LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

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1 LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD

2 BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD Capítulo 1 LA ENERGÍA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

3 La ENERGÍA es el alimento de la actividad humana Mueve nuestros cuerpos Da calor y luz a nuestras casas Cocina nuestra comida Propulsa nuestros vehículos La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo: como el mecánico, emitir luz, generar calor, etc.

4 La utilización de energías renovables NO es nada nuevo Prehistoria: El hombre utiliza su fuerza muscular Doma y utiliza a animales de tiro Hace años Utiliza la madera como combustible Revolución Industrial = Máquina de vapor 1782 (J. Watt) S. XIII Carbón Rueda hidráulica y molino de viento Electricidad y petróleo Motor eléctrico y de combustión interna Nuclear Automóvil: 1883 Bombilla: Edison

5 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA I? Durante casi toda la historia de la humanidad, el hombre ha utilizado las energías renovables como fuente de energía. No es hasta después de la Revolución Industrial cuando comienza la utilización generalizada de los combustibles fósiles. Este último periodo, de unos 200 años, se ha caracterizado por un consumo creciente e intensivo de energía que casi ha acabado con los combustibles fósiles. No obstante, este periodo representa un pequeño porcentaje dentro de la historia de la humanidad, cuyo comienzo lo podemos cifrar hace unos años (hombre de Neandertal) o unos años (hombre de Cromañón).

6 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA II? La fuerza humana y animal Hasta que el hombre aprendió a domesticar a animales de tiro, su única fuente de energía era su propia fuerza muscular. Cuando estas fuerzas no fueron suficientes ante la crecientes demanda de energía, apareció la esclavitud, obligando a utilizar la energía de muchos hombres al servicio de un número reducido de hombres libres. SABÍAS QUE? Para construir la pirámide de Keops (Egipto) trabajaron simultáneamente esclavos, que eran renovados cada 3 meses. Se necesitaron 10 años para terminar la obra, lo que significa que se utilizaron más de 4 millones de esclavos.

7 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA III? La biomasa 1er cambio en la historia de la humanidad en el origen de la energía Con el descubrimiento del fuego, el hombre comienza a utilizar la madera como combustible. Cambio: de una energía de origen animal (basada en la quema de calorías a partir de los alimentos ingeridos) a una energía de origen químico (basada en un proceso de combustión directa). Esta energía se presentaba bajo otro aspecto: en forma de calor. Con su utilización, el hombre pudo comenzar a moldear los metales como el hierro y el cobre, así como a fabricar objetos de barro (alfarería).

8 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA IV? La energía hidráulica y eólica - La rueda hidráulica (accionada por la corriente de un cauce de agua) - El molino de viento Limitación: esta energía había que utilizarla en el lugar donde estaba disponible la fuente energética. Durante todo este periodo de tiempo (época preindustrial), tanto la población como el consumo energético por habitante permanecían relativamente estables y la repercusión en el medio ambiente era escasa. SABÍAS QUE? La mayor rueda hidráulica construida fue la máquina de Marly, instalada por orden de Luis XIV en 1682 para alimentar la fuente de Versalles

9 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA V? El carbón Finales del siglo XVIII: la invención de la máquina de vapor (permitió convertir el calor en fuerza mecánica). 1ª Revolución Industrial SABÍAS QUE? La 1ª máquina de vapor fue construida en 1769 por el escocés James Watt Siglo XVIII: debido al progresivo agotamiento de los recursos madereros, comienzan a utilizarse grandes cantidades de carbón (una fuente de energía con un rendimiento energético mayor que el de las fuentes de energía de uso preindustrial). Esto fue posible gracias a la máquina de vapor.

10 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VI? La máquina de vapor originó grandes cambios en la sociedad: - El carbón era una fuente de energía que se podía trasladar de un lugar a otro. Además, permitió instalar industrias en nuevos lugares. - Permitió mecanizar gran número de tareas y aumentar la producción. - Hizo posible un enorme desarrollo del transporte por medio de locomotoras y barcos de vapor que usaban carbón. Esto favoreció el comercio, la emigración y las comunicaciones. SABÍAS QUE? La Revolución Industrial, al multiplicar enormemente los medios de producción como consecuencia de la utilización de la máquina de vapor, supuso un fuerte incremento tanto de la población como del consumo de energía por habitante.

11 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VII? La electricidad Casi un siglo después de la primera máquina de vapor, empieza a introducirse una nueva forma de energía: la electricidad, cuyos primeros estudios en laboratorio los había realizado Galvani en Este hecho abrió a la humanidad nuevos horizontes. Ya no era necesario que el lugar de uso de la energía estuviese en el mismo lugar en que se generaba y además esa energía se podía transformar fácilmente en luz, en calor, en frío, en movimiento, en energía mecánica, etc. No es hasta finales del siglo XIX cuando comienza a introducirse en la vida cotidiana.

12 CÓMO HA SIDO LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA ENERGÍA VIII? Gas natural y nuclear En la 2ª mitad del siglo XIX, aparecen los primeros motores de combustión interna, y en el último tercio de ese siglo se empieza a emplear el petróleo y sus derivados como combustible. En la 1ª mitad del siglo XX, empieza a utilizarse el gas natural, y a partir de los años 50 se ponen en funcionamiento las primeras centrales nucleares. SABÍAS QUE? El 1 er automóvil fue construido en 1883 por Henry Ford en EE UU

13 CLASIFICACIÓN DE LA ENERGÍA - Las energías renovables: su potencial es inagotable, ya que provienen de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de la Luna. Son la energía hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica y las marinas. - Las energías no renovables: son aquellas que existen en una cantidad limitada en la naturaleza. No se renuevan a corto plazo y por eso se agotan cuando se utilizan. La demanda mundial de energía en la actualidad se satisface fundamentalmente con este tipo de fuentes, como son el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio.

14 Consumo energético en Europa 60% 50% 40% 53% CONSUMO ENERGÉTICO I La UE cubre sus necesidades energéticas en un 50% con productos importados, y, si no cambia su política energética, antes de 20 años ese porcentaje ascenderá al 70%. Esa dependencia externa acarrea riesgos económicos, sociales, ecológicos y físicos. 30% 20% 20% 15% 10% 6% 6% 0% Petróleo Carbón Gas Natural Energía Nuclear Energías Renovables SABÍAS QUE? La Península Ibérica tiene limitados recursos energéticos convencionales, por lo que su sistema energético presenta una alta dependencia exterior, que ha ido aumentando en los últimos años. Así, las importaciones de energía en España han pasado de representar el 61% en el año 1985 al 75% en la actualidad.

15 CONSUMO ENERGÉTICO II SABÍAS QUE? En la actualidad, el sistema energético mundial está fundamentado en el consumo de combustibles fósiles que, por su propia naturaleza, son perecederos

16 A QUÉ DEDICAMOS LA ENERGÍA EN CANARIAS? SABÍAS QUE? En la actualidad, las islas Canarias se suministran del petróleo y sus derivados, importándolos por medio de buques.

17 SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL -Algunos datos para la reflexión- Población mundial actual: 6500 millones En 1970: 3620 millones (prácticamente se ha duplicado en los últimos 38 años) Siglo XVII: 400 millones

18 CONSUMO ENERGÉTICO ANUAL POR HABITANTE En el siglo XVII: 3500 kwh y toda la energía provenía de fuentes energéticas renovables En 1950: el consumo energético era de kwh En 1970: kwh (datos estos últimos que demuestran claramente el despilfarro energético que se produjo a raíz de la introducción del petróleo)

19 ACTUALMENTE, EL CONSUMO DE ENERGÍA ES TAL QUE EN UN AÑO LA HUMANIDAD CONSUME LO QUE LA NATURALEZA TARDA UN MILLÓN DE AÑOS EN PRODUCIR Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

20 El 20% de la población mundial consume el 80% de la energía producida. Aprox millones de personas no tienen acceso a la electricidad. EE UU-CANADA RESTO DESARROLLADOS SUBDESARROLLADOS

21 La mitad de la madera que se corta en el mundo se usa como combustible. Los 4/5 de esta mitad se emplean en el conjunto de los países pobres.

22 El 70% de los habitantes de estos países usa una media de leña de 700 kg por persona y año (con las graves consecuencias de deforestación que este hecho acarrea) millones de personas cocinan con leña; de ellas, 1500 millones tienen dificultades de suministro.

23 Demanda de Energía por Regiones Geográficas 8,00 6,00 4,00 Hay grandes diferencias en la forma en que el consumo de energía está distribuido a lo ancho del mundo 2,00 0,00 Tep América del Norte Antigua URSS Europa Occidental Europa Central y Oriental Iberoamérica Oriente Medio y Norte de África Pacífico África Subsahariana Asia Meridional - Resto del mundo Demanda de energía per cápita por regiones geográficas Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

24 CRISIS ENERGÉTICA : 1ª crisis del petróleo por conflictos en Oriente Medio entre árabes e israelíes: Los precios del petróleo suben de 1,6 $/barril a principios de 1973 a 3,45 $/barril. 1974: 9,31$/barril : 2º choque con el cambio de régimen en Irán y la salida del mercado de este país: Los precios del petróleo suben de 14,5 $/barril a principios de 1979 a 28 $/ barril. 1982: 34 $/barril.

25 UN MODELO INSOSTENIBLE El mantenimiento del sistema energético actual durante un plazo de tiempo de una o dos generaciones es, simplemente, insostenible porque: - Está agotando las reservas de combustible - Coopera al efecto invernadero - Contribuye a la contaminación local, lluvia ácida y a la deforestación - Origina riesgos para la paz mundial

26 AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE I FUENTE NO RENOVABLE DURACIÓN OBSERVACIONES Petróleo 45 años Existen más recursos y más caros: pizarras bituminosas Gas 70 años Carbón según calidad años Uranio (excepto Pu) 60 años según precios La posibilidad de agotamiento del petróleo y del gas natural será una realidad en el plazo de 1 a 2 generaciones Aunque las reservas de combustibles fuesen eternas (que no lo son), el planeta Tierra no sería capaz de absorber las emisiones de CO 2 que de su quema se desprenderían

27 AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE II El pico de la producción Miles de millones de barriles por año

28 AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE III RESERVAS DE COMBUSTIBLES FÓSILES Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Petróleo Gas natural Carbón Fuente: Fórum Atómico Internacional

29 AGOTANDO LAS RESERVAS DE COMBUSTIBLE IV Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

30 CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Sin nuestra atmósfera, la temperatura media de la Tierra sería de unos 18 ºC y no los 15 ºC actuales. Toda la luz solar que recibimos alcanzaría la superficie terrestre y simplemente volvería, sin encontrar ningún obstáculo, al vacío. La atmósfera aumenta la temperatura del globo terrestre unos 30 ºC y permite la existencia de océanos y criaturas vivas como nosotros.

31 CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO II La concentración de CO 2 ha aumentado: : unas 280 partes por millón : : más de 350 De continuar el actual consumo de combustibles fósiles, se teme que se duplique a mediados de siglo. Alrededor de las 3/4 partes de las emisiones de CO 2 antropogénicas que se han producido en los últimos 20 años se debe a la quema de combustibles fósiles. El resto se debe especialmente a la deforestación. EFECTOS: cambio climático (calentamiento global) Un aumento al doble de la concentración actual subiría la temperatura media de la Tierra entre 3 y 5 ºC.

32 CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO III CONSECUENCIAS: - Elevación del nivel de las aguas del mar (consecuencia de la descongelación de parte de los casquetes polares). - Aumento de las sequías y salinización de los acuíferos. - Pérdida de muchos ecosistemas que no podrían adaptarse a un cambio tan rápido.

33 CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO IV Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad - Los estudios más recientes han puesto de manifiesto que, en lo que va del siglo XX, la temperatura media de la Tierra se ha incrementado en 0,6 ºC. - El nivel del mar ha ascendido 20 cm a lo largo del último siglo y podría subir 88 cm antes de finales del siglo XXI. - Ya han desaparecido, sumergidos por las aguas, los 2 primeros islotes que estaban situados en el océano Pacífico. Objetivo Protocolo de Kyoto: reducción del 8% de los gases de efecto invernadero para el 2012 (respecto al nivel de emisión de 1990)

34 LA LLUVIA ÁCIDA I

35 EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA I Hanshuhnenburg, en baja Sajonia (República Federal de Alemania) en Fuente: Revista El Correo. Enero, Editado por la UNESCO Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

36 EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Hanshuhnenburg, en baja Sajonia (República Federal de Alemania) en Fuente: Revista El Correo. Enero, Editado por la UNESCO

37 ORIGINA RIESGOS PARA LA PAZ MUNDIAL - Las reservas de petróleo están repartidas de forma muy desigual - El 70% de las reservas mundiales está en países OPEP Dentro del cartel, Arabia Saudita y Kuwait tienen casi el 40% del total de las reservas mundiales; Irán e Irak tienen reservas muy importantes, y Venezuela, Libia y Nigeria algo menores. CONSECUENCIAS: Guerra del Golfo

38 ORIGINA TENSIONES SOCIALES Desplazamientos forzosos de población que origina la construcción de grandes complejos hidroeléctricos. La energía hidráulica ha sido la principal causa de muchas emigraciones de este siglo, al anegar las tierras más fértiles y privar. La construcción de la archiconocida presa de Itaipu, entre Brasil, Argentina y Paraguay, es otro notable ejemplo de lo mismo.

39 BLOQUE I: ENERGÍA Y ELECTRICIDAD Capítulo 2 LA ELECTRICIDAD

40 CÓMO DIFERENCIAR POTENCIA DE ENERGÍA? La potencia Se mide en vatios (W). Se suelen utilizar múltiplos como kilovatios (kw) 1000 vatios-, megavatios (MW) 1 millón de vatios- o gigavatios (GW) 1000 millones de vatios. La energía Se puede medir en vatios/hora (Wh) o en unidades derivadas, como kwh. Ejemplo: Una bombilla de 100 W tiene una potencia de 100 W siempre, esté encendida o no, pero no consume energía mientras esté apagada. Si a lo largo de un día tenemos esa bombilla encendida durante 3 horas, la energía consumida por la bombilla es de 300 Wh/día (100 W x 3 h = 300 Wh). SABÍAS QUE? 1 kwh permite: - mantener encendida una bombilla de 100 W durante 10 horas - elevar 1 tonelada a 360 metros de altura en una hora - fundir el aluminio necesario para fabricar 6 botes de refrescos - calentar 28,7 litros de agua para una ducha de 20ºC a 50ºC

41 PODEMOS IMAGINARNOS UN MUNDO SIN ELECTRICIDAD? La electricidad es la forma más sofisticada de energía que existe en la actualidad y permite su transporte entre lugares lejanos de forma económica y eficiente. El funcionamiento de la sociedad moderna se fundamenta en la utilización cotidiana de la electricidad. La electricidad nos permite una mayor calidad de vida, una vida donde muchas tareas son ejecutadas por aparatos eléctricos: desde lavar la ropa en la lavadora a almacenar la información en ordenadores, o conservar nuestros alimentos en la nevera, refrigerar o calentar nuestras viviendas y, últimamente, hasta cocinar y secar la ropa. SABÍAS QUE? La potencia eléctrica habitualmente instalada en una vivienda media (una familia de unos 4 miembros) en nuestras Islas es de 5 kw y la energía consumida anualmente es de unos 7500 kwh/año.

42 DÓNDE SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD? La generación de electricidad a gran escala se lleva a cabo en las centrales eléctricas Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales se clasifican en: -Térmicas - Hidroeléctricas - Nucleares - Centrales de Energías Renovables SABÍAS QUE? Thomas Alba Edison ( ), además de inventar la bombilla, también construyó la primera central eléctrica de la historia, que suministraba electricidad a 7200 bombillas. A raíz de esta experiencia, se inauguró el primer servicio de luz eléctrica en la ciudad de Nueva York, que daba luz a 85 clientes.

43 CENTRALES TÉRMICAS I Convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica. Según el combustible son: - de carbón - de fuel - de gas Las centrales térmicas constan de: - una caldera - una turbina que mueve un generador eléctrico La única diferencia entre ellas es el combustible, por lo que la caldera deberá adaptarse al combustible utilizado. El resto de componentes es igual.

44 CENTRALES TÉRMICAS II Caldera: convierte el agua en vapor. El vapor sale de la caldera, mueve la turbina y ésta el generador (para calentar el agua a alta Tª y presión, se quema el combustible). El rendimiento de estos sistemas es del 33% Habría que añadir las pérdidas en el transporte y distribución de la electricidad a través de las líneas de alta, media y baja tensión. El rendimiento de una central convencional, incluyendo la distribución hasta los puntos de consumo, es aprox. del 25%. SABÍAS QUE? En la actualidad, se están construyendo numerosas centrales de ciclo combinado (se basan en el acoplamiento de dos ciclos: uno con turbina de gas y otro con turbina de vapor), que pueden alcanzar rendimientos del 50%.

45 CENTRALES TÉRMICAS EN CANARIAS En Canarias, cada Isla tiene una o varias centrales térmicas (son de poca potencia comparadas con las que se construyen en el continente). En las Islas de mayor dimensión, el combustible que se utiliza en las centrales suele ser el fuel-oil, y en las Islas más pequeñas, el diesel. En las Islas de mayor demanda está previsto comenzar a introducir también el gas natural para su uso en las centrales.

46 CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Generan electricidad mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa o embalse. Tiene 2 ventajas respecto a los combustibles de origen fósil y nuclear: - el agua (combustible) no se consume, ni la calidad empeora - no tiene problemas de producción de desechos SABÍAS QUE? La energía minihidráulica (potencia menor a los 10 MW) sí es considerada renovable

47 CENTRALES NUCLEARES I Una central nuclear de fisión emplea elementos químicos pesados (v.g. uranio, plutonio) que, mediante una reacción nuclear, proporcionan calor. Este calor es empleado para producir vapor y, a partir de este punto, el resto de los procesos en la central es análogo a los de una central térmica convencional. Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y la temperatura sube por encima de un determinado nivel al que se funden los materiales empleados en el reactor, o si se producen escapes de radiación nociva (Chernobil, 1986). SABÍAS QUE? Las centrales nucleares no producen gases de efecto invernadero, ni precisan del empleo de combustibles fósiles convencionales

48 CENTRALES NUCLEARES II Reservas probadas de uranio: 40 $/Kg = Tn $/Kg = Tn $/Kg = Tn Al ritmo de consumo actual, significa: años RESIDUOS RADIOACTIVOS Origen de los residuos - Extracción y procesado del material - Operación de la planta - Desmantelamiento de la central

49 CENTRALES NUCLEARES III Categorías: - Residuos exentos de tratamiento - Residuos de baja y media actividad (RBMA) - Residuos de alta actividad (RAA) RBMA - Compactación y solidificación, introduciéndolos en bidones de 200 l. - El periodo de decaimiento de la radioactividad hasta considerarlos exentos es de 200 a 300 años.

50 RAA CENTRALES NUCLEARES IV - Se efectúa un primer periodo de decaimiento en piscinas entre 10 y 15 años (normalmente en la misma central) - Almacenamiento intermedio. La permanencia es de 40 a 70 años.

51 CENTRALES NUCLEARES V Almacenamiento definitivo (AGP -Almacenamiento Geológico Profundo) Estructuras profundas, geológicamente estables, que garanticen capacidad de transmisión del calor, estanqueidad y facilidad para la implantación de sistemas de vigilancia El periodo de reposo es de a años! (No existe ningún AGP para residuos de centrales eléctricas en explotación)

52 LA RED ELÉCTRICA - La energía eléctrica no se puede almacenar tan fácilmente como el carbón o los barriles de petróleo. - Una vez producida en las centrales, debe comenzar su viaje a través de líneas de alta tensión hacia los centros de consumo. - La Península Ibérica está cubierta por una densa red de transporte de electricidad conectada con la red europea, que incluye desde "autopistas" (principales líneas de alta tensión) hasta ramales secundarios, como el cable que lleva electricidad al frigorífico en los hogares. El transporte de energía eléctrica a largas distancias debe hacerse con el mayor voltaje posible para reducir al mínimo las pérdidas que crea la resistencia del cable (resistencia = voltaje / intensidad). Los transformadores son los aparatos encargados de modificar el voltaje de la corriente. SABÍAS QUE? La longitud total de la red eléctrica en España es de más de km.; podría dar 15 veces la vuelta a la Tierra

53 LA RED ELÉCTRICA EN CANARIAS Sin conexión por cable submarino a ningún continente ni entre las Islas. - A excepción de las islas de Lanzarote y Fuerteventura (que están interconectadas por un cable de potencia limitada de 20 MVA, con una longitud de 15 km y que llega a una profundidad máxima de 100 m) El resto de las Islas constituye un solo sistema eléctrico no interconectado, formando auténticas islas eléctricas. Cada Isla ha de generar su propia electricidad. 7 islas = 6 sistemas eléctricos independientes La electricidad que se produce en cada Isla tiene que ser igual a la que se consume y viceversa -El resultado es un sistema de control más complicado y de producción más caro

54 EL SISTEMA DE SUMINISTRO ELÉCTRICO EN CANARIAS Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

55 CÓMO VARÍA UN DÍA DE ELECTRICIDAD I? En Canarias, la demanda suele seguir las pautas siguientes: - A partir de las doce de la noche, el consumo de electricidad cae rápidamente y llega al mínimo en la madrugada (horas valle). - Hacia las 6 de la mañana comienza a crecer otra vez, llega a un primer pico a media mañana (horas punta). - Se reduce ligeramente hacia el mediodía, y tiene un 2º pico a primera hora de la noche.

56 CÓMO VARÍA UN DÍA DE ELECTRICIDAD II? - Esta curva de demanda (de carga) está compuesta por muchos consumos: domésticos, industriales, etc. - Depende de muchos factores: temperatura (en los días calurosos los equipos de aire acondicionado funcionan a pleno rendimiento), horas de luz, festividades, etc. Como la electricidad a escala industrial no se puede almacenar, es necesario mantener una base de carga (de generación eléctrica) funcionando continuamente con una estrategia que permita tanto cubrir la demanda básica como los picos de demanda que puedan surgir. SABÍAS QUE? Un frigorífico es un ejemplo de demanda básica: su consumo de electricidad es regular y previsible. Por el contrario, una ola de calor puede disparar la demanda de electricidad debido a la utilización del aire acondicionado de manera imprevisible.

57 CÓMO SATISFACER LA DEMANDA? En la Península Ibérica las centrales nucleares y térmicas, con un funcionamiento regular, satisfacen la demanda base, mientras que durante los picos de demanda se ponen en marcha grupos térmicos de fuel o diésel y las centrales hidroeléctricas (más ágiles a la hora de alcanzar el estado operativo, de parar y de reaccionar ante las eventualidades de la demanda). En Canarias, por contra, sólo se dispone de grupos térmicos de medio/pequeño tamaño que funcionan con fuel o diésel, solventando los picos de demanda con pequeños grupos diésel o de arranque rápido. SABÍAS QUE? El sistema se regula segundo a segundo. Esta regulación se consigue gracias a reguladores de velocidad que miden la frecuencia de la red eléctrica (que ha de ser de 50 Hz) y decide cuánto combustible inyectar en función de si la demanda está creciendo o bajando (que se corresponde con una frecuencia ligeramente por debajo de 50 Hz o por encima, respectivamente).

58 CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA I? Centrales reversibles o de bombeo - Centrales hidroeléctricas que aprovechan el excedente de energía eléctrica que se produce durante las horas valle (demanda baja). - Embalse situado en una cota inferior al embalse superior o principal. - Horas punta: se deja caer el agua del embalse superior, produciendo así electricidad. Este agua se almacena en el embalse inferior. - Horas valle: la electricidad excedentaria (tras realizar el consumo) producida por las centrales térmicas o nucleares se envía a la central de bombeo para elevar el agua. Esta agua queda almacenada en el embalse superior, lista para ser usada en las próximas horas punta. SABÍAS QUE? En la actualidad, en España existen centrales de bombeo con una potencia total instalada de MW (la potencia hidroeléctrica total en España es de MW).

59 CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA II? Centrales reversibles en Canarias En Canarias, se ha adaptado el concepto de central de hidro-bombeo a las particularidades de las Islas. En el caso de la isla de El Hierro, se está desarrollando un proyecto que pretende abastecer a la Isla de electricidad con energías renovables, para lo que se utilizará una central hidroeólica.

60 CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA III? El funcionamiento se puede explicar en 2 pasos: 1. Cuando la producción de energía eólica sea mayor que la demanda eléctrica: se bombea agua con energía eólica a un embalse superior, aprovechando el excedente de electricidad de origen eólico que no se puede conectar a la red eléctrica. 2. Cuando la producción de energía eólica sea menor que la demanda eléctrica: se deja caer esa agua, que pone en marcha las turbinas hidráulicas, produciendo electricidad cuando la Isla lo demande.

61 CÓMO SE PUEDE ALMACENAR LA ENERGÍA ELÉCTRICA III? Pilas de combustible - El proceso funciona descomponiendo el agua mediante corriente eléctrica en H 2 y O 2. - El hidrógeno obtenido se almacena. - Posteriormente, se utiliza como combustible en una pila donde se combina con oxígeno para producir corriente eléctrica y agua como subproducto.

62 LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES

63 BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad LA ENERGÍA SOLAR

64 El Sol, de forma directa o indirecta, es el origen de todas las energías renovables, exceptuando la energía maremotriz y la geotérmica. SABÍAS QUE? La cantidad de energía del Sol que recibe la Tierra en 30 minutos es equivalente a toda la energía eléctrica consumida por la humanidad en un año.

65 El Sol puede aprovecharse energéticamente de 2 formas diferentes: - Como fuente de calor: Energía Solar Térmica de baja y media temperatura - Como fuente de electricidad: Energía Solar Fotovoltaica y Solar Térmica de alta temperatura Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

66 CUÁNTA ENERGÍA EMITE EL SOL? La potencia generada por todas las plantas industriales del mundo trabajando juntas sería unos 200 billones de veces más pequeña que la que genera el Sol. 200 billones de veces > SABÍAS QUE? La energía procedente de la radiación solar, absorbida por la Tierra en un año, equivale a 15 veces la energía almacenada en todas las reservas de combustibles fósiles del mundo.

67 RADIACIÓN TOTAL: Difusa + Directa Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

68 Aparatos de medida RADIACIÓN GLOBAL PIRANÓMETRO (células fotovoltaicas calibradas) RADIACIÓN DIFUSA PIRANÓMETRO CON DISCO DE SOMBRA RADIACIÓN DIRECTA PIRHELIOMETRO

69 BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Capítulo 3 LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

70 CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA I? El principio básico de funcionamiento de los sistemas solares térmicos es sencillo: la radiación solar se capta y el calor se transfiere a un fluido (generalmente agua). Para aprovechar la energía solar térmica se usa el captador solar (colector solar ).

71 CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA II? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Elementos del colector solar: - cubierta frontal transparente: suele ser de vidrio. - superficie absorbente: por donde circula el fluido (normalmente agua). -aislamiento térmico: evita las pérdidas de calor. - carcasa externa: para su protección.

72 CÓMO FUNCIONA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA III? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Radiación reflejada y absorbida Pérdidas por convección 10% 12% Pérdidas por conducción Radiación total 100% Rayos solares 0,25μ y 2,5μ R. caloríficos 4μ a 70μ 4% 8% Pérdidas por radiación 66% 8% TUBO 58% CUBIERTA TRANSPARENTE PLACA ABSORBEDORA AISLAMIENTO El colector solar basa su funcionamiento en el efecto invernadero: - La radiación solar (onda corta) incide y atraviesa el vidrio y es absorbida por una superficie que se calienta. - Esta superficie emite, a su vez, calor o radiación térmica (onda larga); pero este tipo de onda no puede atravesar el vidrio, por lo que se queda atrapada dentro del colector.

73 APROVECHAMIENTOS DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La EST se utiliza para calentar fluidos. Dependiendo de la temperatura final alcanzada por el fluido a la salida, las instalaciones se dividen en: - Baja temperatura: Las más extendidas. Se destinan a aplicaciones que no exigen Tª > 90 ºC. Ej.: producción de agua caliente sanitaria (ACS) para viviendas y polideportivos, apoyo a la calefacción de viviendas, calentamiento de agua de piscinas, etc. - Media temperatura: Aplicaciones que exigen Tª del agua entre los 80 ºC y los 250 ºC. Ej.: calentamiento de fluidos para procesos industriales y la desalinización de agua de mar. - Alta temperatura: Aplicaciones que requieran Tª del agua superiores a los 250 ºC. Ej.: generación de vapor para la producción de electricidad.

74 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA I Los colectores que se utilizan en estas aplicaciones son colectores planos. SABÍAS QUE? Los primeros colectores planos se desarrollaron en 1891 en EE UU. Se empezaron a vender en 1909, proporcionaban agua caliente las 24 horas y se comercializaron bajo la marca Día y Noche. Estos colectores representaron el nacimiento de la tecnología que se usa en la actualidad para calentar agua en viviendas. Se distinguen varios tipos de instalaciones atendiendo a: -Tipo de circuito - Tipo de sistema

75 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Según el tipo de circuito, las instalaciones pueden ser: 1. de circuito abierto 2. de circuito cerrado -Instalaciones de circuito abierto: el agua que circula por el colector es la misma que se utiliza como agua caliente. El agua entra en el colector, se calienta, pasa al tanque y se usa directamente. - Instalaciones de circuito cerrado: por el colector circula un fluido (en circuito cerrado) que se calienta y cede su calor al agua de abasto a través de un intercambiador de calor. CIRCUITO ABIERTO CIRCUITO CERRADO

76 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA III Según el tipo de sistema, las instalaciones pueden ser: 1. Sistemas de circulación forzada 2. Sistemas termosifón

77 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA IV SISTEMAS DE CIRCULACIÓN FORZADA El acumulador se sitúa dentro del edificio (ej. en sótano). Para hacer circular el agua entre el colector y el acumulador, se utiliza una bomba (aporte externo de energía necesario). Circuito abierto CONSUMO Circuito cerrado

78 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA V SABÍAS QUE? Se utilizan en el centro y norte de Europa, en donde el clima es muy frío en invierno como para poder situar el acumulador en el exterior, dadas las pérdidas de calor

79 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA VI SISTEMAS TERMOSIFÓN - Funcionan sin aporte externo de energía. - Efecto termosifón: el movimiento del agua se produce por la diferencia de temperatura entre el agua fría del tanque y la caliente del colector. - El agua del colector se calienta por el Sol, disminuye su densidad y su peso específico: el agua más caliente se sitúa en la parte superior del colector. - El mayor peso del agua fría del depósito hace que ésta caiga por el conducto (que une la parte inferior del depósito con la parte inferior del colector). - Ambos efectos provocan que el agua caliente del colector ascienda hasta el tanque. - Se crea el movimiento del agua del colector al depósito, que se mantendrá mientras haya suficiente diferencia de Tª entre el colector y el tanque. - Calentada el agua del depósito, las Tª se igualan y el movimiento cesa. T 2 Circuito abierto T 1 Circuito cerrado Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

80 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA VII Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad En Canarias: - El sistema termosifón es el que se instala mayoritariamente en viviendas unifamiliares y se sitúa en los tejados o azoteas. - Para instalaciones grandes, como por ejemplo las de un hotel, se instalaría un sistema con circulación forzada.

81 SISTEMAS DE EST DE BAJA TEMPERATURA VIII SABÍAS QUE? Entre los colectores y el acumulador circulan de 10 a 40 litros de agua/h y por m 2 de superficie de colector plano SABÍAS QUE? Las instalaciones de circuito cerrado son apropiadas para aquellas zonas donde el agua de abasto es de mala calidad; ya que si este agua circulara por el colector (caso del circuito abierto), éste se rompería antes y habría que cambiarlo. En el circuito cerrado, el único elemento que está en contacto con el agua de abasto es el intercambiador de calor, elemento que es más económico y fácil de cambiar.

82 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA I Agua Caliente Sanitaria (ACS) doméstica Es la aplicación más extendida de la EST de baja temperatura. Se emplean colectores solares planos. La temperatura necesaria suele ser de 45º C. SABÍAS QUE? - En el sur de Europa, para suministrar ACS a una vivienda unifamiliar se suele utilizar un sistema de termosifón, con un colector de unos 2 a 5 m 2 y un depósito de 100 a 200 litros. - En el centro y norte de Europa se suele instalar un sistema de circulación forzada, con un colector de 3 a 6 m 2 y un acumulador de 150 a 400 litros.

83 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA II Climatización de piscinas En instalaciones en piscinas descubiertas se suelen emplear sistemas muy simples, en los que la propia piscina actúa como acumulador. Sistema de captación: suelen ser colectores de plástico negro (más económicos y resistentes al cloro) que se alimentan con la propia agua de la piscina (eliminando la necesidad del intercambiador). La temperatura necesaria suele ser de 25 ºC.

84 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

85 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA IV Sistemas combinados de ACS y calefacción Se utilizan en el centro y norte de Europa y se dimensionan para que cubran las necesidades de agua caliente y calefacción. La temperatura necesaria suele ser de 50º C. Utilización en sistemas de calefacción basados en suelo radiante.

86 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA V Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Secado solar Se utiliza en países en desarrollo donde no se dispone de neveras para la conservación de alimentos. Durante siglos, se ha utilizado el secado solar de las cosechas, simplemente esparciendo el grano para exponerlo al sol y al aire. En la actualidad, se diseñan sistemas sencillos con los mismos fines.

87 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA VI Cocinas solares Se utilizan sobre todo en países en desarrollo y sustituye el uso de la leña para cocinar. Estos sistemas posibilitan la pasteurización del agua (muy importante en estos países para reducir el riesgo de enfermedades ocasionadas por la ingesta de agua contaminada) y la cocción de los alimentos en pocas horas. Una cocina solar puede ahorrar 2250 kgrs. de leña al año y cuesta unos 120. Aplicaciones en industrias Estas aplicaciones suelen darse en casos en los que se trabaja a temperaturas similares a las del agua caliente sanitaria, como pueden ser el lavado de botellas, separación de fibras, tratamiento de alimentos, etc.

88 APLICACIONES DE EST DE BAJA TEMPERATURA VII Destilación solar La destilación solar ha sido utilizada tradicionalmente en lugares con escasez de agua y alto índice de radiación solar, como en desiertos. Recientemente, se han desarrollado en Canarias varios sistemas de desalación de agua de mar con energía solar térmica de baja temperatura. Estos sistemas, todavía en fase de I+D (investigación y desarrollo), pretenden mejorar el ratio de producción de agua frente a los sistemas clásicos de destilación. SABÍAS QUE? El primer destilador solar de la historia fue construido en el desierto de Atacama (Chile) y funcionó desde 1874 a 1914, y tenía una superficie de 4757 m 2.

89 PUEDO CUBRIR TODAS MIS NECESIDADES DE AGUA CALIENTE CON ENERGÍA SOLAR TÉRMICA? Los sistemas solares se diseñan normalmente para cubrir el 100% de la demanda de agua caliente en verano, y del 50 al 80% del total a lo largo del año; el resto de la demanda se cubre con un calentador convencional de apoyo, bien de gas o eléctrico. Teóricamente, los sistemas solares podrían cubrir la demanda de agua caliente durante todo el año, pero en este caso habría que dimensionarlos para cubrir las necesidades de agua caliente durante el invierno (periodo con menor radiación solar); los sistemas tendrían que ser mayores y, por tanto, más costosos, y habría una sobreproducción de agua caliente en verano.

90 ORIENTACIÓN DE LOS COLECTORES SOLARES Para optimizar las instalaciones es muy importante la orientación de las mismas (para poder obtener la mayor producción de ACS con la menor superficie de colectores y, consecuentemente, al menor precio). Los colectores han de orientarse al sur, y la inclinación, en el caso de Canarias, es de unos 40º.

91 LOS NÚMEROS DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Superficie instalada en la UE (fin de 2006): 20 millones de m 2. Clasificación por países - Alemania: 42,5% - Grecia: 15% - Austria: 14% - - España: 3,4% con m 2 (con un nivel de radiación solar mucho mayor que el de Alemania o Austria) Objetivo de la UE para el 2010: 100 millones de m 2. Objetivo de España para el 2010: 5 millones de m 2.

92 NORMATIVA DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS EN CANARIAS El Código Técnico de la Edificación, que entró en vigor en septiembre de 2006, exige la instalación de sistemas solares térmicos en los edificios de nueva construcción o en los que se rehabiliten en todo el territorio español. En Canarias, se exige que, como mínimo, el 70% de la demanda de ACS sea cubierta por sistemas solares; esto se aplicará para viviendas cuyos consumos de agua caliente vayan de 50 l/d a l/d. SABÍAS QUE? La instalación de un sistema solar térmico en las promociones de nueva construcción apenas supone entre un 0,5% y un 0,8% adicional sobre el coste total del proyecto

93 POR QUÉ NO SE INSTALA MÁS ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN CANARIAS I? IMPACTO VISUAL La integración de los paneles solares térmicos de forma armoniosa con la edificación puede paliar el eventual efecto visual negativo. La energía solar térmica en sectores como el hotelero tiene otro interés, además del energético, ya que proporciona una imagen de respeto con el medio ambiente, cuidado del entorno y calidad de vida (imagen indispensable si se quiere atraer a un turismo sostenible).

94 COSTE POR QUÉ NO SE INSTALA MÁS ENERGÍA SOLAR TÉRMICA EN CANARIAS II? Las placas solares térmicos resultan, a la larga y considerando una vida útil de 20 años, más económicas que el convencional termo eléctrico. La principal diferencia estriba en la inversión inicial. Pero con un termo eléctrico habría que pagar el consumo de electricidad mensual o bimestral a la compañía eléctrica; mientras que en un sistema solar térmico sólo habría que hacer una inversión inicial y pagar por eventuales consumos de apoyo en épocas de radiación solar insuficiente. SABÍAS QUE? Si calentamos el agua de una vivienda de Canarias con un colector solar, en lugar de con un termo eléctrico, se podría ahorrar casi un tercio de la factura eléctrica.

95 APLICACIONES DE ALTA TEMPERATURA I Para producir electricidad con energía solar térmica hay que recurrir a un sistema de concentración de los rayos solares. Estos sistemas requieren de un dispositivo de seguimiento solar, de tal forma que siguen al Sol en su recorrido diario, consiguiendo así una mayor captación de la radiación solar. Las 3 tecnologías solares que se utilizan para la generación de electricidad son: 1.- Sistema solar con torre central receptor con helióstatos 2.- Colectores cilindro-parabólicos 3.- Discos parabólicos (Stirling)

96 APLICACIONES DE ALTA TEMPERATURA II Sistema solar con torre central receptor con helióstatos Suelen estar constituidas por una serie de espejos (denominados helióstatos) que reflejan los rayos solares hacia una torre central, concentrando la radiación solar en un solo punto, donde se alcanzan temperaturas que pueden llegar a los 1000 ºC. Estas centrales han sido construidas en diversos tamaños, desde 0,5 a 10 MW.

97 APLICACIONES DE ALTA TEMPERATURA III Colectores cilindro-parabólicos El colector consiste en un espejo cilindro-parabólico que refleja la radiación solar sobre un tubo de vidrio dispuesto a lo largo de la línea focal del espejo. El fluido caloportador pasa por una tubería situada en el foco de los colectores, donde puede alcanzar temperaturas de 400 ºC, y se utiliza para producir vapor sobrecalentado, lo que alimenta una turbina convencional, y genera así energía eléctrica.

98 APLICACIONES DE ALTA TEMPERATURA IV Discos parabólicos (Stirling) Están constituidos por espejos parabólicos en cuyo foco se sitúa el receptor solar. Esta tecnología es adecuada para una producción descentralizada, cercana al lugar de consumo, con los ahorros en infraestructuras de distribución que ello supone. Un disco de 8,5 m de diámetro es capaz de producir 10 kw. En la actualidad, es capaz de competir con pequeños motores diésel.

99 BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES Capítulo 4 LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

100 QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA? La energía solar fotovoltaica transforma directamente la luz del sol en energía eléctrica. Este proceso se basa en la aplicación del efecto fotovoltaico, que se produce al incidir la luz sobre unos materiales denominados semiconductores: generando un flujo de electrones en el interior del material que se aprovecha para obtener energía eléctrica.

101 HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA FOTOVOLTAICA BECQUEREL DESCUBRIÓ EL EFECTO FOTOVOLTAICO ALBERT EINSTEIN: PREMIO NOBEL POR SUS TEORÍAS DEL EFECTO FOTOELÉCTRICO SE CONSIGUEN CÉLULAS FOTOVOLTAICAS CON UNA EFICIENCIA DEL 14% LA PRODUCCIÓN MUNDIAL DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA SUPERA LOS 21 MW SE CONSTRUYE LA 1ª CÉLULA FV (de selenio) SE LANZA AL ESPACIO EL PRIMER SATÉLITE CON CÉLULAS SOLARES (de Si) SE FUNDAN LAS PRIMERAS COMPAÑÍAS DE ENERGÍA SOLAR POTENCIA EUROPEA INSTALADA EN 2006 : 3400 MWp El efecto fotovoltaico fue descubierto por Becquerel en En 1885, se fabricó el primer módulo fotoeléctrico (que era de selenio); pero no fue hasta mediados de los años 50 cuando se construyó el primer panel fotovoltaico de silicio, del mismo tipo de los que se utilizan hoy en día.

102 Las células fotovoltaicas tuvieron su primer gran campo de aplicación en el espacio. No fue hasta mediados de los 70 (a raíz de la primera crisis del petróleo) cuando se comenzaron a utilizar de forma comercial en aplicaciones terrestres.

103 SABÍAS QUE? El material utilizado en la fabricación de células fotovoltaicas es el silicio, que es el material más abundante en la Tierra después del oxígeno. La combinación de ambos forma el 60% de la corteza terrestre.

104 LA CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA La electricidad producida por una célula fotovoltaica es en corriente continua, y sus parámetros característicos (intensidad y tensión) varían con la radiación solar, que incide sobre las células, y con la temperatura ambiente.

105 Tradicionalmente han coexistido tres tipos de células de silicio CÉLULAS RENDIMIENTO RENDIMIENTO LABORATORIO DIRECTO CARACTERÍSTICAS FABRICACIÓN MONOCRISTALINO 24 % % Son los más eficientes puro (el mismo que utiliza la industria de Se obtiene de silicio chips electrónicos) POLICRISTALINO AMORFO % % 16 % < 10 % Su rendimiento es algo inferior, pero su menor coste ha contribuido a aumentar su uso, cada vez más extendido Su rendimiento es bastante menor. Su uso se limita a aplicaciones de pequeña potencia: calculadoras, relojes, etc. Se fabrica a partir de restos de silicio monocristalino Tiene la ventaja de depositarse en forma de lámina delgada y sobre un sustrato como vidrio o plástico Recientemente, también se han desarrollado 2 nuevas tecnologías de Si: - Silicio en bandas - Película de silicio Tienen la particularidad de ser flexibles: sus aplicaciones son más versátiles. Nueva tecnología: capa delgada, el semiconductor se aplica pulverizado y no precisa ser cortado (se evita así la pérdida de material que se produce en las operaciones de corte de la oblea, abaratando mucho los costes de producción).

106 SABÍAS QUE? El principal productor de células fotovoltaicas en el 2007 era Japón (46% del mercado), seguido de Europa (36%), China (11%) y EE UU (7%). En Europa, el principal productor es Alemania (con más de las 3/4 de la producción europea), seguido de España.

107 Cómo se mide la energía solar fotovoltaica? Los módulos se miden en condiciones estándar: W/m 2 de radiación solar - 25 ºC de temperatura Potencia nominal del módulo: es la máxima potencia generada en estas condiciones y se mide en Wp (vatios pico).

108 PANEL FOTOVOLTAICO Un panel fotovoltaico está constituido por varias células fotovoltaicas conectadas entre sí y alojadas en un mismo marco.

109 CONEXIÓN DE PANELES CONEXIÓN EN SERIE: Darán una tensión igual a la de un elemento multiplicado por el número total de éstos, y una intensidad igual a la de uno de ellos. Tensión: 48V Intensidad: 2,5 A (a 48 V) Potencia: 4 x 40 Wp = 160 Wp

110 CONEXIÓN DE PANELES CONEXIÓN EN PARALELO: Se consigue uniendo todos los polos del mismo signo; producen una intensidad que es la suma de la unitaria de cada una y un voltaje igual al de un elemento. Tensión: 12 V Intensidad: 4 x 2,5 A = 10 A (a 12 V) Potencia: 4 x 40 Wp = 160 Wp + -

111 ENERGÍA PRODUCIDA I La energía producida por los sistemas fotovoltaicos se puede calcular multiplicando su potencia nominal por el número de horas pico. SABÍAS QUE? La Península Ibérica tiene una media de 5 horas solares pico durante el verano y entre 2 y 4 durante el invierno (según zona). En Canarias, en zonas de buena radiación solar, la media anual puede rondar las 5,5 horas pico al día.

112 ENERGÍA PRODUCIDA II La electricidad producida por un panel fotovoltaico es en corriente continua (CC). La electricidad generada se puede transformar en corriente alterna (AC) con las mismas características que la electricidad de la red convencional, utilizando inversores.

113 CUÁLES SON LAS APLICACIONES DE LA ESF? Las instalaciones fotovoltaicas se dividen en 2 grupos: Sistemas aislados (sistemas autónomos sin conexión a la red eléctrica) Sistemas conectados a la red eléctrica

114 SISTEMAS AISLADOS Se emplean en lugares con acceso complicado a la red eléctrica y donde resulta más fácil y económico instalar un sistema fotovoltaico que tender una línea de enganche a la red eléctrica general ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA Módulos fotovoltaicos

115 ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA I Baterías Paneles fotovoltaicos Almacenan la electricidad generada por los paneles para poder así utilizarla en horas en donde la energía consumida es superior a la generada, o bien de noche.

116 ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN AISLADA II Regulador de carga Inversores Controlan el proceso de carga y descarga de las baterías, evitando sobrecargas o descargas profundas, alargando así la vida útil de las baterías. Transforman la corriente continua (CC) en alterna (CA). Si los consumos fuesen en CC se podría prescindir del uso del inversor. SABÍAS QUE? En algunos países en vías de desarrollo las instalaciones en CC tienen una gran importancia, llegando a miles de sistemas instalados.

117 APLICACIONES EN AISLADO I Zonas rurales aisladas El número de paneles que tiene que instalarse debe calcularse teniendo en cuenta: - la demanda energética en el mes más desfavorable - la radiación máxima disponible en dicho mes (dependerá de la zona en cuestión, la orientación y la inclinación elegida)

118 APLICACIONES EN AISLADO II Áreas de países en vías de desarrollo sin conexión a red Los sistemas aislados cobran especial importancia en aquellos países en los que la red eléctrica no está muy extendida (caso de muchos países en desarrollo), convirtiéndose, para muchos, en la única posibilidad de acceder a la electricidad. Hoy en día, 2000 millones de personas no tienen acceso a la red eléctrica, de ahí la importancia de la energía solar fotovoltaica para estos países en desarrollo, donde hay más de medio millón de casas que dispone de electricidad gracias a los sistemas fotovoltaicos.

119 APLICACIONES EN AISLADO III Iluminación de áreas aisladas y carreteras Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Sistemas de comunicación (repetidores de señales, boyas, balizas de señalización, SOS en carreteras y autopistas, )

120 APLICACIONES EN AISLADO IV Sistemas de bombeo de agua Pequeños sistemas autónomos como calculadoras, cámaras, ordenadores, teléfonos portátiles, etc.

121 Suministro eléctrico en yates APLICACIONES EN AISLADO V SABÍAS QUE?? El Solemar es un catamarán de fabricación española de 10 metros de eslora y 3,5 metros de manga, con capacidad para 28 pasajeros sentados bajo la sombra de los paneles solares instalados en el techo. El barco dispone de dos bancos de baterías de gel de 490 Ah que le permiten, sin sol, una autonomía de 10 horas a 4 nudos de velocidad, y de 30 horas a 2 nudos

122 APLICACIONES EN AISLADO VI Suministro eléctrico en instalaciones de ocio

123 Coches eléctricos APLICACIONES EN AISLADO VII SABÍAS QUE?? Un automóvil de la marca Honda es capaz de superar los 140 km/h sin usar otra energía que la solar fotovoltaica.

124 Aplicaciones ganaderas APLICACIONES EN AISLADO VIII

125 APLICACIONES EN AISLADO IX SABÍAS QUE?? Una de las posibles aplicaciones de la energía solar fotovoltaica es el avión solar. Existe un prototipo a gran escala de avión no tripulado propulsado con energía solar diseñado por la NASA, que ascendió casi 23 km de altura. El avión solar se llama HELIOS. Sus alas, de algo más de 74 metros de envergadura y sólo 2,4 metros de distancia entre la nariz y la cola, son controladas desde la Tierra por dos pilotos a través de computadoras. Sus 14 propulsores son impulsados por pequeños motores eléctricos abastecidos por sus células fotovoltaicas incorporadas en las alas.

126 SISTEMAS CONECTADOS A RED I Se instalan en zonas que disponen de red eléctrica y su función es producir electricidad para venderla a la compañía suministradora. Estos sistemas pueden ser de muy diversos tamaños: - pequeños sistemas instalados en tejados o azoteas. - instalaciones intermedias: grandes cubiertas de áreas urbanas, aparcamientos, centros comerciales, áreas deportivas, etc. - centrales fotovoltaicas instaladas en terrenos de grandes dimensiones (se pueden utilizar zonas rurales no aprovechadas para otros usos).

127 SISTEMAS CONECTADOS A RED II Estos sistemas constan de: - Paneles fotovoltaicos - Inversores - Cuadro de protecciones y contadores

128 SISTEMAS CONECTADOS A RED III En Canarias, donde la densidad de población es muy alta y el porcentaje de territorio sometido a algún tipo de protección es grande (más del 40% del territorio canario posee algún grado de protección), cobra especial importancia el hecho de que la generación eléctrica se pueda llevar a cabo aprovechando los tejados, azoteas u otras estructuras urbanas, sin que haya que buscar superficies adicionales para la producción de energía.

129 SISTEMAS CONECTADOS A RED IV En los últimos años, los sistemas conectados a red se han desarrollado enormemente gracias al marco económico favorable. A finales de 2006, estas instalaciones representaban más del 96% de la energía solar fotovoltaica instalada en Europa. SABÍAS QUE? Una instalación de unos 3 kwp, que ocupa unos 30 m 2, vertería a la red eléctrica tanta electricidad como la consumida por una vivienda a lo largo de un año.

130 SISTEMAS CONECTADOS A RED V SABÍAS QUE? Si quisiéramos generar toda la electricidad que consumió la humanidad en el año 2001 (16 billones de kwh) sólo con energía solar fotovoltaica, se necesitaría una superficie de km2 (que representa sólo un 0,12% de la superficie terrestre).

131 DÓNDE SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS? Los paneles fotovoltaicos se pueden instalar en: - edificios: terrazas, tejados, balcones, azoteas, patios - en infraestructuras urbanas: marquesinas, pérgolas, cubiertas de aparcamientos, etc. Hay que asegurarse de que no existen obstáculos que les puedan dar sombra: vegetación, otros edificios, elementos constructivos, otros módulos, etc.

132 CÓMO SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS I? La orientación de los paneles se hace hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur. En definitiva, los paneles se instalarán siempre mirando hacia el Ecuador. La inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos depende de: - la latitud del lugar donde se van a instalar - la tipología: según sea conectada o aislada

133 CÓMO SITUAR LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS II? Instalación conectada: se persigue la máxima producción anual: los paneles se inclinan entre 5º y 10º menos que la latitud. En Canarias, la inclinación óptima estaría en torno a 15 ó 20º, aunque en verano los paneles se pueden incluso colocar sin inclinación (0º), siendo las pérdidas inferiores al 3%. Instalaciones aisladas: se ha de garantizar el suministro de electricidad durante todo el año. Los meses más críticos son los de invierno: se persigue la máxima captación en invierno. Para asegurar la máxima captación solar en esos meses, los módulos se inclinan unos 10º más que la latitud. En Canarias, la inclinación óptima estaría en torno a 35º / 40º

134 OBLIGATORIEDAD? El Código Técnico de la Edificación (2006) obliga a la instalación de energía solar fotovoltaica en las edificaciones nuevas y reformas en los casos siguientes: - Hipermercado: 5000 m 2 construidos o más - Multitienda y centros de ocio: 3000 m 2 construidos o más - Nave de almacenamiento: m 2 construidos o más - Administrativos: 4000 m 2 construidos o más - Hoteles y hostales: 100 plazas o más -Pabellones de recintos feriales: m 2 construidos o más - Hospitales y clínicas: 100 camas o más

135 Puedo instalar paneles fotovoltaicos en una comunidad de vecinos? Si existe una comunidad de propietarios, la instalación la puede realizar la propia comunidad o realizarla alguno de los propietarios para su propio uso (contando con el acuerdo de la comunidad) La superficie que ocupa este tipo de instalación depende de la potencia que se quiera instalar. Se considera que se debe contar con que cada kwp ocupa una superficie de unos 10 m 2. Por tanto, es fácil encontrar superficie disponible en la mayoría de los edificios.

136 Funciona una instalación fotovoltaica todo el año? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Los módulos fotovoltaicos generan electricidad durante todo el año siempre y cuando les llegue radiación solar. En los días nublados también se genera electricidad, aunque la producción se reduce proporcionalmente a la disminución de la intensidad de la radiación solar. SABÍAS QUE? Existen células fotovoltaicas diseñadas para funcionar en el interior de edificios, como las que incorporan algunas calculadoras y distintos aparatos.

137 Cuál es la vida de una instalación fotovoltaica? El módulo fotovoltaico se estima que tiene una vida útil superior a 30 años, siendo la parte más fiable de la instalación. La experiencia indica que los paneles nunca dejan de producir electricidad, aunque su rendimiento pueda disminuir ligeramente con el tiempo.

138 VENTA DE LA ELECTRICIDAD A LA RED I En sistemas conectados a la red toda la energía producida se vierte a la red eléctrica, independientemente del consumo que se tenga (este consumo se realiza a través de la conexión convencional que se tenía antes de la instalación de los paneles). El usuario no percibe ningún cambio en el servicio eléctrico que recibe, manteniendo las mismas ventajas (seguridad de suministro) e inconvenientes (riesgo de eventuales cortes de luz), pero sabiendo que cada kwh que produzca con los módulos fotovoltaicos es uno menos que se genera en las centrales convencionales. Nuestra casa funcionaría como una mini-central de energía limpia conectada a la red eléctrica y nosotros nos convertiríamos en productores de electricidad.

139 VENTA DE LA ELECTRICIDAD A LA RED II En España, el marco legislativo actual favorece, en el aspecto económico, la conexión de energías renovables a la red eléctrica, en especial la de energía solar fotovoltaica. La ley establece que se ha de pagar 44 c /kwh de electricidad producida por fotovoltaica y vendido a la red eléctrica en instalaciones de hasta 100 kw. Inversión: - Conexión Red: 6000 /kwp - Aislada: /kwp En Canarias, una instalación de unos 3 kwp se podría amortizar en unos 10 años (con un TIR de un 7,5%).

140 Las instalaciones fotovoltaicas se caracterizan por: - Su simplicidad y fácil instalación. - Ser modulares. - Larga duración (vida útil de los módulos es superior a 30 años). - No requerir apenas mantenimiento. - Elevada fiabilidad. - No producir ningún tipo de contaminación ambiental. - Funcionamiento totalmente silencioso. Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

141 BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES Capítulo 5 LA ENERGÍA EÓLICA

142 El Sol calienta de forma desigual las diferentes zonas del planeta, provocando el movimiento del aire que rodea la Tierra y dando lugar al viento. El viento es energía en movimiento! La energía del viento se ha utilizado desde la antigüedad: - Navegación a vela - Molinos para triturar grano - Carros a vela Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

143 CÓMO PRODUCIR ELECTRICIDAD CON EL VIENTO? En la actualidad, el viento se utiliza para mover aerogeneradores, que son molinos que, a través de un generador, producen energía eléctrica. SABÍAS QUE...? Sólo el 2% de la energía procedente del Sol se convierte en viento. El potencial eólico es 10 veces mayor que el actual consumo eléctrico en todo el mundo. Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

144 El viento ha tenido tal importancia en la vida cotidiana del hombre que, en la antigüedad, llegó a elevarlo a la categoría de Dios. En la mitología griega, el Dios padre de los vientos era Eolo, quien, según cuenta la leyenda, tenía encerrados los vientos en un zurrón y los sacaba cuando le parecía oportuno. Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

145 Torre: PARTES DE UN AEROGENERADOR I Se utiliza para aumentar la altura del elemento que capta la energía del viento (rotor) - a mayor altura, mayor velocidad. SABÍAS QUE...? Un aerogenerador de 850 kw suele tener una torre de 40 a 60 metros (la altura de un edificio de unas 15 plantas).

146 Rotor: PARTES DE UN AEROGENERADOR II El rotor es el conjunto formado principalmente por las palas y el buje (elemento de la estructura al que se fijan las palas). SABÍAS QUE...? El diseño de palas se parece mucho al de las alas de un avión y suelen estar fabricadas con plásticos (poliéster o epoxy), reforzadas internamente con fibra de vidrio o de carbono.

147 PARTES DE UN AEROGENERADOR III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Góndola: En su interior se encuentran los elementos que transforman la energía mecánica en energía eléctrica. Componentes de la góndola: generador eléctrico los ejes el multiplicador los sistemas de control, orientación y freno.

148 PARTES DE UN AEROGENERADOR IV Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Multiplicador: Elemento mecánico formado por un sistema de engranajes. Objetivo: transformar la velocidad del giro del rotor (velocidad del eje principal) a la velocidad de trabajo del generador eléctrico. El multiplicador funciona de forma parecida a la caja de cambios de un coche: multiplica entre unas 20 y 60 veces la velocidad del eje del rotor, alcanzando una velocidad de revoluciones /min. en el eje del generador, lo que hace posible el funcionamiento del generador eléctrico. Permite así convertir la energía mecánica del giro del eje en energía eléctrica.

149 PARTES DE UN AEROGENERADOR V Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Generador eléctrico: Máquina eléctrica encargada de transformar la energía mecánica en energía eléctrica. El eje del generador lleva acoplado un sistema de freno de disco (similar al de los coches). Para frenar un aerogenerador, también se pueden girar las palas colocando su superficie en la dirección del viento (posición de bandera). SABÍAS QUE...? La vida útil de los aerogeneradores es de más de 20 años y tienen una disponibilidad del 98%, por lo que sólo necesitan una revisión de mantenimiento cada 6 meses. Estos datos resultan sorprendentes si se comparan con el del motor de un automóvil, que sólo funciona unas horas a lo largo de su vida útil.

150 PARTES DE UN AEROGENERADOR VI Finalmente, la electricidad producida en el generador baja por unos cables hasta el transformador del parque eólico, donde se eleva la tensión hasta alcanzar la tensión nominal de la red eléctrica. (Esto es necesario dado que, para inyectar energía en la red, esta electricidad ha de tener la misma tensión que la red eléctrica). SABÍAS QUE...? La 1ª turbina eólica para la generación de electricidad fue construida en EE UU a finales del siglo XIX. Fue un gigante de 144 palas construidas en madera de cedro y funcionó durante 20 años.

151 CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADOR I Clasificación de los aerogeneradores según la orientación del eje del rotor: - Eje vertical - Eje horizontal

152 Clasificación de los aerogeneradores según el número de palas: - Bipalas - Tripalas CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADOR II -Multipalas SABÍAS QUE...? En la actualidad, la mayoría de los aerogeneradores es tripala, de eje horizontal y paso variable (hace girar el ángulo de las palas de manera que ataquen al viento de forma óptima en cada momento).

153 CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADOR III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Según el mecanismo de regulación de potencia: - Paso fijo: las palas se mantienen en posición fija con respecto a su eje. Con este sistema se producen variaciones en la producción según la intensidad del viento. Un extremo de la pala se puede girar 90º en torno a su eje. Este movimiento se utiliza como sistema principal de frenado (aerofreno). Paso variable: las palas pueden girar sobre su propio eje para regular el paso. Se ajusta el paso de la pala a la velocidad de viento, según aumente, por lo que se puede mantener la potencia de salida prácticamente constante a altas velocidades de viento.

154 EVALUACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO I Parámetros para evaluar la energía eólica: - velocidad - dirección predominante Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

155 EVALUACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Para una correcta evaluación del potencial eólico hay que: 1º) Recopilar los datos del viento de carácter histórico existentes en la zona. Los datos de estaciones meteorológicas de la zona son igualmente muy valiosos. 2º) Llevar a cabo una campaña de medidas durante al menos un año. Los equipos de medida utilizados: - Veleta: mide la dirección del viento. - Anemómetro: mide la velocidad del viento.

156 TIPOS DE INSTALACIONES CON AEROGENERADORES I 1. Parques eólicos interconectados: El propietario del parque es un productor más de electricidad y la compañía eléctrica está obligada por ley a comprar toda su producción eléctrica (sistema de primas). En Canarias, se adjudican mediante concurso público, siendo el Gobierno de Canarias el responsable tanto de sus bases como de su adjudicación. 2. Parques eólicos con consumos asociados (autoconsumo): la electricidad producida por los aerogeneradores se utiliza para el consumo propio y el excedente de electricidad se inyecta en la red eléctrica (como máximo el 50% de la producción). Se utiliza sobre todo en industrias que tienen un gran consumo de energía y, de esta forma, producen ellos mismos la electricidad que necesitan. En Canarias, se adjudican también mediante concurso público.

157 TIPOS DE INSTALACIONES CON AEROGENERADORES II 3. Parques eólicos aislados Los aerogeneradores no sólo se utilizan para inyectar electricidad en la red eléctrica, sino que también sirven para dar electricidad a zonas aisladas, donde no llega la red eléctrica. En este caso, la instalación requeriría de baterías. Para este tipo de aplicaciones, se suelen utilizar aerogeneradores de pequeña potencia.

158 CÓMO SE CARACTERIZA LA EFICACIA DE UN AEROGENERADOR I? Disponibilidad: indica las horas en que la máquina está disponible para producir y suele ser de un 98%. Horas equivalentes: caracterizan la cantidad de viento existente en una zona. Las horas equivalentes representan las horas en que el viento estaría soplando al año, produciendo a la potencia nominal de la máquina eólica, hasta alcanzar la producción real del aerogenerador ese año. (Se puede obtener midiendo la producción anual de un aerogenerador y dividiendo esa cantidad por la potencia nominal). - Zona media-buena: horas equivalentes/año - Zona muy buena: horas. Factor de capacidad: representa el porcentaje de energía realmente producida en un año dividida por la teóricamente producible en el mismo periodo. - Zona media-buena: factor de capacidad aprox. 28%.

159 CÓMO SE CARACTERIZA LA EFICACIA DE UN AEROGENERADOR II? Factor importante a la hora de calcular la producción de una máquina eólica: régimen de vientos. Cuánto más constante sea el viento, tanto mejor para la producción! Una máquina eólica empieza a producir a partir de una velocidad de unos 3 m/s. La velocidad de corte del aerogenerador (velocidad a partir de la cual se detiene para evitar posibles roturas) se sitúa en torno a los 25 m/s. Cuanto más constante sea el viento dentro del rango en el que produce la máquina, tanto mejor, ya que las fluctuaciones serán menores y la producción mejorará.

160 RENTABILIDAD DE LAS INSTALACIONES EÓLICAS En el marco legislativo actual, en España prima la producción de energía eólica, aunque las tarifas no son tan elevadas como en el caso de la energía solar. El precio que se paga por el kwh de energía eólica oscila según distintos parámetros (tamaño del parque, años de explotación, etc.), fluctuando entre 0,066 /kwh y 0,059 /kwh. SABÍAS QUE...? Los costes varían bastante dependiendo de la potencia nominal de la máquina (a mayor potencia, menor coste por kw), de la accesibilidad de la zona, etc. Precio medio: /kw (aerogenerador) /kw (aerogenerador instalado) A finales de 2006, España era la 2ª potencia mundial en energía eólica, con MW instalados, precedida sólo por Alemania, con MW. La potencia eólica instalada en España es ya superior a la nuclear (que es de 7606 MW).

161 RENTABILIDAD DE LOS PARQUES EÓLICOS EN CANARIAS La energía eólica representa la mayor contribución dentro de la electricidad de origen renovable en Canarias (aprox. 95%). Razón: buenas condiciones de viento en las Islas: predominan los Alisios (vientos de dirección noreste), constantes y con velocidades medias-altas (medias de 8 m/s). Los parques eólicos de Canarias se encuentran entre los de mayor productividad del mundo, con factores de capacidad que alcanzan el 0,4 (40%). Los parques eólicos en buenas zonas de viento de Canarias (con unas 3500 h e ) se pueden amortizar en unos 6 años. Si se tiene en cuenta que la vida útil de un aerogenerador se sitúa en torno a 20 años, se puede entender el negocio que representan. SABÍAS QUE...? Las primeras aplicaciones de la energía eólica en Canarias fueron para la molienda de granos, siendo Fuerteventura la Isla donde se construyeron más molinos de este tipo. A finales del siglo XIX, se introdujeron los primeros aeromotores para el bombeo de agua.

162 ÚLTIMAS TENDENCIAS DE LA ENERGÍA EÓLICA I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Parques eólicos en el mar (Parques off-shore) Los parques off-shore se ubican en lugares donde la plataforma marina no es muy profunda. En el mar, los vientos son más fuertes y constantes, por lo que, a pesar de que los parques marinos son más caros, se está alcanzando una alta rentabilidad, lo que ha hecho que este tipo de tecnología prolifere rápidamente.

163 ÚLTIMAS TENDENCIAS DE LA ENERGÍA EÓLICA II Los números de los parques off-shore Finales de 2007: - Potencia instalada en Europa: 1100 MW - Potencia instalada en Dinamarca: 409 MW (país líder mundial en esta tecnología) - Hasta la fecha: ningún parque off-shore instalado en España Se prevé que la potencia eólica offshore instalada en Europa en el año 2010 sea de MW.

164 ÚLTIMAS TENDENCIAS DE LA ENERGÍA EÓLICA III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Repotenciación de parques antiguos En los países en los que hay mucha energía eólica instalada, las zonas con los mejores vientos (no sólo veloces, sino también constantes) empiezan a escasear (la instalación de nuevos parques eólicos en lugares con peores condiciones de viento hace que disminuya su rentabilidad). Por este motivo, la política de repotenciación está imponiéndose paulatinamente en estos países. La repotenciación consiste en sustituir parques eólicos obsoletos por nuevos, con lo que se pasa a aprovechar las mejores zonas eólicas con máquinas de última tecnología, consiguiendo así una mejor rentabilidad. SABÍAS QUE...? Los países que sustituyeron aerogeneradores durante el año 2003 fueron Dinamarca, Australia, Alemania y Holanda. SABÍAS QUE...? Dinamarca es el país líder a nivel mundial en repotenciación y ha desarrollado una política que favorece el reemplazo de máquinas eólicas de más de 10 años.

165 ÚLTIMAS TENDENCIAS DE LA ENERGÍA EÓLICA IV Aerogeneradores de gran potencia SABÍAS QUE...? La tecnología eólica avanza rápidamente, los precios de los aerogeneradores han bajado en torno al 30% desde Estos aerogeneradores de gran potencia permiten aprovechar mejor las zonas con mejores condiciones eólicas y reducen los costes de instalación (sale más barato instalar un aerogenerador de 1 MW que 10 de 100 kw). En el 2005, se comercializaban aerogeneradores de 5 MW. SABÍAS QUE...? Otras tendencias: - generación síncrona - monitorización on-line de parques eólicos - predicción de producción, etc. La energía eólica es la tecnología de generación eléctrica que más crece en la actualidad. Entre 1996 y 2001, el mercado eólico obtuvo una tasa de crecimiento anual mayor del 35%.

166 POR QUÉ NO SE PUEDE CONECTAR TANTA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS COMO EN EL CONTINENTE I? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La demanda mínima del sistema eléctrico Se produce en las horas valle (normalmente por la noche). Los parques eólicos producen en función del viento reinante y puede darse que, durante la noche, cuando la demanda es menor, se den los vientos más fuertes y, por lo tanto, la mayor producción eólica. Factor limitante de la potencia eólica que instalar. Capacidad de transporte de la red de alta tensión Las líneas eléctricas han de ser capaces de transportar la electricidad de origen eólico desde los parques eólicos hasta los puntos de consumo. En Canarias, las redes eléctricas son de pequeña dimensión (redes débiles), por lo que, a veces, pueden no tener la suficiente capacidad para transportar la electricidad de origen eólico.

167 POR QUÉ NO SE PUEDE CONECTAR TANTA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS COMO EN EL CONTINENTE II? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Los mínimos técnicos de los grupos de generación de electricidad Los grupos de las centrales convencionales han de seguir funcionando, aunque sea al mínimo, por si, de repente, se deja de producir energía eólica (por ejemplo, porque baja el viento) poder suplir rápidamente la electricidad que estaban produciendo los parques eólicos. Estabilidad dinámica del sist. y variaciones bruscas de la generación Dado que la disminución brusca de la producción de electricidad por parte de los parques eólicos o centrales térmicas convencionales provoca estados de inestabilidad en las redes eléctricas. Estos factores limitan la potencia eólica que instalar en las Islas.

168 CÓMO SE PUEDE AUMENTAR LA CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS I? Elaboración de planes insulares especiales Planes especiales de ordenación del territorio donde se delimiten zonas que, por las buenas características del viento y territoriales, puedan ser reservadas para la instalación de parques eólicos. Si las condiciones eólicas son buenas, en un espacio menor se puede conseguir mayor producción de electricidad.

169 AUMENTAR LA CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad En Canarias: - Elaboración del mapa eólico - Zonificación eólica: combina la información eólica con información de carácter territorial se limita la instalación de parques eólicos a aquellas zonas en donde la planificación territorial vigente permite dicha implantación. - Se analizan actualmente los niveles máximos de electricidad susceptibles de ser inyectados en las redes eléctricas de las Islas.

170 AUMENTAR LA CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS III Repotenciación de parques eólicos obsoletos Muchos de los parques eólicos actualmente instalados en las Islas tienen más de 10 ó 20 años. SABÍAS QUE...? En Canarias se instaló el primer aerogenerador con conexión a la red eléctrica en los años 80 y tenía una potencia unitaria de 55 kw. Las potencias unitarias de los aerogeneradores instalados a principios de los años 90 oscilaban entre los 100 y los 300 kw. Ya a finales de los 90 y principios del 2000 se instalaron máquinas con potencias unitarias entre los 500 y 660 kw.

171 AUMENTAR LA CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS IV Utilización de sistemas eólicos más estables Elección de los aerogeneradores tal que se minimicen las perturbaciones en la red eléctrica. Siguiendo este criterio, en Canarias sólo se deberían instalar aerogeneradores de velocidad y paso de pala variable (v.g. con generadores síncronos).

172 AUMENTAR LA CONTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS V Aplicaciones aislados Otra forma de mejorar el aprovechamiento de la energía eólica en las Islas pasa por la utilización de aplicaciones aisladas de la red eléctrica. Entre estas aplicaciones están: - La desalación de agua de mar - Bombeos para almacenar agua en forma de energía potencial para su posterior turbinado (centrales hidro-eólicas) - Transformación en otros vectores energéticos con posibilidad de almacenamiento, como el hidrógeno.

173 LOS NÚMEROS DE LA ENERGÍA EÓLICA I Fin de 2006: - Potencia eólica mundial MW - El 66% de esa potencia instalada en Europa - Alemania, España y Dinamarca acaparan el 75% del mercado SABÍAS QUE...? Un aerogenerador de 1 MW en una buena zona eólica podría abastecer a unas 1000 familias

174 LOS NÚMEROS DE LA ENERGÍA EÓLICA II ENERGÍA EÓLICA INSTALADA EN EUROPA A FINALES DE 2006

175 LOS NÚMEROS DE LA ENERGÍA EÓLICA EN CANARIAS Potencia actual instalada en Canarias: aprox. 140 MW (Potencia instalada en España: 11,6 GW; en Alemania: 20,6GW) Objetivo 2015: 1025 MW

176 BLOQUE II: ENERGÍAS RENOVABLES Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Capítulo 6 OTRAS ENERGÍAS RENOVABLES Capítulo 6 OTRAS ENERGÍAS RENOVABLES

177 CENTRALES DE ENERGÍAS RENOVABLES Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad - Parques eólicos - Centrales solares fotovoltaicas - Centrales solares térmicas de alta temperatura - Centrales hidráulicas - Centrales marinas - Centrales geotérmicas -Biomasa

178 ENERGÍA HIDRÁULICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

179 Cómo se genera la energía hidráulica? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Gran ventaja de la energía hidráulica: constante y previsible se utiliza para satisfacer la demanda eléctrica base

180 El agua (embalse o presa): 1. se deja caer por una tubería 2. a la salida se coloca una turbina 3. el eje de la turbina comienza a dar vueltas al caer el agua 4. este giro pone en marcha el generador eléctrico electricidad

181 La energía hidráulica en Canarias Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad En Canarias las condiciones necesarias para el aprovechamiento hidroeléctrico se presentan en muy pocos lugares. Existen sólo dos centrales minihidráulicas: 1. El Mulato en La Palma: 800 kw 2. La Guancha en Tenerife: 463 kw Mayor aprovechamiento de la energía hidráulica en Canarias: - explotación de instalaciones microhidráulicas en conducciones de agua - construcción de centrales hidroeólicas

182 Los números de la energía hidráulica Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La energía hidráulica proporciona 1/5 de la electricidad a escala mundial. Potencia instalada: 700 GW. En algunos países, la energía hidráulica constituye la principal fuente de electricidad: - Noruega: más del 95% de su electricidad es de origen hidráulico - Brasil: más del 90% - Canadá: 60%

183 BIOMASA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

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185 Fuentes de biomasa con fines energéticos I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Biomasa natural Leña procedente de árboles (sin ser cultivados). Ha sido tradicionalmente utilizada por el hombre para calentarse y cocinar. No se debe hacer un aprovechamiento sin control de este tipo de biomasa. Sí se deben utilizar los residuos de las partes muertas (restos de podas y clareos, etc.), ya que se evitan así posibles incendios. La biomasa natural constituye la base del consumo energético de muchos países en vías de desarrollo, pero su sobreexplotación está dando lugar a un mayor aumento del grado de desertización.

186 Fuentes de biomasa con fines energéticos II Biomasa residual - Explotaciones agrícolas, forestales o ganaderas - Residuos orgánicos en la industria y en núcleos urbanos (RSU) Cultivos energéticos Cultivos tradicionales: cultivos que se utilizan para la alimentación. Inconveniente: compiten con el uso alimentario. En Canarias: la remolacha y la caña de azúcar. Cultivos no alimentarios: cultivos que pueden plantarse en terrenos en los que son difícil cultivar productos tradicionales. En Canarias: las plantaciones de cardos.

187 Biocombustibles I Productos procedentes de la transformación física, química o biológica de las fuentes de biomasa y que se utilizan como combustibles. Biocombustibles sólidos Procedentes del sector agrícola y forestal: la leña, la paja, los restos de la poda de la vid, olivo y frutales, cáscaras de frutos secos, huesos de aceitunas, etc. Estos biocombustibles se pueden utilizar directamente: en chimeneas o en instalaciones modernas para su utilización a gran escala astillas, serrín, pellets y briquetas.

188 Biocombustibles II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Biocombustibles gaseosos: destaca el biogás Biogás (CH 4 + CO 2 ) - Se genera en fondos de lagunas, presas o depuradoras y vertederos - Se puede generar a partir de residuos como los ganaderos o lodos de depuradora Se suele utilizar para la producción de electricidad.

189 Biocombustibles III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Biocombustibles líquidos (biocarburantes) - Bioetanol - Biodiésel Bioetanol: sustituye a la gasolina. Se obtiene por fermentación de productos ricos en almidón o azúcar. SABÍAS QUE? En EE UU y en algunos países europeos la principal fuente de obtención del bioetanol son los cereales, sobre todo del maíz (1 litro de bioetanol por cada 2,5 3 kgr. de cereales) y la remolacha (1 litro por cada 10 kgr.), mientras que en los países de clima tropical se usa principalmente la caña de azúcar (1 litro cada kgr). En España, se obtiene en su mayoría de los cereales y, en algunos casos, de los excedentes de la industria vinícola.

190 Biocombustibles IV Biodiésel: sustituye al gasóleo (diésel) de automoción. Se produce a partir de aceites vegetales, naturales o usados. SABÍAS QUE? La producción a partir de aceites usados elimina un problema medioambiental como es, precisamente, el tratamiento de estos aceites residuales, que son altamente contaminantes si se vierten al entorno sin tratar. Existen varias iniciativas en marcha que recolectan el aceite usado de restaurantes.

191 Biocombustibles V Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Biodiésel Más de 25 países del mundo utilizan biodiésel y lo obtienen principalmente de plantas como la soja, el girasol, la colza o el cacahuete, y también reciclando el aceite usado para cocinar. SABÍAS QUE? En todos los vehículos diésel fabricados en los últimos diez años es posible utilizar el biodiésel puro al 100% (B100) sin necesidad de efectuar ningún ajuste en su motor, o utilizarlo mezclándolo con gasóleo en proporciones de entre el 10% y el 20% (B10 o B20).

192 Biomasa en Canarias En Canarias, se prevén aprovechamientos importantes de los aceites usados para la producción de biodiésel, así como de los gases de vertederos y de los residuos, tanto agroganaderos como urbanos, para la producción de electricidad o calor, utilizando plantas de biogás. SABÍAS QUE? En el 2004, se puso en marcha una planta de 2 MW de extracción de biogás en el vertedero de Zonzamas (Lanzarote).

193 ENERGÍA GEOTÉRMICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

194 ENERGÍA GEOTÉRMICA La energía geotérmica procede del calor interno de la Tierra. Existe una gran diferencia entre la temperatura de la superficie terrestre (15 ºC) y la de su interior (núcleo: 6000 ºC). Este gradiente térmico origina un continuo flujo de calor desde el interior hacia la superficie. La energía geotérmica se puede aprovechar de 2 formas: - directamente como calor - productor de electricidad

195 CENTRALES GEOTÉRMICAS Aprovecha la salida del vapor de las fuentes geotérmicas para accionar turbinas que ponen en marcha generadores eléctricos. Ventaja: no es intermitente (como la mayoría de las renovables). Se puede utilizar para suministrar la base de carga de la demanda. Yacimientos de alta temperatura La temperatura del agua subterránea ha de ser superior a 150 ºC.

196 PRODUCCIÓN DE CALOR Aplicaciones de baja y media temperatura Aprovechan directamente el agua subterránea, que ha de estar entre 30 ºC y 150 ºC. Aplicaciones: calefacción de edificios, de invernaderos, del agua de piscifactorías y de piscinas, balnearios, usos industriales como el secado de tejidos, secado de pavimentos y para evitar la formación de hielo en pavimentos (con tuberías enterradas a ras del suelo por las que circula el agua de los yacimientos). Aplicaciones de muy baja temperatura Utilizan una bomba de calor geotérmica (pueden aprovechar aguas de 15 ºC). SABÍAS QUE? En la UE hay instaladas unas bombas de calor geotérmicas para su uso en calefacción o aire acondicionado

197 ENERGÍAS MARINAS Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

198 Tipos de centrales marinas: -mareas - corrientes oceánicas -olas CENTRALES MARINAS - gradiente térmico de los océanos - biomasa marina (obteniendo gases combustibles de ciertas algas marinas)

199 MAREAS I Las mareas son debidas a las acciones gravitatorias de la Luna y el Sol La energía maremotriz utiliza la diferencia entre las mareas para generar electricidad. La diferencia entre la marea alta y la baja ha de ser de 5 metros. A priori, se descarta su utilización en Canarias. SABÍAS QUE? Durante las fases de Luna llena, cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineados, se producen las mareas vivas. En este caso, los efectos de la Luna y el Sol se suman, produciendo pleamares más altas y bajamares más bajas que las mareas promedio.

200 MAREAS II Cuando la marea baja, las compuertas se abren dando paso a un salto de agua que hace girar una turbina que, a su vez, pone en marcha un generador eléctrico.

201 OLAS La energía cinética [1] contenida en el movimiento de las olas puede transformarse en electricidad de distintas formas. [1] Recuerda: E c = m * v 2 SABÍAS QUE? Existe un número elevado de diseños para la conversión de la energía del oleaje. Por ejemplo, las oscilaciones en la altura del agua pueden hacer subir o bajar un pistón dentro de un cilindro, moviendo de esta forma un generador eléctrico.

202 GRADIENTE TÉRMICO El gradiente térmico se produce por la diferencia de Tª entre la superficie marina ( 20 ºC) y el fondo (oscila entre 0 y 7 ºC). Es necesario que la diferencia de Tª sea de, al menos, 20 ºC entre la superficie y la capa situada a 100 metros de profundidad (lo que sucede en los mares tropicales y subtropicales). CORRIENTES MARINAS Estas corrientes se pueden aprovechar utilizando turbinas de baja presión. El SeaGen es un generador de 1,2 MW que está instalado en la costa de Irlanda del Norte (será capaz de producir electricidad para 1000 hogares)

203 ENERGÍAS MARINAS EN CANARIAS De las formas de aprovechamiento de la energía del mar, la que parece tener más potencial en Canarias es la energía de las olas. En Canarias, existe un potencial explotable de la energía del oleaje de entre 15 y 21 kw por metro de frente de ola. Este potencial se puede aprovechar, sobre todo, en la costa noroeste de las Islas. SABÍAS QUE? Existe la posibilidad de integración de tecnologías de aprovechamiento de olas en diques o muelles, mejor en los de nueva construcción (o ampliaciones).

204 LIBRO ENERGÍAS RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad BLOQUE III: AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA

205 BLOQUE III: AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Capítulo 6 El ahorro y la eficiencia energética

206 ES LO MISMO EL AHORRO QUE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA? Ahorro de energía: evitar un consumo mayor de energía mediante cambios en las pautas de uso. Ejemplo: apagar la luz cuando se sale de una habitación. Eficiencia energética: consumir menos energía para obtener un mismo servicio ( hacer lo mismo con menos ). Para reducir al máximo el consumo energético habría que aunar medidas de ahorro y eficiencia energética Ejemplo: Utilizar una lavadora clase energética A y usar los programas cortos de lavado, lavadora llena y con agua fría (todas estas medidas permiten ahorrar energía al utilizar las lavadoras).

207 POR QUÉ ES NECESARIO AHORRAR ENERGÍA? Crisis energética: agotamiento y encarecimiento de los combustibles fósiles. Reducción de emisiones contaminantes de CO2. Disminución del grado de contaminación, riesgo de lluvia ácida, mareas negras y destrucción de bosques y espacios naturales. Ahorro económico

208 PRINCIPALES MEDIDAS DE AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA 1. MEDIDAS TECNOLÓGICAS Eficiencia energética y sustitución de fuentes de energía contaminantes. Pueden ser: De gestión de la oferta: en la generación (compañías eléctricas) De gestión de la demanda: en el consumo (usuarios) 2. MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE Cultura y pautas para el ahorro energético 3. MEDIDAS INSTRUMENTALES Económicas, normativas, fiscales y de gestión. Promueven medidas tanto de eficiencia como de ahorro energético.

209 MEDIDAS TECNOLÓGICAS 1.GESTIÓN DE LA OFERTA (producción de electricidad) A) Medidas innovadoras para mejorar el rendimiento en la generación de la energía (ciclos combinados, cogeneración) B) Sustitución de fuentes de energía: sustitución del petróleo por gas natural o por energías renovables 2. GESTIÓN DE LA DEMANDA (consumo) A) Sustitución de fuentes de energía: sustitución de electricidad por gas o por energías renovables. B) Sustitución de equipos: sustitución de electrodomésticos e iluminación. Etiquetado energético. C) Mejora de infraestructuras: domótica, arquitectura bioclimática,...

210 MEDIDAS TECNOLÓGICAS. GESTIÓN DE LA DEMANDA I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

211 MEDIDAS TECNOLÓGICAS. GESTIÓN DE LA DEMANDA II B) Sustitución de equipos: sustitución por otros más eficientes; p.ej., sustitución de electrodomésticos o lámparas. Electrodomésticos que han de tener etiquetado energético: Frigoríficos y congeladores Lavadoras y secadoras Lavavajillas Lámparas de uso doméstico y hornos eléctricos Aire acondicionado

212 MEDIDAS TECNOLÓGICAS. GESTIÓN DE LA DEMANDA III ETIQUETADO ENERGÉTICO Clase A (los más eficientes): consumo de energía inferior al 55% del consumo medio Clase B: entre el 55% y el 75% Clase C: entre el 75% y el 90% Clase D: entre el 90% y el 100% Clase E: entre el 100% y el 110% Clase F: entre el 110% y el 125% Clase G (los menos eficientes): gastan más del 125% del consumo medio Económicamente es más rentable pagar algo más por un electrodoméstico eficiente debido al ahorro de energía y agua en su uso: dos y cuanto años de amortización de la diferencia de precio.

213 Los ahorros citados son por cambiar los equipos, sin cambiar los hábitos! Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

214 MEDIDAS TECNOLÓGICAS. GESTIÓN DE LA DEMANDA IV Domótica - Control de iluminación mediante sensores de presencia o de luminosidad. - Control del aire acondicionado mediante sensores de temperatura. - Encendido del aire acondicionado una hora antes de la llegada programada.

215 MEDIDAS TECNOLÓGICAS. GESTIÓN DE LA DEMANDA V Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Arquitectura bioclimática Adapta la construcción a las condiciones del entorno con consumo energético mínimo. Se aprovecha la luz natural, la ventilación y la orientación del edificio para disminuir el consumo.

216 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Las medidas de un consumo responsable están fundamentadas en una cultura del ahorro y en un cambio de hábitos a la hora de consumir energía. Normalmente, requieren poca o nula inversión económica. Se verán medidas de ahorro en : Frigorífico y congelador Cocina Horno Calentamiento de agua Otros aparatos eléctricos Equipos ofimáticos Aire acondicionado Transporte

217 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Frigorífico Cambiando un frigorífico de clase D por uno de clase A++ y descongelándolo una vez por año para eliminar la capa de hielo conseguirás anualmente un ahorro superior a 50. No guardes la comida caliente. Evita abrir frecuentemente la puerta o mantenerla abierta durante mucho tiempo. No coloques ni el frigorífico ni el congelador donde les dé el sol o cerca de otras fuentes de calor. No llenes demasiado el frigorífico y el congelador, ni tampoco los dejes muy vacíos; la mayor eficiencia se obtiene a 3/4 de su capacidad. Descongélalos al menos 1 vez al año; una capa de hielo de 5 mm que cubra el congelador aumenta el consumo de energía en un 30%. Desconéctalos sólo si vas a estar ausente más de 15 días.

218 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) III Cocina Tapa los calderos y mantén la llama al mínimo. La llama o la placa no debe ser mayor que la base del caldero para evitar desperdicios; Sólo con 2 ó 3 cm. libres en la zona de cocción se pierde hasta la mitad de energía. Si tienes placa eléctrica o vitrocerámica, apágala unos 5 ó 10 minutos antes de que los alimentos estén cocinados. Horno Mantén bien cerrada la puerta del horno mientras lo usas. Apaga el horno antes de finalizar la cocción: el calor residual será suficiente para acabar el proceso.

219 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) IV Lavadora Llena el tambor de la lavadora, harás menos lavados (el consumo de energía para una lavadora medio llena es prácticamente el mismo que el de una lavadora llena). Usa adecuadamente el detergente, su uso en exceso provoca que la espuma haga trabajar innecesariamente al motor de la lavadora. Elige lavados cortos y con agua fría (el consumo de energía se reducirá 6 veces y ahorrarás entre 20 y 50 litros de agua). El 90% de la electricidad consumida se emplea en calentar agua y sólo el 10% en mover el motor.

220 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) V Secadora Usa la secadora sólo cuando no puedas secar la ropa al aire libre. Centrifuga al máximo la ropa en la lavadora para eliminar el exceso de agua (podrás reducir hasta un 20% el consumo de la secadora). Un centrifugado de mayor velocidad es mucho más eficaz y consume casi lo mismo que uno de menor velocidad. El programa RENOVE es un programa diseñado para compensar económicamente a los usuarios que quieran adquirir equipos eficientes. Subvención de 85 por sustituir lavadoras, frigoríficos y lavavajillas por otros más eficientes (de clase A, A+ o A++), y 185 en el caso de congeladores. En el año 2006, el plan RENOVE ha logrado sustituir más de electrodomésticos en Canarias. Este programa también proporciona ayudas para adquirir vehículos menos contaminantes (híbridos, eléctricos, etc.).

221 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) VI Otro equipamiento Muchos aparatos (televisión, video, microondas, etc.) siguen consumiendo energía simplemente por el hecho de estar enchufados a la toma de corriente (aún sin estar funcionando). A este consumo se denomina consumo fantasma. Por este motivo, es conveniente desenchufarlos si vamos a estar ausentes durante periodos largos de tiempo. Un enchufe múltiple con interruptor facilita esta tarea. Si todos los canarios apagáramos completamente los aparatos eléctricos y no los dejásemos en stand by, podríamos ahorrar una cantidad equivalente al doble del consumo eléctrico de la isla de El Hierro.

222 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) VII Equipos ofimáticos Desconecta la fotocopiadora cuando no se utiliza. Apaga el ordenador completamente cuando preveas ausencias prolongadas (superiores a 30 minutos). Compra equipos con sistemas de ahorro de energía Energy Star ; transcurrido un tiempo determinado en el que no se haya utilizado el equipo, pasan a un estado de reposo. Cuando no vayamos a utilizar el ordenador durante periodos cortos, es conveniente apagar la pantalla. La pantalla es la parte del ordenador personal que más energía consume.

223 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) VIII Agua caliente Usa agua caliente sólo cuando sea necesario. Ahorrar agua es ahorrar energía. Instala grifos y cabezales de bajo consumo. Regula la temperatura entre 30 y 35 ºC. El termo eléctrico es el mayor consumidor de electricidad; el de gas es mucho más eficiente. Apaga el termo cuando salgas de viaje. Utiliza la energía solar térmica para calentar el agua. Aire acondicionado Evita comprarlo: hay ventiladores, ventanas, cortinas, persianas... Evita encenderlo: hay ventiladores, ventanas, cortinas, persianas... Si lo usas, prográmalo a una temperatura de 25º C y cierra puertas y ventanas.

224 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) IX Transporte Utiliza la bicicleta, es el medio de transporte más rápido puerta a puerta en distancias menores de 3 Km y es más sano. Utiliza el transporte público. Optimiza los viajes: aprovecha para hacer uno cuando tengas que hacer más de una cosa. El automóvil es la principal fuente de contaminación urbana; a él se debe, por ejemplo, la mayor parte de las emisiones de CO, de los hidrocarburos no quemados y del 50% de las partículas en suspensión originadas por el desgaste de los neumáticos y los frenos.

225 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) X Transporte (conducción eficiente) El gasto de carburante se reduce conduciendo a marchas elevadas y a una velocidad moderada. Una conducción agresiva puede incrementar hasta un 52% el consumo de combustible 1. Arrancar el vehículo sin pisar el acelerador. 2. Usar la primera marcha sólo para poner en movimiento el vehículo. 3. Circular en marchas largas y a bajas revoluciones; un motor sobrerrevolucionado contamina más. 4. Mantener la velocidad de marcha: evitar acelerones y frenazos. 5. Detener el coche sin reducir, utilizando sólo el freno. 6. No utilizar el punto muerto cuando se frena. Cuando el vehículo está al ralentí necesita consumo, mientras que con la marcha metida y sin pisar el acelerador el consumo siempre es cero. 7. En paradas de más de 60 segundos, apagar el motor. 8. Comprobar la presión de los neumáticos cada 15 días, ya que las bajas presiones aumentan el rozamiento y, por lo tanto, el consumo. Si cada canario llevase a la práctica los consejos sencillos que se han expuesto, se podrían ahorrar más de 2000 este año. Pero no sólo habrán favorecido su bolsillo, sino que nos habrán beneficiado a todos: se dejarían de consumir 2 toneladas de petróleo y de emitir algo más de 7 toneladas de CO2

226 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) XI Compras 1. Compra productos producidos cerca de ti. La dieta de los canarios recorre una media de 5000 Km. 2. Compra en tiendas cercanas a tu casa. Reduce el transporte innecesario. 3. Evita comprar basura: hiperembalados, usar y tirar, bolsas de plástico,... Compra productos con poco embalaje. 4. Todos los productos tienen un consumo energético asociado: obtención de materias primas, producción, trasporte... Reducir el consumo es una medida de ahorro energético.

227 Cómo interpretar la factura eléctrica? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad La factura eléctrica en el hogar suele ser bimestral. Incluye 2 conceptos. Pago por la potencia contratada Indica el máximo de electrodomésticos que se puede utilizar simultáneamente (ya que la suma de las potencias de esos equipos ha de ser menor que la potencia contratada). Por lo general, una vivienda unifamiliar contrata una potencia de 5,5 kw. Este gasto es fijo todos los meses, independientemente de que se consuma electricidad o no. Pago por el consumo Este concepto indica el consumo de electricidad (expresado en kwh) que se ha realizado en el periodo que abarca la factura. Este consumo se multiplica por el coste del kwh y se obtiene así el gasto correspondiente. En el 2007, el coste del kwh es de 0,

228 Cómo puedes calcular cuál es tu consumo eléctrico? Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Para calcular cuánta electricidad consumes en tu domicilio: Haz una lista de los aparatos eléctricos, electrodomésticos y otros consumos eléctricos de tu vivienda/oficina/escuela y apunta la potencia de cada uno de ellos. Calcula las horas que usas cada uno de ellos. El cálculo puede ser diario, semanal o mensual (recuerda que: 30 minutos = 0,5 horas; 15 minutos = 0,25 horas). Multiplica la potencia de cada equipo por el número de horas que está en funcionamiento, así obtendrás el consumo de cada uno. Suma los consumos individuales y así obtendrás el consumo total.

229 Cálculo del consumo de electricidad I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

230 Cálculo del consumo de electricidad II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

231 MEDIDAS DE CONSUMO RESPONSABLE (AHORRO ENERGÉTICO) XI Iluminación 1. Utilizar la mejor tecnología para ahorrar energía en la iluminación: el interruptor. Comprueba que están visibles y accesibles. 2. Nombrar a un responsable de apagar las luces: en aulas y en pasillos. 3. Apagar los fluorescentes siempre! Nada de dejarlos si van a estar apagados menos de media hora. 4. Pintar las paredes y techos de colores claros. 5. Limpiar lámparas y pantallas: la suciedad disminuye la luminosidad. 6. Aprovecha la luz natural. 7. Desconectar o quitar las lámparas que no hacen falta o de donde hay más luz de la necesaria. En fluorescentes de doble lámpara, quitar una de ellas.

232 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN I Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad 1. Utilizar la mejor tecnología para ahorrar energía en la iluminación: el interruptor. Comprueba que están visibles y accesibles. 2. Nombrar a un responsable de apagar las luces: en aulas y en pasillos. 3. Apagar los fluorescentes siempre! Nada de dejarlos si van a estar apagados menos de media hora. 4. Pintar las paredes y techos de colores claros. 5. Limpiar lámparas y pantallas: la suciedad disminuye la luminosidad. 6. Aprovecha la luz natural. 7. Desconectar o quitar las lámparas que no hacen falta o de donde hay más luz de la necesaria. En fluorescentes de doble lámpara, quitar una de ellas.

233 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN II Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

234 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN III Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad

235 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN IV Energías renovables y eficiencia energética: 1 Energía y electricidad Cuánto puedo ahorrar sustituyendo bombillas?

236 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN V -MEDIDAS DE MEJORA DE INFRAESTRUCTURAS- 1. Separación de circuitos: posibilidad de encender por separado las lámparas. 2. Detectores de presencia: indicado para pasillos y baños. 3. Sensores de luz: apagan la luz artificial cuando la luz natural alcanza un nivel determinado.