes de energía necesarios
para la producción de calor.
KBB Kollektorbau GmbH
BSW-Solar/Langrock
▪▪ Una unidad de control monitorea y controla el sistema,
así como la disponibilidad de energía térmica y de agua
caliente.
Sistemas Termosifón (convección)
▪▪ Los sistemas termosifón funcionan sin energía eléctrica
para bombas y reguladores.
▪▪ Al ser instalados en zonas sin heladas, el diseño es muy
simple.
▪▪ Los líquidos calientes son menos densos que los líquidos
fríos; hacen uso de la gravedad para hacer circular el agua
o un medio de transferencia de calor a través de los paneles colectores.
▪▪ El tanque de almacenamiento está situado en la parte
superior del sistema.
Características de la eficiencia frente a la diferencia
de temperatura de diversos tipos de colector
Eficiencia del colector en %
KBB Kollektorbau GmbH
100
Tecnología: diferentes tipos de colectores solares
El tipo más simple de colector es el colector con absorbedor
de plástico sin vitrificar. En éste, el agua es bombeada a través de esterillas de plástico negras y se utiliza, normalmente,
para calentar piscinas. Con este método se alcanzan temperaturas entre 30°C y 50°C.
80
Características
absorbedor
60
Características
del colector plano
40
Características
de tubo de vacío
20
0
0
20
40
Calefacción piscinas
60
80
100
Calentamiento de agua
120
140
Asistencia calefacción
de recintos
160
Diferencia
de temperatura en ºC
Proceso de calentamiento
Fuente: DLR
Vidrio solar
Absorbedor
Beneficios para los usuarios
▪▪ Reducción del consumo de energías fósiles
▪▪ Ahorro sustancial en las facturas para calefacción conven-
Carcasa
Aislamiento térmico
Pared posterior
Aproximadamente tres cuartas partes de los colectores que
se utilizan en Alemania son colectores planos. Aquí, la
placa absorbedora solar, que transforma la radiación solar en
energía térmica, se instala en una caja de vidrio con buen aislamiento para evitar la pérdida de calor. Los colectores planos
funcionan generalmente a temperaturas entre 60°C y 90°C.
Los colectores solares de aire son un tipo especial de
colector plano en los que el aire es calentado y utilizado,
en su mayor parte, para calentar edificios sin necesidad de
un almacenamiento intermedio de calor. El aire caliente se
puede utilizar también para el secado de productos agrícolas.
Si se integran intercambiadores de calor de agua y aire, estos
sistemas también pueden calentar agua para el uso doméstico. Con la utilización de colectores de tubo de vacío, se
pueden alcanzar temperaturas más elevadas e incluso mayores grados de eficiencia, ya que la pérdida de calor se reduce
enormemente debido a la fuerte presión negativa dentro de
los tubos de vidrio. Un colector se compone de varios tubos
de vidrio de vacío. Gracias al montaje rotativo de cada tubo,
la placa absorbedora plana situada en el tubo de vidrio puede
orientarse hacia el sol de manera óptima.
Diferentes sistemas térmicos solares
Los sistemas de circulación por bombeo
▪▪ La energía térmica que se capta en el panel colector se
almacena gracias a una sustancia de transferencia de calor.
▪▪ Una bomba hace circular el líquido de transferencia de
calor.
▪▪ El lugar de almacenamiento de energía puede situarse en
el sótano, facilitando la integración de la instalación solar
así como la producción térmica convencional.
cional
▪▪ Mayor previsión de costes para el suministro de calefacción
▪▪ Menor dependencia de las importaciones de energía
▪▪ Contribución directa a la reducción de las emisiones de CO2
▪▪ Tecnología probada y fiable
▪▪ Compatibilidad con otras tecnologías en energías renovables (p.ej. energía geotérmica a poca profundidad y bombas de calor)
Datos actuales
La capacidad nueva instalada a nivel mundial en 2011 fue
de 48,1 GWth, lo que corresponde a 68,7 millones de m² de
colectores solares. Esto representa un incremento del 14,3 %
en un año. A escala global, China ha experimentado, con
diferencia, el mayor incremento con 40,32 GWth en 2011,
seguida de Europa con 3,93 GWth. Estas dos regiones juntas
representan cerca del 92,1 % de los nuevos colectores solares instalados en 2011. La energía térmica solar está también
ganando importancia en la región de Oriente Medio y África del Norte (MENA, por sus siglas en inglés). La superficie
de los paneles colectores de sistemas de energía térmica solar
alcanzó los 9 millones de m² en 2012, lo que corresponde a
una capacidad total instalada de 6,3 GWth.
El mercado europeo de energía térmica solar en
2012 según la superficie nueva instalada de paneles
colectores
DE
34%
IT
10%
PL
9%
FR
7%
GR
7%
ES
7%
AT
6%
CH
4%
DK
3%
PT
3%
BE
2%
UK
2%
OTHERS
8%
Fuente: ESTIF 2013
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www.kbb-solar.com
UK
BE
PT
Others
DK
DE
CH
AT
ES
GR
IT
FR
PL
SOLAR THERMAL
TÉRMICA
SOLAR
Campos de aplicación:
sistemas para agua caliente y calefacción
Los campos de aplicación para la energía térmica solar son
muy amplios: desde el calentamiento del agua corriente en
viviendas unifamiliares y multifamiliares, en sistemas combi
que se utilizan no solo como sistemas para agua caliente sino también para calentar edificios, así como en sistemas de refrigeración térmica solar y en sistemas de producción de calor de proceso. También está adquiriendo mucha
importancia el uso de la energía térmica solar en apartamentos, hospitales, hostales, hoteles y en la industria. Hoy en día
se están incorporando sistemas de gran calidad para la producción de energía térmica solar a gran escala en la renovación de apartamentos de alquiler, como p. ej. en edificios de
muchas plantas, sin generar efectos negativos en los costes
de utilidad ni en el alquiler.
diendo del buen aislamiento de la vivienda y de la cantidad
requerida de calefacción.
▪▪ Existen también casas que emplean energía solar especial,
las cuales obtienen más de un 50 % y hasta un 100 % de sus
necesidades totales a partir de la energía térmica solar.
▪▪ Grandes sistemas de producción de agua caliente para el
hogar
▪▪ Sistemas de producción de agua caliente para por ejemplo
bloques de apartamentos, hoteles y hospitales.
▪▪ Los colectores solares tienen entre diez y varios cientos de
metros cuadrados.
▪▪ Están normalmente diseñados para cubrir niveles más
bajos de demanda solar de agua caliente y son, por eso,
particularmente eficientes.
Agua caliente para viviendas unifamiliares
Energía solar para la calefacción centralizada
energía térmica solar en el mundo.
▪▪ En Europa estos sistemas están diseñados normalmente
para cubrir el 100 % de la demanda de agua caliente en los
seis meses más calurosos del año.
▪▪ Durante los seis meses más fríos del año, una caldera, que
funciona con gas, petróleo, madera, o una bomba de calor,
alimentada por un sistema de energía térmica solar en los
días soleados, suministra agua caliente.
▪▪ Cerca del 60 % de las necesidades de agua caliente se pueden suplir durante todo el año mediante la energía térmica
solar.
suministrar calor procedente del sol a redes de calefacción
centralizada.
▪▪ En los edificios residenciales conectados a la red, el calor
se almacena en dispositivos protectores antes de ser transformado en agua caliente potable y calefacción.
▪▪ También se adquiere un mayor rendimiento solar en los
sistemas de calefacción solar centralizada que permiten un
diferente almacenamiento según la época del año.
▪▪ El calor solar que se almacena en verano se utiliza para
calentar una gran reserva de agua.
▪▪ En los meses de invierno, este calor solar se utiliza para
calentar las casas conectadas a la red de distribución.
▪▪ Ésta es la aplicación más común para la producción de
▪▪ Las grandes instalaciones solares también son capaces de
Calor solar de proceso para la industria
▪▪ Además de para la refrigeración solar, existe también un
gran potencial a nivel mundial en la provisión de calor
solar de proceso para la industria, así como en los sectores
agrícola y comercial.
▪▪ La tecnología del sistema que se requiere para las elevadas
temperaturas sigue siendo todavía demasiado cara.
▪▪ El calor de proceso solar a temperaturas entre 20°C y
100°C puede suministrarse de manera relativamente rápida y puede desarrollarse a un precio relativamente bajo.
▪▪ En el futuro deberían poder alcanzarse temperaturas de
250°C.
1
5
2
3
4
Ejemplo de proyecto
Sistemas de producción de energía térmica solar para el calentamiento de agua potable
en viviendas unifamiliares: 1) Colector – 2) Tanque solar de almacenamiento – 3) Caldera –
4) Estación solar con controlador solar integrado – 5) Consumidor de agua caliente (p.ej.:
la ducha)
Agua caliente y calefacción para el hogar
▪▪ La provisión de agua caliente y la calefacción se suminis-
tran mediante la instalación de paneles solares. Esto permite ahorrar una mayor cantidad de energía convencional.
▪▪ Estos sistemas poseen colectores solares con superficies
más grandes y ayudan a calentar el edificio en los meses de
primavera y de otoño.
▪▪ En las viviendas unifamiliares se suelen instalar colectores
con una superficie de entre 10 y 18 m².
▪▪ El sistema suministra normalmente entre un 10 % y un
30 % de la demanda total de energía de un edificio, depen-
Wagner & Co Solartechnik GmbH
En Eichstätt, en Alemania, uno de los aproximadamente 100
sistemas piloto en todo el mundo, se suministra agua caliente solar a una fábrica de cerveza. Para incrementar la viabilidad económica de la fábrica, los procesos de producción se
modificaron para ajustarse a los niveles de intensidad del sol.
El sistema funciona con colectores de tubo de vacío situados
sobre una superficie de paneles colectores de 900 m² y que
dispone de dos unidades de almacenamiento solar de 60 m³
cada una.
Perspectivas
Mientras que la producción de sistemas a pequeña escala
se han estandarizado, los sistemas a gran escala únicamente han experimentado un bajo nivel de estandarización y suelen ser planificados e implementados de manera individual.
Los sistemas de refrigeración térmica solar y de calor solar
de proceso, por ejemplo en la industria, son los campos que
requieren más investigación.
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Bosch Thermotechnik GmbH
SOLAR THERMAL
TÉRMICA
SOLAR
Tecnología para la refrigeración solar
Refrigeración solar
El calor que se obtiene de un colector solar se utiliza como
energía para potenciar la producción de aire acondicionado. Una ventaja particular de esta tecnología es que se necesita aire acondicionado justo en las horas de sol, eliminando
así la necesidad de un almacenamiento de calor o frío a largo
plazo y reduciendo la cantidad de electricidad necesaria para
la refrigeración. Estos sistemas representan una alternativa
fiable especialmente en países con climas más cálidos, donde
la energía consumida por los aparatos eléctricos de refrigeración alcanza su capacidad máxima a las horas de mayor
demanda energética.
▪▪ Durante la rotación, una parte del cilindro se mantiene
caliente constantemente gracias a una corriente de aire
térmico solar, de manera que la humedad se desprende al
medio ambiente (rotor deshumidificador).
▪▪ El aire que se absorbe se calienta ligeramente mientras es
secado y, al pasar por el segundo rotor, enfría el ambiente
▪▪ Alcanzar el nivel deseado de refrigeración es el resultado
de la evaporación del agua procedente del aire absorbido.
Refrigeración con un sistema abierto
Colector solar
Wagner & Co Solartechnik GmbH
Humidificador
de aire
Rueda desecante
Recuperador de calor
Fuente: DLR
Perspectivas
Dos sistemas diferentes para la refrigeración
mediante calor solar
Sistemas cerrados
▪▪ El calor solar se utiliza para el proceso de refrigeración por
absorción.
▪▪ En el llamado ‘sistema cerrado’, los líquidos empleados no
entran en contacto con la atmósfera.
Sistemas abiertos
▪▪ El ‘sistema abierto’ emplea agua refrigerada en contacto
directo con la atmósfera.
▪▪ En el llamado método desecante, el vapor de agua se separa del aire que se absorbe por medio de un desecante, por
ejemplo gel de sílice, que se coloca en un cilindro rotativo
poroso y absorbe la humedad.
Las empresas y los institutos de investigación continúan
desarrollando los sistemas de refrigeración solar y de calor
solar de proceso para convertirlos en sistemas más compactos, más baratos y que se adapten mejor a las diferentes aplicaciones. La comercialización de sistemas más pequeños con
capacidades de refrigeración de unos pocos kilovatios para
viviendas unifamiliares o áticos todavía no está muy avanzada. La refrigeración solar es de particular importancia en países con grandes necesidades de refrigeración. Esta tecnología
con miras al futuro promete reducciones a largo plazo en el
consumo de energía y en los costes para el control climático.
La conexión de la energía térmica solar con otras tecnologías
de producción de calor también está adquiriendo un papel
cada vez más importante. Gracias a un sistema inteligente de gestión de la energía, se pueden crear sinergias, permitiendo la calefacción o la refrigeración de edificios/industrias
durante todo el año, aparte de jugar un papel muy importante en el incremento futuro de la cuota de generación de calor
mediante las energías renovables.
Schüco
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SOLAR THERMAL
TÉRMICA
SOLAR
Centrales eléctricas que funcionan
con energía térmica solar
Visión general de la tecnología
Las centrales eléctricas que funcionan con energía térmica
solar utilizan la energía del sol para generar electricidad en
sistemas de escala industrial. Países con un elevado número de horas de luz solar directa utilizan sistemas CSP (CSP
= energía solar concentrada) para generar energía, lo que
permite, a su vez, producir electricidad limpia, y utilizarla
en centrales de desalinización y en procesos industriales de
secado. El principio básico común de las centrales eléctricas
que funcionan con energía térmica solar es el uso de sistemas
concentrados de reflectores parabólicos en campos solares de
gran escala donde la radiación solar es captada por un recibidor. Al igual que en una central eléctrica convencional, la
energía térmica solar se puede convertir después en electricidad mediante turbinas que funcionan con vapor o gas, o también se puede utilizar en otros procesos industriales como la
desalinización de agua, la refrigeración o, en un futuro más
próximo, en la producción de hidrógeno. Gracias a este principio, las centrales eléctricas que funcionan con sistemas CSP
tienen muy buena capacidad para almacenar la energía térmica generada de manera relativamente simple y muy eficiente económicamente, siendo capaces de generar electricidad incluso en las horas de oscuridad. Por consiguiente, éstas
pueden contribuir enormemente a la producción de electricidad orientada a la demanda, en el mix de electricidad del
futuro que procederá en su mayor parte de energías renovables. En algunos proyectos, las centrales eléctricas tradicionales alimentadas con combustibles fósiles (p.ej.: centrales
eléctricas alimentadas a gas) se combinan con la tecnología CSP en forma de sistemas híbridos para poder así mejorar la eficiencia y el rendimiento de ambos sistemas, uniendo
la energía de potencia mínima con nueva capacidad de bajo
coste.
Centrales eléctricas que funcionan
con energía térmica solar
Sistema Disco-Stirling
Receptor/motor
Receptor central
Reflector
Heliostato
Luz
Luz
En las centrales térmicas solares de
torre, la radiación solar se concentra en un intercambiador/absorbedor
central de calor gracias a cientos de
reflectores posicionados automáticamente alrededor de la torre. Se pueden alcanzar temperaturas superiores
a 1.000°C. Esto proporciona un mayor
grado eficiencia, especialmente cuando se utilizan turbinas accionadas con
gas, lo que resulta en menores costes
de la electricidad.
En el llamado sistema Disco-Stirling,
un espejo reflector parabólico recoge
la radiación solar en el receptor de un
motor Stirling. El motor después convierte directamente la energía térmica en energía mecánica o electricidad. Estos sistemas pueden alcanzar
un grado de eficiencia en exceso del
30 %. Los prototipos están siendo analizados, p. ej. en el centro Plataforma
Solar de Almería, España.
Datos actuales y perspectivas
Unas 60 centrales térmicas solares fueron conectadas a la red
eléctrica en todo el mundo en 2012. Esto equivale a una capacidad de casi 3.000 MW. Otras 40 centrales, con una capacidad planificada de cerca de 5.000 MW, se encuentran en
diferentes estadios de construcción o ya en proceso de desarrollo.
Existen cuatro tipos diferentes de sistemas
reflectores de concentración de energía solar:
Todos los sistemas siguen la trayectoria del sol para ser capaces de concentrar la radiación directa. A pesar de que estos
sistemas están pensados para operaciones autónomas, también ofrecen la posibilidad de interconectar diversos sistemas individuales para crear un parque solar, pudiendo alcanzar así una capacidad instalada de entre 10 kW y varios MW.
Colector cilíndrico parabólico
Colector Fresnel
Tubo de absorción
Reflector
Luz
Espejo plano
Tubo de
absorción
Reflector
Luz
Tubería
campo solar
El campo solar de una central eléctrica
de colectores cilindro parabólicos está
formado por numerosas filas paralelas de colectores solares hechos de
reflectores parabólicos. Estos concentran la luz solar en un tubo de absorción situado en la línea focal del colector y generan temperaturas de hasta
400°C. En la mayoría de los casos, el
aceite térmico sirve como transmisor
de calor para conducir la energía térmica a un recuperador de calor, en el
que se genera vapor de agua. Éste es
utilizado después para poner en funcionamiento una turbina de vapor y un
generador eléctrico, al igual que en las
centrales eléctricas convencionales.
INTER CONTROL
En los colectores Fresnel, unos reflectores acumulan la radiación solar
en un tubo de absorción fijo donde
el agua o el aceite se calientan y se
vaporizan. Como el concepto básico
de estos colectores es más simple que
el de los colectores cilindro parabólicos, los costes de inversión para los
reflectores son más bajos. Sin embargo, si comparamos, el grado de eficiencia anual es un poco más bajo.
El desarrollo global positivo en la expansión de centrales térmicas solares se atribuye a proyectos de desarrollo que están
teniendo lugar en muchos países y va acompañado de una
reducción sustancial de los costes en lo que respecta a los
precios para la producción de electricidad en proyectos de
centrales eléctricas puestos en marcha recientemente. En los
cinco y diez próximos años es muy probable que las centrales
térmicas solares situadas en lugares favorables sean capaces
de competir con la generación de electricidad procedente de
centrales eléctricas de carga media, dependiendo, eso sí, de la
evolución de los costes totales para combustibles fósiles (costes de compra y de reducción de las emisiones de CO2). La
capacidad de almacenamiento de estas centrales ofrece una
ventaja significativa en el mix de energías del futuro ya que
ofrecen una reserva para otras energías renovables sujetas a
más fluctuaciones. Otras áreas de aplicación incluyen la desalinización del agua del mar. También se está llevando a cabo
un gran desarrollo en los sistemas de tecnologías de accionamiento (accionamientos especiales, controladores y sensores)
Novatec Solar GmbH FLABEG Holding GmbH
www.renewables-made-in-germany.com
www.intercontrol.de
BIOENERGÍA
Generación de calor
y energía mediante biomasa sólida
Aparte de ser la energía renovable más comúnmente utilizada, la utilización de biomasa sólida para generar energía
tiene una tradición larga y global. Como resultado de la fotosíntesis, las plantas son capaces de formar biomasa y, por
tanto, de almacenar energía. La biomasa incluye residuos
agrícolas y forestales, desecho orgánico, abono, algas, cultivos energéticos y otras sustancias de origen biogénico. La
biomasa es apropiada para la producción de combustibles
sólidos, líquidos y gaseosos para su posterior utilización en el
transporte, y para la generación de calor y energía.
CO2
100 %
CO2
100 %
Descomposición
Combustión
El ciclo de CO2 de una planta
Wagner & Co Solartechnik GmbH
Ventajas de la bionergía
En la combustión de biomasa solo se desprende la cantidad
de dióxido de carbono que las plantas habían absorbido previamente mientras estaban creciendo. Para el equilibrio biológico de CO2, no existe ninguna diferencia entre si la madera
yace en el bosque o si es utilizada para producir energía. Ventajas:
▪▪ Capacidad de almacenamiento.
▪▪ Disponibilidad flexible.
▪▪ Al estar disponible en cualquier momento, la electricidad
que se genera mediante la utilización de biomasa puede
compensar las fluctuaciones en la producción de energía
eólica y solar.
▪▪ Puede ayudar a reducir los problemas municipales de eliminación de residuos mientras que suministra una energía
mucho más necesaria.
▪▪ Los cultivos energéticos también ofrecen a los agricultores
una nueva área de negocio.
▪▪ Asegura y crea puestos de trabajo en regiones agrícolas y
con muchos bosques.
▪▪ Puede descentralizar la producción de energía y crea un
ciclo material y energético.
▪▪ La generación de electricidad y calor mediante la bioenergía reduce las importaciones de combustibles fósiles,
incrementando, por tanto, la seguridad en el suministro.
Schmack Biogas AG
Biomasa gaseosa
▪▪ Más de la mitad de la producción energética europea total
a partir de biogás tiene origen alemán. En 2011 la producción europea fue de aprox. 10,1 Mtep (millones de toneladas de equivalente de petróleo).
▪▪ La producción de energía a partir de biogás en Europa ascendió un 18,2 % entre 2010 y 2011, lo que equivale a un total de aprox. 35,9 TWh en 2011. Los mayores productores de electricidad procedente de la quema de biogás
siguen siendo Alemania, el Reino Unido, Italia, Francia y
los Países Bajos.
▪▪ En 2011 el suministro de calor procedente del biogás fue
de 201,6 ktep en la Unión Europea.
Biomasa sólida
▪▪ El uso de biomasa sólida es de gran importancia en el
suministro de energía en todo el mundo.
▪▪ La mayor parte (86 %) de la biomasa sólida se produce y se
consume en países fuera de la OCDE (Organización para
la Cooperación y el Desarrollo Económicos). En países en
vías de desarrollo, principalmente en el Sudeste Asiático y
en África subsahariana, la biomasa sólida se utiliza en los
hogares para cocinar y calentar.
▪▪ En 2010 la biomasa sólida fue, con diferencia, la mayor
fuente de energía renovable, lo que representa un 9,5 % del
suministro total de energía primaria en todo el mundo o el
70,3 % del suministro global de energías renovables.
Biocombustibles líquidos
▪▪ Los biocombustibles líquidos provienen de biomasa y
poseen cualidades similares a las de la gasolina, el diésel u
otros combustibles derivados del petróleo.
▪▪ El bioetanol y el biodiésel son en estos momentos los biocombustibles líquidos más importantes (con un 80 % y
un 20 %, respectivamente, del mercado de biocombustibles). Juntos atienden cerca del 3 % de la demanda global
de combustibles para el transporte y se producen utilizando entre un 2 % y un 3 % del terreno cultivable de la Tierra.
Biomasa sólida
▪▪ Residuos forestales y madereros
▪▪ Residuos agrícolas
▪▪ Cultivos energéticos
Biomasa gaseosa
▪▪ Biogas
▪▪ Gas de digestión
▪▪ Gas de vertedero
Biomasa gaseosa
▪▪ Aceite vegetal
▪▪ Biodiesel
▪▪ Bioetanol
▪▪ Biocombustibles sintéticos
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BIOENERGÍA
Biomasa sólida: calderas de biomasa
y calderas de gasificación de madera
Calor
Electricidad
Tecnologías y sus aplicaciones
La biomasa sólida incluye todo tipo de material vegetal seco
o secado, como son los materiales procedentes de plantas
y partes de plantas. La madera es la fuente de energía primaria, normalmente en forma de pequeños trozos de tronco, astillas y pellets de madera. La energía que se desprende
durante la combustión de biomasa sólida en sistemas modernos de calefacción se emplea de manera muy eficiente.
Movilidad
En el mercado existe una amplia gama de sistemas: desde
calderas pequeñas para el suministro de calor a viviendas y
edificios de apartamentos, hasta calderas de biomasa para el
suministro eficiente de calor a través de redes de calefacción
centralizadas.
Diagrama funcional de un sistema de calefacción a
base de pellets
BMU/Bernd Müller
Pellets
Central de cogeneración mediante biomasa en Pfaffenhofen, Alemania: conducción de
residuos en una caldera de biomasa (parte frontal de la caldera).
La biomasa sólida se utiliza:
HDG Bavaria GmbH
Storage tanks
▪▪ Para generar electricidad en plantas de cogeneración de
calor y electricidad (CHP). Se aprovecha el calor residual
producido durante la generación de energía y se utiliza,
por ejemplo, para alimentar redes de calefacción local o
urbana, o se pone a disposición de procesos industriales en
forma de vapor o calor.
▪▪ De este calor residual también se obtiene refrigeración
para fines industriales, para almacenes frigoríficos o para
la climatización de edificios.
▪▪ Para la gasificación. Dependiendo de las características del
material de combustión y de la capacidad de la planta, se
utilizan gasificadores de lecho fijo, de lecho fluidizado o de
lecho móvil. El gas producido por la combustión de madera se utiliza luego en motores de combustión o en turbinas de gas con un elevado rendimiento eléctrico para la
producción de electricidad. Utilizando el calor residual en
la producción combinada de calor y electricidad (PCCE),
puede aumentarse notablemente el rendimiento total.
▪▪ Para la quema en hornos y calderas operados manualmente, parcialmente automáticos o totalmente automáticos
con sistemas de combustión regulados electrónicamente, lo que resulta en procesos de combustión de bajas emisiones con un factor de eficiencia particularmente elevado
que alcanza hasta el 90 %.
Virutas de madera
Madera maciza
Automatic pellet
transport
Paradigma Ritter Energie- und
Umwelttechnik GmbH & Co. KG
Perspectivas
Biomasa sólida: En Europa, la consolidación de la utilización energética de la biomasa sólida está siendo impulsada
continuamente, ya que supone una importante contribución
para alcanzar los objetivos de la política energética europea
para 2020. En este contexto, se ha iniciado en 2013 el proyecto BIOEUPARKS que dará un impulso adicional al proceso. El principal objetivo de este proyecto es desarrollar en
parques nacionales de Europa, en un periodo de 36 meses,
una metodología para el diseño, la gestión y la promoción
de cadenas de abastecimiento de biomasa cortas (< 50 km)
y pequeñas instalaciones de producción combinada de calor
y electricidad de pequeña escala (< 1 MW). Además para
garantizar el papel de la biomasa sólida en el suministro de
energía del futuro se debe mejorar la logística de transporte,
utilizar tecnologías eficientes y de bajas emisiones, y aprovechar recursos de biomasa adicionales como la madera obtenida de la conservación del espacio natural y la rotación corta
en tierras agrícolas. Además, se investigan especialmente
otros métodos para el aprovechamiento de la biomasa.
Los combustibles “biomasa a líquido” (BtL) muestran un excelente potencial en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. La fabricación de biomasa líquida incluye la gasificación térmica de biomasa, seguida
de la purificación y licuefacción del gas resultante de la síntesis. Otro proceso que se persigue es el desarrollo en la producción de biodiesel utilizando algas con un gran contenido en aceites. En vista de la buena aceptación ciudadana, la
producción y el marketing de biocombustibles están vinculados en el futuro con la verificación de que se cumplan ciertos
requisitos sostenibles.
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www.envitec-biogas.com
www.lipp-system.de
Delivery of
wood pellets
Wood pellet
boiler
BIOENERGÍA
Biogas: una fuente para la generación
de electricidad y calor
Tecnologías y sus aplicaciones
mediante la producción simultánea en sistemas de cogeneración (CHP).
▪▪ El desacoplamiento de la producción y el uso permite también utilizar biogás como combustible para vehículos que
funcionen con gas natural.
▪▪ En el suministro de energía determinado por la demanda, la
red de gas natural puede realizar un papel muy importante
como instalación de almacenamiento para energías renovables a largo plazo. Al alimentar la red con hidrógeno renovable (“power to gas”: de energía a gas), la red de gas natural
permite tanto el almacenamiento de energía eólica como de
biogás procesado a biometano, y a su vez con calidad de gas
natural. De esta manera, la red de gas natural puede compensar las fluctuaciones estacionales en el suministro de
electricidad procedente de centrales solares y eólicas.
El biogás se produce al fermentar, sin aire y sin presencia
de oxígeno, sustancias orgánicas. Este proceso utiliza diferentes bacterias anaeróbicas cuya composición depende de
las materias primas orgánicas y de las condiciones específicas del proceso (nivel de temperatura y de pH). Un factor
decisivo en la productividad de las plantas de biogás lo representan los procesos microbiológicos que tienen lugar durante
la fermentación. Las centrales más comerciales también procesan agua residual así como desechos procedentes de la producción de alimentos, como partículas de comida y filtros de
grasas.
▪▪ El uso estacionario de biogás en plantas de cogeneración de calor y electricidad alcanza un elevado grado
de eficiencia.
▪▪ La electricidad producida puede ser alimentada a la red
de distribución pública, utilizada como suministro independiente de energía en áreas industriales y comerciales,
o puede ser empleada para suministrar energía en zonas
rurales que no disponen de conexión a la red de distribución.
▪▪ El calor residual puede ser utilizado en sistemas para la
generación de energía adicional, pero también para sistemas de calor o secado, o en el funcionamiento de máquinas de refrigeración.
▪▪ Otra opción también muy atractiva es emplear biogás para
alimentar la red de gas natural, tras su conversión a biometano con calidad de gas natural, con un contenido de
metano de hasta un 98 %.
▪▪ El biometano puede ser utilizado en zonas con una gran
demanda de calor y alcanzar grados de eficiencia máxima
Datos actuales
El biogás, producido por la digestión anaerobia de biomasa, se utiliza en todo el mundo para suministrar energía de
diversas maneras: en la quema de biogás en centrales de
cogeneración (CHP), para la generación de energía utilizando calor residual, para la conversión de biogás a biometano para inyectarlo a la red de gas natural, como combustible para vehículos accionados con gas natural o directamente
para cocinar y para la obtención de calefacción.
El biogás se puede extraer de las siguientes fuentes:
▪▪ Residuos orgánicos procedentes de los vertederos de basuras (gas de vertedero)
▪▪ Aguas residuales municipales (gas de aguas residuales)
▪▪ Residuos orgánicos industriales, comerciales y domésticos
▪▪ Materiales de desecho agrícola y cultivos energéticos
▪▪ Alrededor del 56,7 % de las plantas europeas produjeron
biogás a partir de residuos agrícolas, mientras que de los
vertederos y las plantas clarificadoras se produjo el 31,3 %
y el 12 % del biogás en toda la UE, respectivamente.
▪▪ La producción de energía a partir de biogás en Europa
ascendió un 18,2 % entre 2010 y 2011, lo que equivale a un
total de aprox. 35,9 Twh en 2011.
▪▪ Los mayores productores de electricidad procedente de la
quema de biogás siguen siendo Alemania, el Reino Unido,
Italia, Francia y los Países Bajos. En 2011, el suministro de
calor procedente del biogás fue de 201,6 ktep en la Unión
Europea.
Perspectivas
El biogás puede suponer una contribución importante a nivel
mundial para un suministro energético seguro y económico
en el futuro. La biomasa no aprovechada hasta el momento
(desechos) y los residuos utilizados como materia prima ofrecen claramente un gran potencial. Hoy en día se continúan
eliminando grandes cantidades de residuos y materias primas sin aprovechar. Gracias a la posibilidad de procesamiento de biogás a biometano, con calidad de gas natural, surgen
perspectivas totalmente nuevas en el uso de biogás en centrales de cogeneración centralizadas y descentralizadas y en
el sector del transporte. Con el fin de obtener mayores rendimientos que en una planta de cogeneración, las empresas
alemanas también están probando el uso de biogás en pilas
de combustible que puedan convertir la energía química del
biogás procesado directamente en electricidad.
Schmack Biogas AG
SEVA Energie AG SEVA Energie AG
BioConstruct GmbH
Fermentadores
planta de cogeneración
Motor en planta
de cogeneración
EnviTec Biogas AG
Dispositivo de control
Tuberías para el biometano
ventas y comercio
la red
de gas
natural
planta de biogás
cogeneración
de calor
y electricidad
cultivos
energéticos
calor
la recirculación
del digestato como
abono
la producción
de biomasa
combustible
producción de biogás
logística
enriquecimiento
alimentación de la red
aplicaciones
LIPP GmbH
Higienización
Control de procesos en el laboratorio
Fermentadores
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Energie aus besseren Ideen.
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www.farmatic.com
Vista del fermentador
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Utilizar la energía del agua
NaturEnergie AG
ANDRITZ HYDRO
Energía hidroeléctrica: datos actuales
Hoy en día, la energía hidroeléctrica es la fuente de energía más utilizada para la producción de electricidad en todo
el mundo, pero está alcanzando su límite de capacidad en la
mayor parte de los países de la OCDE. Representa cerca del
6,4 % del consumo de energía primaria y un 15 % de la generación de electricidad a nivel mundial.
▪▪ En 2012 la capacidad mundial instalada ascendió un 4,2 %,
alcanzando un total de 1.010 GW, lo que representa 2,5
veces más que la capacidad total combinada de todas las
demás tecnologías en energías renovables.
▪▪ En 2012 se encargaron alrededor de 30 GW en nuevas instalaciones, incluyendo 2 GW de capacidad adicional para
centrales de acumulación por bombeo.
▪▪ En 2012 se generaron 3.671 TWh de electricidad procedente de la energía hidráulica.
resto del
mundo
49 %
de China
22 %
la capacidad total
mundial:
~ 970 GW
(2012)
resto del
mundo
25 %
de China
49 %
Brasil
8 %
total del
anexo capacidad mundial: ~ 26 GW
(2012)
Canada 5 %
Brasil 6 %
EE.UU. 8 %
India 6 %
Canada 8 %
Vietnam 8 %
Rusia 5 %
Fuente: REN21. 2012. Renewables 2012 Global Status report
Contribuyen enormemente a estabilizar la red de distribución eléctrica, ya que algunos tipos de centrales hidroeléctricas son capaces de almacenar energía y suministrar
electricidad rápidamente si es necesario. Las centrales
hidroeléctricas reducen la dependencia en las importaciones
de energía así como los riesgos asociados a éstas y la energía
hidroeléctrica puede suministrar la base para un desarrollo
económico de la región.
Tecnologías y aplicaciones
Existen tres tipos básicos de centrales hidroeléctricas: Centrales de filo de agua servida, centrales de embalse y centrales de acumulación por bombeo.
Centrales a filo de agua servida
▪▪ Las más conocidas y utilizadas a nivel mundial, también
conocidas como centrales de agua fluyente.
▪▪ Utilizan la corriente de energía de un río
▪▪ Alcanzan un factor de eficiencia de casi un 94 %
▪▪ Se utilizan para cubrir la potencia mínima.
▪▪ La capacidad de estas centrales se determina por la velocidad de corriente y el nivel del agua.
▪▪ Algunas de ellas pueden almacenar agua cuando la demanda de electricidad es baja y utilizarla más tarde como
reserva de agua en caso de un incremento en la demanda
de electricidad.
Centrales de embalse
▪▪ El agua se almacena en un lago natural o artificial y luego
se suministra, a través de tuberías, a la estación eléctrica
situada a menor altura.
▪▪ Como centrales eléctricas de reserva funcionan independientemente de las corrientes naturales del agua, y se suelen emplear para nivelar las fluctuaciones en la producción
y consumo de electricidad regional y nacional.
Centrales de acumulación por bombeo
▪▪ Utiliza dos embalses para almacenar el agua, intentando
que entre el más alto y el más bajo exista la máxima diferencia de altitud posible.
▪▪ Si el suministro de energía es mayor que la demanda de electricidad y hay exceso de capacidad (p. ej.: por
la noche), el agua es bombeada del embalse situado más
abajo al embalse situado más arriba.
▪▪ Se almacena allí hasta que se necesita para generar electricidad durante periodos de mayor demanda de energía.
▪▪ El generador se acciona gracias a turbinas de impulso.
Hidroeléctrica de desviación
▪▪ Un modelo particular de centrales a filo de agua servida es
la central hidroeléctrica de desviación.
▪▪ Se retiene el agua gracias a una presa y se redirecciona a
un canal diferente que acciona las turbinas.
▪▪ En una central hidroeléctrica a filo de agua servida convencional existe únicamente una pequeña diferencia de
altura entre los niveles altos y bajos de agua.
▪▪ En las centrales hidroeléctricas de desviación se saca partido de la gran diferencia de altura creada por la presa.
Turbinas
El tipo de turbina empleado depende de la velocidad de la
corriente y de la presión del agua.
Turbina Francis
▪▪ Uno de los modelos de turbina más antiguos, utilizado
▪▪ mayoritariamente en centrales hidroeléctricas de pequeña
escala.
▪▪ Se utiliza para bajas presiones de agua y velocidades medias.
Turbinas de tornillo hidrodinámicas
▪▪ Funcionan según el principio del tornillo de Arquímedes.
▪▪ Utilización para alturas y rendimientos bajos.
Turbinas Kaplan y tubulares
▪▪ Son las turbinas comunes para grandes centrales de agua
fluyente con una altura de salto pequeña, de 6 a 15m, y
grandes caudales.
▪▪ Idóneas para caudales fluctuantes.
Turbina Pelton
▪▪ Conocida también como turbina de chorro libre.
▪▪ Utilización con grandes alturas de salto de 100 a 1.000 m
y/o escaso caudal.
Turbinas de flujo transversal
▪▪ Utilización para alturas de caída reducidas y bajo caudal.
▪▪ En general tienen un bajo rendimiento.
Voith Siemens Hydro Power Generation
Voith Siemens Hydro Power Generation
NaturEnergie AG
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ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Centrales hidráulicas pequeñas (SHP)
Tecnologías y aplicaciones
Las centrales hidráulicas pequeñas (SHP), que incluyen sistemas picohidráulicos y microhidráulicos, utilizan corrientes de agua para generar electricidad, tanto en sistemas con
conexión a red como por ejemplo, en sistemas autónomos
destinados a la electrificación de zonas rurales aisladas. La
construcción de centrales hidráulicas pequeñas supone un
impacto mucho menor en la naturaleza que la construcción
de centrales de gran tamaño. Sin embargo, no existe consenso internacional sobre la definición de las minicentrales hidráulicas. La clasificación de los sistemas hidráulicos
pequeños, cada vez mejor aceptados, es la siguiente:
▪▪ Micro: 1–100 kW
▪▪ Mini: > 100–1.000 kW
▪▪ Pequeñas: > 1.000-10.000 kW
Las turbinas que se suelen utilizar para SHP
La turbina Francis se usa sobre todo para minicentrales
hidráulicas y tiene forma de espiral. Se utiliza para bajas presiones de agua y velocidades medias de la corriente. Otras
turbinas utilizadas para minicentrales hidráulicas son:
▪▪ Las turbinas de velocidad directas (para bajas presiones de agua y velocidades bajas de la corriente, tienen una
capacidad de poder baja)
▪▪ Las turbinas Pelton (para altas presiones de agua y velocidades de corriente bajas)
▪▪ Las turbinas de tornillo de Arquímedes (para presiones bajas de agua y pequeñas capacidades).
Estas turbinas funcionan en la dirección opuesta debido a la
bomba de tornillo de Arquímedes y pueden alcanzar mayor
grado de eficiencia que otras turbinas a una menor altura del
agua, incluso cuando trabajan por debajo de sus capacidades. Las turbinas de Arquímedes presentan bajos costes de
construcción. La turbinas de tornillo de Arquímedes presentan bajos costes de construcción así como buena compatibilidad con las carreras de descenso de los peces. Son una buena
opción para reemplazar turbinas pequeñas que necesitan ser
renovadas.
Energía del mar
La energía cinética de las olas, la mareas y las corrientes pueden aprovecharse para generar electricidad. Una ventaja de
la utilización de la energía del mar es su disponibilidad constante y el consiguiente efecto compensador en el mix energético de renovables. Mientras que las centrales de mareas ya
están técnicamente perfeccionadas, otras tecnologías, como
las llamadas centrales undimotrices, todavía se encuentran en fase de desarrollo. Las empresas alemanas desempeñan un papel importante en la investigación y el desarrollo de turbinas y centrales energéticas para la explotación de
la energía del mar, por ejemplo, en la construcción de la primera central undimotriz con conexión permanente a la red
eléctrica pública en Escocia y en la primera central undimotriz explotada comercialmente en España, en funcionamiento desde 2011.
Eficiencia econaómica de las centrales hidróeléctricas
▪▪ El uso de las centrales hidroeléctricas es de gran provecho
en muchas regiones.
▪▪ Capacidad de carga básica, posibilidad de almacenamiento, estabilización de la red y descentralización son los puntos fuertes de la energía hidráulica.
▪▪ En regiones que todavía no disponen de una red eléctrica extensa, una central hidroeléctrica, como centro de una
instalación aislada de la red, puede contribuir a la reactivación económica de toda una región.
Impacto medioambiental
▪▪ La construcción de grandes centrales hidroeléctricas está
ligada a intervenciones en el paisaje.
▪▪ Por eso, durante la planificación de una central hidroeléctrica se deben tener en cuenta las disposiciones legales de
protección del agua, de la naturaleza y del paisaje.
▪▪ La continuidad ecológica para los peces y otros organismos acuáticos se garantiza mediante costosas rampas de
subida y bajada.
▪▪ Las centrales hidroeléctricas pequeñas provocan un menor
impacto medioambiental.
Perspectivas
La energía hidroeléctrica desarrollará también un papel muy
importante en el futuro en el abastecimiento eléctrico a nivel
mundial. La optimización y modernización de las centrales hidroeléctricas existentes ofrece el potencial para poner
en funcionamiento grandes sistemas de energía hidráulica que funcionen de manera ecológica. Además se refuerza
el uso de centrales hidráulicas pequeñas para la electrificación de zonas remotas, por ejemplo combinándolas en sistemas híbridos con otras tecnologías de energías renovables.
La utilización de energía del mar aún no está muy avanzada
y es dos veces más cara que la generación de energía eléctrica procedente de parques eólicos marinos, no obstante en el
futuro puede contribuir sustancialmente al suministro global de energía. Mientras que las centrales de mareas ya están
técnicamente perfeccionadas, otras tecnologías, como las llamadas centrales undimotrices, todavía se encuentran en fase
de desarrollo. Entre los desafíos se encuentra la integración
en las redes de distribución eléctrica, complejos requisitos
mecánicos, la corrosión y el mantenimiento de las plantas.
Voith Siemens Hydro Power Generation
OSSBERGER GmbH + Co
Micro central hidroeléctrica
Central hidroeléctrica
www.solarpraxis.de/M.Römer
OSSBERGER GmbH + Co
Turbina Pelton
ANDRITZ HYDRO
Turbina de flujo directo
ANDRITZ HYDRO
F. Kerle/Universität Stuttgart
OSSBERGER GmbH + Co
Rampas de subida y bajada
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ENERGÍA GEOTÉRMICA
Energía geotérmica profunda
En países como Alemania, Italia, Indonesia, México y los
EE.UU., el uso de energía geotérmica es ya parte del concepto
energético desde hace muchos años. Las centrales geotérmicas permiten un suministro de electricidad 100 % renovable
y capacidades de generación a todas horas , independientemente de la estación del año o de las condiciones meteorológicas. Aparte de lugares clave como el archipiélago de Hawái,
también existen otros lugares muy rentables para la generación de calor y energía en Nueva Zelanda, en los Andes (Sudamérica) y en partes de Oriente Medio.
Corteza (aprox. 30 km)
~ 3 °C/100 m
Manto > 1.200 °C
Núcleo ~ 5.000 °C
Existe un potencial considerable para la generación de energía geotérmica en el Cinturón de Fuego del Pacífico y en las
islas situadas en la dorsal Mesoatlántica. En lo que respecta a la electrificación de zonas rurales, existe, en particular,
un mayor potencial en el continente africano. Sin embargo,
actualmente, la mayor parte de la energía procedente de la
geotérmica (globalmente), se utiliza directamente para suministrar calor. Una de las razones es que la inversión necesaria
es más baja que para la energía geotérmica profunda y, por
tanto, su uso está más extendido, especialmente en viviendas unifamiliares y multifamiliares. Por cada 100 metros
de profundidad desde la superficie terrestre, la temperatura aumenta una media de aprox. 3°C. Hoy se estima que en el
núcleo de la Tierra, las temperaturas varían entre casi 5.000
y 6.000°C. Para los seres humanos, el calor almacenado en la
Tierra es inagotable.
▪▪ Se divide a su vez en geotermia hidrotermal, geotermia
petrotermal (Hot Dry Rock systems) y sondas geotérmicas
profundas.
Energía geotérmica profunda: Tres formas de uso y de aplicación
Geotermia
hidrotermal
• Para la geotermia
hidrotermal se utilizan directamente capas
conductoras de agua
caliente a grandes profundidades (400 m).
• El estrato de roca acuífera debería presentar
una distribución vertical y lateral lo más
amplia posible para
poder garantizar un
uso a largo plazo.
• La generación de calor
y energía depende del
caudal y de la temperatura del agua termal.
• La temperatura del
agua debe superar los
100°C.
• El vapor de agua acciona una turbina de
vapor y puede utilizarse, asimismo, para
otros consumidores de
calor como hogares o
industrias.
• El agua termal enfriada se conduce de nuevo
al suelo a través de una
segunda perforación,
conocida como perforación de reinyección.
Energía geotérmica
petrotérmica
• Uso de reservas de
calor profundas en
las que se encuentran
pocos o casi ningún
recurso acuífero.
• Se emplean como
reserva las formaciones
rocosas secas y calientes situadas a una profundidad de tres a seis
kilómetros y con temperaturas consecuentemente elevadas de más
de 150°C.
• La explotación se lleva
a cabo a través de dos o
más perforaciones.
• Mediante métodos de
estimulación hidráulica y química (Enhanced Geothermal Systems, EGS) se crean
grietas y fisuras en la
roca. El agua se inyecta
a alta presión, a través
de una perforación de
inyección, en la roca,
donde se calienta y, a
continuación, vuelve a
conducirse a la superficie mediante otra perforación.
• El agua caliente eleva
la temperatura de sustancias que presentan
un punto de ebullición
bajo con el fin de generar vapor para una turbina.
• Además, el calor también puede introducirse en la red de calefacción urbana a través de
un intercambiador de
calor.
La función de la geotermia petrotermal haciendo
uso de los Ciclos Rankine con fluido orgánico (ORC)
Generador
Turbina
M
Condensador
Dependiendo de la profundidad de perforación, distinguimos entre energía geotérmica profunda (desde 400 m hasta
varios miles de metros) y energía geotérmica cercana a la
superficie.
Energía geotérmica profunda
▪▪ Puede emplearse tanto para generar electricidad en centrales eléctricas como para suministrar calor a grandes
redes de distribución para la producción industrial o para
la calefacción de edificios.
▪▪ No está sujeta a cambios diarios ni estacionales, pero está
disponible siempre.
H. Anger‘s Söhne Bohr- und Brunnenbaugesellschaft mbH
ca. 0.5–1 km
Pozo de producción
10 –10 m
1
2
3–5 km
Fuente: GFZ Deutsches GeoForschungsZentrum
GFZ Potsdam
www.renewables-made-in-germany.com
www.frank-gmbh.de
Pozo de injección
Estimulación hidráulica
Stadtwerke Bad Urach/H. Tenzer
www.geothermie.de
~
Evaporador
Tecnologías y aplicaciones
International Geothermal Association
Sondas geotérmicas
profundas
• Las sondas geotérmicas profundas constituyen un sistema cerrado
destinado a la obtención de energía geotérmica.
• Consiste en una sola
perforación a profundidades comprendidas
entre 400 m y varios
miles de metros.
• En la perforación se
introducen las denominadas sondas de doble
tubo hasta una profundidad de 4.000 m.
• El agua circula a través
de estas sondas en un
circuito cerrado.
• Una vez que el agua
alcanza la superficie,
se le sustrae el calor
adquirido en la profundidad y se transmite al
circuito de la bomba
térmica.
• La energía generada
puede emplearse, por
ejemplo, como calor de
proceso para aplicaciones industriales si se
encuentran a temperaturas elevadas o para
el sector agrícola si
las mismas son bajas.
Como norma general, con este proceso no
resulta posible generar
electricidad de manera
rentable.
GFZ Potsdam
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Energía geotérmica cercana a la superficie
Cuando se habla de energía geotérmica cercana a la superficie, se hace referencia a aquella generada a una profundidad
máxima de 400 m. Dado que la tierra tiene una temperatura mucho más uniforme que la temperatura de la atmósfera o la del agua, es ideal tanto para la refrigeración como
para la calefacción de edificios. A una profundidad de unos
15 m, dependiendo de las condiciones geológicas a un máximo de 40 m, la temperatura en las capas superiores del suelo
está sujeta a las fluctuaciones de las estaciones anuales y está
determinada por la influencia de los rayos solares. Aquí las
temperaturas se encuentran justo por encima de la temperatura media anual de la superficie terrestre. A partir de esta
profundidad, la temperatura, de acuerdo con el gradiente
geotérmico, aumenta unos 3 °C por cada 100 m de profundidad, para alcanzar los 20 – 25°C a una profundidad de 400
m.
Aplicaciones
Las temperaturas constantes existentes en el subsuelo también pueden aplicarse, sin la necesidad de usar una bomba
térmica, para refrigerar el edificio directamente. Si la potencia refrigerante del subsuelo no es suficiente, el funcionamiento de la bomba térmica en dirección contraria puede
proporcionar la potencia faltante. Una bomba térmica configurada de manera óptima, puede mejorar el clima interior
de un edificio y reducir al mismo tiempo los costes para la
calefacción y la refrigeración. Los sistemas de calefacción a
base de pellets totalmente automáticos, los sistemas térmicos
solares para la generación de calor o aire acondicionado, y los
paneles fotovoltaicos para la generación de energía solar pueden conectarse en las aplicaciones para edificios reduciendo
el consumo anual de energía de manera significativa.
Bosch Thermotechnik GmbH
Tecnologías
El aprovechamiento de la geotermia cercana a la superficie resulta factible gracias a las bombas térmicas combinadas con pilares de energía, colectores geotérmicos, sondas
geotérmicas u otras piezas de hormigón conectadas a la tierra Una bomba térmica funciona mediante energía eléctrica
y, en algunas ocasiones, también con gas. Las bombas térmicas por compresión son las más comunes dentro de las bombas de calor. Utilizan el calor que se genera al evaporarse un
líquido. En las bombas térmicas por compresión, un refrigerante fluye en un circuito y, accionado gracias a un compresor, asume los estados de agregación líquido y gaseoso de
manera alternativa. Una bomba térmica por sorción es otro
tipo de bomba térmica, que se sirve de la energía motriz térmica. Puede funcionar con gas, petróleo, energía solar o calor
residual y se caracteriza por un elevado rendimiento con respecto a la energía primaria empleada. Se distingue entre dos
procesos físicoquímicos: absorción y adsorción. En la absorción, un solvente líquido separa una materia líquida o gaseosa de otro líquido, mientras que en la adsorción se retiene un
líquido en la superficie de un sólido dependiendo de la temperatura y de la presión. Las sondas geotérmicas, colectores
geotérmicos y pilares de energía se utilizan habitualmente
para la explotación de la energía geotérmica.
Las sondas geotérmicas se colocan, como norma general, en forma de perforaciones verticales en las que instalan
tubos de plástico (polietileno de alta densidad o PEAD). Dentro de estos tubos circula un líquido portador de calor que
absorbe el calor de la tierra circundante y lo conduce hacia la
bomba térmica. Esta tecnología permite que se pueda abastecer de calor o frío a instalaciones de diversos tamaños: desde
pequeños apartamentos hasta áreas residenciales completas
así como edificios de oficinas. Se colocan entre 50 y 160 m de
profundidad, requieren de poco espacio y emplean una temperatura constante.
Los colectores geotérmicos se colocan horizontalmente a una
profundidad de entre 80 y 160 cm, y están sujetos a las condiciones atmosféricas que imperen en la superficie. Para
poder absorber el calor almacenado en el suelo, a través de
los colectores fluye un medio portador de calor.
En el caso de los pilares
de energía se cubren, con
tuberías de plástico, pilares profundos de hormigón, pantallas subterráneas
u otras piezas de hormigón estáticas construidas
en el subsuelo que explotan el calor o el frío de la tierra utilizando el agua como
conductor. El agua fría se
calienta en los pilares de
hormigón gracias al calor
geotérmico. El agua caliente
caldea el edificio mediante la
intercalación de una bomba
térmica. En verano puede
utilizarse el sistema para
una agradable refrigeración.
Uso de agua subterránea: El calor necesario se
extrae del agua subterránea
y se suministra a un sistema
de calefacción. Dependiendo
de la región, de la profundidad y de la estación del año,
la temperatura del agua subterránea se sitúa entre 7°C y
14°C a una profundidad de
20 a 30 m, y es constante a
aprox. 10°C . De esta manera, el agua subterránea suministra la suficiente energía para
calentar una vivienda incluso en inviernos muy fríos.
Bosch Thermotechnik GmbH
Perspectivas
En 2012 se produjeron en todo el mundo 223 TWh de energía
renovable por geotermia, de los cuales 2/3 fueron destinados
a la producción de calor y 1/3 para la producción de electricidad. El potencial internacional de mercado en el sector de la
energía geotérmica para la generación de energía sostenible y
sin emisiones de CO2 es enorme. De acuerdo con el Informe
sobre el Estado Global de las Energías Renovables (REN21),
se espera que la capacidad global instalada supere en catorce
o quince veces su nivel actual para 2030. Sin embargo, comparado con los mercados relativamente “perfeccionados”
de las energías solar y eólica, la energía geotérmica todavía
representa una industria emergente en muchos lugares. En
el sector de la energía geotérmica profunda, los principales
objetivos son minimizar el riesgo de exploración y asegurar
la productividad de depósitos sostenibles, para reducir así
el riesgo de inversión en el futuro y, de este modo, conseguir
una mayor penetración de mercado.
www.renewables-made-in-germany.com
www.geothermie.de
www.frank-gmbh.de
ENERGÍA RENOVABLE
PHOTOVOLTAICS
AUTÓNOMA
El desarrollo necesita energías renovables
Phocos AG
Energiebau Solarstromsysteme GmbH
El acceso a la energía es la base fundamental para el desarrollo económico y social. La energía es un prerequisito para
que las empresas produzcan y se creen puestos de trabajo. Es necesaria para plantar cultivos, para calentar hogares y escuelas, para poner en funcionamiento hospitales y
para garantizar un suministro de agua potable. La energía
también hace posible la comunicación global y la movilidad.
El Proyecto del Milenio de las Naciones Unidas acentúa los
estrechos enlaces que existen entre el uso de la energía y los
ocho Objetivos de Desarrollo del Milenio.
SMA Solar Technology AG
de electricidad local para viviendas y negocios, ser utilizados
directamente para el funcionamiento de equipos eléctricos o
ser almacenados si es necesario. Las tecnologías térmicas procedentes de las energías renovables suministran agua caliente, calor, refrigeración y secado. Dependiendo de la tecnología
empleada, las energías renovables se pueden emplear directamente para cocinar o para fines de movilidad. En la siguiente tabla se muestra una resumen general de los sectores de
suministro de energía y de producción de calor/refrigeración.
Regiones afectadas por la pobreza energética
Sin embargo, la World Energy Outlook 2013 (perspectivas de
la energía en el mundo) estima que en 2011, 1.258 billones de
personas, lo que equivale a casi el 20 % de la población mundial, no disponían acceso a la electricidad. En los países en
vías de desarrollo, la cuota de electrificación medial rural fue
de 68 %. Mientras que América Latina y Asia han acelerado
considerablemente el proceso de electrificación desde 2002,
la mayor parte del África subsahariana carece de ella, no
correspondiéndose tan siquiera al ritmo de crecimiento de la
población. Además, en muchos países, las redes son inestables
y débiles, y los sistemas backup funcionan mediante generadores diésel muy caros y que dependen de las importaciones.
Número de personas sin electricidad, 2009–2030
(en millones)
Grupos de usuarios
Suministro
de energía
Producción
de calor/refrigeración
Hogares
Sistemas solares para
la electrificación rural,
suministro para móviles,
iluminación, ordenadores, máquinas de coser,
aire acondicionado para
edificios, radios, televisores.
Agua caliente,
calefacción
Agricultura
Para bombas de agua,
molinos, desalinización
del agua del mar
Secado de productos
agrícolas
Comercio y servicios
Para máquinas, ordenadores, estaciones de
medición científica,
atracciones turísticas y
hostales
Calor de proceso, aire
acondicionado para
edificios
Instalaciones públicas
y sociales
Para la iluminación,
refrigeradores, dispositivos médicos
Calor de proceso, aire
acondicionado para edificios
Infraestructura
Para redes de telefonía
fija y móvil, miniredes,
iluminación urbana e iluminación para carreteras, sistemas eléctricos
navales de abordo
Industria
Sistemas de electrificación y de respaldo en
áreas urbanas y semiurbanas en las que el suministro eléctrico es intermitente
China
8
India
23
África Subsahariana
4
27
2
281
59
465
40
212
328
108
120
América Latina
381
Otros paises asiáticos
en desarrollo
12
544
8
Población mundial sin acceso a la electricidad
1,441
1,213
214
Las fronteras y los nombres señalados y las designaciones utilizadas en
los mapas incluidos en esta publicación, no implican la confirmación ni la
aceptación oficial por parte de AIE.
Nota: el mapa no se encuentra a escala.
161
1,227
1,052
2009
2030
Rural
Urbana
Fuente: Energy Poverty – How to make modern energy access universal? © OECD/IEA, 2010
* The New Policies Scenario takes account of broad policy commitments that have already been announced.
Campos de aplicación
La energía en forma de electricidad permite el funcionamiento de diferentes equipos en zonas rurales. La energía fotovoltaica, las centrales térmicas solares, la energía hidráulica, la
energía eólica, el biodiesel y el biogás permiten la generación
Selección de la tecnología
El uso de las energías renovables es económicamente rentable en muchas situaciones, y algunos sistemas pueden integrarse en la red eléctrica si más tarde ésta se ampliase. La
selección de la tecnología apropiada es, por supuesto, esencial para el éxito del proyecto. Las tecnologías deben seleccionarse basándose en una evaluación a fondo de la demanda
actual y futura, de las fuentes de energía locales disponibles, así como de los costes de instalación, puesta en marcha,
mantenimiento y operación del sistema.
Energiebau Solarstromsysteme GmbH
Steca Elektronik GmbH
Fraunhofer ISE
Phaesun GmbH
www.renewables-made-in-germany.com
ENERGYSYSTEMS
www.sma-solar.com
www.smart-energy.ag
Calor de proceso
Phocos AG
ENERGÍA RENOVABLE
PHOTOVOLTAICS
AUTÓNOMA
Tecnologías para el suministro
de energía y de agua
ANDRITZ HYDRO Johannes Hübner –
Fabrik elektrischer Maschinen GmbH
Energiebau Solarstromsysteme GmbH
Fotovoltaica
La tecnología fotovoltaica (FV) genera electricidad directamente de la luz solar. La FV se puede utilizar de manera efectiva en casi todas las partes del mundo y, muchas veces, es
la forma más rentable de generar de electricidad. Los sistemas están disponibles en una gran gama de tamaños, desde
pequeñas linternas solares portátiles hasta Sistemas de Energía Solar (SHS) y sistemas más grandes que proporcionan
energía a empresas, hospitales y a otras instituciones. Las
mini-redes más grandes son capaces de suministrar energía a
varios edificios, a un pueblo o incluso a una pequeña aldeaEn
la mayoría de sistemas FV autónomos, la electricidad se
almacena en baterías y es utilizada cuando se necesita. En
sistemas más grandes, en los que los generadores convencionales suministran la carga base, se puede prescindir de baterías. En sistemas más pequeños (< 100 Wp aprox.) se proporciona energía en CC (corriente continua) en lugar de en CA
(corriente alterna).
generalmente el calor en depósitos de agua aislados para su
uso posterior, aunque en algunos sistemas se utiliza el calor
directamente. Existe una gran variedad de colectores: planos,
tubos de vacío y espejos parabólicos. Existen también cocinas
solares. La Energía Solar Concentrada (CSP) utiliza el calor
del sol para generar energía eléctrica, que a su vez se puede
suministrar a miniredes o ser almacenada.
GIZ/Michael Netzhammer
Fraunhofer ISE
Los hornos solares Scheffler produciendo vapor para una cocina solar en India
Bioenergía
Energía eólica
Las turbinas eólicas pequeñas y medianas (hasta diámetros de rotor de 20 m aprox. y 100 kW de potencia nominal) se pueden utilizar en una variedad de situaciones fuera
de la red. La salida de electricidad de las turbinas eólicas
está directamente relacionada con la cantidad de viento en el
lugar. Se requiere el conocimiento preciso de la velocidad del
viento anual en el lugar, que puede ser ajustado a la curva de
potencia de la turbina de viento, permitiendo así calcular la
producción de energía en las diferentes épocas del año.
Energía hidroeléctrica
Los sistemas de pico- y micro-hidroeléctricas generan electricidad a partir de agua corriente. Algunas configuraciones
requieren grandes alturas (una caída vertical de agua de 10 a
20 m como mínimo) y otras están diseñadas para que el agua
de los ríos fluya más lenta. Con pico-hidroeléctrica se refiere
a sistemas de hasta 5 kW. Los sistemas pico más pequeños se
utilizan a menudo para cargar baterías, pero la mayoría de la
electricidad generada por sistemas pico y sistemas de microhidroeléctricas es usada directamente.
Energía solar térmica
La tecnología solar térmica toma el calor del sol para suministrar energía térmica. Proporcionando agua caliente para
hoteles, hospitales y hogares, así como calor de proceso para
la industria. Los colectores solares recogen y almacenan
La bioenergía se obtiene a partir de residuos animales o de
plantas que, como consecuencia de la fotosíntesis, aprovechan eficazmente la energía solar. La madera, los desechos orgánicos, el estiércol y otras sustancias de origen
vegetal y animal pueden ser utilizados para producir combustibles sólidos, líquidos y gaseosos para la calefacción y la
generación de energía. La biomasa sólida puede ser utilizada en modernos sistemas de combustión para la generación
de electricidad o puede ser utilizada para generar electricidad en plantas de cogeneración de calor y electricidad (CHP)
hasta alcanzar un alto grado de eficiencia. El biogas, que se
produce por la fermentación de sustancias orgánicas en un
ambiente libre de aire y oxígeno (digestión anaerobia), puede
ser utilizado para cocinar o en plantas de cogeneración. Los
biocombustibles líquidos son adecuados a efectos de movilidad y de generación de electricidad, y algunos se pueden
usar para cocinar. El aceite de jatropha, por ejemplo, se utiliza como un sustituto del diesel procedente de combustibles
fósiles aunque también se puede utilizar para generar electricidad.
Las principales ventajas de las energías renovables para las aplicaciones sin conexión a red son las
siguientes:
▪▪ Tecnología avanzada
▪▪ Fácil instalación
▪▪ Operación simple
▪▪ Mínimo mantenimiento
▪▪ Sistemas de prepago de fácil integración
▪▪ Posibilidad de instalar varias capacidades
▪▪ Sistemas suplementarios y complementarios existentes
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ENERGYSYSTEMS
www.sma-solar.com
www.smart-energy.ag
ENERGÍA RENOVABLE
PHOTOVOLTAICS
AUTÓNOMA
Aplicaciones utilizadas para el suministro
de energía y de agua
Agua en las zonas rurales
Los sistemas fotovoltaicos y eólicos pueden garantizar tanto
el abastecimiento de agua potable para los seres humanos
como el abastecimiento de agua para el riego y la ganadería
en áreas remotas lejos de una red eléctrica. Las bombas que
funcionan mediante energía fotovoltaica o solar, bombean
agua de superficie o agua subterránea incluso desde grandes
profundidades. El generador fotovoltaico suministra energía
directamente a las bombas centrífugas o a las de membrana. Un tanque de agua actúa como acumulador, reemplazando a las baterías: el agua se almacena y puede ser utilizada en
cualquier momento.
También existen sistemas híbridos que integran la energía eólica y la solar en combinación con el almacenamiento de baterías. Y/o también está disponible un motor diésel.
La electricidad producida durante el día se almacena en una
batería y está, por ello, disponible por la noche y durante los
periodos de mal tiempo. Un regulador de carga controla el
estado de la carga de la batería e impide que el banco de baterías se sobrecargue o se descargue completamente.
La energía térmica solar puede emplearse para calentar agua potable (p. ej. en hoteles y hospitales), en la producción de calor, refrigeración o en procesos de deshumidificación del aire, para suministrar calor de proceso, en procesos
de secado y en la desalinización solar del agua del mar. Los
paneles solares están incluso adaptados para su uso en zonas
con una radiación solar baja y periodos más cortos de luz
solar directa. El calor se almacena en reservas solares (tanques de agua potable con buen aislamiento) o se utiliza directamente.
SMA Solar Technology AG
juwi
SMA Solar Technology AG SMA Solar Technology AG
Inversor
autónomo
Inversor autónomo
Baterías
con sistema fotovoltaico,
controlador de carga y baterías
Phaesun GmbH
Bombas
de agua
solares
Phaesun GmbH
Generación de electricidad en zonas rurales
Los sistemas de energía solar domésticos suministran energía en los hogares, por ejemplo, para la iluminación, radio,
televisión, refrigeración, teléfonos, teléfonos móviles, ventilación, ordenadores, máquinas de coser, etc. Se componen de
un módulo solar, una batería y un controlador de carga para
abastecer de electricidad aparatos de CC. Es conveniente utilizar aparatos muy eficientes como las lámparas de ahorro de
energía o LED, o refrigeradores de CC de bajo consumo. Si es
necesario, se puede integrar un inversor para permitir la operación de aparatos de CA. Los sistemas solares domésticos
están disponibles en unidades compactas. La potencia y la
capacidad se adaptan a las necesidades individuales.
Los sistemas híbridos son sistemas no conectados a la red
con más de una fuente de energía. Son ideales en el suministro de energía autónoma para los consumidores y para la
industria, y pueden satisfacer una mayor demanda de energía al mismo tiempo que suministran una fuente fiable de
producción de electricidad. La conexión de todos los generadores de energía y de los consumidores y generadores de
corriente en el lado de CA permite que un sistema sea construido o ampliado con componentes estandarizados de una
forma flexible y modular. La conexión de todos los generadores y consumidores de energía en el lado de CA permite que un sistema sea construido o ampliado con componentes estandarizados de una forma flexible y modular. El diésel
fotovoltaico y el diésel eólico son configuraciones comunes
(el diésel convencional puede ser sustituido por el biodiésel).
En este tipo de sistemas, también es posible la integración
de la energía hidroeléctrica. Los sistemas híbridos más grandes, que usan un generador de diésel convencional, pueden
funcionar a un coste menor que los sistemas que trabajan
exclusivamente con motores diésel. Es posible un ahorro sustancial debido al creciente aumento en el precio de los combustibles fósiles. Lo que se conoce como “contenedores de
energía” son variantes móviles de sistemas híbridos. En ellos,
una turbina solar, un módulo solar, una batería y un generador diésel se instalan en un contenedor convencional de mercancías. Este tipo de sistema híbrido es idóneo para un suministro de energía independiente en cualquier lugar.
Generador diésel
Generador solar
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ENERGYSYSTEMS
www.sma-solar.com
www.smart-energy.ag
Inversor
de batería
Baterías
Inversor
fotovoltaico
SMA Technologie AG
ENERGÍA RENOVABLE
PHOTOVOLTAICS
EN EL HOGAR
Generación de electricidad
El uso eficiente y ecológico de las fuentes de energía es cada
vez más importante. El mayor uso de energías renovables y
conceptos alternativos de producción de energía es importante sobre todo en los hogares, ya que es aquí dónde se consume una gran parte de la energía final de un país para la
generación de electricidad y calor. Los proveedores alemanes
de productos y servicios poseen experiencia a largo plazo en
las tecnologías de energías renovables y de eficiencia energética. Sistemas de calefacción con pellets totalmente automatizados, plantas solares térmicas para la producción de calor
o aire acondicionado, bombas de calor, sistemas de calefacción geotérmica cerca de la superficie terrestre y los módulos fotovoltaicos para la generación de electricidad mediante energía solar, se pueden integrar de manera muy útil en
los hogares para reducir drásticamente el consumo anual de
energía.
red eléctrica
Inversor
de carga
Electrodomésticos
de copia de seguridad
Electrodomésticos
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
bidireccionalbatería
inversor
Baterías
SMART ENERGYSYSTEMS
INTERNATIONAL AG
Plantas de cogeneración de calor y electricidad
para la eficiencia energética
Sistemas fotovoltaicos
La energía fotovoltaica (FV) suministra energía independiente, flexible y eficiente en muchos edificios. Las áreas de la
energía fotovoltaica se podrán ampliar en el futuro gracias a
los avances en células solares orgánicas (OPV). Están basados en la tecnología de LED orgánicos (OLED), son flexibles,
son muy finas y por lo tanto se podrán utilizar en ventanas,
en grandes fachadas de edificios o en cargadores de teléfonos
móviles. Los sistemas FV integrados en los edificios ofrecen
la posibilidad de una incorporación visualmente más sutil en
el edificio. Y a menudo tienen un beneficio adicional: los listones de madera orientados hacia el sol pueden equiparse
con tiras FV para generar electricidad y así mismo proteger
del sol o de un calentamiento excesivo. También es posible la
integración de FV en la fachada o en el tejado, donde el sistema adopta también las funciones de aislante.
La producción simultánea de calor y electricidad es posible
gracias a las plantas de cogeneración de calor y electricidad
(plantas CHP) que funciona con energías renovables como el
biogás o el biodiésel. En las plantas, un motor pone en funcionamiento un generador para producir electricidad. El
calor resultante se utiliza para la calefacción y el agua caliente. Si la generación de electricidad y calor acoplada se realiza con un sistema descentralizado y no en una gran planta de
energía, entonces se habla de sistemas descentralizados de
cogeneración de calor y electricidad (CHP). Los microsistemas CHP son adecuados para un uso en los hogares. Cubren
el segmento más bajo de rendimiento de producción combinada de calor y electricidad (0,8-10 kWel). Se denominan
también a menudo “calefacciones generadoras de electricidad”. Sirven al suministro de pequeños inmuebles privados,
es decir, adecuados especialmente para el uso en los hogares individuales y edificios de vecinos, así como en pequeñas
empresas. Los sistemas, en relación a su rendimiento, están
diseñados para cubrir la demanda promedia de electricidad y
de calor en una vivienda unifamiliar.
SMART ENERGYSYSTEMS INTERNATIONAL AG
Sistemas energéticos inteligentes: 555 kWp de instalación fotovoltaica sobre el tejado de
la Universidad de Aalen
Actualmente, la gran mayoría de la electricidad FV producida en los hogares alimenta la red de corriente. Si el sistema
FV se equipa con un sistema de gestión de energía inteligente y un acumulador, la electricidad auto generada puede utilizarse incluso mejor para el propio consumo doméstico. Así
se posibilita una fuente de alimentación independiente de la
red y el desacoplamiento del aumento de los costes eléctricos
procedentes de fuentes de energía convencionales.
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Las pequeñas turbinas eólicas también ofrecen una alternativa a la hora de suministrar energía alternativa, p. ej. en edificios comerciales o agrícolas, así como en viviendas unifamiliares y multifamiliares. En estos casos, la centrales eólicas
pequeñas pueden instalarse cerca de los edificios o sobre
tejados.
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ENERGYSYSTEMS
www.smart-energy.ag
ENERGÍA RENOVABLE
PHOTOVOLTAICS
EN EL HOGAR
Generación de calor y frío
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Independientemente de si la vivienda es de propiedad o de
alquiler: los costes de calefacción y refrigeración son cada
vez más una carga para los hogares. Los precios para la energía de calefacción en Alemania han aumentado entre los años
1995 a 2012 en un promedio de un 161 %.
El uso de calefacción o refrigeración procedentes de fuentes
renovables de energía :
▪▪ Alivia el bolsillo y el medio ambiente
▪▪ Impide la combustión de combustibles fósiles y reduce las
emisiones de gases de efecto invernadero, en particular el
dióxido de carbono (CO2).
▪▪ Garantiza una mayor seguridad ante la subida de precios.
Por ello, potenciar el uso de las energías renovables en la producción de calor y refrigeración da muestras de reflexión y
responsabilidad en cuanto a las futuras generaciones, y contribuye al mismo tiempo a la protección del medio ambiente
en todo el mundo.
Aplicaciones térmicas solares para agua caliente,
refrigeración y calefacción
Los colectores solares de una planta solar térmica absorben
la radiación solar y la convierten en calor. El calor solar se
utiliza por norma general para calentar el agua para la ducha
y el lavado o como apoyo para la calefacción. Las plantas
solares que producen tanto calor como frío mediante radiación solar se incluyen dentro de las innovaciones en el campo
de la energía solar. Los sistemas de enfriamiento modernos
convierten directamente el calor de la luz solar en frío para
la refrigeración. La ventaja de la refrigeración solar es que
se consume mucha menos energía que con los acondicionadores de aire convencionales. Esto es interesante sobre todo
para los países del sur, donde en los cálidos meses de verano
se consume hasta el 80 por ciento de la electricidad necesaria en la refrigeración de edificios. La base de esta tecnología
son los colectores parabólicos que focalizan la luz. El sistema
opera sobre el mismo principio que un frigorífico. El calor
ganado en un colector se utiliza como energía para la producción de aire frío. Una ventaja particular de esta tecnología es que la necesidad de refrigeración se produce al mismo
tiempo que brilla el sol, eliminando la necesidad de un almacenamiento prolongado de calor o frío. El consumo de energía de un refrigerador puede ser cubierto en gran medida con
la energía solar. Si no se precisa la refrigeración, los colectores distribuyen la energía al sistema de calefacción del edificio o para el calentamiento del agua. Las empresas alemanas
son pioneras en el desarrollo de tecnologías avanzadas para
el uso de la energía solar, que se están utilizando en todo el
mundo.
Energía geotérmica cercana a la superficie para
calefacción y refrigeración
Además, las bombas de calor bajo el suelo o en el exterior pueden utilizarse como fuentes de calor para la calefacción. Una bomba de calor toma el calor de una fuente de
calor externa, como son el suelo, las aguas subterráneas o el
aire, o el calor a bajas temperaturas y libera éste al sistema
de calefacción. Aquí la bomba de calor eleva aún más el nivel
de temperatura para que el calor pueda ser utilizado para la
calefacción. Para este aumento de temperatura, la bomba de
KBB Kollektorbau GmbH
calor requiere de una energía motora que puede suministrarse con electricidad o en combinación con un sistema fotovoltaico. Las bombas de calor también pueden utilizarse,
siguiendo el principio de inversión, para la refrigeración en el
verano.
Biomasa para la producción de calor
El calor puede obtenerse también de pellets de madera, virutas, leña o biogás. El uso de pellets de madera ha adquirido importancia en los últimos años. Los pellets de madera (conglomerado de restos de madera) son muy adecuados
para la calefacción y, por lo tanto, una alternativa a los combustibles fósiles. Dependiendo del combustible y el uso previsto, existen diferentes hornos que utilizan madera para el
suministro de calor. Por lo general se usan tres sistemas diferentes de calefacción con pellets de madera que se diferencian principalmente en la capacidad de potencia.
Pequeños hornos de pellets (de 2 hasta 10 kW) se utilizan para la calefacción de espacios de vivienda. Instalando una bolsa de agua, estas pequeñas estufas de pellets pueden integrarse en la calefacción existente y complementar,
por ejemplo, un sistema solar térmico. Las estufas de pellets
modernas disponen de un suministro automático de pellets
de madera.
Los sistemas de calefacción de pellets de gran tamaño pueden ser utilizados para la calefacción de espacios y
para el agua corriente, y tienen una capacidad de potencia de
hasta 70 kW. Se colocan en una sala de calefacción independiente. Además, las calefacciones centrales disponen de un
gran depósito de existencias o introducen los pellets desde
un almacén de pellets separado. Además de todo esto, también se utilizan calderas combinadas para la calefacción, que
tanto se pueden alimentar con pellets de madera o con leña.
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Perspectivas
En vista de la demanda creciente de suministro eléctrico y
térmico de las casas, aumenta el grado de automatización y
control. La tecnología de medición, de control y de regulación, y la tecnología informática del edifico se unirán en complejos sistemas de información y comunicación. La funcionalidad de estos sistemas es un factor competitivo decisivo. El
uso de las capacidades de almacenamiento (frío y calor) de
los edificios, la optimización de la estructura del edificio (aislamiento, protección de calor/frío), la integración de almacenamiento adicional (calor, frío, electricidad incl. movilidad
eléctrica) y el uso de procesos combinados (procesos de cogeneración de calor y electricidad) ganará en importancia. Las
empresas alemanas ofrecen numerosas soluciones líderes en
esta área a lo largo de la cadena de valor y se muestran activas en el ámbito de la investigación.
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ENERGYSYSTEMS
www.smart-energy.ag
Wagner & Co Solartechnik GmbH