25 de abril de 2016

Vehículo electrico vs Contaminación

Normalmente solemos pensar que lo único que contamina del vehículo es la combustión del combustible, pero en realidad un coche de motor de combustión interna es una máquina poco eficiente. De toda la energía que aporta el carburante sólo se aprovecha para el movimiento un 25%, y el restante 75% se pierde por rozamientos dentro del motor y por las características termodinámicas del motor de explosión. Después está el problema que más destaca siempre, el de las emisiones de CO2, que no dejan de subir en el sector del transporte, y también la contaminación del aire, el ruido, etc.

¿Pero qué ocurre con el coche eléctrico, no contamina nada en comparación con los vehículos de combustible como se suele pensar? Esto no es del todo exacto, ya que la eficiencia del motor eléctrico como se explica en el artículo “Análisis energético y económico del vehículo eléctrico”, publicado en Cuadernos de Energía, la eficiencia de un motor eléctrico es muy superior a los de combustible habituales, pero para poder compararlo con uno de gasolina se debe tener en cuenta el proceso completo que engloba desde la planta eléctrica hasta las ruedas, es decir, desde que se introduce el combustible (combustibles habituales y energías renovables) en una central para generar electricidad hasta que dicha electricidad es transportada y cargada en la batería, y posteriormente utilizada para mover el vehículo. Si se evalúa de esta forma, el balance energético del vehículo eléctrico depende principalmente de dónde se ha conseguido o extraído la electricidad que consume. Puede venir de una central de energía renovable donde se considera una eficiencia del 100%, dado que no importa perder energía cuando se trata energías renovables (solar, eólica, etc.), o puede venir una central de energía no renovable, lo que otorgaría una eficiencia en torno al 50%.

Figura 1: Tipos de vehículos eléctricos.
 

Los autores del artículo concluyen según sus cálculos que con un vehículo eléctrico puro (BEV. Figura 1) se consigue una eficiencia del 77% si la electricidad procede de una fuente renovable, y un 42% si procede de una fuente eléctrica basado en una fuente de algún tipo de combustible fósil. Por último, la eficiencia del coche híbrido está entre el 31 y el 49%, y citan un informe del Instituto Tecnológico de Massachusetts que prevé que el coche eléctrico (BEV) del año 2035 consuma un 31% de la energía utilizada por un coche de gasolina convencional (Figura 2).

Si hablamos de las emisiones de un coche enchufado a la red, el vehículo eléctrico no tiene tubo de escape por el que se expulsen emisiones de algún tipo, aunque no está libre de contaminantes o de CO2 directamente.  De forma indirecta, estas emisiones dependen del origen de la electricidad. Estas pueden ser generadas en centrales que utilicen algún tipo de combustible fósil. Se supone que, si un vehículo es más eficiente, consumirá menos energía y generará también menos CO2 por kilómetro, pero ya hay algunos informes que apuntan que, si la electricidad de un coche eléctrico procede de una planta de carbón, se habrá generado tanto CO2 o incluso más que un vehículo de gasolina convencional.

Figura 2: Consumo equivalente.


En cuanto a la contaminación acústica, un motor eléctrico no deja de ir dentro de una carrocería y aunque no se pueden evitar los atascos de las ciudades y otros problemas asociados, estos motores tienen como ventaja que no generan contaminación acústica. También hay una contribución positiva del vehículo eléctrico a la sostenibilidad ambiental ya que, por un lado, disfruta de una eficiencia energética muy superior al vehículo convencional, y por otro, al suministrarse con electricidad, y teniendo en cuenta que cada vez se están implantando más las energías renovables en el sector eléctrico, el vehículo eléctrico permite que estas irrumpan en el transporte por carretera.

En conclusión, el menor consumo energético por kilómetro recorrido y la posibilidad de dar mayor importancia a las energías renovables en este sector, contribuirán de forma importante a la reducción de la contaminación procedente del sector transporte, el cual es el principal emisor de la economía mundial. Con esta información, se puede destacar que las emisiones de un vehículo eléctrico por cada 100 kilómetros pueden llegar a ser hasta cinco veces más bajas que las de un vehículo de gasolina.

Referencias:
https://www.enerclub.es/file/4toSuowBhxde53XLtJgjzw;jsessionid=48D247EE00EB066187317712879772D3
 

18 de abril de 2016

Vidrios fotovoltaicos en invernaderos 1

"Invernaderos que cultivan energía" coexistencia entre dispositivos fotovoltaicos y cultivo.
Los paneles solares son módulos que usan la energía que proviene de la radiación solar. Hay de varios tipos, como los de uso doméstico que producen agua caliente o los paneles fotovoltaicos que producen electricidad.
Los paneles solares fotovoltaicos se componen de celdas que convierten la luz en electricidad. Dichas celdas se aprovechan del efecto fotovoltaico, mediante el cual la energía luminosa produce cargas positivas y negativas en dos semiconductos próximo de distinto tipo, por lo que se produce un campo eléctrico con la capacidad de generar corriente.
La tecnología ha permitido que los paneles solares se vuelvan cada vez más baratos y efectivos ampliando su uso a distintos ámbitos dada la variabilidad de materiales usados en su fabricación. Los paneles fotovoltaicos transparentes permiten ampliar el uso de la energía fotovoltaica en nuevas y diversas áreas de aplicación. Los módulos pueden ser hechos con plástico transparente o vidrio y tienen la particularidad de filtrar la luz natural de sol a través de sus células. Por esta razón, se consolidan en el mercado de la energía renovable.
Los paneles fotovoltaicos son transparentes, teniendo por lo tanto, una serie de cualidades y ventajas sobre los paneles tradicionales opacos, por lo que pueden ofrecer oportunidades interesantes con su aplicación en el campo de los invernaderos.


Los invernaderos son recintos en los que se mantienen constantes la temperatura, la humedad y otros factores ambientales para favorecer cultivos agrícolas. Se encuentran siempre ubicados en espacios abiertos donde reciben grandes cantidades de radiación solar directa.
Los invernaderos que se utilizan normalmente en la agricultura, tienen una sección de arco y se localizan longitudinalmente de norte a sur para reducir la radiación excesiva durante la mitad del día. El resultado global es un sistema de cultivo que se caracteriza por un perfil de temperatura óptimo con el que se evitan picos que puedan resultar dañinos.
Se ha desarrollado una instalación de módulos fotovoltaicos que permite la generación de electricidad en los invernaderos sin que el cultivo se vea afectado por un sombreo excesivo.  Los cultivos seleccionados para los primeros ensayos, son el tomate y el pimiento, por ser dos de los cultivos más extendidos en el mundo, con necesidades muy elevadas de luz y ser productos con alto valor añadido dentro de la agricultura bajo invernadero.
El módulo fotovoltaico aprovecha la oscilación anual en la altura de la trayectoria solar mediante un sistema óptico basado en lentes. De este modo, se consigue desviar la radiación solar en función de la época del año. Sin necesidad de ningún tipo de seguimiento solar  mecánico, la tecnología permite satisfacer las necesidades impuestas por cualquier tipo de cultivo.
Durante la época invernal (que abarca el periodo octubre, febrero) la luz dentro del invernadero, parámetro clave para el correcto desarrollo de las plantas, apenas disminuye. En verano, por el contrario, el sistema óptico desvía la radiación solar hacia las células fotovoltaicas que componen el módulo, logrando de esta manera un doble objetivo: aportar refrigeración al invernadero en el periodo crítico de altas temperaturas y por otra parte incrementar la producción eléctrica mediante el sistema fotovoltaico.
No se han contabilizado variaciones en cuanto a calidad y producción del cultivo bajo el módulo fotovoltaico en base a la realización de comparaciones con los datos obtenidos bajo una cubierta habitual.
Una forma de disminuir la necesidad de riego en los invernaderos es aprovechar el agua que surge de la evapotranspiración de las plantas para volver a convertirla en agua de riego, llevándose a cabo una gran disminución del consumo del agua necesaria en el cultivo para su crecimiento. Esta técnica adquiere vital importancia en las zonas más áridas o semiáridas donde el agua requerida para el riego es más complicada de obtener.
Para conseguir el agua indispensable para el riego lo que se hace es utilizar un invernáculo hermético en el que no se produzcan fugas de humedad ni durante el día ni durante la noche cuando la temperatura atmosférica baja. La humedad del interior del invernáculo llega a altos niveles de condensación convirtiéndose en grandes cantidades de agua que servirá para regar el cultivo al día siguiente sin tener la necesidad de agregar grandes cantidades de agua extras.
Cabe destacar que la humedad que se mantiene en el interior del invernáculo también sirve para mantener la temperatura interior del mismo durante la noche en regiones frías, ya que gran parte del calor que se pierde en el invernáculo es calor latente de evaporación del agua condensada.
Una forma de lograr hermeticidad en los invernaderos es hacerlo en forma de pequeños túneles ya que en estos casos se puede sellar bien la cobertura del polietileno logrando una buena hermeticidad del interior del invernáculo.
Este método es muy interesante a futuro ya que el uso de vidrios fotovoltaicos para generar energía eléctrica en los invernaderos facilitará que dichos invernaderos sean herméticos disminuyendo así la cantidad de agua necesaria para el riego, a la misma vez que se genera energía eléctrica consumible.
Se persigue el alcance de la coexistencia entre dispositivos fotovoltaicos y cultivo avanzando hacia la cultivación de la energía y la generación de agua para el regadío.



Referencias:
http://www.elmundo.es/elmundo/2011/06/27/castillayleon/1309176801.html
http://tipos-de-energia.blogspot.com.es/2009/08/vidrios-fotovoltaicos-en-invernaculos.html
http://www.exiomgroup.com/paneles-fotovoltaicos-transparentes-perfectos-para-cada-situacion/
http://www.bioenergysolar.com/index.php/es/invernaderosfotovoltaicos.html
http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/2012/01/13/206305.php
http://www.ecologiahoy.com/paneles-solares

14 de abril de 2016

Semáforos con tecnología LED

En la actualidad, la tecnología LED está tomando una mayor relevancia con respecto a la tecnología convencional, ya que ofrece mejores cualidades de seguridad y eficiencia energética. En el caso de los semáforos, esta tecnología se ha ido insertando poco a poco debido a que el color verde fue el último en salir al mercado.

En España, en los últimos años se ha producido esa migración de los semáforos “convencionales” de toda la vida a los semáforos LED, siendo visibles en la mayoría de las ciudades españolas así como también en algunas autopistas de peaje.


La tecnología LED consta de un componente principal que es el diodo, que trabaja en corriente continua y emite luz únicamente con la longitud de onda del color del LED. Los diodos LED incorporan una función de estabilización de tensión que permite mantener el mismo nivel luminoso en el punto, incluso con el fallo de cierto número de diodos al elevar el nivel de tensión que permitirá mantener el mismo nivel de iluminación con los restantes.

Podemos encontrar una serie de ventajas e inconvenientes:

• Menor disipación de calor: la lámpara incandescente emite luz en todo el espectro visible, siendo el difusor quien deja pasar sólo el color requerido y el resto del espectro se transforma en calor, mientras que el diodo LED emite luz monocromática directamente en la longitud de onda de color requerido, por lo que no existe la transformación de luz en calor.

• Mayor eficiencia: ya que toda la luz emitida por foco luminoso es aprovechada en la iluminación del punto de luz.

• Mayor vida útil: la lámpara incandescente tiene una duración de 6.000 h frente a
la del LED puede llegar a 100.000 h, es decir, 17 veces mayor.
• Mayor fiabilidad: la transformación de corriente alterna en continua estabiliza la tensión y así se puede trabajar con mayores márgenes de tensión, por lo que confiere al punto de luz mayor fiabilidad ante variaciones en el suministro.

• Menor mantenimiento: debido a su durabilidad y fiabilidad los costes se reducen.

• Mayor eficiencia energética: el LED rojo consume 24 Lum/W en cambio la lámpara incandescente consume a 10 Lm/W, por lo que te permite unos ahorros energéticos que oscilan entre el 80 % y el 90 %.

En el siguiente gráfico se muestra de manera clara alguna de las ventajas que presenta la implantación de la tecnología LED en los semáforos frente a la tecnología convencional:



En definitiva, el uso de la tecnología LED en los semáforos es rentable económicamente, energéticamente y tecnológicamente.

Referencia: http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_5003_Prod11_SemaforosLED_A2002_A_41efadc7.pdf
Imagen: https://pixabay.com/es/sem%C3%A1foro-verde-pasar-libre-s%C3%ADmbolo-938031

4 de abril de 2016

Diferentes formas de crear energías renovables

Las energías limpias se pueden generar de mil y un modos. Si se usan distintas tecnologías o se adaptan se pueden conseguir resultados sorprendentes.
A continuación se van a exponer diferentes maneras de generar energías renovables poco convencionales.

1. Generadores eólicos sin aspas
Es posible tener una turbina eólica sin aspas, que pueda recoger la energía del viento con eficiencia. Esto ha sido posible por una empresa española y lo ha logrado aprovechando el efecto conocido como vorticidad, producido cuando choca contra un objeto.
Se aprovechan los remolinos que forma el viento para empezar a oscilar, con lo que se obtiene energía mecánica.

2. Metanizar el suero de la leche
Transformar en energía limpia el suero de la leche o lactosuero que se usa para hacer productos lácteos. Es un provechoso reciclaje que hace posible un sistema de metanización que ha necesitado diez años de investigación. Además se aprovecha un residuo que normalmente se considera un desecho para la obtención de electricidad.
La iniciativa, llevada a cabo en Francia, ha requerido una gran inversión. Gracias a este proyecto se retira este desecho y se obtiene biogas para la venta del excedente  y el uso en las granjas.




3. Carreteras solares
Además existen las carreteras solares, se trata de un proyecto basado en paneles solares y LED. Su objetivo,  es buscar un futuro más sostenible en el que la carretera sea autosostenible.
La generación de energía solar permite su financiación y mantenimiento, además de generar energía capaz de iluminarla y mejorar su señalización mediante una iluminación nocturna en la que se utilizan luces LED.
Se trata de una carretera inteligente basada en un gigantesco tapiz de paneles solares hexagonale de vidrio reciclado que mejora la visibilidad nocturna y aumenta la seguridad gracias a la autogeneración de energía limpia.

4. Cometas aerogeneradoras
Las cometas aerogeneradoras, una iniciativa de Google, permite obtener energía eólica en todo momento. Es su gran ventaja frente a las turbinas tradicionales, que necesitan condiciones climatológicas favorables y no es necesario esperar a que el viento sople de lo lindo. Es posible generar energía eléctrica a partir de él yendo en su búsqueda.

5. Granja de algas en la ciudad
Aprovechando el voraz apetito que demuestran las algas por el dióxido de carbono, se creó una interesante granja de algas que absorbiera el smog de las ciudades y a su vez generara energía verde.
Colocada en un puente de una autopista sueca, la granja aprovechaba el sol y el CO2 para crecer y producir gran cantidad de oxígeno. Una ubicación clave para convertirse en un proyecto inédito, integrado en la ciudad como zona verde, purificadora y generadora de energía que podía colocarse en los lugares más insospechados.

Imágenes: https://pixabay.com/es/la-leche-l%C3%ADquido-que-fluye-verter-933106/
Referencias:
http://www.lagranepoca.com/medio-ambiente/41724-cinco-curiosas-maneras-de-crear-energia-renovable.HTML