ENERGÍAS CLÁSICAS Y RENOVABLES

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1 CURSO PARA PROFESIONALES DE LA ENSEÑANZA ENERGÍAS CLÁSICAS Y RENOVABLES Luis Rebollo Medrano Dr. Ingeniero Industrial y Máster en Energía Nuclear. Jefe del Dpto. de Combustible Nuclear de UNION FENOSA. Profesor Titular del Dpto. de Ingeniería Energética de la ETS de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid.

2 1. INTRODUCCIÓN En Física definimos la energía de un cuerpo como su capacidad para producir un trabajo, pudiendo manifestarse dicha energía bajo diversas formas y ser el resultado de distintas fuentes energéticas Formas de la energía La energía puede adoptar distintas formas en su presentación, entre las que cabe destacar, por su importancia, la energía mecánica, la electromagnética, la química, la metabólica, la térmica y la nuclear Fuentes de energía Las distintas fuentes de energía que conocemos se representan en la Figura 1, en la que pueden observarse las dependencias jerárquicas entre ellas. Así, la energía procedente de los combustibles fósiles se debe a la existencia de energía solar generadora de biomasa mediante fotosíntesis; a su vez, la energía solar es responsable de la existencia de la energía hidráulica, la eólica, la heliotérmica, la fotovoltaica, la derivada de la biomasa y la marina asociada a gradientes térmicos, siendo la energía eólica la que da lugar, a su vez, a la marina de oleaje. Por otra parte, la gravitación, que junto a la energía solar genera la energía hidráulica, es la inductora de la energía mareomotriz, por efecto de la Tierra y la Luna sobre la masa de agua de los mares, e indirectamente de la geotérmica, por mantener confinados materiales radiactivos en el subsuelo. Dado que el Sol no es sino un enorme reactor natural de fusión nuclear por confinamiento gravitatorio, podemos concluir que la energía nuclear es la madre de todas las demás fuentes de energía, manifestándose en forma de radiactividad natural, de radiactividad inducida artificialmente (radioisótopos), de fusión nuclear (estrellas en el Universo y experimentos por confinamiento magnético o inercial en laboratorios científicos) y de fisión nuclear (reactores nucleares) Transformaciones de la energía Asimismo, en Física decimos que la energía no se crea ni se destruye sino que cambia de forma. La Figura 2 presenta distintas formas de transformación de la energía, cubriendo las formas básicas (nuclear, térmica, mecánica, eléctrica, luminosa y química). Las flechas que indican el cambio de una forma a otra forma de energía evidencian que existen mecanismos que permiten cambios reversibles entre la energía térmica y la luminosa, entre la luminosa y la eléctrica, entre la eléctrica y la química, entre la eléctrica y la mecánica, y entre la química y la térmica; sin embargo se observa que existe irreversibilidad en la conversión de la energía nuclear en térmica, en la de la energía térmica en mecánica, y en la de la energía eléctrica en térmica, requiriéndose el paso intermedio obligado por otra forma de energía.

3 Figura 1. Fuentes de energía. FISION Centrales Nucleares Fusión por confinamiento gravitatorio NUCLEAR FUSION Confinamiento magnético Radiactividad natural Confinamiento inercial ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA HELIOTERMICA HIDRAULICA EOLICA Oleaje BIOMASA Gradientes térmicos ENERGIAS MARINAS COMBUSTIBLES FOSILES CARBON PETROLEO Mareomotriz GAS GRAVITACION GEOTERMICA

4 Figura 2. Transformaciones de la energía.

5 2.- CLASIFICACION DE LAS FUENTES DE ENERGIA Existen distintos criterios que permiten clasificar las diversas fuentes de energía. Así, por ejemplo, atendiendo al tipo de recurso energético, las fuentes de energía que conocemos se pueden agrupar en: renovables o inagotables: solar fotovoltáica, solar térmica, eólica, hidráulica, biomasa, geotérmica, mareomotriz, etc, y no renovables o perecederas: combustibles fósiles (carbón, hidrocarburos derivados del petróleo, gas) y combustibles nucleares de fisión (uranio) y de fusión (isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio). Por otra parte, atendiendo a su importancia energética, a su capacidad para atender a la demanda de la sociedad, a nivel industrial y doméstico, y a su impacto económico, las clasificaríamos del siguiente modo: clásicas, convencionales o generadoras masivas de electricidad: energía hidráulica, energía asociada a combustibles fósiles y energía asociada a combustibles nucleares, alternativas o nuevas fuentes de energía: energías renovables y ahorro energético. 3. DESCRIPCION DE LAS ENERGIAS CLASICAS Y RENOVABLES A continuación se realiza una exposición resumida de las principales características comunes y diferenciales de las energías clásicas y renovables. 3.1 Energías Clásicas Las energías clásicas corresponden a las fuentes de generación masiva de energía eléctrica que es la forma más eficiente, rápida y versátil de energía en cuanto a su calidad, su utilización, así como su flexibilidad de transporte y distribución para abastecimiento energético de la industria y de la sociedad. La conversión energética a electricidad se realiza principalmente en las centrales hidroeléctricas, térmicas y nucleares. Tradicionalmente se enumeran en este orden (hidráulicas, térmicas y nucleares) los tres tipos de centrales eléctricas por corresponder al orden en el que típicamente se acomete su construcción en la fase de desarrollo económico de los países, ya que se precisa de grandes cantidades de electricidad para promover su industrialización. Así, una vez que se ha saturado la capacidad de generación de electricidad mediante turbinas hidráulicas en centrales hidroeléctricas, se acomete la construcción de centrales térmicas, consumidoras de recursos energéticos fósiles disponibles en el país o de importación, para 5

6 finalmente abordar la construcción de centrales nucleares, de mayor envergadura tecnológica y económica. Una central eléctrica es, por tanto, una instalación capaz de convertir la energía mecánica cinética de un fluido motriz, obtenida mediante otras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica en forma de corriente alterna. En el caso de las energías clásicas, la energía mecánica cinética procede de la transformación de la energía potencial del agua almacenada en un embalse, en el caso de centrales hidroeléctricas; o de la energía térmica suministrada al agua hasta convertirla en vapor, mediante la combustión de carbón, hidrocarburos o gas natural, en el caso de las centrales térmicas, o mediante la fisión del uranio, en el caso de las centrales nucleares. En los tres casos, centrales hidroeléctricas, térmicas y nucleares, para realizar la conversión de la energía mecánica cinética del fluido motriz en electricidad, se emplean unas máquinas eléctricas denominadas alternadores, que constan de dos piezas fundamentales: el estator y el rotor. La primera de ellas es una armadura metálica cubierta en su interior por unos devanados de cobre, que forman diversos circuitos. La segunda, el rotor, está en el interior del estator, y está formada en su parte interior por un eje, y en su parte más externa por unos circuitos, que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequeña cantidad de corriente eléctrica. Cuando el rotor gira a gran velocidad, debido a la energía mecánica aplicada por el fluido motriz a una turbina, se producen unas corrientes en los devanados de cobre del interior del estator. Estas corrientes proporcionan al alternador la denominada fuerza electromotriz, capaz de proporcionar energía eléctrica a cualquier consumidor que se encuentre conectado a él. A la salida de la central eléctrica se encuentra el transformador principal, que eleva la tensión de salida del alternador, típicamente V, hasta el voltaje de transporte por las líneas de alta tensión, típicamente 110 kv, 220 kv ó 380 kv, de forma que las pérdidas sean mínimas. La energía eléctrica generada se transporta así a través de la red de alta tensión hasta las subestaciones de transformación que alimentan a los centros de consumo. En estas subestaciones se reduce la tensión, mediante otros transformadores, a las bajas tensiones típicas de 380 V, en trifásica, o 220 V, en monofásica, que son las que usualmente se emplean a nivel industrial y doméstico, respectivamente Energía hidráulica La energía hidráulica tiene su origen en la energía del Sol que evapora el agua de los océanos, mares, lagos y ríos, y la eleva sobre la tierra formando nubes; cuando éstas se enfrían, se condensan formando la lluvia y la nieve que se vierte a la tierra, reaprovisionándola y cerrando el ciclo del ecosistema con balance global en equilibrio. Una 6

7 central hidroeléctrica es aquélla en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energía cinética necesaria para impulsar y hacer girar una turbina, y con ella el rotor de un alternador, transformándose en energía eléctrica (Figura 3). Figura 3. Central hidroeléctrica de generación. Debido a la gravedad, el agua, en su transcurso por la superficie terrestre, tiende a ocupar las posiciones bajas, permitiendo su confinamiento en embalses. Las centrales hidroeléctricas se construyen, por tanto, en los cauces de los ríos, creando un embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra, hormigón u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaña. La masa de agua embalsada se conduce a través de una tubería hasta los álabes de una turbina hidráulica que suele estar a pie de presa, la cual gira arrastrando solidariamente al alternador. Así, el agua transforma su energía potencial en energía cinética, hace mover los álabes de la turbina y da lugar a la rotación del alternador que genera la energía eléctrica final. La energía hidráulica se aprovecha mediante centrales hidroeléctricas de generación de electricidad combinadas con otras de tipo reversible o de bombeo (Figura 4). Las primeras se aprovechan para abastecer el consumo de un país en horas de máxima demanda, en tanto que las segundas son consumidoras de la electricidad excedentaria en valles de demanda, bombeando agua de un embalse a otro a mayor altura (operación como grupo moto-bomba) y generadoras de electricidad en picos de demanda, turbinando agua de un embalse a otro de menor altura (operación como grupo turbo-alternador). 7

8 Figura 4. Central hidroeléctrica de bombeo. Existen distintos tipos de presas (de gravedad, de escollera, de bóveda) y de turbinas (Pelton, Francis, Kaplan) para el óptimo aprovechamiento de la energía hidráulica, con altos rendimientos y mínimos costes, tanto para el caso de ríos con gran caudal y bajo desnivel como para el caso contrario Energía térmica Se aprovecha mediante centrales térmicas en las que se produce la combustión de combustibles fósiles como el carbón (antracita, hulla y lignito), los hidrocarburos derivados del petróleo, y el gas natural; o la combustión de biomasa (residuos forestales y agrícolas, cultivos energéticos, etc). Una central térmica para producción de energía eléctrica es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del alternador se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera, de forma que la energía térmica liberada en la combustión permite la transformación del agua en vapor a gran presión y temperatura. El vapor generado se hace llegar a las turbinas de vapor para que al expansionarse mueva sus álabes, provocando su rotación y, solidariamente, la del alternador. Una central térmica se compone, básicamente, de una caldera, diversas turbinas de vapor, un alternador, un condensador de vapor y bombas (Figura 5). La caldera es el elemento fundamental en que tiene lugar la combustión y la producción del vapor de 8

9 agua, que será conducido al grupo turbo-alternador para generar electricidad. Por tratarse de ciclos termodinámicos cerrados, se precisa un condensador refrigerado por un foco frío (río, mar o torres de refrigeración) que condense el vapor de escape de la turbina, de forma que se obtenga el agua requerida para su bombeo, alimentando de nuevo a la caldera. Figura 5. Central térmica. Para reducir el impacto medioambiental y mejorar la eficiencia energética, se han desarrollado las siguientes técnicas combinadas: Co-combustión: es la combustión combinada de un combustible fósil, como por ejemplo el carbón, y biomasa, típicamente residuos forestales, reduciendo tanto el riesgo de incendios forestales como el impacto ambiental debido a las lluvias ácidas. Co-generación: es la generación combinada de electricidad y calor o de electricidad y vapor de agua. Mediante esta técnica, parte del calor que se cedería al condensador se aprovecha para calefacción de edificios en áreas urbanas, y para generación de vapor de agua utilizable en instalaciones industriales. De esta forma, además de evitarse el coste que requeriría la generación del calor y del vapor, se reduce el impacto térmico al medio ambiente derivado de la refrigeración del condensador de la central térmica. 9

10 En lo que respecta a la tecnología del ciclo termodinámico, existen ciclos simples de vapor, con rendimientos y costes aceptables, y ciclos combinados de gas y vapor: Ciclo simple de vapor: consta de caldera de agua a presión, turbina de vapor, condensador y bombas. Ciclo combinado de gas y vapor: parte de una configuración de ciclo simple de vapor a la que se ha acoplado un ciclo simple de gas (Figura 6). El combustible, gas, se quema en la cámara de combustión de una turbina de gas, que arrastra solidariamente a un alternador que genera electricidad. Los gases de escape de dicha turbina de gas están a una temperatura suficientemente alta como para generar vapor de agua en un ciclo simple de vapor, produciendo electricidad en una turbina de vapor sin necesidad de combustibles fósiles adicionales. La tecnología de ciclo combinado implica mayores inversiones económicas, si bien operan con menores costes, por su mayor rendimiento, y menor impacto ambiental. Figura 6. Ciclo combinado gas-vapor: Esquema de la instalación. Turbina de vapor Caldera de recuperación Turbina de gas 10

11 3.1.3 Energía nuclear Una central nuclear es básicamente similar a una central térmica de ciclo simple de vapor, en lo que al ciclo termodinámico se refiere, actuando como foco caliente un reactor nuclear (Figura 7) en vez de una caldera. El vapor que se genera en una central nuclear tiene una presión y temperatura inferior al de una central térmica, lo que implica un menor rendimiento del ciclo termodinámico, en aras de garantizar al máximo la seguridad de la instalación, alcanzando rendimientos aceptables con costes competitivos. Figura 7. Central nuclear. La energía térmica se genera por la fisión del combustible nuclear, uranio o plutonio, en el interior de una vasija herméticamente cerrada. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante, se emplea en producir vapor de agua que se dirige hacia la turbina, provocando la rotación del alternador, de forma que se transforma su energía en energía eléctrica. El combustible nuclear se aprovecha, por tanto, en las centrales nucleares convirtiendo en energía térmica la energía nuclear de fisión contenida en los combustibles nucleares. Las características básicas de la producción de electricidad mediante energía nuclear son la fiabilidad y calidad del suministro, la seguridad de la generación, la reducción de impacto medioambiental por inexistencia de efecto invernadero y de lluvias ácidas, así como la economía de la energía eléctrica final puesta en la red. 11

12 Aunque existen medidas preventivas que reducen la probabilidad de accidente a valores muy bajos, las centrales nucleares se diseñan con sistemas de seguridad que permiten hacer frente con garantía a los transitorios y accidentes postulados, de forma que se proteja la salud de la población y la integridad de las instalaciones. 3.2 Energías renovables La Naturaleza ofrece con generosidad una gran variedad de fuentes de energía que se caracterizan por ser renovables, limpias, eficaces y eficientes, seguras, sencillas, autónomas, autóctonas e inagotables, ya que en su mayoría proceden del Sol. El calor y la luz del Sol, la fuerza del viento, el movimiento del agua de los ríos y mares, así como la materia orgánica, abundan a nuestro alrededor y se deben a fenómenos naturales asociados a la actividad solar. A partir de esta oferta energética de la Naturaleza han surgido los desarrollos tecnológicos que aprovechan la energía solar térmica y fotovoltaica, la eólica, la mini-hidráulica, la mareomotriz y la de las olas, la de la biomasa, la de los residuos sólidos urbanos y la geotérmica. Las energías renovables presentan algunas características comunes, como es que el recurso energético (irradiación solar, viento, agua y biomasa) es inagotable, por lo que no plantea los problemas de suministro que presentará el gas, el carbón y el uranio de los que existen reservas agotables a un plazo más o menos largo, y se encuentra distribuido en amplias zonas del planeta, lo que permite su utilización descentralizada; los procesos de conversión energética tienen un reducidísimo impacto medioambiental, frente a las fuentes convencionales; las tecnologías de conversión a electricidad son modulares, posibilitando su implantación en pequeñas unidades; la relativa sencillez de los procesos tecnológicos permite un desarrollo autóctono con mejora en los indicadores económicos. Por otra parte, como características diferenciales cabe citar que la disponibilidad de recursos energéticos renovables es variable en las diversas zonas del planeta y que existe gran variedad de tecnologías de conversión energética para cada tipo de energía renovable. En los países desarrollados, las principales aportaciones de las energías renovables son la reducción del impacto medioambiental, la mejora de la calidad del suministro eléctrico (tensión y frecuencia), en puntos de consumo alejados de los centros de producción, y la generación eléctrica distribuida, en emplazamientos sin suministro. Por otra parte, en los países en vías de desarrollo, la principal aportación de las energías renovables es el acceso a las electrotecnologías mediante generación distribuida, permitiendo la implantación de aplicaciones de iluminación, refrigeración, potabilización de aguas insalubres, bombeo de agua de pozos y riego de terrenos agrícolas, así como de comunicaciones y telecomunicaciones. 12

13 3.2.1 Energía solar térmica El aporte térmico producido por la energía solar hace posible que el hombre utilice directamente su contribución energética. Existen diversos sistemas tecnológicos de transformación de la energía solar térmica basados en colectores planos (Figura 8) que, integrados en tejados y basados en el efecto invernadero, acumulan el aporte térmico solar y calientan agua hasta 70 o C, produciendo agua caliente sanitaria y calefacción (Figura 9). Otros sistemas disponen de colectores parabólicos con sistema de control de seguimiento solar: concentran e intensifican el calentamiento solar para obtener vapor de agua a 300 o C (aplicaciones industriales y generación de electricidad en turbo-alternador). Finalmente, existen sistemas de heliostatos planos con seguimiento solar que reflejan la radiación solar sobre un receptor instalado en una torre central, obteniéndose vapor a muy alta temperatura para generación de electricidad con turbo-alternador (Figura 10). Figura 8. Panel solar térmico. 13

14 Figura 9. Esquema de funcionamiento de energía solar térmica para agua caliente y calefacción. Figura 10. Central solar térmica. 14

15 3.2.2 Energía solar fotovoltáica Se basa en la conversión directa de las radiaciones electromagnéticas procedentes del sol en electricidad de corriente continua (efecto fotoeléctrico). Los sistemas fotovoltaicos constan de paneles de células fotovoltaicas de silicio (Figura 11), baterías (carga diurna y suministro nocturno), inversores (conversión de corriente continua en alterna), transformadores (adaptación de tensión) y sistemas de regulación y control. Entre sus principales aplicaciones cabe destacar las centrales fotovoltaicas de generación eléctrica (paneles planos fijos, paneles planos y parabólicos con seguimiento solar), conectadas a la red de distribución eléctrica o conectadas a núcleos de población aislados de la red (Figura 12); los sistemas fotovoltaicos integrados en la edificación (tejados y fachadas) y conectados a la red; los dispositivos de señalización, protección, comunicación y telecomunicación (faros, sistemas de seguridad aérea, teléfonos de urgencia en autopistas, repetidores de TV o radiofrecuencia, sistemas de radar); los sistemas de suministro eléctrico en zonas sin red de distribución, con un coste fotovoltaico inferior al de la prolongación de la línea, de aplicación para iluminación (alumbrado público), electrificación (casas aisladas, refugios de montaña), sanidad (refrigeración de fármacos en puestos de socorro aislados, potabilización del agua mediante UV), agricultura (bombeo de agua de pozos, riego por goteo) y ganadería (alumbrado de establos y naves, suministro de agua a abrevaderos, suministro eléctrico a ordeñadoras y tanques enfriadores, electrificación de alambradas). Figura 11. Célula solar fotovoltáica. 15

16 Figura 12. Esquema de aprovechamiento de energía solar por conversión fotovoltáica Energía eólica El calentamiento desigual de la superficie de la tierra produce zonas de altas y bajas presiones. Este desequilibrio de presiones provoca desplazamientos del aire que rodea la tierra y que da lugar al viento que es, por tanto, portador de la energía cinética del aire en movimiento que puede convertirse en energía mecánica y eléctrica en aerogeneradores dotados de alternador (Figura 13). Los mapas eólicos permiten determinar los emplazamientos óptimos caracterizados por vientos de velocidad alta y estable para generación regular y fiable de electricidad. Entre las principales aplicaciones cabe destacar los parques eólicos conectados a la red de distribución (Figura 14), con aerogeneradores optimizados de alta potencia y 16

17 rendimiento, así como los sistemas eólicos rurales, desacoplados de la red, con aerogeneradores de baja o media potencia aplicables a bombeo de agua de pozos y carga de baterías para estabilizar la electrificación de granjas y viviendas rurales aisladas. Figura 13. Esquema de funcionamiento de una central eólica. 17

18 Figura 14. Central eólica Energía mini-hidráulica En el contexto de la energía hidráulica, se denominan centrales mini-hidráulicas a las que tienen una potencia eléctrica inferior o igual a 5 MW, y suelen corresponder a pequeños ríos o a torrentes en los que se aprovecha el caudal del agua en las estaciones de invierno y primavera, principalmente, sin necesidad de embalses (Figuras 15 y 16). 18

19 Figura 15. Central mini-hidráulica (edificio). Figura 16. Central mini-hidráulica (sala de máquinas). 19

20 3.2.5 Energía de la biomasa La energía del Sol es utilizada por el reino vegetal para sintetizar la materia orgánica mediante el proceso de fotosíntesis. La materia orgánica vegetal es incorporada por el reino animal, incluido el Hombre, que la transforma por procedimientos artificiales para obtener bienes de consumo. Este proceso da lugar a elementos utilizables directamente, pero también a subproductos que tienen la posibilidad de encontrar aplicación en el campo energético mediante la utilización de cultivos energéticos, residuos forestales y agrícolas (Figura 17). Figura 17. Diferentes vías de utilización de la biomasa. 20

21 Entre sus aplicaciones se tienen las correspondientes a los sectores doméstico (combustión de leñas, sarmientos y briquetas) e industria (fabricación de pasta y papel, elaboración de alimentos y bebidas, y procesado de la madera). Como nuevas fórmulas de generación y aprovechamiento de la biomasa destacan los cultivos energéticos, agrícolas o forestales, con fines exclusivamente energéticos, no alimentarios ni industriales; la generación de biocombustibles (bio-alcohol), sustitutivo de la gasolina para automoción, bio-aceite (bióleo), sustitutivo del gas-oil para automoción o generación eléctrica con motor Diesel; y la generación eléctrica en centrales térmicas de pequeña escala o en plantas de cogeneración en entornos rurales (Figura 18). Figura 18. Aprovechamiento energético de la biomasa Energía de los residuos sólidos urbanos (R.S.U.) Constituyen una realidad que se presenta en las grandes ciudades y su eliminación constituye uno de los principales problemas con los que se encuentran los municipios. Frente a otros procedimientos de tratamiento (vertidos controlados, reciclado para recuperación de vidrio, metales y pasta de papel, compostaje para fabricación de abonos) la incineración presenta numerosas ventajas: fiabilidad, rapidez y menor impacto ambiental. Las centrales incineradoras emplean los residuos sólidos urbanos como combustibles, utilizando el calor generado para usos térmicos o para producción de electricidad (Figura 19). 21

22 Figura 19. Aprovechamiento de los residuos sólidos urbanos Energía geotérmica La energía geotérmica, como excepción a la norma de las energías renovables, no tiene su origen en la radiación solar, sino que se debe a las reacciones de desintegración radiactiva natural en el interior de la tierra que generan gran cantidad de calor. Frente a los volcanes y terremotos, que son manifestaciones naturales y espontáneas de la energía geotérmica de la Tierra, el Hombre ha desarrollado técnicas para la extracción energética controlada mediante perforaciones del terreno. Los yacimientos geotérmicos se clasifican en función de la temperatura del foco emisor en emplazamientos de alta temperatura (Figura 20), de aplicación a la producción de electricidad, y de baja temperatura (Figura 21), para producción de agua caliente 22

23 destinada a procesos industriales y agrícolas, calefacción, balnearios con aguas termales para aplicaciones terapéuticas, y calentamiento de piscinas. Figura 20. Central geotérmica de alta temperatura (generación eléctrica). Figura 21. Central geotérmica de baja temperatura (calefacción). 23

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25 3.2.8 Energía de las mareas Las centrales mareo-eléctricas generan electricidad aprovechando la diferencia de nivel del mar entre marea alta y marea baja, en estuarios con diques dotados de compuertas y turbinas reversibles (Figuras 22 y 23). Existen escasos emplazamientos de interés energético y conllevan altos costes de instalación y mantenimiento. Figura 22. Central Mareomotriz. FIGURA 23. Esquema de funcionamiento de una turbina Straño. 25

26 3.2.9 Energía de las olas Se puede aprovechar la energía del oleaje del mar, cerca de un acantilado, mediante la construcción de un pozo vertical en el terreno, que disponga de una embocadura en contacto con el agua del mar, por debajo del nivel de marea baja. El impulso de las olas provoca el desplazamiento vertical de un gran flotador, en el interior del pozo, que induce la rotación de un alternador y genera energía eléctrica de corriente alterna (Figura 24). Figura 24. Instalación experimental para aprovechamiento energético de las olas. 26

27 4. CRITERIOS DE EVALUACION DE LAS FUENTES DE ENERGÍA Las distintas consideraciones a tener en cuenta a la hora de evaluar las diversas fuentes de energía las podemos clasificar del siguiente modo: Consideraciones estratégicas Se deberán contemplar los aspectos relacionados con la disponibilidad, fiabilidad y calidad energética; la distribución geográfica de la generación y el consumo; la autosuficiencia energética nacional o la dependencia exterior; las aplicaciones energéticas y de generación de electricidad; el almacenamiento, transporte, transformación y distribución; y las aplicaciones industriales no energéticas. Consideraciones científicas y técnicas Se evaluarán los aspectos asociados a los fundamentos físicos, la convertibilidad energética, la ingeniería de diseño de componentes, equipos y sistemas, así como la tecnología de fabricación, operación y mantenimiento. Consideraciones energéticas Las energías clásicas o convencionales son la base del desarrollo industrial y económico de un país, por lo que representan su principal baluarte como bien de primera necesidad, en tanto que las energías renovables aportan un suministro "complementario" en caso de estar conectadas a la red de distribución, resultando una fuente energética "alternativa" a la red eléctrica para el suministro energético de consumidores aislados. Según datos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía del Ministerio de Industria y Energía, en 1997 las energías renovables proporcionaron el 6,5% del consumo de energía primaria en España, siendo del 5,3% en el conjunto de los 15 países de la Unión Europeo en 1996, donde nuestro país fue el cuarto productor. Las previsiones son del orden del 10% para el año 2000 y en torno al 15% para el año Consideraciones económicas Contemplarán los aspectos económicos de los costes de la inversión en la instalación (coste de la ingeniería de diseño, coste del alquiler o compra del emplazamiento, y coste de fabricación, montaje y puesta en marcha); la amortización y las cargas financieras de las inversiones realizadas, en función de la vida de la instalación; la financiación y las subvenciones; los costes de operación y mantenimiento (personal de operación y mantenimiento, energía y combustible, repuestos, consumibles y fungibles); y la cuenta de resultados de explotación (cuenta de pérdidas y ganancias). 27

28 Consideraciones sociales Se evaluarán los aspectos sociológicos relacionados con la seguridad de las instalaciones, la generación de empleo directo e indirecto, así como la opinión pública. Consideraciones ecológicas Contemplarán el impacto generado y evitado en el entorno medioambiental o ecosistema, así como en la población próxima y alejada del centro de generación de energía. Valoración global Del resultado global del conjunto de valoraciones sobre las anteriores consideraciones se obtendrán, para cada zona geográfica, los criterios básicos que permitirán definir una política energética coherente con un desarrollo sostenible. En síntesis y en la mayoría de los casos, se concluirá que cada tipo de energía, tanto del grupo de energías clásicas como de energías renovables, tiene su aplicación óptima, de forma que no existirá rivalidad sino complementariedad entre unas y otras fuentes de energía. 28