Ideas para Recordar

Ofrecemos, a continuación, un resumen básico de ideas sobre EERR, que puede ser de interés para profesores y alumnos, tanto en su preparación de la visita al Aula Vital, como en un posterior ajuste de ideas, después de la visita.

SOBRE LA ENERGÍA.

· Sin Energía no es posible ningún movimiento.
· La energía manufacturada es un elemento indispensable en el tipo de vida actual.
· No vemos la energía pero sí vamos aprendiendo dónde la hay y cómo utilizarla.
· En Física, se dice que la energía es la "capacidad para realizar un trabajo" (aplicar una fuerza a un objeto y que produzca algún movimiento)
· Sólo hay un tipo de energía, que se presenta en diversas formas: unas formas de energía son transformables en otras. En cada transformación, se pierde energía en formas no utilizables.
· La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.
· Llamamos fuente de energía a los objetos y sustancias de las que podemos extraer parte de su energía.
· El uso de fuentes de energía necesita un sistema de conversión.
· Las fuentes de energía que utilizamos proceden directa o indirectamente del Sol.
· Hay fuentes de energía agotables que son las fuentes de energía convencional (carbón, petróleo, uranio,...) y otras que se renuevan periódicamente que son las energías renovables
· Una parte de la humanidad no tiene acceso ni a la energía ni a los sistemas de conversión.
· La utilización de fuentes de energía convencional genera efectos negativos (residuos, contaminación,...) que conviene reducir para mantener unas aceptables condiciones de vida sobre el planeta.

SOBRE LA ENERGÍA RENOVABLE

· Hay fuentes de energía que se renuevan periódicamente y se les llama fuentes de energía renovable; las más utilizadas son: el sol , el viento, el agua y la biomasa.
· Las energías renovables tienen ventajas: son gratuitas, inagotables, no contaminan.
· Pero también tienen inconvenientes: son discontinuas, intermitentes, no localizadas.
· La utilización de energías renovables necesita un sistema de conversión propio y un sistema de almacenamiento, para evitar los efectos de su discontinuidad.
· Una buena parte de la humanidad podría acceder a una cierta cantidad de energía, adquiriendo solamente el sistema de conversión.
· La utilización de fuentes de energía renovable produce un deterioro menor del medio ambiente del planeta, nuestra casa común.
· Hoy, ya es posible ir aumentando la utilización de fuentes de energía renovable porque la tecnología lo hace posible y los costos son menores.

ENERGÍA SOLAR

· Se llama energía solar a la energía que procede del Sol.
· Realmente, casi toda la energía de que disponemos se ha originado gracias al Sol.
· Utilizamos la energía solar a través de la vía climática, biológica y directa.
· La vía climática ocasiona vientos, agua,...La vía biológica da lugar a la madera, carbón, petróleo,...
· Por la vía directa, convertimos la luz solar en energía fotovoltaica (conversión fotovoltaica) y el calor en energía fototérmica (conversión térmica).
· El aprovechamiento térmico es simple y antiquísimo en algunas de sus formas.
· El aprovechamiento fotovoltaico tuvo que esperar hasta mediados de este siglo, en que se construyeron las primeras células fotovoltaicas.
· El sol es importante para nosotros porque está cerca de nuestro planeta.
· El sol emite continuamente una gigantesca cantidad de energía en todas direcciones.
· Parte de esa energía es recibida por la Tierra.
· Se llama constante solar a la radiación que se recibe en el exterior de la atmósfera por metro cuadrado de superficie perpendicular a los rayos solares (aprox. 1354 W).
· La insolación en la superficie terrestre es de unos 1000 W por metro cuadrado de superficie perpendicular a los rayos, en el caso más favorable.
· Cada lugar de la Tierra recibe los rayos solares con una inclinación que depende de su latitud, de la época del año y de la hora del día.
· Las coordenadas solares (azimut solar y altura solar) determinan la posición del Sol respecto a un observador terrestre.

ENERGÍA FOTOVOLTAICA

· Recibe el nombre de energía fotovoltaica la energía eléctrica que se obtiene de los rayos del sol por efecto fotovoltaico.
· Una célula fotovoltaica es un diodo semiconductor que al ser iluminado por una de sus caras, genera una pequeña corriente eléctrica que se puede hacer circular por un circuito exterior.
· Las células fotovoltaicas son de diversos materiales semiconductores: silicio monocristalino, silicio policristalino, arseniuro de galio, hidruro de hidrógeno, etc.
· Un panel fotovoltaico es un grupo de células fotovoltaicas conectadas adecuadamente, encapsuladas y protegidas dentro de un marco, con dos terminales de salida de corriente.
· La energía que genera un panel fotovoltaico, depende de diversas variables: aparte de las intrínsecas del tipo de células fotovoltaicas que incorpore, depende del número de ellas que tenga conectadas, de la insolación que reciba, de la temperatura , de la posición respecto al sol, etc.
· En un día despejado, y al mediodía, se estima que sobre una superficie horizontal de un metro cuadrado, se reciben 858 W de radiación directa y 123 W de radiación difusa (total, unos 981 W por hora,).
· A primeras y a últimas horas del día , la energía recibida es menor.
· Los datos más importantes de un panel fotovoltaico son su potencia pico (máxima cantidad de watios que puede suministrar) y su intensidad pico (máxima cantidad de amperios que puede suministrar para un voltaje determinado) y el voltaje de trabajo regular para el que está diseñado.
· Un conjunto de paneles conectados forma un campo solar.
· Varios paneles pueden conectarse en serie (con lo que se consigue aumentar el voltaje de salida), en paralelo (con lo que se consigue aumentar la intensidad) o de forma mixta.
· El helióstato permite orientar los paneles fotovoltaicos hacia el Sol.
· Es necesario almacenar la energía fotovoltaica para tener reserva suficiente para las noches, para días muy nublados y para satisfacer la demanda de arranque de motores.
· La energía fotovoltaica se genera en forma de corriente continua y se almacena en baterías o acumuladores.
· Una batería (acumulador) es un dispositivo que almacena la energía eléctrica en forma de energía química y es capaz de convertirla de nuevo en energía eléctrica.
· El elemento básico de un acumulador recibe el nombre de "vaso" y es capaz de almacenar una determinada cantidad de energía con un voltaje concreto.
· Un vaso es el conjunto formado por un recipiente que contiene un líquido o gel (electrolito) y dos electrodos (polo positivo y polo negativo).
· Cada vaso se caracteriza por la tensión (de 1,8 a 2 Voltios) y por la capacidad de almacenamiento expresada en Amperios-hora.
· Si se unen varios vasos dentro de un solo bloque, se les llama batería monobloc. Suelen tener poca capacidad de almacenamiento y ser transportables con relativa facilidad.
· Si se trata de vasos grandes e independientes, se habla de batería estacionaria (suelen tener gran capacidad de almacenamiento, mucho peso y difícilmente transportables).
· Se suele llamar bancada de baterías a un conjunto de baterias monobloc convenientemente conexionadas o a un conjunto de vasos estacionarios.
· Si conectamos varias baterías (o vasos) en serie, aumentamos el voltaje de almacenamiento y si lo hacemos en paralelo, mantenemos el voltaje de una unidad y aumentamos la capacidad.
· Una batería requiere un mantenimiento y tiene algunos enemigos muy severos: la sobrecarga, la excesiva descarga, la pérdida y la congelación del electrolito.

ENERGÍA EÓLICA

· Recibe el nombre de energía eólica a la que se obtiene del viento.
· La utilización más frecuente actualmente en el mundo occidental consiste en transformarla en energía eléctrica.
· El proceso más generalizado consiste en transformar la energía eólica en energía mecánica y ésta en energía eléctrica, que se almacena.
· El sistema de conversión recibe el nombre de aerogenerador.
· Un aerogenerador es, en esencia, un generador eléctrico cuyo giro se produce por acción de la energía del viento.
· Hay muchos tipos de aerogeneradores y también de muy diversas potencias.
· Dos datos importantes de un aerogenerador son la velocidad mínima de viento para entrar en producción de energía y la potencia máxima que puede suministrar.
· Un aerogenerador muy particular es el Savonius de Doble Rotor, con ciertas ventajas sobre los aerogeneradores de un Rotor y que, además, ha sido diseñado y patentado por un asturiano, D. Eduardo García García.
· La energía eólica y la energía fotovoltaica se complementan con bastante frecuencia.
· Una instalación de energía eólica necesita un sistema de regulación propio, aparte del sistema de almacenamiento habitual.

ENERGÍA FOTOTÉRMICA

· Recibe el nombre de energía fototérmica (térmica, para simplificar) a la energía calorífica que se obtiene del Sol.
· La utilización más frecuente actualmente consiste en calentar agua para consumo doméstico (ACS).
· El proceso más general consiste en captar la energía calorífica y transmitirla a un líquido.
· Hay muchos sistemas en el mercado, siendo el más eficaz el colector de placa plana, con circulación por termosifón o con circulación asistida.
· Una instalación de energía térmica comprende pues, tres fases: captación, transferencia y almacenamiento.
· La instalación más adecuada suele ser de doble circuito: primario y secundario. De esta forma el agua utilizada no pasa por los colectores.
· En el circuito primario, se suele utilizar una mezcla de agua y etilenglicol, que capta el calor y evita la congelación.
· Por el circuito secundario, circula el agua que se va a consumir.
· La transferencia de calor del circuito primario al secundario se puede conseguir a través de serpentin o, si la instalación es grande, mediante intercambiador de placas.
· La acumulación del agua calentada, se realiza en depósitos de materiales antioxidantes, bien aislados y protegidos. El agua se estratifica dentro del depósito y es importante reducir esta estratificación.
· Para hacer circular los líquidos de los dos circuitos por el intercambiador de placas (o por el serpentín) se utilizan dos bombas eléctricas que se accionan por una central de control, de acuerdo con una programación de diferencia de temperaturas en ambos circuitos.

ENERGÍA HIDRÁULICA

· El agua, por su posición elevada tiene una cantidad de energía potencial y por su circulación tiene una cantidad de energía cinética.
· En el uso tradicional se transformaba esa energía potencial en energía mecánica.
· Al descubrirse los generadores de electricidad, se hizo posible convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
· Eso es lo que se consigue en las centrales hidroeléctricas.
· Las centrales hidroeléctricas puede ser de muy diversos tamaños en función de la cantidad de agua embalsada, de la caída posible y del generador utilizado.
· En territorios húmedos, es relativamente fácil instalar microcentrales eléctricas.
· Como en otros casos, puede ser necesario, el almacenamiento de energía eléctrica.
· Cuando la circulación del agua por una tubería se interrumpe bruscamente, se produce el "golpe de ariete". Y genera una onda de presión utilizable.
· Hace más de 200 años, los Hermanos Montgolfier, pusieron a punto un artilugio capaz de hacerlo: el ariete hidráulico.
· Es una bomba ecológica por excelencia: no necesita energía exterior, no contamina, es duradera, económica y eficaz.
· Tiene muchas posibilidades de utilización en el mundo rural, bien para regadío o como parte de una instalación contra incendios.

ENERGÍA DE LA BIOMASA

· Llamamos biomasa a la materia que tiene su origen inmediato en los seres vivos. Se incluye pues, madera, estiércol, residuos,… pero no carbón y petróleo ya que su origen no es inmediato.
· La biomasa constituye una reserva energética permanente, no sometida a ciclos intermitentes, como el sol, el viento, etc.
· Cierta biomasa puede cultivarse con fines energéticos y al mismo tiempo frenar la desertización y absorber CO2 de la atmósfera.
· La biomasa puede aprovecharse mediante procesos mecánicos, térmicos, biológicos, químicos.
· De la biomasa se pueden obtener gases, abonos, combustibles sólidos, biocarburantes, etc.
· De la fermentación anaerobia de estiércol se puede obtener un gas mezcla de metano y anhídrido carbónico: sucede en el digestor de metano.