martes, 23 de mayo de 2017

Energías renovables

El sol y el viento nos proporcionan una energía limpia, ecológica, gratuita y sobre todo inagotable. España es un país privilegiado para la generación y obtención de energía eólica y solar. Las horas de sol superan de media las 2.500 al año, según el Instituto Nacional de Estadística.
Si tenemos en cuenta que las actuales reservas de no renovables, como el petróleo, aseguran el suministro solo para los próximos 120 años, las energías renovables no solo se postulan como el relevo energético lógico sino también como la apuesta de futuro más firme de las que existen actualmente. Este tipo de fuentes ilimitadas se conocen también como energías verdes porque no dejan residuos ni emiten gases contaminantes.
Por cada kW de energía eléctrica producida con paneles solares o aerogeneradores se ahorran 800 kg de emisiones de dióxido de carbono al año. Más allá de sus beneficios medioambientales, los aerogeneradores y paneles fotovoltaicos suponen una solución cómoda y sencilla para garantizar el suministro eléctrico en zonas aisladas o poco accesibles a las que no llega la red eléctrica como áreas rurales poco pobladas, embarcaciones o caravanas. El autoabastecimiento, además, implica una inversión mucho menor que la que exige hacer llegar la línea eléctrica al emplazamiento. La resistencia y durabilidad es otra de las principales ventajas de estos equipos cuya vida útil supera los 25 años.

Las claves

Las instalaciones domésticas de energías renovables nos proporcionan electricidad y agua caliente sanitaria.

Son una solución perfecta para garantizar el suministro eléctrico en zonas aisladas, donde no ha llegado la red eléctrica. Existen instalaciones portátiles que podemos transportar para abastecernos en escapadas al aire libre.

Los proyectos híbridos (que combinan placas solares y aerogeneradores) garantizan una producción energética estable.

Lo primero que tenemos que tener en cuenta para elegir una solución es cuánta energía voy a necesitar al día expresada en vatios/hora.

Tipos de energías renovables
1. Solar: Este tipo de energía se obtiene a través de la recogida y aprovechamiento de la radiación solar. Dentro de la energía solar podemos establecer una clasificación según la utilicemos para producir electricidad o calor (calentar agua).
Solar térmica: Utiliza los rayos del sol como fuente de calor.
Solar fotovoltaica: Permite producir electricidad a partir de la luz solar.
2. Eólica: Convierte la energía cinética contenida en las masas de aire en electricidad a través de un aerogenerador.
3. Hidráulica: Transforma en eléctrica la energía mecánica de un curso de agua.
4. Geotérmica: Produce energía a partir del calor almacenado bajo la superficie terrestre.
5. Energía del mar: Aprovecha la energía de las olas, las mareas, las corrientes marinas y la diferencia de temperatura entre las profundidades y la superficie oceánica para crear energía.
6. Biomasa: Recurso energético que se obtiene de la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen orgánico.

¿Qué tipo de instalaciones eléctricas de uso particular podemos encontrar?
Paneles solares térmicos: Este tipo de instalaciones están formadas por una placa (colector) y un acumulador. El colector capta el calor del sol y lo transmite a un fluido portador del calor y anticongelante que circula en su interior. El líquido, ya caliente, llega hasta el acumulador donde se produce un intercambio de calor entre el fluido y el agua que después usaremos como agua caliente para ducharnos, bañarnos o para la cocina.
Aerogeneradores: Cuentan con varias hélices y un timón de orientación en la parte trasera. Transforman la fuerza del viento en energía eléctrica y pueden instalarse sobre el suelo con un soporte o mástil o sobre un techo.
Paneles fotovoltaicos: Módulos compuestos por células fotovoltaicas (dispositivos electrónicos) capaces de convertir la luz solar en electricidad. Según sus necesidades puede elegir entre paneles portátiles, pequeñas placas para el mantenimiento de baterías y otras de mayores dimensiones para cubrir necesidades puntuales. Y también encontramos los paneles fotovoltaicos aislados cuyo objetivo es abastecer energéticamente a una vivienda, un jardín o un invernadero de forma independiente a la red eléctrica tradicional.

¿Cómo elegir un equipo de energía renovable?
• Primero debemos atender a nuestras necesidades y responder a dos preguntas: ¿Con qué frecuencia quiero usar la instalación? y ¿Qué tipo de aparatos voy a alimentar? Según estas respuestas optaremos por una solución u otra.
• Otra cuestión importante se refiere al viento y a la radiación promedio al año del área geográfica en la que vamos a instalar nuestro equipo.
¿Instalación fija o portátil? Además de paneles fijos para viviendas también hay soluciones transportables que posibilitan la autosuficiencia energética en acampadas y otras actividades al aire libre.
• Compare los materiales de los paneles solares. Los paneles monocristalinos tienen el nivel de rendimiento más alto pero son frágiles frente a los golpes; los policristalinos son más económicos, pero ofrecen menos potencia. Por último, los de película delgada son flexibles y brindan una gran resistencia, aunque para obtener la misma potencia que los primeros necesitan el doble de superficie.
• Fíjese en la garantía que ofrece el fabricante y el mantenimiento que requiere.

Aplicaciones de las soluciones solares y eólicas
Estaciones portátiles: proporcionan hasta 55 horas de luz y energía en cualquier lugar. Cargan cualquier dispositivo USB (móviles. GPS, Mp3, tabletas…).
Mantenimiento de baterías: destinadas a alargar la vida útil de las baterías que no se van a usar en un largo periodo de tiempo.
Carga de baterías: sirven para cargar baterías para su uso tanto puntual como regular.
Kits solares: ideales para iluminación de bajo consumo (<50 12="" aplicaciones="" as="" automatizaci="" bater="" br="" cadenas="" carga="" como="" de="" electr="" garajes="" m="" n="" nicas="" puertas="" radios="" sica="" tv="" v.="" w="" y="">
Equipos solares, eólicos o híbridos de 700 a 1500 W: capaz de alimentar herramientas eléctricas de hasta 500 W, iluminación de bajo consumo inferior a los 200 W y aparatos como TV o frigoríficos de 12 V.
Instalaciones solares, eólicas o híbridas por encima de los 1500 W: iluminación de bajo consumo por encima de los 200 W, TV, DVD, electrodomésticos de clase A+ y de pequeño formato como microondas, cafeteras o batidoras.

¿Cómo funcionan los sistemas de uso doméstico?
El funcionamiento de las instalaciones de energía eléctrica renovable se divide en tres pasos o escalones.
Generación: 

Instalar aerogeneradores o paneles fotovoltaicos para producir electricidad.
Acumulación: 

Baterías de descarga profunda: no están preparadas para suministrar tanta energía instantánea como las baterías de arranque (por ejemplo las de los automóviles*), pero aguantan descargas de mucha mayor duración que nos permiten almacenar la energía generada.
* (Las baterías de coche no sirven para las instalaciones de energía solar o eólica porque no tienen la capacidad de aguantar descargas de larga duración).
Aplicaciones:

- Reguladores de carga que previenen la sobrecarga y descarga de las baterías.
- Inversores que transforman la corriente continua en corriente alterna.

Determine la dimensión de su instalación en 5 pasos
1. Calcule sus necesidades energéticas en vatios hora (W/h)
Multiplicamos los vatios que consume cada aparato que vamos a utilizar por las horas de uso diarias y sumamos el total.
Si cada día queremos alimentar tres bombillas de bajo consumo durante 4 horas (12x3x4=132 W), la radio durante dos horas (9x2=18 W) y la televisión durante tres horas (100x3= 300 W), necesitaríamos 450 W al día.
2. Calcule el rendimiento de las placas solares
El siguiente paso es calcular el rendimiento de los paneles solares, una potencia que varía en función de la situación geográfica, la época del año y las condiciones meteorológicas. El factor de rendimiento regional medio en la península es de 4 horas, así si multiplicamos la potencia de cada panel por 4 obtendremos su potencia diaria.
Si utilizamos un panel de 15W
15W x 4 = 60 W
3. Determine el número de placas
Con el resultado de los dos pasos anteriores podemos calcular el número de placas fotovoltaicas que necesitaremos. Lo único que debemos hacer es dividir nuestro consumo diario entre el rendimiento por panel que hemos obtenido en el paso anterior.
Siguiendo con nuestro ejemplo: 450 W / 60 W = 7,5.
Necesitamos 8 paneles de 15 W.
4. Qué capacidad deben tener mis baterías
Las baterías deben proporcionar la energía necesaria cuando no haya sol ni viento. Para calcular la capacidad de la batería tenemos que dividir la potencia que hemos calculado en el paso 1 entre la tensión de trabajo del proyecto (normalmente 12 V). Al resultado final hay que sumarle un 35% para tener en cuenta la pérdida de eficacia del sistema.
450 W /12 V + 35% = 50,625 Ah
5. Elija el controlador de carga
Para calcular la capacidad del regulador debemos primero saber cuál es la producción de la instalación en amperios y dividirlo entre la corriente (12V).
Teniendo en cuenta que tenemos 8 paneles de 15W. 120 W /12 V = 10 Ah 

Cuidado y mantenimiento de las instalaciones de energía renovable

- Las instalaciones solares o eólicas son muy fáciles de instalar y mantener. Bastará con realizar las revisiones periódicas recomendadas por el fabricante.

- Para conseguir el máximo rendimiento el panel debe estar orientado al sur y con una inclinación de entre 10º y 45º respecto al suelo.

- Evite las sombras, puesto que el rendimiento disminuirá sensiblemente.

- Si tiene que limpiar las placas utilice agua y algún detergente no abrasivo.

- El controlador de carga, la batería y el inversor deben estar en un lugar ventilado y seco.

- Coloque el controlador de carga a una distancia máxima de un metro de la batería y los paneles fotovoltaicos a una distancia máxima de 10 metros, respecto de la misma.

Vía: Leroy Merlin