Las fuentes de energía que no desaparecen con el uso ofrecen más energía de la que la humanidad jamás podrá consumir. Sin embargo, los usamos muy poco y dependemos de energías, cuya producción es una gran carga para el medio ambiente, y las fuentes de materias primas se están agotando de forma lenta pero segura. Renovable, inagotable desde el punto de vista de la vida humana, es posible utilizar la energía del agua y del viento, la radiación solar, la energía geotérmica, la energía obtenida con la ayuda de bombas de calor y de la biomasa. Conoce más sobre estos tipos de energía renovable.
Las fuentes de energía renovables (RES) tienen un papel muy importante en la reducción de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. A mediano y largo plazo, se espera que las fuentes de energía renovables sean económicamente competitivas con las fuentes convencionales.
Energía del agua
En la naturaleza, el agua es portadora de energía mecánica, térmica y química. Desde el punto de vista del uso técnico, la energía mecánica del agua es la más ventajosa, ya que se renueva constantemente por el ciclo natural apoyado por la energía de la radiación solar.
La energía del agua se ha utilizado durante siglos. Molinos de agua, sierras y martillos se transformaron gradualmente en miles de pequeñas centrales hidroeléctricas (SHE) antes de la Primera Guerra Mundial. La energía del agua se puede convertir muy bien y de manera eficiente en la electricidad requerida. La energía del agua se puede obtener utilizando su flujo (movimiento, energía cinética), presión (presión, energía potencial) o ambas energías al mismo tiempo.
La construcción de presas para grandes centrales hidroeléctricas, la inundación de grandes áreas y los cambios en el régimen hídrico representan un impacto significativo en el medio ambiente, y su potencial está casi agotado. Por otro lado, aún existen muchos lugares aptos para la construcción de PMP, y ni siquiera se han aprovechado todos los restos de las antiguas obras hidráulicas, especialmente los conductos, canales de drenaje y presas, que pueden reducir significativamente los costos de construcción. Con la ayuda de microturbinas modernas, también es posible utilizar flujos con un potencial energético muy bajo o incluso líneas de agua.
Energía eólica
La historia del uso de la energía eólica también tiene raíces profundas, aunque las posibilidades de su uso no se pueden comparar con los territorios costeros. El predominio de vientos de menor velocidad y su baja frecuencia y regularidad requieren un estudio y análisis exhaustivo de las condiciones del viento.
La energía solar también se refleja en la energía eólica, ya que es creada por el calentamiento desigual de la superficie terrestre a través de la radiación solar. Las diferencias de presión surgen entre áreas con diferentes temperaturas del aire y estas se equilibran con las corrientes, es decir, los vientos.
La energía del viento depende de su velocidad, pero cerca de la superficie terrestre, el flujo de aire se ve afectado por las irregularidades del terreno. El viento es frenado por los obstáculos del terreno y las irregularidades de la superficie, pero su velocidad aumenta logarítmicamente al aumentar la altura. El flujo es turbulento y por lo tanto su velocidad y dirección fluctúan. L
Hoy en día, la energía eólica se utiliza principalmente para la producción de electricidad. El tipo de equipo más grande son las centrales eléctricas con un eje de rotación horizontal, que funcionan según el principio de flotabilidad, donde el viento fluye alrededor de las palas. Los dispositivos grandes suministran electricidad a la red, los pequeños también se pueden usar para alimentar objetos remotos que no están conectados a la red.
La energía del sol
El aprovechamiento de la energía solar consiste en su transformación en energía calorífica, principalmente para la calefacción de viviendas y calentamiento de agua, energía química, en el caso del cultivo de algas o la descomposición del agua, y energía eléctrica. Los sistemas de calefacción pasivos aprovechan el impacto directo de la luz solar en el interior, y el sistema de circulación asegura la distribución del aire caliente desde las zonas soleadas al resto de la casa. También son importantes la posibilidad de acumulación a corto plazo de exceso de calor y una buena regulación contra el sobrecalentamiento. Por estas razones, las soluciones pasivas efectivas se pueden aplicar casi exclusivamente en edificios nuevos especialmente diseñados.
Por otro lado, los sistemas activos se pueden instalar adicionalmente en edificios originales y se utilizan para calentar agua y calentar agua o aire caliente. La energía también se puede almacenar en tanques de almacenamiento durante un período de tiempo más largo. La eficiencia de los colectores depende principalmente de la diferencia de temperatura del absorbedor (o líquido de transferencia de calor) y el aire circundante. La eficiencia disminuye con requisitos de temperatura más altos. En los colectores de vacío, donde el absorbedor está efectivamente aislado por vacío, la eficiencia cambia poco, por lo que funcionan satisfactoriamente incluso en días helados. Por el contrario, con los colectores planos simples, la eficiencia cae muy bruscamente con la diferencia de temperatura, por lo que es casi imposible calentar el agua en ellos a más de 80 °C en invierno.
Energía de biomasa
En principio, la energía solar también se almacena en biomasa. La eficiencia de su aprovechamiento es relativamente pequeña, de una hectárea de campo obtenemos una masa energética de 40 a 90 MWh, es decir menos del 1% de la radiación solar absorbida. Por otro lado, se puede almacenar con éxito de esta forma durante mucho tiempo. La biomasa es el producto de la fotosíntesis de las plantas. Los tejidos leñosos y fibrosos son principalmente adecuados para el uso de energía. Las plantas seleccionadas o los desechos de la producción forestal, alimentaria o agrícola se utilizan con fines energéticos.
Las emisiones de la quema de biomasa son significativamente más bajas que las de los combustibles fósiles: la biomasa se denomina CO2 neutral (la combustión libera tanto CO2 como el que se consume para el crecimiento de las plantas)
El grupo de la denominada biomasa seca, que se puede quemar directamente, incluye madera, paja y otros residuos secos del cultivo de cultivos agrícolas. Por otro lado, la biomasa húmeda incluye residuos líquidos, es decir, residuos de producción animal (por ejemplo, purines) y residuos municipales líquidos. Dado que no se puede quemar directamente, se procesa principalmente mediante tecnologías de biogás.
La biomasa especial son las semillas oleaginosas, los cultivos amiláceos y azucarados, a partir de los cuales se produce biodiesel o alcohol.
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