Energías renovables

Energías renovables

Las energías renovables, son aquellas que NO son producidas por el hombre, por el contrario, son fuentes naturales de producción Inagotables que se convierten en energía por medio de mecanismos aportados por el hombre. Estas fuentes son potencialmente importantes ya que son capaces de regenerarse a través del propio medio natural y la cantidad de energía que emiten es muy alta, según sea el caso.

A pesar de que son inagotables, no significa que estén en 100% del tiempo disponible, ya que varias de estas, como son naturales, dependen de variables como climas, temperaturas y velocidad. Estas fuentes de energía se comenzaron a utilizar en la década de los 70’s pero debido al poco desarrollo en esas épocas, la conversión para su uso era muy costosa, por lo que no era asequible de ninguna manera, luego impulsados por motivos económicos y su necesidad, se consiguió desarrollar tecnología que permitiera que las personas pudieran acceder de forma más cómoda a las diferentes fuentes de energía, no obstante no a todas se llega de la misma manera ya que se requiere un espacio determinado para poder desarrollarse y generar electricidad, por lo que a pesar de que estén catalogadas como energías renovables no está garantizada que produzca un 100% todo el tiempo.

Energía Solar

La energía solar proviene del sol, fuente inagotable de luz, de calor que nos ha acompañado por millones de años y que se calcula no acabe en otros millones más; esta renovable considerada la más importante a la fecha es aquella que le sacamos provecho ya que su radiación transmitida al planeta al día es suficiente para abastecer al planeta entero en energía, según Energías renovables info, la superficie terrestre recibe 120.000 terawatios de irradiación solar, “lo que supone 20.000 veces más potencia de la que necesita el planeta al completo”. “Cada hora, el sol arroja sobre la Tierra más energía (en forma de luz y calor) de la suficiente para colmar las necesidades globales de un año completo. Necesidades energéticas que la radiación solar podría satisfacer 4.000 veces cada año”.

En la historia, este recurso se ha utilizado de manera frecuente desde las primeras civilizaciones como fuente térmica de fluidos como el agua, pero que a medida que el tiempo ha transcurrido, los diferentes desarrollos y avances tecnológicos se han podido usar dispositivos con los cuales no solo se conviertan en mecanismos de calefacción de líquidos sino también en sistemas de producción eléctrica para uso en cualquier parte del mundo.

El uso de esta esta renovable se considera limpia ya que no genera ningún tipo de contaminante al medio ambiente, y se puede utilizar de varias maneras, la primera, que no es muy poco común uso pero no menos importante, es la energía solar pasiva, cuyos costes son bajos o casi nulos y se trata del aprovechamiento máximo del sol en las edificaciones con el uso de los diferentes materiales de construcción para retener, reflejar y expulsar el calor a diferentes horas del día por medio del diseño y la arquitectura del edificio, es comúnmente denominada arquitectura bioclimática, el segundo, que como vimos tiene historia, es el de solar térmica, cuya función consiste en retener la radiación producida por el sol para calentar fluidos para poder almacenarlos o usarlos en el momento y por último la energía solar fotovoltaica, que consiste en convertir la radiación solar en energía para la distribución a las grandes ciudades.

En Colombia la energía solar ha aumentado considerablemente en los últimos años, llegando al punto de construcción de granjas solares en diferentes comunidades para la producción y distribución de esta misma a la red eléctrica del país.

Energía Solar fotovoltáica

Al día de hoy contamos con fuentes de energía que nos brindan sus características y propiedades para producir energía, energía con la cual funcionan la mayoría de electrodomésticos en casa, oficina u otros lugares en los que nos encontremos; la energía solar fotovoltáica, en la actualidad nos ofrece la posibilidad de contar en cada una de las viviendas gracias a que su sistema no ocupa gran espacio, es de coste moderado y los más importante, favorece al uso de energías limpias disminuyendo el uso fósiles para el diario vivir. 

La energía solar fotovoltáica, es una fuente de energía renovable que produce electricidad utilizando la radiación solar por medio de paneles y un sistema no muy complejo de instalar; este sistema puede variar dependiendo la cantidad de área o superficie libre se tenga para ubicar las placas y llevar todo el cableado hacia la vivienda, así como de la cantidad de energía que se quiera producir para nivelar o cubrir el consumo de energía producido.

Sistemas Aislados

Estos son sistemas de producción de energía que se utilizan para el consumo de una vivienda aislada, sistemas de bombeo de agua o repetidores de comunicación, se denominan también de autoconsumo ya que toda la potencia producida, es consumida de inmediato o almacenada si se tiene la opción, pero en ningún momento se distribuye por la red de energía principal.

Esta energía es comúnmente utilizada para beneficio propio, para generar electricidad en las viviendas y limitar el consumo de la red, estos sistemas no son muy complejos de instalar mientras se tenga el espacio necesario para ubicar todos los elementos y dispositivos requeridos para este mismo; en su mayoría los sistemas siempre utilizan: paneles fotovoltaicos, inversor o convertidor de potencia, regulador y en algunos casos unidad de almacenamiento de energía.

En el gráfico anterior muestra una vivienda tipo con una instalación autónoma o aislada representando los diferentes flujos de la energía durante el día producido por los paneles y en la noche utilizando las baterías cargadas con la potencia generada durante el día, evitando así el consumo de la red principal. A continuación, revisaremos más a detalle cada uno de los componentes de este sistema y poder entender sus conexiones y funcionamiento.

Lo primero que tenemos son los paneles solares, son la parte más importante del sistema gracias a que por medio de sus células captura la luz del sol o la radiación y la convierte en energía, cabe aclarar que esta energía producida es alterna, lo cual debemos transformar en continua para el óptimo funcionamiento de todos los electrodomésticos que tenemos en el hogar.

 

Para ello debemos utilizar un inversor o convertidor de corriente, el cual puede variar según marca y corriente a convertir, es este dispositivo quien transforma la corriente continua producida por los paneles a corriente alterna, que es distribuida por la vivienda para los diferentes usos de los electrodomésticos y dispositivos que usamos. Es común encontrar en el mercado diferentes modelos para un inversor cuyas características varíen su precio, tamaño y cantidad de watts a convertir, es por eso que antes de cualquier instalación se debe hacer un estudio previo de consumo de energía de la vivienda y así poder dimensionar tanto los paneles como la capacidad de inversor, ya que es este quien determina la cantidad o No. De paneles que se requieren para la instalación.

Según el modelo de inversor, tiene funciones adicionales a la principal que es de conversión, para los modelos básicos tiene conexiones de puente simple conde hay una entrada CC y una salida CA, no posee ningún tipo de lector digital, contador, ni regulación para paso a batería; por otro lado, hay modelos más recientes, que por medio de una pantalla led o lcd, se pueden acceder o leer los datos de la corriente alterna producida por lo paneles, su producción por horas, consumos de corriente continua de la vivienda y energía guardada en batería si es el caso.

La importancia del inversor en una instalación solar fotovoltaica es sumamente importante, ya que sin este no se podría distribuir de manera directa la energía producida por los paneles en la vivienda y tampoco se podría regular la misma para no afectar a nuestros electrodomésticos, por otro lado, también es importante saber cuánta energía están produciendo los paneles y la conversión que se está obteniendo. Para los sistemas aislados es recomendable tener baterías donde poder guardar la energía no consumida en el día y tener un save o guardado de emergencia.

Sistemas conectados a red:

Los sistemas conectados a red, son aquellos en el que la energía producida por los paneles se distribuye a la red principal urbana y se pueden encontrar 2 clases, la primera son las plantas solares o centrales fotovoltaicas, donde el total de la energía producida por los paneles instalados se vierten directamente a la red. Funcionan de la misma manera que la aislada, con la diferencia que, al ser centrales plantas o granjas, se conectan gran mayoría de paneles en serie y/o en paralelo para generar mucha más producción y enviarla por la red hacia las ciudades.

En general este tipo de instalaciones cuentan con tres elementos básicos para que funcionen, los paneles fotovoltaicos encargados de captar la radiación solar y transfórmala en energía, los inversores, que son aquellos que convierten la corriente eléctrica continua producida por los paneles a corriente alterna apta para el consumo y los transformadores, son aquellos que se utilizan para elevar la baja tensión de la corriente producida (380-800V) a la red de media tensión (36kV) para la distribución por la red urbana por medio de las líneas de transmisión. Así mismo y no menos importante, para estas instalaciones de gran tamaño se deben proteger de sobre tensiones o diferentes fenómenos naturales como caídas de rayos o variaciones de campo eléctrico, para esto se utilizan supresores SPD en la parte de corriente continua y en la alterna por separado, según la norma UNE EN 61643-11. También es recomendable que todas las estructuras y sus respectivos paneles estén integrados en un sistema puesto a tierra.

Por otro lado, las instalaciones de menos tamaño, que se realizan en viviendas también pueden tener un sistema combinado de consumo e inyección a red, teniendo en cuenta que el pago de todos los watts que se viertan se debe hacer un previo acuerdo con la entidad o empresa a la cual está inscrito y que según la hora puede variar el precio de venta por parte del productor a la empresa contratante. Adicionalmente a la instalación convencional se debe agregar contador bidireccional para saber la lectura de los watts consumidos de la red y los vertidos a la red y su ubicación será antes del cuadro eléctrico general. Por lo general este tipo de instalaciones no puede superar una cantidad de corriente vertida a la red por norma, es por eso que se debe revisar con sumo cuidado y de manera favorable, los diferentes tipos de distribución a la red que están permitido y reglamentados en el territorio español.