ENERGIA SOLAR
Cada año, la superficie de la Tierra recibe de la luz solar una energía que viene a ser diez veces la que contienen juntas las reservas conocidas de carbón, petróleo, gas natural y uranio, y 15,000 veces el consumo anual de energía en el mundo, se llevan quemando madera y otras formas de biomasa miles de años, lo que es una manera de sacar provecho de la energía solar, pero del Sol también proviene las energías hidráulica, eólica y fósil; todas las formas, en realidad, menos la nuclear, la geotérmica y mareas.
OPCIONES DE LAS NUEVAS ENERGIAS
· Eólica.
· Hidráulica.
· Termosolar.
· Fotoeléctrica.
· Biomasa.
· Gradiente de temperatura.
· Gradiente de concentración.
· Nuclear.
No es nuevo que se intente sacar partido de la energía solar, en 1861, Augustin-Bernard Mouchot, profesor del liceo de Tours, obtuvo la primera patente de un motor movido por ella, otros pioneros investigaron también su uso, pero las ventajas del carbón y del petróleo eran abrumadoras, por ello, cayo en el olvido hasta que la crisis de los años setenta amenazó las grandes economías. El desarrollo económico depende de la energía, se prevé que hacia el 2025 la demanda mundial de combustible habrá crecido en un 30 por ciento y la de electricidad, en un 265%, aunque se avance en las mejoras de uso y conservación, se requerirán nuevas fuentes de energía, la solar podría ofrecer el 60% de la electricidad y hasta el 40% del combustible. La utilización de técnicas solares más depuradas redundará beneficiosamente en el problema de la contaminación atmosférica y en el del cambio climático global, en los países subdesarrollados podría aliviar el daño que causan al medio las prácticas derrochadoras de quema de materia vegetal para cocinar y calentar.
Las técnicas solares avanzadas usan, en potencia, menos tierra que el cultivo de biomasa: La fotosíntesis capta alrededor de menos del 1% de la luz solar disponible; las técnicas solares modernas llegan, en el laboratorio al menos, a rendimientos del 20 al 30%, lo bastante altos para que, a modo de ejemplo, los Estados Unidos satisficieran su demanda actual de energía dedicando menos del dos por ciento de sus tierras a la captación de energía. No es probable que predomine una sola técnica solar, las variaciones económicas y las diferencias en la luz solar de unas regiones a otras harán que en cada una de ellas lo natural sea inclinarse por unos métodos o por otros. Es posible generar electricidad quemando biomasa, levantando turbinas eólicas, construyendo motores térmicos alimentados solo por el sol, disponiendo células fotovoltaicas o domeñando la energía de los ríos con presas.
El hidrógeno combustible se puede producir con células electroquímicas o mediante procesos biológicos -en los que intervienen microorganismos o enzimas- que activen la luz solar. Combustibles del estilo del etanol y metanol se generan a partir de la biomasa o mediante otras técnicas solares.
La energía solar esta también, en forma de olas y gradientes de temperatura y salinidad, en los océanos, reservas potenciales a explotar. Si bien la energía almacenada, aunque enorme, no se halla concentrada y resulta muy difícil de extraer.
Se pueden quemar desechos agrícolas o industriales para mover las turbinas con el calor que generen. Las virutas de madera, por ejemplo, una instalación así será competitiva con respecto a la producción corriente de electricidad donde la biomasa sea barata. Ya existen muchas, y están encargadas más. Hace poco se terminó en Suecia una moderna central de energía que usa madera gasificada para alimentar un motor de chorro, convierte el 80% de la energía de la madera en seis megawatts de electricidad y nueve megawatts de calor para la ciudad, la combustión de biomasa puede contaminar, pero con esta técnica resulta sumamente limpia.
El progreso de la ingeniería de la combustión y de la biotecnología ha hecho que también sea económica la conversión del material vegetal en combustibles líquidos o gaseosos. Es posible gasificar productos forestales, “cultivos de energía”, residuos agrícolas y otros desechos y utilizarlos para sintetizar metanol.
Se desprende etanol cuando fermentan los azúcares, derivados de la caña de azúcar, de diversos cereales o de la madera (mediante la conversión de la celulosa).
Los alcoholes se mezclan ahora con gasolina para aumentar el rendimiento de la combustión en los motores de los coches y reducir las emisiones del tubo de escape. Pero por sí solo el etanol puede ser un combustible eficiente, como han demostrado los investigadores brasileños. En el futuro, es posible que gracias a las plantaciones de biomasa se “cultive” esa energía en las tierras degradadas de las naciones en desarrollo. Los cultivos de energía podrían además propiciar una mejor gestión de las tierras
La dificultad estriba, empero, en lograr con regularidad cosechas grandes en climas dispares. Aun teniendo en cuenta las innovaciones técnicas siguen en pie dudas sobre el grado de utilidad de la biomasa. La fotosíntesis es en sí misma ineficiente y requiere un aporte muy grande de agua. Un estudio encargado por Naciones Unidas concluía que la biomasa podría satisfacer hacia el 2050 el 55% de las necesidades energéticas mundiales, pero la realidad dependerá de qué otras opciones se disponga.
Cada año, la superficie de la Tierra recibe de la luz solar una energía que viene a ser diez veces la que contienen juntas las reservas conocidas de carbón, petróleo, gas natural y uranio, y 15,000 veces el consumo anual de energía en el mundo, se llevan quemando madera y otras formas de biomasa miles de años, lo que es una manera de sacar provecho de la energía solar, pero del Sol también proviene las energías hidráulica, eólica y fósil; todas las formas, en realidad, menos la nuclear, la geotérmica y mareas.
OPCIONES DE LAS NUEVAS ENERGIAS
· Eólica.
· Hidráulica.
· Termosolar.
· Fotoeléctrica.
· Biomasa.
· Gradiente de temperatura.
· Gradiente de concentración.
· Nuclear.
No es nuevo que se intente sacar partido de la energía solar, en 1861, Augustin-Bernard Mouchot, profesor del liceo de Tours, obtuvo la primera patente de un motor movido por ella, otros pioneros investigaron también su uso, pero las ventajas del carbón y del petróleo eran abrumadoras, por ello, cayo en el olvido hasta que la crisis de los años setenta amenazó las grandes economías. El desarrollo económico depende de la energía, se prevé que hacia el 2025 la demanda mundial de combustible habrá crecido en un 30 por ciento y la de electricidad, en un 265%, aunque se avance en las mejoras de uso y conservación, se requerirán nuevas fuentes de energía, la solar podría ofrecer el 60% de la electricidad y hasta el 40% del combustible. La utilización de técnicas solares más depuradas redundará beneficiosamente en el problema de la contaminación atmosférica y en el del cambio climático global, en los países subdesarrollados podría aliviar el daño que causan al medio las prácticas derrochadoras de quema de materia vegetal para cocinar y calentar.
Las técnicas solares avanzadas usan, en potencia, menos tierra que el cultivo de biomasa: La fotosíntesis capta alrededor de menos del 1% de la luz solar disponible; las técnicas solares modernas llegan, en el laboratorio al menos, a rendimientos del 20 al 30%, lo bastante altos para que, a modo de ejemplo, los Estados Unidos satisficieran su demanda actual de energía dedicando menos del dos por ciento de sus tierras a la captación de energía. No es probable que predomine una sola técnica solar, las variaciones económicas y las diferencias en la luz solar de unas regiones a otras harán que en cada una de ellas lo natural sea inclinarse por unos métodos o por otros. Es posible generar electricidad quemando biomasa, levantando turbinas eólicas, construyendo motores térmicos alimentados solo por el sol, disponiendo células fotovoltaicas o domeñando la energía de los ríos con presas.
El hidrógeno combustible se puede producir con células electroquímicas o mediante procesos biológicos -en los que intervienen microorganismos o enzimas- que activen la luz solar. Combustibles del estilo del etanol y metanol se generan a partir de la biomasa o mediante otras técnicas solares.
La energía solar esta también, en forma de olas y gradientes de temperatura y salinidad, en los océanos, reservas potenciales a explotar. Si bien la energía almacenada, aunque enorme, no se halla concentrada y resulta muy difícil de extraer.
Se pueden quemar desechos agrícolas o industriales para mover las turbinas con el calor que generen. Las virutas de madera, por ejemplo, una instalación así será competitiva con respecto a la producción corriente de electricidad donde la biomasa sea barata. Ya existen muchas, y están encargadas más. Hace poco se terminó en Suecia una moderna central de energía que usa madera gasificada para alimentar un motor de chorro, convierte el 80% de la energía de la madera en seis megawatts de electricidad y nueve megawatts de calor para la ciudad, la combustión de biomasa puede contaminar, pero con esta técnica resulta sumamente limpia.
El progreso de la ingeniería de la combustión y de la biotecnología ha hecho que también sea económica la conversión del material vegetal en combustibles líquidos o gaseosos. Es posible gasificar productos forestales, “cultivos de energía”, residuos agrícolas y otros desechos y utilizarlos para sintetizar metanol.
Se desprende etanol cuando fermentan los azúcares, derivados de la caña de azúcar, de diversos cereales o de la madera (mediante la conversión de la celulosa).
Los alcoholes se mezclan ahora con gasolina para aumentar el rendimiento de la combustión en los motores de los coches y reducir las emisiones del tubo de escape. Pero por sí solo el etanol puede ser un combustible eficiente, como han demostrado los investigadores brasileños. En el futuro, es posible que gracias a las plantaciones de biomasa se “cultive” esa energía en las tierras degradadas de las naciones en desarrollo. Los cultivos de energía podrían además propiciar una mejor gestión de las tierras
La dificultad estriba, empero, en lograr con regularidad cosechas grandes en climas dispares. Aun teniendo en cuenta las innovaciones técnicas siguen en pie dudas sobre el grado de utilidad de la biomasa. La fotosíntesis es en sí misma ineficiente y requiere un aporte muy grande de agua. Un estudio encargado por Naciones Unidas concluía que la biomasa podría satisfacer hacia el 2050 el 55% de las necesidades energéticas mundiales, pero la realidad dependerá de qué otras opciones se disponga.
ENERGÍA EÓLICA
Un 0.25%, más o menos, de la energía del Sol que llega a la baja atmósfera se transforma en viento; una parte minúscula del total, pero, con todo, una fuente de energía considerable. Según un cálculo aproximado, el 80% del consumo eléctrico de los Estados Unidos podría quedar cubierto con la energía eólica de Dakota del Norte y del Sur solamente.
Los problemas que en un principio rodearon la fiabilidad de los “parques eólicos” han sido en general resueltos, y en ciertos lugares el costo de la electricidad producida es ya competitivo comparado con el del proceso corriente de generación.
En las zonas de viento fuerte 7.5 m/s la electricidad de los parques eólicos en kilowatt-hora, resulta barata, pero aún podrá recortarse más. En California y Dinamarca, más de 17,000 turbinas eólicas están ya integradas en las redes de las compañías eléctricas.
Entre los primeros usos de la energía eólica estará con mucha probabilidad el que se hará de ella en las islas u otras áreas alejadas de la red eléctrica. A mediados del próximo siglo la energía eólica podría suministrar del 10 al 20% de la demanda energía eléctrica.
La limitación más importante de la energía eólica es su intermitencia. Si constituyese más del 25 al 45% del suministro total de energía, cualquier escasez causaría perjuicios económicos graves. Con mejores medios de almacenamiento de la energía el porcentaje de energía eólica utilizada en la red podría aumentar substancialmente.
Un 0.25%, más o menos, de la energía del Sol que llega a la baja atmósfera se transforma en viento; una parte minúscula del total, pero, con todo, una fuente de energía considerable. Según un cálculo aproximado, el 80% del consumo eléctrico de los Estados Unidos podría quedar cubierto con la energía eólica de Dakota del Norte y del Sur solamente.
Los problemas que en un principio rodearon la fiabilidad de los “parques eólicos” han sido en general resueltos, y en ciertos lugares el costo de la electricidad producida es ya competitivo comparado con el del proceso corriente de generación.
En las zonas de viento fuerte 7.5 m/s la electricidad de los parques eólicos en kilowatt-hora, resulta barata, pero aún podrá recortarse más. En California y Dinamarca, más de 17,000 turbinas eólicas están ya integradas en las redes de las compañías eléctricas.
Entre los primeros usos de la energía eólica estará con mucha probabilidad el que se hará de ella en las islas u otras áreas alejadas de la red eléctrica. A mediados del próximo siglo la energía eólica podría suministrar del 10 al 20% de la demanda energía eléctrica.
La limitación más importante de la energía eólica es su intermitencia. Si constituyese más del 25 al 45% del suministro total de energía, cualquier escasez causaría perjuicios económicos graves. Con mejores medios de almacenamiento de la energía el porcentaje de energía eólica utilizada en la red podría aumentar substancialmente.
ENERGÍA TERMOSOLAR
Una forma de generar electricidad es impulsar un motor con el calor radiante y la luz solares. Estos dispositivos termosolares presentan cuatro componentes básicos: un sistema colector de luz solar, un receptor que la absorbe, un aparato que almacena el calor y un conversor que lo transforma en electricidad.
Hay tres configuraciones de colector básicas: un disco parabólico que la enfoca en una línea y una serie de espejos planos dispuesta a lo ancho de varias hectáreas que la refleja hacia una misma torre. Estos dispositivos convierten entre un 10 a un 30% de la luz solar directa en electricidad, pero queda mucho por investigar sobre su duración y fiabilidad, un problema técnico concreto es el de elaborar a bajo precio un motor de Stirling (donde el gas contenido en un sistema cerrado recibe continuamente calor desde el exterior) cuyo rendimiento sea bueno.
Los estanques solares, otra fuente térmico-solar, contiene cerca de su fondo agua muy salina. Lo normal es que el agua caliente suba a la superficie, donde se enfría, pero la salinidad hace que el agua sea mas densa; puede así haber en el fondo agua caliente, que retendrá entonces su propio calor. El estanque atrapa el calor radiante del Sol y se crea un fuerte gradiente de temperatura, se extrae el fluido caliente y salado del fondo, y se deja que se evapore; el vapor impulsa un motor de ciclo de Rankine, similar al instalado en los coches, el líquido frío de la parte superior sirve para acondicionar el aire.
Un producto secundario de este proceso es la obtención de agua dulce a partir del vapor. Los estanques solares están condicionados por la gran cantidad de agua que necesitan. Bueno para países como Israel que además de energía necesita agua dulce.
Una forma de generar electricidad es impulsar un motor con el calor radiante y la luz solares. Estos dispositivos termosolares presentan cuatro componentes básicos: un sistema colector de luz solar, un receptor que la absorbe, un aparato que almacena el calor y un conversor que lo transforma en electricidad.
Hay tres configuraciones de colector básicas: un disco parabólico que la enfoca en una línea y una serie de espejos planos dispuesta a lo ancho de varias hectáreas que la refleja hacia una misma torre. Estos dispositivos convierten entre un 10 a un 30% de la luz solar directa en electricidad, pero queda mucho por investigar sobre su duración y fiabilidad, un problema técnico concreto es el de elaborar a bajo precio un motor de Stirling (donde el gas contenido en un sistema cerrado recibe continuamente calor desde el exterior) cuyo rendimiento sea bueno.
Los estanques solares, otra fuente térmico-solar, contiene cerca de su fondo agua muy salina. Lo normal es que el agua caliente suba a la superficie, donde se enfría, pero la salinidad hace que el agua sea mas densa; puede así haber en el fondo agua caliente, que retendrá entonces su propio calor. El estanque atrapa el calor radiante del Sol y se crea un fuerte gradiente de temperatura, se extrae el fluido caliente y salado del fondo, y se deja que se evapore; el vapor impulsa un motor de ciclo de Rankine, similar al instalado en los coches, el líquido frío de la parte superior sirve para acondicionar el aire.
Un producto secundario de este proceso es la obtención de agua dulce a partir del vapor. Los estanques solares están condicionados por la gran cantidad de agua que necesitan. Bueno para países como Israel que además de energía necesita agua dulce.
ENERGÍA FOTOELÉCTRICA
La conversión de la luz directamente en electricidad se le denomina efecto fotoeléctrico y fue descubierta por Edmond Becquerel en 1839, hoy se hacen dispositivos semiconductores de Silicio y Germanio con voltajes y rendimientos altos. El record actual de eficiencia fotovoltaica es de más del 30 % (recordemos que la fotosíntesis es del 1%). Pero a pesar de esto el principal problema es de orden económico porque aún son dispositivos caros. Los dispositivos fotovoltaicos que funcionan hoy son sistemas de placa plana. Algunos giran para seguir al Sol, pero la mayoría carece de partes móviles.
La luz solar, el viento y la hidroenergía varían intermitentemente, con las estaciones e incluso a lo largo del día. También fluctúa la demanda de energía; sólo cabe lograr que la oferta y la demanda coincidan por medio del almacenamiento. Con la excepción de la biomasa, los sistemas solares más prometedores a largo plazo están diseñados para producir sólo energía eléctrica. La electricidad es el vehículo de la energía preferido para la mayoría de las aplicaciones estacionarias - calentar, enfriar, iluminar, en la maquinaria-, pero no es fácil guardarla en las cantidades adecuadas. Para emplearla en el transporte, se requiere de un medio de almacenamiento ligero de gran capacidad.
La luz solar sirve también para producir hidrógeno combustible. Las técnicas que se necesitan para hacerlo directamente (sin generar electricidad antes) están en sus primerísimas etapas de desarrollo, pero a largo plazo quizá resulte de las mejores. Al dar la luz solar en un electrodo se produce una corriente eléctrica que divide el agua en hidrógeno y oxígeno; a este proceso se le llama fotoelectrólisis.
Con la palabra “fotobiología” se describe una clase entera de sistemas biológicos que producen hidrógeno. La investigación podría conducir a fotocatalizadores con los que la luz solar divida el agua directamente en sus elementos componentes. Cuando el hidrógeno resultante se quema o se usa para producir electricidad en una célula de combustible, el único producto secundario es el agua. Además de ser benigno para el medio ambiente, el hidrógeno proporciona una manera de aliviar el problema de almacenar energía solar. Puede mantenerse con eficacia el tiempo que se quiera. Cuando las distancias pasan de los mil kilómetros cuesta menos transportar hidrógeno que transmitir la electricidad. En varias islas se han elaborado planes para hacer electricidad con turbinas eólicas y convertirlas en hidrógeno a fin de almacenarlas. Además, las mejoras de las células de combustible han permitido una serie de usos de alto rendimiento, no contaminantes, del hidrógeno; los vehículos eléctricos alimentados con él son un ejemplo. Actualmente, las naciones industrializadas consumen por persona diez veces la energía que se emplea en las naciones en desarrollo. Pero la demanda de energía crece de prisa en todas partes. Gracias a las técnicas solares, el Tercer Mundo podría saltarse una generación de infraestructuras y pasar directamente a una fuente de energía que ni contribuye al calentamiento global ni degrada de ninguna otra forma el entorno.
PREGUNTAS
1-¿Qué tipo de energéticos usas en tu casa?
2.-¿Cuál es el principal energético que usa nuestro cuerpo?
3.-Menciona 6 tipos diferentes de energía y da un ejemplo de cada tipo
4.-¿Cuáles son las energías que hay en la Tierra que no son originadas por el Sol?
5.-¿Cuál crees que seria una buena fuente de energía del futuro para usarla en tu casa?
6.-¿Qué es la biomasa?
La conversión de la luz directamente en electricidad se le denomina efecto fotoeléctrico y fue descubierta por Edmond Becquerel en 1839, hoy se hacen dispositivos semiconductores de Silicio y Germanio con voltajes y rendimientos altos. El record actual de eficiencia fotovoltaica es de más del 30 % (recordemos que la fotosíntesis es del 1%). Pero a pesar de esto el principal problema es de orden económico porque aún son dispositivos caros. Los dispositivos fotovoltaicos que funcionan hoy son sistemas de placa plana. Algunos giran para seguir al Sol, pero la mayoría carece de partes móviles.
La luz solar, el viento y la hidroenergía varían intermitentemente, con las estaciones e incluso a lo largo del día. También fluctúa la demanda de energía; sólo cabe lograr que la oferta y la demanda coincidan por medio del almacenamiento. Con la excepción de la biomasa, los sistemas solares más prometedores a largo plazo están diseñados para producir sólo energía eléctrica. La electricidad es el vehículo de la energía preferido para la mayoría de las aplicaciones estacionarias - calentar, enfriar, iluminar, en la maquinaria-, pero no es fácil guardarla en las cantidades adecuadas. Para emplearla en el transporte, se requiere de un medio de almacenamiento ligero de gran capacidad.
La luz solar sirve también para producir hidrógeno combustible. Las técnicas que se necesitan para hacerlo directamente (sin generar electricidad antes) están en sus primerísimas etapas de desarrollo, pero a largo plazo quizá resulte de las mejores. Al dar la luz solar en un electrodo se produce una corriente eléctrica que divide el agua en hidrógeno y oxígeno; a este proceso se le llama fotoelectrólisis.
Con la palabra “fotobiología” se describe una clase entera de sistemas biológicos que producen hidrógeno. La investigación podría conducir a fotocatalizadores con los que la luz solar divida el agua directamente en sus elementos componentes. Cuando el hidrógeno resultante se quema o se usa para producir electricidad en una célula de combustible, el único producto secundario es el agua. Además de ser benigno para el medio ambiente, el hidrógeno proporciona una manera de aliviar el problema de almacenar energía solar. Puede mantenerse con eficacia el tiempo que se quiera. Cuando las distancias pasan de los mil kilómetros cuesta menos transportar hidrógeno que transmitir la electricidad. En varias islas se han elaborado planes para hacer electricidad con turbinas eólicas y convertirlas en hidrógeno a fin de almacenarlas. Además, las mejoras de las células de combustible han permitido una serie de usos de alto rendimiento, no contaminantes, del hidrógeno; los vehículos eléctricos alimentados con él son un ejemplo. Actualmente, las naciones industrializadas consumen por persona diez veces la energía que se emplea en las naciones en desarrollo. Pero la demanda de energía crece de prisa en todas partes. Gracias a las técnicas solares, el Tercer Mundo podría saltarse una generación de infraestructuras y pasar directamente a una fuente de energía que ni contribuye al calentamiento global ni degrada de ninguna otra forma el entorno.
PREGUNTAS
1-¿Qué tipo de energéticos usas en tu casa?
2.-¿Cuál es el principal energético que usa nuestro cuerpo?
3.-Menciona 6 tipos diferentes de energía y da un ejemplo de cada tipo
4.-¿Cuáles son las energías que hay en la Tierra que no son originadas por el Sol?
5.-¿Cuál crees que seria una buena fuente de energía del futuro para usarla en tu casa?
6.-¿Qué es la biomasa?
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