Transición Energética en México
Despacho de SENER,
Despacho de CRE,
Despacho de CENACE,
Despacho de CONUEE,
Despacho de PRONASE,
EMPRESARIOS DEL SECTOR ELECTRICO
OBJETIVOS:
1.- Un aumento absoluto en la utilización de cualquier tipo de energía renovable del 10 % respecto la media
del resto de paises. El umbral del 10 % es escogido para identificar a aquellos paises que han contribuido de
una forma más notoria al desarrollo e implantación de una determinada tecnología de explotación de algún
tipo de energía renovable.
2.- Un aumento en la contribución global de las energías renovables que exceda el aumento medio producido
en el país. De este modo se identifican las combinaciones de tecnologías que ya están bien establecidas, que
disponen de suficiente mercado y que, por tanto, tienen perspectivas de ampliación.
3.- Un aumento en la contribución de energías renovables hasta del 24% que ocupa el país para 2024.
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
Energía mareomotriz (mareas)
Energía geotérmica (calor de la tierra)
Energía hidráulica (embalses)
Energía eólica (viento)
• Energía solar (Sol)
• Energía de la biomasa (vegetación)
• Ventajas destacadas de las energías renovables :
• Son mas respetuosas con el medio ambiente, no contaminan y representan la alternativa de energía más limpia
hasta el momento.
• Son fáciles de desmantelar y no requieren custodiar sus residuos durante millones de años, como ocurre por
ejemplo con las energías nucleares.
• Hace que la región sea mas autónoma, ya que desarrolla en la misma región donde se instala, la industria y
la económica.
• Genera muchísimos puestos de trabajo, los que se prevén en un aumento aún mayor de aquí a unos años
teniendo en cuenta su demanda e implementación.
• Son energías seguras ya que no contaminan, ni tampoco suponen un riesgo para la salud, y sus residuos además
no crean ningún tipo de amenaza para nadie.
• Se trata de energías de fuentes que son inagotables, como el sol o el agua, y además sus distintos orígenes
permiten su aplicación en todo tipo de escenarios.
• Desventajas de las energías renovables:
• hay desventajas. Pero son muy pocas y pasables totalmente. Además, tenemos que tener en cuenta, que aunque
tenga desventajas, no es nada comparado con las otras energías mas perjudiciales que levamos siglos usando.
• La primera característica que dificulta la elección de este tipo de energías es lainversión inicial, la que supone un
gran movimiento de dinero y que muchas veces la hace parecer no rentable al menos por el tiempo.
• La disponibilidad puede ser un problema actual, no siempre se dispone de ellas y se debe esperar que haya
suficiente almacenamiento. Esto tiene una estrecha relación con el hecho de que están comenzado a ser cada vez
más populares.
• Algunas personas encuentran un inconveniente en estas energías, el hecho de que dependiendo de su fuente
necesitan de un gran espacio para poder desarrollarse, o necesitaremos disponer de un gran sistema para que
surja algún efecto (es el caso por ejemplo de los paneles solares, de los que necesitaremos una cantidad
considerable si queremos generar una alta energía eléctrica).
• Por otro lado cabe añadir que un claro problema inherente a las energías renovables será el que muchas de
ellas cuentan con una naturaleza difusa, con la excepción de la energía geotérmica la cual, sin embargo, sólo es
accesible donde la corteza terrestre es fina, como as fuentes calientes y los géiseres.
• La implementación de energías renovables, será determinante para la mitigación de los efectos del
cambio climático en el país. La sustitución de los sistemas actuales de generación de energía por
energías renovables es la mejor opción, ya que los flujos naturales de energía renovable son
enormes, cubriendo con creces nuestras necesidades presentes y futuras. La implementación de
energías renovables le permitirá al país contar con las tecnologías y capacidades necesarias para
cumplir con los compromisos adquiridos en el Acuerdo de París, los cuales incluyen: reducir los
Gases de Efecto Invernadero (GEI), adaptarse al cambio climático y cumplir tareas específicas sobre
medios de implementación que fortalezcan el desarrollo y la transferencia de tecnología y de este
modo permitir el intercambio de información.
• De acuerdo con cifras de la organización World Wildlife Fund (WWF) la inversión en energías
renovables no tradicionales (solar y eólica) aumentarán en un 20% para 2020. Para 2030
Latinoamérica tendrá una visión compartida, con políticas de desarrollo de energías renovables e
integración regional eléctrica.
• Resiliencia Climática
• Es urgente una transición hacia un modelo de desarrollo bajo en carbono y resiliente al cambio
climático, en el cual las fuentes de energía juegan un rol primordial si consideramos que éstas
contribuyen con el 70% de las emisiones de gases de efecto invernadero.
• El reto más importante del país, de acuerdo con la organización internacional es diversificar la
matriz energética, aumentar la oferta de energía eléctrica proveniente de fuentes no
convencionales de energía renovable y disminuir el consumo de combustibles fósiles.
• Soluciones con implementación de Energías Renovables
• Energía solar:
– Solar-térmica
– Solar fotovoltaica
• Energía Mini Eólica
• Biomasa
• Energía Solar Térmica.
• Consiste en la captación y aplicación de la radiación solar, generalmente en
edificios para usos térmicos. Ejemplo:
• Agua Caliente Sanitaria (ACS)
• El efecto térmico producido por la energía solar puede ser utilizado directamente
por el hombre mediante diferentes dispositivos artificiales, transfiriendo ese calor
a los fluidos que le interesen.
• Presenta características peculiares entre las que se destacan:
• Elevada calidad energética.
• Pequeño o nulo impacto ecológico.
• Inagotable a escala humana.
• ¿Cómo funciona?
• La energía térmica (calor) procedente de los rayos solares llega a los captadores,
calentando el fluido que circula por su interior (normalmente agua con
anticongelante). Esta energía en forma de agua caliente es intercambiada hasta
otro circuito (secundario) donde es acumulada en un depósito acumulador hasta
poder ser utilizada, normalmente como AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS).
• La tecnología solar térmica permite el aprovechamiento de la radiación solar para
la producción de energía a través del calentamiento de un fluido sin residuos
contaminantes. A pesar del ingente recurso solar del que disponemos en nuestro
• país, el porcentaje utilizado actualmente todavía sigue siendo bajo. Hay que tener en cuenta que
solamente utilizando una parte mínima de estos recursos, con la tecnología disponible, España
sería capaz de cubrir el 70% de las necesidades de producción de agua caliente de todos los
hogares.
• El principio elemental en el que se fundamenta cualquier instalación solar térmica es el de
aprovechar la energía del Sol mediante un conjunto de captadores y transferirla a un sistema de
almacenamiento, que abastece el consumo cuando sea necesario.
• Este mecanismo tan sencillo al mismo tiempo que eficaz, resulta muy útil en múltiples aplicaciones,
tanto en el ámbito doméstico como en el industrial.
• Así, la posibilidad de captar la energía del Sol desde el lugar que se necesita, junto con la capacidad
de poder almacenarla durante el tiempo suficiente para disponer de ella cuando haga falta, es lo
que hace que esta tecnología sea tan ampliamente aceptada en muchas partes del mundo. No en
vano, la única contribución del hombre para aprovechar esta fuente de energía es canalizar y
retrasar el proceso natural que ocurre a cada instante en la superficie terrestre, por el que la
radiación solar se convierte en energía térmica.
• ¿Cuáles son sus aplicaciones?
• Principales aplicaciones:
• Agua caliente sanitaria en el sector residencial y servicios.
• Calefacción por suelo radiante, fan-coils o elementos radiantes en los sectores residencial, servicios o industrial.
• Climatización de piscinas.
• Refrigeración.
• Procesos industriales en los que se utilice agua caliente u otro fluido caliente.
• Clasificación
• Las instalaciones solares térmicas pueden clasificarse atendiendo a los siguientes criterios:
• El principio de circulación.
• El sistema de intercambio.
• El sistema de expansión.
• La forma de acoplamiento de componentes.
• La disposición de componentes.
• El sistema de energía auxiliar.
• Según el principio de circulación, las principales tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar son:
• La Circulación Natural
• La Circulación Forzada
• La diferencia fundamental entre ambas es que en la primera (circulación natural) no hay elementos en el sistema
de tipo electromecánico: el motor de la circulación natural es directamente la energía solar, mientras que en la
segunda (circulación forzada), el fluido circula gracias a una bomba de circulación.
• Sistemas solares de Circulación Natural
• Los sistemas de circulación natural son muy sencillos, requieren poca manutención y se pueden construir
utilizando cualquier modelo de panel solar.
• Todos los sistemas de circulación natural se basan en el principio por el que el fluido del circuito primario,
calentado por el sol, disminuye su densidad, se vuelve más ligero y asciende, provocando un movimiento natural
del fluido mismo.
• En los sistemas de circulación natural el depósito de acumulación del agua tiene que estar siempre colocado más
arriba del panel y a poca distancia del mismo, aunque también existen sistemas de circulación natural con el
depósito colocado detrás del panel. Asimismo, las tuberías de enlace entre el panel y el depósito tienen que
mantener la misma inclinación.
• La fuerza impulsora del movimiento en las instalaciones por termosifón es pequeña y, por lo tanto, se debe prestar especial atención al diseño y
montaje de la instalación para favorecer siempre el movimiento del fluido.
• La regulación por termosifón es muy simple, si bien no hay posibilidad de limitar la temperatura máxima del acumulador solar que, en verano y
épocas de escaso consumo, puede llegar a alcanzar valores que supongan un riesgo para la durabilidad de la instalación y en algunos casos incluso
para las personas.
• Entre las instalaciones de circulación natural se puede hacer otra distinción más entre sistemas de intercambio directo y sistemas de intercambio
indirecto:
• El principio de funcionamiento en ambos casos se puede resumir como se expone a continuación: cuando el agua o el fluido portador de calor se
calienta en el colector solar, disminuye su densidad. Por ello, se vuelve más ligero y tiende a subir, mientras que el agua fría baja para ocupar el lugar
dejado libre por el agua caliente. De esta forma, no son posibles circulaciones invertidas ya que el calor se queda cada vez más arriba o directo.
• A la luz de este principio físico (ya ampliamente utilizado en los termosifones de circulación natural), es fácil entender el funcionamiento de un
sistema solar de circulación natural.
• Los elementos que forman un sistema solar de circulación natural son:
• colector/es solar/es;
• depósito de acumulación / intercambiador
• El colector plano está conectado en un circuito cerrado con un depósito térmicamente aislado destinado a la acumulación del agua caliente.
• En los sistemas de intercambio directo, el agua intercambiada es la misma que es calentada en los colectores y que luego sube a través del
termosifón en el acumulador, donde se reservará para su utilización.
• Aunque durante años se permitieron las instalaciones directas, es decir, aquellas en las que el fluido primario, que pasa por captadores, es
consumido por el usuario, su uso ha venido presentando ciertas limitaciones e inconvenientes en su funcionamiento y durabilidad, lo que ha llevado
a que el Código Técnico de la Edificación no las contemple entre las configuraciones admitidas.
• En los sistemas de intercambio indirecto, un fluido (compuesto por glicol y agua desmineralizada) se calienta en
los paneles solares y siempre “por termosifón” circula en un intercambiador colocado dentro del depósito en el
que se acumula el agua caliente.
– Ventajas de los Sistemas solares de Circulación Natural
• Los sistemas de circulación natural tienen las siguientes ventajas:
• Velocidad de intercambio térmico proporcional a la diferencia de temperatura entre el depósito de acumulación y
los paneles.
• Ninguna circulación invertida durante la noche.
• Autorregulación de la circulación.
• Ausencia de bombas de circulación, centralitas y sondas.
• Montaje rápido y económico.
• Mantenimiento reducido al mínimo.
• Garantía del sistema en su totalidad.
– Aplicaciones
• La aplicación típica de la circulación natural es la producción de agua caliente para uso sanitario.
• Para este uso, el sistema de circulación natural es más competitivo que otros tipos de sistemas, pues resulta ser
más fiable (ya que en el sistema no hay elementos electromecánicos) y menos costoso.
Sistemas solares de circulación forzada
El principio de funcionamiento de un sistema de circulación forzada se distingue del de circulación natural porque el fluido,
contenido en el colector solar, fluye en el circuito cerrado por efecto del empuje de una bomba comandada por una
centralita o termostato que se activa, a su vez, por sondas colocadas en el colector y en el depósito.
Los elementos que forman un sistema de este tipo son:
colector/es solar/es;
depósito de acumulación/intercambiadores;
termostato diferencial o centralita;
sondas de temperatura;
bomba de circulación;
vaso de expansión;
intercambiador de calor;
válvulas
• Aplicaciones
• Las aplicaciones más comunes de los sistemas de circulación forzada son, además de la producción
de agua caliente para uso sanitario en los casos en los que la circulación natural no se puede
utilizar, la calefacción y la conservación de la temperatura del agua de la piscina.
• Criterio de selección de configuraciones
• A continuación se indican algunos de los condicionantes principales:
• Tamaño de la instalación (área de captación): Para áreas de captación superiores a 10m2, la
complicación hidráulica de la instalación recomienda el uso de una configuración de circulación
forzada.
• Ubicación de componentes y disponibilidad de espacio: La disponibilidad de los componentes en
las cubiertas o las limitaciones de espacios puede motivar grandes pérdidas de carga en el circuito
hidráulico, que implicarían el uso de la circulación forzada.
• Integración arquitectónica: La integración arquitectónica de las instalaciones se consigue más
fácilmente mediante las instalaciones de circulación forzada.
• ¿Es rentable la energía solar?
• La energía proviene del Sol; por lo tanto, lo que supone un desembolso extraordinario es la
adquisición y montaje de la instalación para la producción de agua caliente sanitaria en una
vivienda, hotel, etc. No obstante, esta inversión se compensará con creces en pocos años, al
sustituir una energía convencional por otra mucho más económica. Desde el mismo momento en
que pongamos en marcha nuestra instalación solar, la factura del gas o la electricidad destinada a la
producción de agua caliente sanitaria bajará. Esto se traduce en ahorros medios de entre unos 75 a
150 euros al año en una economía familiar, en función del combustible que se sustituya.
• Otra de las ventajas de la energía solar es que esta tecnología nos ayudará a disminuir nuestra
dependencia energética del exterior que, al fin y al cabo, es un buen método de garantizar el
suministro de energía con total autonomía. Además, hay que tener en cuenta que esta fuente de
energía no está sujeta a fluctuaciones de mercado y que los precios no oscilan en relación al coste
de la vida, o cualquier otra circunstancia.
• Por todas estas razones, hoy por hoy podemos decir que una instalación solar térmica cuenta con
grandes ventajas frente a otros sistemas de abastecimiento y es plenamente rentable en términos
económicos. También hay que añadir que sus usuarios pueden acceder a unas buenas condiciones
de financiación y a ayudas de tipo tributario de las diferentes administraciones.
• ¿Cuánto cuesta una instalación solar?
• El precio varía según sea una instalación individual o colectiva. Por lo general, el
precio medio de una instalación de placa plana oscila entre los 600 y los 800 euros
por metro cuadrado; este precio disminuye a medida que la instalación solar
precise de más metros de superficie captadora o bien se trate de una vivienda
nueva donde su incorporación vendrá integrada en el diseño del proyecto.
• El tamaño de una instalación dependerá de la demanda de agua caliente sanitaria
y de la zona geográfica en la que nos encontremos. A modo de ejemplo,
podríamos decir que una vivienda familiar necesitará entre 2 y 4 m2 de superficie
de captación solar, mientras que una comunidad de vecinos deberá instalar entre
1,5 y 3 m2 por familia para configuraciones de sistemas centralizados.
• No obstante, a la hora de emprender un proyecto de energía solar es preciso hacer
un estudio previo de la demanda energética de la vivienda, hotel, polideportivo,
etc, para poder dimensionar el sistema solar que mejor se adapte a las
necesidades del edificio en todo momento.
• Teniendo en cuenta todas estas variables, podemos asegurar que con los
programas de ayudas existentes en las diferentes administraciones, una instalación
de energía solar para agua caliente sanitaria viene a costar alrededor de 1.200
euros por vivienda; el valor aproximado de una televisión de plasma o de algunos
de los electrodomésticos que utilizamos habitualmente en el hogar.
• Ejemplos de instalaciones solares para viviendas unifamiliares, multifamiliares y
hoteles (Fuente IDAE- España)
• Productos disponibles con Helios Consulting.
• Equipos Termosifónicos domésticos
• Sistemas forzados
•Paneles solares planos Accesorios
Centralitas
de Control
• Energía Solar Fotovoltaica
• Otra forma de aprovechamiento de la radiación solar para la que Helios Consulting
ofrece tecnologías para su utilización, consiste en su transformación directa en
energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico.
Grupos hidráulicos Grupos hidráulicos
• Energía Eólica (fuente IDAE España)
• Aproximadamente el 2 % de la energía que llega del sol se
transforma en energía cinética de los vientos atmosféricos. El 35 %
de esta energía se disipa en la capa atmosférica a tan solo un
kilómetro por encima del suelo. Del resto, se estima que por su
aleatoriedad y dispersión solo podría ser utilizada una treceava
parte, cantidad suficiente para abastecer 10 veces el consumo
actual de energía primaria mundial. De ahí su enorme potencial e
interés.
• Hoy en día la forma habitual de aprovechar el viento es mediante el empleo de aerogeneradores o turbinas de
viento como también se les conocen. Son máquinas que se encargan de convertir la energía cinética del viento en
energía eléctrica. El diseño de los aerogeneradores recrea la apariencia de los antiguos molinos de viento. Su
principio de funcionamiento se basa en aprovechar la energía eólica y transformarla limpiamente en energía
eléctrica. Para explicarlo de manera más sencilla, el flujo del viento hace girar las palas de la turbina dentro del
aerogenerador de manera que genera electricidad a través de la rotación de una gigantesca bobina magnética.
• La cantidad de energía que contiene el viento antes de pasar por un rotor en movimiento depende de tres
parámetros: la velocidad del viento incidente, la densidad del aire y el área barrida por el rotor.
• La velocidad a la que el aire pase por las palas resulta determinante, pues la energía cinética del viento aumenta
proporcionalmente al cubo de la velocidad a la que se mueve. Por ejemplo: si la velocidad se duplica, la energía
será ocho veces mayor (23).
• En cuanto a la densidad, la energía contenida en el viento aumenta de forma proporcional a la masa por unidad de
volumen de aire, que en condiciones normales (a nivel del mar, a una presión atmosférica de 1.013 milibares y a
una temperatura de 15 °C) es de 1,225 kilogramos por cada metro cúbico. Esto quiere decir que, cuando el aire se
enfríe y aumente de peso al volverse más denso, transferirá más energía al aerogenerador. Y, al contrario, cuando
el aire se caliente o cuando se asciende en altitud, será menor la energía cinética que llegue a la turbina.
• En lo que respecta al área barrida, cuanto más aire en movimiento sea capaz de capturar un aerogenerador más
energía cinética encontrará. En el caso de un rotor de una turbina de 1.000 kW de potencia nominal, el rotor
puede tener un diámetro de unos 54 metros, así que barrerá una superficie de unos 2.300 m2.
• La energía cinética contenida en el viento es muy grande. Sin embargo, no puede ser extraída toda por los
aerogeneradores. Primero porque esto implicaría detener por completo el viento, lo que impediría que éste
pasara de forma continua a través de las palas de la turbina; de hecho, y según el Límite de Betz, puede
teóricamente obtenerse, como máximo, el 59% de la energía que llega al rotor. Y segundo, porque también se
pierde parte en el proceso de transformación de la energía en la máquina. Al final, hoy en día, un aerogenerador
aprovecha cerca del 40% de la energía almacenada en el viento. Un porcentaje muy alto, pues supone extraer la
gran mayoría una vez aplicado el Límite de Betz.
• Los aerogeneradores, fundamentalmente son de dos tipos, los de turbina en eje horizontal y los de turbina en eje
vertical. Ambos modelos tienen ventajas y desventajas pero las de eje horizontal son más comunes debido a que
poseen mucho mayor nivel de eficiencia en su desempeño.
• Cada aerogenerador consiste básicamente en un rotor a barlovento, dotado normalmente de tres palas con
diseño aerodinámico, que capta la energía del viento y la transforma en energía mecánica de rotación. El
movimiento rotacional se transmite a través de un eje y varias etapas multiplicadoras a un generador –
generalmente síncrono o asíncrono doblemente alimentado- cuya función es la producción de energía eléctrica.
Los elementos citados se sitúan sobre una góndola, barquilla o bastidor soportado, a su vez, por una torre o fuste.
• Los parques eólicos, tanto en tierra como en mar, están formados por una serie de
aerogeneradores que captan la energía cinética del viento para su transformación
en energía eléctrica. La energía eléctrica producida por cada uno de los
aerogeneradores, normalmente a media tensión, es transportada por vía
subterránea a una estación transformadora que eleva su tensión y posteriormente,
mediante una línea de evacuación se inyecta en la red de distribución o de
transporte en el punto de conexión otorgado.
• Los aerogeneradores habitualmente se disponen en filas, perpendiculares a la
dirección del viento predominante, separados entre ellos unos tres diámetros de
rotor. Con esta separación se trata de evitar que las turbulencias provocadas en el
viento por cada máquina afecten al resto de aerogeneradores. Por la misma razón,
la separación entre filas paralelas de aerogeneradores suele ser superior a siete
diámetros de rotor.
• Existen, naturalmente, otras aeroturbinas, según su tipología: de eje vertical, con dos palas, multipalas, con rotor a
sotavento; con tamaños muy distintos: desde pequeños aerogeneradores de menos de un metro de diámetro y
potencias inferiores a 1 kilovatio hasta enormes máquinas de más de 100 m de diámetro y más de 5.000 kW de
potencia nominal; las hay situadas tierra adentro, en línea de costa o mar adentro. Se emplean para generar
electricidad a gran escala o para suministro eléctrico de viviendas aisladas, para bombear agua o, en un futuro
cercano, para generar hidrógeno o desalinizar agua de mar…
• Energía Eólica con Helios Consulting: Eólica de pequeña potencia
• Los parques eólicos de gran potencia son fundamentales para aumentar la contribución de la energía de origen
renovable en los sistemas eléctricos nacionales. Sin embargo, en muchos países todavía no se termina de
aprovechar la capacidad de la tecnología eólica para aportar energía renovable de forma distribuida, mediante su
integración en entornos urbanos, semi-urbanos, industriales y agrícolas, especialmente asociada a puntos de
consumo de la red de distribución.
• Las instalaciones eólicas de pequeña potencia presentan unas características propias, que las dotan de una serie
de ventajas adicionales respecto a la gran eólica, como una potencial mayor eficiencia global por las pérdidas
evitadas en las redes de transporte y distribución, y que permiten la integración de generación renovable sin
necesidad de crear nuevas infraestructuras eléctricas. Además, pueden fomentar la implicación ciudadana en la
mejora de la eficiencia energética, el autoabastecimiento energético y la lucha contra el cambio climático. A
continuación, se citan las más significativas:
• Generación de energía próxima a los puntos de consumo.
• Versatilidad de aplicaciones y ubicaciones, ligado al autoconsumo, con posibilidad de integración en sistemas
híbridos.
• Accesibilidad tecnológica al usuario final, facilidad de transporte de equipamientos y montaje.
• Funcionamiento con vientos moderados, sin requerir complejos estudios de viabilidad.
• Aprovechamiento de pequeños emplazamientos o de terrenos con orografías complejas.
• Suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica.
• Optimización del aprovechamiento de las infraestructuras eléctricas de distribución existentes.
• Bajo coste de operación y mantenimiento y elevada fiabilidad.
• Reducido impacto ambiental, por menor tamaño e impacto visual, y por su integración en entornos con actividad
humana.
• Técnicamente, estas aeroturbinas tienen una estructura similar a las grandes, solo que su diseño es mucho más
simple (sistemas de orientación pasivos, generadores eléctricos robustos de bajo mantenimiento, ausencia de
multiplicadores…). Su sencillez de funcionamiento hace que, en general, estas pequeñas instalaciones puedan ser
atendidas por los propios usuarios.
• En la actualidad en muchos países, los pequeños aerogeneradores son sobre todo utilizados para el autoconsumo
de edificaciones aisladas. Además, suelen ir acompañados de paneles solares fotovoltaicos formando parte de
pequeños sistemas híbridos que, por medio de la combinación de la energía del sol y el viento, permiten
garantizar el suministro eléctrico. Estos sistemas, bastante fiables, incluyen unas baterías donde se almacena la
energía sobrante para cuando no haya viento ni sol.
• Biomasa.
• Qué es la Biomasa?
• La biomasa es la materia orgánica de origen vegetal o animal que permite disponer de una energía
térmica para uso industrial o doméstico en forma de calefacción ecológica y económica en el hogar
de forma respetuosa con el medio ambiente. La utilización de la biomasa reduce las emisiones
nocivas que provocan el efecto invernadero ya que su balance de emisiones de CO2 es neutro.
• ¿Porqué utilizar Biomasa?
• El beneficio obtenido por la utilización de este recurso es doble. Por un lado, el consumo biomasa como combustible da lugar a un ahorro de tipo
económico, debido a que su coste es muy inferior al de las fuentes convencionales de energía. Por otro lado, contribuye a evitar el aumento de las
emisiones de dióxido de carbono, ya que el CO2 que se desprende por la combustión de estos residuos no es otro que el usado por el mismo ser vivo
para formarse y crecer. Las plantas, al realizar la fotosíntesis, necesaria para su crecimiento, absorben CO2 de la atmósfera y fijan en su organismo el
carbono contenido en dicho dióxido. Cuando se produce la combustión de la biomasa, es ese mismo carbono el que se vuelve a combinar con el
oxígeno, produciendo de nuevo CO2. De esta forma, al cerrarse un ciclo completo, el balance de CO2 es neutro.
• La Biomasa como combustible.
• La biomasa es un combustible procedente de residuos valorizados de restos de madera que bien pueden ser tratados como astillas o como pellets.
Ambas por su composición, son un combustible ideal para este tipo de instalaciones por sus características
• El aprovechamiento de la biomasa, es decir, del combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos, es la fuente
de energía renovable seleccionada para la obtención del fluido caloportador, en este caso el agua, encargado de cubrir las necesidades de energía
térmica en la industria y calefacción en las instalaciones domésticas. Las modernas instalaciones alimentadas con biomasa son absolutamente
diferentes del tronco de leña ardiendo en una chimenea.
• Es un combustible muy rentable por su alto valor económico, ecológico y social.
• Valor económico. Su precio por kWh producido es mucho más reducido que el de cualquier combustible fósil. Además, no está sujeto a las presiones
de precio que ejercen las grandes compañías de suministro de Energía
• Ecológico: Ayuda a reducir las quemas incontroladas de podas canalizando esa energía liberada para procesos de calor controlados, limpiezas de
bosques, Emisiones de CO2 neutras, Son combustibles que se consumen prácticamente donde se producen evitando así contaminación por
transporte.
• Político Social: Produce riqueza en la zona de consumo incrementando puestos de trabajo.
• Tipos más comunes de BIOMASA
• Las astillas de madera
• Procedentes de restos de poda las características que debe tener son:
– Granulometría:
Valor económico. Su precio por kWh producido es mucho más reducido que el de cualquier combustible fósil. Además,
no está sujeto a las presiones de precio que ejercen las grandes compañías de suministro de Energía
Ecológico: Ayuda a reducir las quemas incontroladas de podas canalizando esa energía liberada para procesos de calor
controlados, limpiezas de bosques, Emisiones de CO2 neutras, Son combustibles que se consumen prácticamente donde
se producen evitando así contaminación por transporte.
Político Social: Produce riqueza en la zona de consumo incrementando puestos de trabajo.
Tipos más comunes de BIOMASA
Las astillas de madera
Procedentes de restos de poda las características que debe tener son:
Granulometría:
Se distinguen en según norma ÖNORM M 7133
Contenido de agua
El contenido de agua en las astillas es un factor muy importante. Cuando mayor sea el
contenido de agua menor será el poder calorífico del combustible.
Su clasificación es
W20: Astilla secada al aire con 20% de humedad
W30 Astilla almacenable con 30% de humedad
W35 Astilla almacenable limitadamente con 35% de humedad
W40 astilla húmeda
W50 Astilla fresca
• Los Pellets
• Los pellets de madera son gránulos cilíndricos de 6mm de
diámetro y de 5 a 30mm de longitud. Están compuestos el
100% de residuos secos de madera natural no tratada.
• El poder calorífico de este combustible es de 5khW/Kg y por su gran densidad aparente 650kG/m3 es un combustible muy cómodo porque alarga la
autonomía de la instalación, por el contrario, al ser un producto fabricado su precio es mayor que las astillas.
• Calderas de Biomasa
• Las calderas de biomasa son equipos compactos diseñados específicamente para su uso, ya sea doméstico en viviendas unifamiliares, edificios de
viviendas o comerciales, existiendo también modelos para instalaciones industriales. Todas ellas presentan sistemas automáticos de encendido y
regulación e, incluso algunas, de retirada de cenizas, que facilitan el manejo al usuario. Para aplicaciones de calefacción doméstica o comercial, estos
equipos son de potencia baja a media, hasta 150-200 kW. Este tipo de sistemas alcanzan rendimientos entre el 85 y 95%, valores similares a los de las
calderas de gasóleo o de gas.
• Un caso concreto, cada vez más extendido, son las calderas de pellets. Debido a las características de este combustible: poder calorífico,
compactación, etc, las calderas diseñadas para pellets son muy eficientes y más compactas que el resto de calderas de biomasa.
• La empresa sugerirá establecer un sistema integral de energías renovables si el proyecto así lo requiere, es decir,
la instalación tal vez demande la energía para uno o varios usos (iluminación, calentadores de agua, baterías,
interconexión con la energía eléctrica, almacenamiento de la electricidad generada a partir de la solar y/o eólica, o
equipo de protección para toda la tecnología implementada), y para cada uno o en conjunto deberá proponer el
sistema que mejores resultados brinde.
• Energía Renovable ofrece son:
• Iluminación mediante LEDs de alta eficiencia, desarrollando proyectos para alumbrado público, iluminación
decorativa y de interiores de acuerdo a la NOM-025-STPS y NOM-001-SENER.
• Sistemas de calentamiento de agua solar a través de la tecnología de tubos al vacío aplicado en residencias,
albercas, clubes deportivos, hoteles e industrias.
• Sistemas fotovoltaicos para la producción de energía eléctrica a través de tecnología de silicio de alta eficiencia y
CIGS (Cobre-Indio-Galio-Selenio), los cuales se implementan para ser productor de energía independiente y/o
tener interconexión a la red (CFE).
• Generadores eólicos para la producción de energía eléctrica a través de equipos con capacidad de 200 – 3000 Wh
aplicados en residencias y comercios, hasta generadores con capacidad de 1 a 3 Mwh aplicados en la industria.
• Sistema de bombeo fotovoltaico y eólico, sistemas de refrigeración y purificación de agua solar aplicado en zonas
rurales y clubes ecoturísticos.
• Sistemas UPS solares aplicados en la industria para el respaldo de información electrónica y SITES.
•

Transicion energetica en Mexico

  • 1.
    Transición Energética enMéxico Despacho de SENER, Despacho de CRE, Despacho de CENACE, Despacho de CONUEE, Despacho de PRONASE, EMPRESARIOS DEL SECTOR ELECTRICO OBJETIVOS: 1.- Un aumento absoluto en la utilización de cualquier tipo de energía renovable del 10 % respecto la media del resto de paises. El umbral del 10 % es escogido para identificar a aquellos paises que han contribuido de una forma más notoria al desarrollo e implantación de una determinada tecnología de explotación de algún tipo de energía renovable. 2.- Un aumento en la contribución global de las energías renovables que exceda el aumento medio producido en el país. De este modo se identifican las combinaciones de tecnologías que ya están bien establecidas, que disponen de suficiente mercado y que, por tanto, tienen perspectivas de ampliación. 3.- Un aumento en la contribución de energías renovables hasta del 24% que ocupa el país para 2024. Existen varias fuentes de energía renovables, como son: Energía mareomotriz (mareas) Energía geotérmica (calor de la tierra) Energía hidráulica (embalses) Energía eólica (viento)
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    • Energía solar(Sol) • Energía de la biomasa (vegetación) • Ventajas destacadas de las energías renovables : • Son mas respetuosas con el medio ambiente, no contaminan y representan la alternativa de energía más limpia hasta el momento. • Son fáciles de desmantelar y no requieren custodiar sus residuos durante millones de años, como ocurre por ejemplo con las energías nucleares. • Hace que la región sea mas autónoma, ya que desarrolla en la misma región donde se instala, la industria y la económica. • Genera muchísimos puestos de trabajo, los que se prevén en un aumento aún mayor de aquí a unos años teniendo en cuenta su demanda e implementación. • Son energías seguras ya que no contaminan, ni tampoco suponen un riesgo para la salud, y sus residuos además no crean ningún tipo de amenaza para nadie. • Se trata de energías de fuentes que son inagotables, como el sol o el agua, y además sus distintos orígenes permiten su aplicación en todo tipo de escenarios. • Desventajas de las energías renovables: • hay desventajas. Pero son muy pocas y pasables totalmente. Además, tenemos que tener en cuenta, que aunque tenga desventajas, no es nada comparado con las otras energías mas perjudiciales que levamos siglos usando. • La primera característica que dificulta la elección de este tipo de energías es lainversión inicial, la que supone un gran movimiento de dinero y que muchas veces la hace parecer no rentable al menos por el tiempo. • La disponibilidad puede ser un problema actual, no siempre se dispone de ellas y se debe esperar que haya suficiente almacenamiento. Esto tiene una estrecha relación con el hecho de que están comenzado a ser cada vez más populares. • Algunas personas encuentran un inconveniente en estas energías, el hecho de que dependiendo de su fuente necesitan de un gran espacio para poder desarrollarse, o necesitaremos disponer de un gran sistema para que surja algún efecto (es el caso por ejemplo de los paneles solares, de los que necesitaremos una cantidad considerable si queremos generar una alta energía eléctrica). • Por otro lado cabe añadir que un claro problema inherente a las energías renovables será el que muchas de ellas cuentan con una naturaleza difusa, con la excepción de la energía geotérmica la cual, sin embargo, sólo es accesible donde la corteza terrestre es fina, como as fuentes calientes y los géiseres.
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    • La implementaciónde energías renovables, será determinante para la mitigación de los efectos del cambio climático en el país. La sustitución de los sistemas actuales de generación de energía por energías renovables es la mejor opción, ya que los flujos naturales de energía renovable son enormes, cubriendo con creces nuestras necesidades presentes y futuras. La implementación de energías renovables le permitirá al país contar con las tecnologías y capacidades necesarias para cumplir con los compromisos adquiridos en el Acuerdo de París, los cuales incluyen: reducir los Gases de Efecto Invernadero (GEI), adaptarse al cambio climático y cumplir tareas específicas sobre medios de implementación que fortalezcan el desarrollo y la transferencia de tecnología y de este modo permitir el intercambio de información. • De acuerdo con cifras de la organización World Wildlife Fund (WWF) la inversión en energías renovables no tradicionales (solar y eólica) aumentarán en un 20% para 2020. Para 2030 Latinoamérica tendrá una visión compartida, con políticas de desarrollo de energías renovables e integración regional eléctrica. • Resiliencia Climática • Es urgente una transición hacia un modelo de desarrollo bajo en carbono y resiliente al cambio climático, en el cual las fuentes de energía juegan un rol primordial si consideramos que éstas contribuyen con el 70% de las emisiones de gases de efecto invernadero. • El reto más importante del país, de acuerdo con la organización internacional es diversificar la matriz energética, aumentar la oferta de energía eléctrica proveniente de fuentes no convencionales de energía renovable y disminuir el consumo de combustibles fósiles. • Soluciones con implementación de Energías Renovables • Energía solar: – Solar-térmica – Solar fotovoltaica • Energía Mini Eólica • Biomasa • Energía Solar Térmica.
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    • Consiste enla captación y aplicación de la radiación solar, generalmente en edificios para usos térmicos. Ejemplo: • Agua Caliente Sanitaria (ACS) • El efecto térmico producido por la energía solar puede ser utilizado directamente por el hombre mediante diferentes dispositivos artificiales, transfiriendo ese calor a los fluidos que le interesen. • Presenta características peculiares entre las que se destacan: • Elevada calidad energética. • Pequeño o nulo impacto ecológico. • Inagotable a escala humana. • ¿Cómo funciona? • La energía térmica (calor) procedente de los rayos solares llega a los captadores, calentando el fluido que circula por su interior (normalmente agua con anticongelante). Esta energía en forma de agua caliente es intercambiada hasta otro circuito (secundario) donde es acumulada en un depósito acumulador hasta poder ser utilizada, normalmente como AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS). • La tecnología solar térmica permite el aprovechamiento de la radiación solar para la producción de energía a través del calentamiento de un fluido sin residuos contaminantes. A pesar del ingente recurso solar del que disponemos en nuestro
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    • país, elporcentaje utilizado actualmente todavía sigue siendo bajo. Hay que tener en cuenta que solamente utilizando una parte mínima de estos recursos, con la tecnología disponible, España sería capaz de cubrir el 70% de las necesidades de producción de agua caliente de todos los hogares. • El principio elemental en el que se fundamenta cualquier instalación solar térmica es el de aprovechar la energía del Sol mediante un conjunto de captadores y transferirla a un sistema de almacenamiento, que abastece el consumo cuando sea necesario. • Este mecanismo tan sencillo al mismo tiempo que eficaz, resulta muy útil en múltiples aplicaciones, tanto en el ámbito doméstico como en el industrial. • Así, la posibilidad de captar la energía del Sol desde el lugar que se necesita, junto con la capacidad de poder almacenarla durante el tiempo suficiente para disponer de ella cuando haga falta, es lo que hace que esta tecnología sea tan ampliamente aceptada en muchas partes del mundo. No en vano, la única contribución del hombre para aprovechar esta fuente de energía es canalizar y retrasar el proceso natural que ocurre a cada instante en la superficie terrestre, por el que la radiación solar se convierte en energía térmica.
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    • ¿Cuáles sonsus aplicaciones? • Principales aplicaciones: • Agua caliente sanitaria en el sector residencial y servicios. • Calefacción por suelo radiante, fan-coils o elementos radiantes en los sectores residencial, servicios o industrial. • Climatización de piscinas. • Refrigeración. • Procesos industriales en los que se utilice agua caliente u otro fluido caliente. • Clasificación • Las instalaciones solares térmicas pueden clasificarse atendiendo a los siguientes criterios: • El principio de circulación. • El sistema de intercambio. • El sistema de expansión. • La forma de acoplamiento de componentes. • La disposición de componentes. • El sistema de energía auxiliar. • Según el principio de circulación, las principales tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar son: • La Circulación Natural • La Circulación Forzada • La diferencia fundamental entre ambas es que en la primera (circulación natural) no hay elementos en el sistema de tipo electromecánico: el motor de la circulación natural es directamente la energía solar, mientras que en la segunda (circulación forzada), el fluido circula gracias a una bomba de circulación. • Sistemas solares de Circulación Natural • Los sistemas de circulación natural son muy sencillos, requieren poca manutención y se pueden construir utilizando cualquier modelo de panel solar. • Todos los sistemas de circulación natural se basan en el principio por el que el fluido del circuito primario, calentado por el sol, disminuye su densidad, se vuelve más ligero y asciende, provocando un movimiento natural del fluido mismo. • En los sistemas de circulación natural el depósito de acumulación del agua tiene que estar siempre colocado más arriba del panel y a poca distancia del mismo, aunque también existen sistemas de circulación natural con el depósito colocado detrás del panel. Asimismo, las tuberías de enlace entre el panel y el depósito tienen que mantener la misma inclinación.
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    • La fuerzaimpulsora del movimiento en las instalaciones por termosifón es pequeña y, por lo tanto, se debe prestar especial atención al diseño y montaje de la instalación para favorecer siempre el movimiento del fluido. • La regulación por termosifón es muy simple, si bien no hay posibilidad de limitar la temperatura máxima del acumulador solar que, en verano y épocas de escaso consumo, puede llegar a alcanzar valores que supongan un riesgo para la durabilidad de la instalación y en algunos casos incluso para las personas. • Entre las instalaciones de circulación natural se puede hacer otra distinción más entre sistemas de intercambio directo y sistemas de intercambio indirecto: • El principio de funcionamiento en ambos casos se puede resumir como se expone a continuación: cuando el agua o el fluido portador de calor se calienta en el colector solar, disminuye su densidad. Por ello, se vuelve más ligero y tiende a subir, mientras que el agua fría baja para ocupar el lugar dejado libre por el agua caliente. De esta forma, no son posibles circulaciones invertidas ya que el calor se queda cada vez más arriba o directo. • A la luz de este principio físico (ya ampliamente utilizado en los termosifones de circulación natural), es fácil entender el funcionamiento de un sistema solar de circulación natural. • Los elementos que forman un sistema solar de circulación natural son: • colector/es solar/es; • depósito de acumulación / intercambiador • El colector plano está conectado en un circuito cerrado con un depósito térmicamente aislado destinado a la acumulación del agua caliente. • En los sistemas de intercambio directo, el agua intercambiada es la misma que es calentada en los colectores y que luego sube a través del termosifón en el acumulador, donde se reservará para su utilización. • Aunque durante años se permitieron las instalaciones directas, es decir, aquellas en las que el fluido primario, que pasa por captadores, es consumido por el usuario, su uso ha venido presentando ciertas limitaciones e inconvenientes en su funcionamiento y durabilidad, lo que ha llevado a que el Código Técnico de la Edificación no las contemple entre las configuraciones admitidas.
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    • En lossistemas de intercambio indirecto, un fluido (compuesto por glicol y agua desmineralizada) se calienta en los paneles solares y siempre “por termosifón” circula en un intercambiador colocado dentro del depósito en el que se acumula el agua caliente. – Ventajas de los Sistemas solares de Circulación Natural • Los sistemas de circulación natural tienen las siguientes ventajas: • Velocidad de intercambio térmico proporcional a la diferencia de temperatura entre el depósito de acumulación y los paneles. • Ninguna circulación invertida durante la noche. • Autorregulación de la circulación. • Ausencia de bombas de circulación, centralitas y sondas. • Montaje rápido y económico. • Mantenimiento reducido al mínimo. • Garantía del sistema en su totalidad. – Aplicaciones • La aplicación típica de la circulación natural es la producción de agua caliente para uso sanitario. • Para este uso, el sistema de circulación natural es más competitivo que otros tipos de sistemas, pues resulta ser más fiable (ya que en el sistema no hay elementos electromecánicos) y menos costoso.
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    Sistemas solares decirculación forzada El principio de funcionamiento de un sistema de circulación forzada se distingue del de circulación natural porque el fluido, contenido en el colector solar, fluye en el circuito cerrado por efecto del empuje de una bomba comandada por una centralita o termostato que se activa, a su vez, por sondas colocadas en el colector y en el depósito. Los elementos que forman un sistema de este tipo son: colector/es solar/es; depósito de acumulación/intercambiadores; termostato diferencial o centralita; sondas de temperatura; bomba de circulación; vaso de expansión; intercambiador de calor; válvulas
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    • Aplicaciones • Lasaplicaciones más comunes de los sistemas de circulación forzada son, además de la producción de agua caliente para uso sanitario en los casos en los que la circulación natural no se puede utilizar, la calefacción y la conservación de la temperatura del agua de la piscina. • Criterio de selección de configuraciones • A continuación se indican algunos de los condicionantes principales: • Tamaño de la instalación (área de captación): Para áreas de captación superiores a 10m2, la complicación hidráulica de la instalación recomienda el uso de una configuración de circulación forzada. • Ubicación de componentes y disponibilidad de espacio: La disponibilidad de los componentes en las cubiertas o las limitaciones de espacios puede motivar grandes pérdidas de carga en el circuito hidráulico, que implicarían el uso de la circulación forzada. • Integración arquitectónica: La integración arquitectónica de las instalaciones se consigue más fácilmente mediante las instalaciones de circulación forzada. • ¿Es rentable la energía solar? • La energía proviene del Sol; por lo tanto, lo que supone un desembolso extraordinario es la adquisición y montaje de la instalación para la producción de agua caliente sanitaria en una vivienda, hotel, etc. No obstante, esta inversión se compensará con creces en pocos años, al sustituir una energía convencional por otra mucho más económica. Desde el mismo momento en que pongamos en marcha nuestra instalación solar, la factura del gas o la electricidad destinada a la producción de agua caliente sanitaria bajará. Esto se traduce en ahorros medios de entre unos 75 a 150 euros al año en una economía familiar, en función del combustible que se sustituya. • Otra de las ventajas de la energía solar es que esta tecnología nos ayudará a disminuir nuestra dependencia energética del exterior que, al fin y al cabo, es un buen método de garantizar el suministro de energía con total autonomía. Además, hay que tener en cuenta que esta fuente de energía no está sujeta a fluctuaciones de mercado y que los precios no oscilan en relación al coste de la vida, o cualquier otra circunstancia. • Por todas estas razones, hoy por hoy podemos decir que una instalación solar térmica cuenta con grandes ventajas frente a otros sistemas de abastecimiento y es plenamente rentable en términos económicos. También hay que añadir que sus usuarios pueden acceder a unas buenas condiciones de financiación y a ayudas de tipo tributario de las diferentes administraciones.
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    • ¿Cuánto cuestauna instalación solar? • El precio varía según sea una instalación individual o colectiva. Por lo general, el precio medio de una instalación de placa plana oscila entre los 600 y los 800 euros por metro cuadrado; este precio disminuye a medida que la instalación solar precise de más metros de superficie captadora o bien se trate de una vivienda nueva donde su incorporación vendrá integrada en el diseño del proyecto. • El tamaño de una instalación dependerá de la demanda de agua caliente sanitaria y de la zona geográfica en la que nos encontremos. A modo de ejemplo, podríamos decir que una vivienda familiar necesitará entre 2 y 4 m2 de superficie de captación solar, mientras que una comunidad de vecinos deberá instalar entre 1,5 y 3 m2 por familia para configuraciones de sistemas centralizados. • No obstante, a la hora de emprender un proyecto de energía solar es preciso hacer un estudio previo de la demanda energética de la vivienda, hotel, polideportivo, etc, para poder dimensionar el sistema solar que mejor se adapte a las necesidades del edificio en todo momento. • Teniendo en cuenta todas estas variables, podemos asegurar que con los programas de ayudas existentes en las diferentes administraciones, una instalación de energía solar para agua caliente sanitaria viene a costar alrededor de 1.200 euros por vivienda; el valor aproximado de una televisión de plasma o de algunos de los electrodomésticos que utilizamos habitualmente en el hogar. • Ejemplos de instalaciones solares para viviendas unifamiliares, multifamiliares y hoteles (Fuente IDAE- España)
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    • Productos disponiblescon Helios Consulting. • Equipos Termosifónicos domésticos • Sistemas forzados •Paneles solares planos Accesorios Centralitas de Control
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    • Energía SolarFotovoltaica • Otra forma de aprovechamiento de la radiación solar para la que Helios Consulting ofrece tecnologías para su utilización, consiste en su transformación directa en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Grupos hidráulicos Grupos hidráulicos
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    • Energía Eólica(fuente IDAE España) • Aproximadamente el 2 % de la energía que llega del sol se transforma en energía cinética de los vientos atmosféricos. El 35 % de esta energía se disipa en la capa atmosférica a tan solo un kilómetro por encima del suelo. Del resto, se estima que por su aleatoriedad y dispersión solo podría ser utilizada una treceava parte, cantidad suficiente para abastecer 10 veces el consumo actual de energía primaria mundial. De ahí su enorme potencial e interés.
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    • Hoy endía la forma habitual de aprovechar el viento es mediante el empleo de aerogeneradores o turbinas de viento como también se les conocen. Son máquinas que se encargan de convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica. El diseño de los aerogeneradores recrea la apariencia de los antiguos molinos de viento. Su principio de funcionamiento se basa en aprovechar la energía eólica y transformarla limpiamente en energía eléctrica. Para explicarlo de manera más sencilla, el flujo del viento hace girar las palas de la turbina dentro del aerogenerador de manera que genera electricidad a través de la rotación de una gigantesca bobina magnética. • La cantidad de energía que contiene el viento antes de pasar por un rotor en movimiento depende de tres parámetros: la velocidad del viento incidente, la densidad del aire y el área barrida por el rotor. • La velocidad a la que el aire pase por las palas resulta determinante, pues la energía cinética del viento aumenta proporcionalmente al cubo de la velocidad a la que se mueve. Por ejemplo: si la velocidad se duplica, la energía será ocho veces mayor (23). • En cuanto a la densidad, la energía contenida en el viento aumenta de forma proporcional a la masa por unidad de volumen de aire, que en condiciones normales (a nivel del mar, a una presión atmosférica de 1.013 milibares y a una temperatura de 15 °C) es de 1,225 kilogramos por cada metro cúbico. Esto quiere decir que, cuando el aire se enfríe y aumente de peso al volverse más denso, transferirá más energía al aerogenerador. Y, al contrario, cuando el aire se caliente o cuando se asciende en altitud, será menor la energía cinética que llegue a la turbina. • En lo que respecta al área barrida, cuanto más aire en movimiento sea capaz de capturar un aerogenerador más energía cinética encontrará. En el caso de un rotor de una turbina de 1.000 kW de potencia nominal, el rotor puede tener un diámetro de unos 54 metros, así que barrerá una superficie de unos 2.300 m2. • La energía cinética contenida en el viento es muy grande. Sin embargo, no puede ser extraída toda por los aerogeneradores. Primero porque esto implicaría detener por completo el viento, lo que impediría que éste pasara de forma continua a través de las palas de la turbina; de hecho, y según el Límite de Betz, puede teóricamente obtenerse, como máximo, el 59% de la energía que llega al rotor. Y segundo, porque también se pierde parte en el proceso de transformación de la energía en la máquina. Al final, hoy en día, un aerogenerador aprovecha cerca del 40% de la energía almacenada en el viento. Un porcentaje muy alto, pues supone extraer la gran mayoría una vez aplicado el Límite de Betz. • Los aerogeneradores, fundamentalmente son de dos tipos, los de turbina en eje horizontal y los de turbina en eje vertical. Ambos modelos tienen ventajas y desventajas pero las de eje horizontal son más comunes debido a que poseen mucho mayor nivel de eficiencia en su desempeño. • Cada aerogenerador consiste básicamente en un rotor a barlovento, dotado normalmente de tres palas con diseño aerodinámico, que capta la energía del viento y la transforma en energía mecánica de rotación. El movimiento rotacional se transmite a través de un eje y varias etapas multiplicadoras a un generador – generalmente síncrono o asíncrono doblemente alimentado- cuya función es la producción de energía eléctrica. Los elementos citados se sitúan sobre una góndola, barquilla o bastidor soportado, a su vez, por una torre o fuste.
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    • Los parqueseólicos, tanto en tierra como en mar, están formados por una serie de aerogeneradores que captan la energía cinética del viento para su transformación en energía eléctrica. La energía eléctrica producida por cada uno de los aerogeneradores, normalmente a media tensión, es transportada por vía subterránea a una estación transformadora que eleva su tensión y posteriormente, mediante una línea de evacuación se inyecta en la red de distribución o de transporte en el punto de conexión otorgado. • Los aerogeneradores habitualmente se disponen en filas, perpendiculares a la dirección del viento predominante, separados entre ellos unos tres diámetros de rotor. Con esta separación se trata de evitar que las turbulencias provocadas en el viento por cada máquina afecten al resto de aerogeneradores. Por la misma razón, la separación entre filas paralelas de aerogeneradores suele ser superior a siete diámetros de rotor.
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    • Existen, naturalmente,otras aeroturbinas, según su tipología: de eje vertical, con dos palas, multipalas, con rotor a sotavento; con tamaños muy distintos: desde pequeños aerogeneradores de menos de un metro de diámetro y potencias inferiores a 1 kilovatio hasta enormes máquinas de más de 100 m de diámetro y más de 5.000 kW de potencia nominal; las hay situadas tierra adentro, en línea de costa o mar adentro. Se emplean para generar electricidad a gran escala o para suministro eléctrico de viviendas aisladas, para bombear agua o, en un futuro cercano, para generar hidrógeno o desalinizar agua de mar… • Energía Eólica con Helios Consulting: Eólica de pequeña potencia • Los parques eólicos de gran potencia son fundamentales para aumentar la contribución de la energía de origen renovable en los sistemas eléctricos nacionales. Sin embargo, en muchos países todavía no se termina de aprovechar la capacidad de la tecnología eólica para aportar energía renovable de forma distribuida, mediante su integración en entornos urbanos, semi-urbanos, industriales y agrícolas, especialmente asociada a puntos de consumo de la red de distribución. • Las instalaciones eólicas de pequeña potencia presentan unas características propias, que las dotan de una serie de ventajas adicionales respecto a la gran eólica, como una potencial mayor eficiencia global por las pérdidas evitadas en las redes de transporte y distribución, y que permiten la integración de generación renovable sin necesidad de crear nuevas infraestructuras eléctricas. Además, pueden fomentar la implicación ciudadana en la mejora de la eficiencia energética, el autoabastecimiento energético y la lucha contra el cambio climático. A continuación, se citan las más significativas: • Generación de energía próxima a los puntos de consumo. • Versatilidad de aplicaciones y ubicaciones, ligado al autoconsumo, con posibilidad de integración en sistemas híbridos.
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    • Accesibilidad tecnológicaal usuario final, facilidad de transporte de equipamientos y montaje. • Funcionamiento con vientos moderados, sin requerir complejos estudios de viabilidad. • Aprovechamiento de pequeños emplazamientos o de terrenos con orografías complejas. • Suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica. • Optimización del aprovechamiento de las infraestructuras eléctricas de distribución existentes. • Bajo coste de operación y mantenimiento y elevada fiabilidad. • Reducido impacto ambiental, por menor tamaño e impacto visual, y por su integración en entornos con actividad humana. • Técnicamente, estas aeroturbinas tienen una estructura similar a las grandes, solo que su diseño es mucho más simple (sistemas de orientación pasivos, generadores eléctricos robustos de bajo mantenimiento, ausencia de multiplicadores…). Su sencillez de funcionamiento hace que, en general, estas pequeñas instalaciones puedan ser atendidas por los propios usuarios. • En la actualidad en muchos países, los pequeños aerogeneradores son sobre todo utilizados para el autoconsumo de edificaciones aisladas. Además, suelen ir acompañados de paneles solares fotovoltaicos formando parte de pequeños sistemas híbridos que, por medio de la combinación de la energía del sol y el viento, permiten garantizar el suministro eléctrico. Estos sistemas, bastante fiables, incluyen unas baterías donde se almacena la energía sobrante para cuando no haya viento ni sol.
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    • Biomasa. • Quées la Biomasa? • La biomasa es la materia orgánica de origen vegetal o animal que permite disponer de una energía térmica para uso industrial o doméstico en forma de calefacción ecológica y económica en el hogar de forma respetuosa con el medio ambiente. La utilización de la biomasa reduce las emisiones nocivas que provocan el efecto invernadero ya que su balance de emisiones de CO2 es neutro. • ¿Porqué utilizar Biomasa?
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    • El beneficioobtenido por la utilización de este recurso es doble. Por un lado, el consumo biomasa como combustible da lugar a un ahorro de tipo económico, debido a que su coste es muy inferior al de las fuentes convencionales de energía. Por otro lado, contribuye a evitar el aumento de las emisiones de dióxido de carbono, ya que el CO2 que se desprende por la combustión de estos residuos no es otro que el usado por el mismo ser vivo para formarse y crecer. Las plantas, al realizar la fotosíntesis, necesaria para su crecimiento, absorben CO2 de la atmósfera y fijan en su organismo el carbono contenido en dicho dióxido. Cuando se produce la combustión de la biomasa, es ese mismo carbono el que se vuelve a combinar con el oxígeno, produciendo de nuevo CO2. De esta forma, al cerrarse un ciclo completo, el balance de CO2 es neutro. • La Biomasa como combustible. • La biomasa es un combustible procedente de residuos valorizados de restos de madera que bien pueden ser tratados como astillas o como pellets. Ambas por su composición, son un combustible ideal para este tipo de instalaciones por sus características • El aprovechamiento de la biomasa, es decir, del combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos, es la fuente de energía renovable seleccionada para la obtención del fluido caloportador, en este caso el agua, encargado de cubrir las necesidades de energía térmica en la industria y calefacción en las instalaciones domésticas. Las modernas instalaciones alimentadas con biomasa son absolutamente diferentes del tronco de leña ardiendo en una chimenea. • Es un combustible muy rentable por su alto valor económico, ecológico y social. • Valor económico. Su precio por kWh producido es mucho más reducido que el de cualquier combustible fósil. Además, no está sujeto a las presiones de precio que ejercen las grandes compañías de suministro de Energía • Ecológico: Ayuda a reducir las quemas incontroladas de podas canalizando esa energía liberada para procesos de calor controlados, limpiezas de bosques, Emisiones de CO2 neutras, Son combustibles que se consumen prácticamente donde se producen evitando así contaminación por transporte. • Político Social: Produce riqueza en la zona de consumo incrementando puestos de trabajo. • Tipos más comunes de BIOMASA • Las astillas de madera • Procedentes de restos de poda las características que debe tener son: – Granulometría:
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    Valor económico. Suprecio por kWh producido es mucho más reducido que el de cualquier combustible fósil. Además, no está sujeto a las presiones de precio que ejercen las grandes compañías de suministro de Energía Ecológico: Ayuda a reducir las quemas incontroladas de podas canalizando esa energía liberada para procesos de calor controlados, limpiezas de bosques, Emisiones de CO2 neutras, Son combustibles que se consumen prácticamente donde se producen evitando así contaminación por transporte. Político Social: Produce riqueza en la zona de consumo incrementando puestos de trabajo. Tipos más comunes de BIOMASA Las astillas de madera Procedentes de restos de poda las características que debe tener son: Granulometría: Se distinguen en según norma ÖNORM M 7133
  • 23.
    Contenido de agua Elcontenido de agua en las astillas es un factor muy importante. Cuando mayor sea el contenido de agua menor será el poder calorífico del combustible. Su clasificación es W20: Astilla secada al aire con 20% de humedad W30 Astilla almacenable con 30% de humedad W35 Astilla almacenable limitadamente con 35% de humedad W40 astilla húmeda W50 Astilla fresca
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    • Los Pellets •Los pellets de madera son gránulos cilíndricos de 6mm de diámetro y de 5 a 30mm de longitud. Están compuestos el 100% de residuos secos de madera natural no tratada.
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    • El podercalorífico de este combustible es de 5khW/Kg y por su gran densidad aparente 650kG/m3 es un combustible muy cómodo porque alarga la autonomía de la instalación, por el contrario, al ser un producto fabricado su precio es mayor que las astillas. • Calderas de Biomasa • Las calderas de biomasa son equipos compactos diseñados específicamente para su uso, ya sea doméstico en viviendas unifamiliares, edificios de viviendas o comerciales, existiendo también modelos para instalaciones industriales. Todas ellas presentan sistemas automáticos de encendido y regulación e, incluso algunas, de retirada de cenizas, que facilitan el manejo al usuario. Para aplicaciones de calefacción doméstica o comercial, estos equipos son de potencia baja a media, hasta 150-200 kW. Este tipo de sistemas alcanzan rendimientos entre el 85 y 95%, valores similares a los de las calderas de gasóleo o de gas. • Un caso concreto, cada vez más extendido, son las calderas de pellets. Debido a las características de este combustible: poder calorífico, compactación, etc, las calderas diseñadas para pellets son muy eficientes y más compactas que el resto de calderas de biomasa.
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    • La empresasugerirá establecer un sistema integral de energías renovables si el proyecto así lo requiere, es decir, la instalación tal vez demande la energía para uno o varios usos (iluminación, calentadores de agua, baterías, interconexión con la energía eléctrica, almacenamiento de la electricidad generada a partir de la solar y/o eólica, o equipo de protección para toda la tecnología implementada), y para cada uno o en conjunto deberá proponer el sistema que mejores resultados brinde. • Energía Renovable ofrece son: • Iluminación mediante LEDs de alta eficiencia, desarrollando proyectos para alumbrado público, iluminación decorativa y de interiores de acuerdo a la NOM-025-STPS y NOM-001-SENER. • Sistemas de calentamiento de agua solar a través de la tecnología de tubos al vacío aplicado en residencias, albercas, clubes deportivos, hoteles e industrias. • Sistemas fotovoltaicos para la producción de energía eléctrica a través de tecnología de silicio de alta eficiencia y CIGS (Cobre-Indio-Galio-Selenio), los cuales se implementan para ser productor de energía independiente y/o tener interconexión a la red (CFE). • Generadores eólicos para la producción de energía eléctrica a través de equipos con capacidad de 200 – 3000 Wh aplicados en residencias y comercios, hasta generadores con capacidad de 1 a 3 Mwh aplicados en la industria. • Sistema de bombeo fotovoltaico y eólico, sistemas de refrigeración y purificación de agua solar aplicado en zonas rurales y clubes ecoturísticos. • Sistemas UPS solares aplicados en la industria para el respaldo de información electrónica y SITES. •