RENEWABLE ENERGIES

Along the history, the man used of this type of energy to do tasks of grinding or forge, or to treat the linen before entrusting it.

It is known by all that our rivers and creeks are full of small mills, the majority in condition of ruin, these ingenuities are the reflection of the sustainable utilization of the riverbeds of the rivers.
Today the energy of the rivers, it divides in:

Minihydraulics: they are the small electric power stations, which do not take with it big actions in the riverbeds of the rivers.

Great hydraulics: electric power stations that have always a great dam that drowns the bed of the river.

The hydraulic power is the one that obtains of the fall of the water from certain height to a low level what provokes the movement of hydraulic wheels or turbines. The hydroelectricity is a natural available resource in the zones that present sufficient quantity of water. His development needs the construction of marshes, reservoirs, channels of derivation...

All that implies a great economic investment for what it does not turn out to be competitive in regions where the coal or the oil are cheap, though the cost of maintenance of a thermal power station, due to the fuel, is more expensive than that of a hydroelectric power station.

The power obtained across the hydraulic resources depends on the water volume that flows for unit of time and of the fall of this one. A hydroelectric power station consists of one I combine of works destined to turn the kinetic and potential energy of the water, in available power since it is the electricity. This transformation is realized across the action that the water exercises on a hydraulic turbine, which simultaneously contributes rotating movement to an electrical generator.

How does hydroelectric power station work?

The head offices depend on a great reservoir of water contained by a dam. The water flow can control and support almost constant. The water is transported by a few conduits or channelings, controlled with valves and turbines to adapt the water flow in relation to the demand of electricity. The water that enters the turbine goes out for the channels of unload. The generators are placed rightly on the turbines and connected with vertical trees. The design of the turbines depends on the water flow; the turbines Francis and Kaplan are in use for big flows and average and low jumps, and the turbines Pelton for big jumps and small flows.

The hydraulic turbines use to take advantage of the energy of the water in movement. The turbine Kaplan is similar to that of a propeller of a ship. The wide spades or blades of the turbine are stimulated by water of high pressure liberated by a hatch. The turbine Pelton is a model of the 19th century which functioning is more similar to that of a mill of traditional water. The wheel turns when the water proceeding from the forced conduit peta his palettes or spades.

For the formation of a water jump it is necessary to raise the superficial level of this one on the normal level of the current, catching the water with a reservoir to produce the total usable jump in the same reservoir or to contribute this jump, deriving simultaneously the waters for a channel of derivation of hanging minor that the riverbed of the river. The waters of the channel of derivation it is necessary to lead them to the turbines and, for it, in the minor jumps of approximately 12 m, the water ends directly in the chamber of turbines and, in the jumps superior to 12 m, finishes in an ensanchamiento called chamber of pressure from where it divides to channeling to pressure that in penstock, takes the water to the turbines.The water goes out to great pressure for the tewel and stimulates the blades that make turn an axis and the generator, to the exit of the turbines, the water goes on to a channel of outlet for what it ends again in the river.

Advantages

Supposes an inexhaustible resource that depends on the hydrological cycle.

It neither issues greenhouse gases nor provokes acid rain.

It is not necessary to use systems of refrigeration or boilers.

It stores the water to use it in the irrigation.

It allows the accomplishment of activities of playtime.

The flow regulates, which avoids floods.

The birds live in the marshes.

Disadvantages

The reservoirs prevent to some species of fished when they mend the rivers to spawn.

The sediments accumulate in the reservoir impoverishing of nutrients the rest of the river.

The dammed water does not have the same conditions of salinity, dissolved gases, temperature, nutrients and properties that flow for the river.

The construction of marshes demands the movement of entire villages. It provokes one deterioration in the natural way.

It exists the implicit danger of break of the dike and floods of the neighboring zones.

A change takes place in the climatology: increase of the dampness, cloudiness and the rainfalls.

At present there is done distinction of this energy depending on his size and power: Half and big hydraulics, over 10 MW. His environmental and social impact can be a high place. In general the environmental groups do not consider her to be renewable.Minihydraulics, of less than 10 MW. His environmental impact can be considered to be moderated.

It is really respectful with the environment. The impact that can produce is small, minimizable and in many cases avoidably completely (you climb for fished, minimum flow, soterramiento of channels of derivation or forced channelings, vegetable screens, arboreal repopulation, etc).

Fundamentally two types of hydroelectric power stations exist:

Water head offices fluyente:

They are those utilizations that by means of a work of capture catch a part of the circulating flow for the river and lead it towards the head office to be turbinado. Later, this flow is returned to the riverbed of the river. These head offices are characterized for having a useful constant jump, and a flow turbinado very variable, depending on the hydrology. Therefore, in this type of utilization, the installed power is directly related to the flow that happens for the river.

Head offices of foot of reservoir:

They are those waters located below from the reservoirs destined to hydroelectric uses or other ends as suministración from water to populations or creeks, capable of producing electric power, since they do not consume water volume. They have the advantage of storing the energy and be able to use it in the moments in which more he needs. Normally they are those who regulate the capacity of the electrical system and with that the balance sheet achieves of better way consumption / production.

In the water head offices the basic scheme of the same ones is accustomed to possess all or some of the following elements: a dam or reservoir of derivation, which turns part of the flow aside across a channel or channeling with a view to a chamber of load; of this part a forced channeling that leads the water up to the turbine. This one will be in the building of the head office together with the electrical generator and the auxiliary elements. Finally, a channel of unload returns the water to the riverbed of the river.

The power of a hydroelectric power station depends on the flow that could turbinar and of the jump, that is to say, from the difference of quotas of the water to the entry and to the exit of the head office. Depending on such parameters (jump and flow) will choose the type of the most solid turbine. To know correctly the characteristics of certain utilization, it is necessary to have information of at least twenty hydrological years.

The hydroelectric relatively small systems can supply to interior villages. For example, a head office of 500 kW can supply with electricity 800 persons. The source of energy can be a creek, a channel or it forms other one of current that could supply the necessary quantity and the water pressure, across the channeling supply, to establish the operation of the hydroelectric system.

As soon as the water of a flow enters the channeling supply, it is transported up to the roller of the turbine at the far end. The turbine, in turn, stimulates the generator and electric power takes place. There are three principal types of turbines:

The turbine Pelton, which is in use for big jumps of water (more than 100 m).

The turbine Francis, used for water jumps between 15m and 120m.

The turbine Kaplan, which is in use for diverse flows between 1m and 20m.

The turbines used in the head offices minihidraúlicas divide in two types:

The turbine of action is that one who takes advantage of the speed of the water, that is to say his kinetic energy. The most habitual model is the Pelton, which consists of a circular disc or roller that has mounted a few blades or spoons of double basin. This type of turbine will use fundamentally for the hydroelectric utilization of high and small caudal jump.
The turbine of reaction takes advantage of both the speed of the water and the pressure that him remains to the current in the moment of contact.
Most used between those of reaction they are the turbine Francis and the turbine Kaplan. These are accustomed to have four fundamental elements: framework or snail, distributor, roller and pipe of aspiration.

As the energy of the rivers, the wind power goes accompanying the man for centuries, moving arms of mills, or pushing the candles of thousand-year-old ships. At present the wind power represents the renewable energy that experienced more technical advances.

For the electrical production there are in use a few machines that are named wind generators. There exist two types of wind facilities: Isolated, to generate electricity in remote places, for self-consumption. These facilities can be combined by solar photovoltaic plates.

Normally they are small turbines, to give service to ships, facilities of telephony, etc. Wind farms, which they install in the summits of the mounts, where the speed of the wind is adapted for the rentabilización of the investments. At present also the implantation of wind farms is studied in the sea " off - shore ", for which the coast of To Corunna, it has a privileged situation. The technological current development, as well as a major knowledge of the conditions of the wind in the different zones, is allowing the implantation of big wind farms connected to the electrical network in all the autonomous communities. In short the wind machine divides in these elements:

Tower: it is capable of resisting the wind thrust and the height to avoid the turbulences that the soil produces. His height can go from 40 to 120 meters.

Blades: Composed by a number of sticks, in general three, whose mission is the transformation of kinetic energy in electricity company.

System of orientation: It supports the rotor towards the wind depending on the secondhand device.

System of regulation: It controls the speed of rotation and the driving torque in the axis of the rotor avoiding fluctuations.

Transmission: his mission will be the coupling between the system of capture and the system of generation.

Generador: es el encargado de producir la energía eléctrica. La potencia del aerogenerador varía en función de las condiciones de la instalación. Las potencias actuales van desde los 500Kw, hasta los 2,6Mw.

A enerxía solar é a enerxía que, producida polas reacións de fusión nuclear que se producen no sol, chegan a nós en forma de fotóns, que se poden aproveitar para producir calor ou electricidade. No caso da solar térmica, o aproveitamento da enerxía é para producir calor. O sistema que se emprega, é o de quentar un líquido caloportador (en xeral auga con anticonxelante) e transmitir este calor a unha fonte de auga, que se empregará como auga de consumo, ou para calefacción. O sistema divídese en varias partes: Captación: formado por paneis solares, poden ser planos ou debaleiro, ou do sistema "heat pipe" Intercambiador: aquí o líquido caloportador cede o seu calor á auga. Pode ser un intercambiador de calor, ou pode facerse dentro do acumulador de auga quente, onde se usa un serpentín, para poder facer o proceso de intercambio Regulador: sistema de apoio que controla a produción de calor nos paneis, as temperaturas nos dous circuítos, e a temperatura de auga de consumo Acumulador: tanque onde se acumula a auga quente, tamén pode ser o lugar onde se fai o intercambio de calor entre os dous circuítos Auxiliares: composto por bombas de recirculación, electroválvulas, válvulas mesturadoras, purgadores, vaso de expansión, etc. Sistema de apoio: aínda que non forma parte do sistema de enerxía solar, o sistema de apoio e imprescindible, cando este non pode subministrar o 100% do consumo. Este sistema pode ser calquera tipo de caldeira, a gas, fuel-oleo ou electricidade. Este tipo de sistema, pódese empregar tanto en vivendas unifamiliares ou en edificios, de feito o Código Técnico da Edificación (CTE), obriga ás novas construcións a dotarse de sistemas de apoio solar, para a produción de auga quente sanitaria. En usos industriais, tamén é aplicable a enerxía solar, onde se precise auga quente en grandes cantidades, ou auga a gran temperatura, pódense deseñar instalacións que cumpran é perfección estes obxectivos.

-Empregando paneis fotovoltaicos, podemos transformar a radiación do sol en enerxía eléctrica. Un panel fotovoltaico está formado por células fotovoltaicas, feitas con dous tipos de silicio (P e N), e unidas por un medio neutro, ao incidir nestas células a luz do sol, provoca unhas reacións, que levan coma fin un tráfico de electróns que producen electricidade. Segundo o tipo de silicio que forman as células, os paneis divídense en monocristalinos, policristalinos e de silicio amorfo. ónon toda a enerxía recibida se transforma en electricidade, de feito nos paneis monocristalinos só se transforma o 25% da enerxía recibida. O 20% nos paneis policristalinos, e ao redor dun 12% nos de silicio amorfo. -A enerxía producida por este sistema se pode acumular en baterías, ou vertela á rede, previa transformación, o prezo das primas están estipuladas por lei, (neste momento son o 525% do prezo do kilowatio en compra). -Un sistema de enerxía solar fotovoltaica, conectado á rede tería as seguintes partes: Captación: formado por paneis solares de silicio, conectados ben en serie ou ben en paralelo Inversor: aparello que transforma a corrente continua dos paneis, en corrente alterna (a que usamos nas nosas casas) Contador: amosa a cantidade de enerxía que lle vendemos á compañía subministradora -Os sistemas de enerxía solar fotovoltaica illada, componse dos seguintes elementos: Captación: formado por paneis solares de silicio, conectados ben en serie ou ben en paralelo Baterías: acumulan a enerxía que producen os paneis Regulador: encárgase de cargar as baterías, e de sacar o consumo que se lle solicite Inversor: ao igual que no sistema conectado á rede, este aparello transformarí a corrente continua dos paneis, en corrente alterna. Non é un dispositivo que precisemos, se todo o consumo eléctrico o facemos en corrente continúa -A nivel industrial, existen plantas xeradoras de electricidade por medio de paneis solares fotovoltaicos, denominadas "hortas solares". Na nosa provincia ainda non dispoñemos de ningunha instalación deste tipo.

A utilización da biomasa como fonte de enerxía acompaña ao home dende o principio dos tempos, dende que o home aprendeu a utilizar o lume para o seu beneficio, consiste no aproveitamento da materia procedente da fotosíntese vexetal, que a súa vez é desencadenante da cadea biolóxica. As plantas, que conteñen clorofila, transforman o dióxido de carbono e a auga en material orgánico de alto contido enerxético mediante a fotosíntese Este material pode ser posteriormente transformado en enerxía térmica, eléctrica ou biocarburantes. A biomasa pola súa orixe, divídese en animal e vexetal, sendo esta última a que máis aplicacións ten hoxe en día As fontes de obtención de biomasa, máis salientables, son as seguintes: Residuos forestais: proceden das intervencións do home sobre os montes (podas, rozas, limpezas, rareos) Residuos agrícolas: poden ser excedentes de palla de cereais, forraxes, residuos de podas de viñedos; ou un dos máis usados, que é o óso das olivas Residuos gandeiros: principalmente son os excrementos de animais de granxa Residuos industriais: son os remanentes de procesos industriais, poden ser moi diversos, dende palets de madeira e serraduras ata limpas de pescado Augas residuais: nas depuradoras poden concentrarse cantidades importantes de lodos e biogas, aproveitable para outros procesos Residuos sólidos Urbanos (RSU): Na provincia de A Coruña temos dous exemplos de como se aproveita este combustible, un na planta que SOGAMA ten en Cerceda, e outro na planta de RSU de Nostión, en A Coruña Cultivos enerxéticos: son plantas cultivadas co obxecto de ser aproveitadas como biomasa transformable en biocombustible. Os máis utilizados son a cana de azucre, algúns cereais (avea, trigo, cebada, millo), o cardo, a remolacha de azucre, xirasol, etc. Noutras latitudes, investigan co uso de palmeiras, ou froitos como a xoxoba. Unha vez obtida a biomasa, a súa transformación en enerxía se pode facer de moitas maneiras, as máis comúns son as seguintes: Métodos termoquímicos, segundo sexa a orixe da biomasa, pódese facer por combustión, como se fai nas caldeiras de calefacción doméstica de leña, ou nas plantas de biomasa como a que existe en Allariz (Ourense) Gasificación/Pirólise: aplícanse temperaturas elevadas con poucas cantidades de oxíxeno, liberando no proceso monóxido e dióxido de carbono, hidróxeno e metano, tamén se pode obter como residuo do proceso, carbón vexetal Métodos biolóxicos ou químicos: basúanse na aplicación de microorganismos que contribúen ao proceso de degradación da biomasa, obtendo produtos de alto contido enerxético. Os que máis se utilizan son os seguintes: Fermentación alcohólica: neste proceso con diferentes fases de fermentación se transforma o carbono acumulado nas plantas, en alcohol segundo o tipo de biomasa; estes procesos teñen un consumo enerxético que pode non cumprir cos parámetros renovábeis. Deste xeito se consiguen os biocrburantes tales como bioetanol ou biodiesel Fermentación metónica, ou dixestión anaerobia: neste proceso, entran como parte activa, determinados microbios, que en ausencia de oxíxeno xeneran gases coma o metano e o dióxido de carbono. Este proceso úsase nas plantas de biodixestión de residuos urbáns, nas depuradoras de augas residuais, e na fermentación de residuos gandeiros. Os combustibles que se obteñen con estes procesos teñen moitas vantaxes medio ambientais, A emisión de xofre ú atmosfera coa combustión é escaso, non liberan partículas, e a produción de cinzas é reducido, e estas pódense reutilizar coma compost ou abonos.

Os biocombustibles son os combustibles que se producen a partir da biomasa e que se consideran polo tanto unha enerxía renovable. Pódense presentar en estado: sólido (fración biodegradable dos residuos urbáns ou industriais, vexetais) líquido (bioalcoholes, biodiésel) gaseoso (biogás, hidróxeno) Dentro dos biocombustibles, os biocarburantes abarcan o subgrupo caracterizado pola posibilidade da súa aplicación aos actuais motores de combustión interna (motores diésel y Otto). Normalmente preséntanse en estado líquido. Os biocarburantes proceden de materias primas vexetais, a partir de transformacións biolóxicas e físico-químicas. Neste momento atopanse desenvoltos dous tipos: biodiésel, obténse a partir da transesterificación de aceites vexetais (usados: frituras, graxas animais; ou de cultivos: colza ou o xirasol). Hai estudios que apuntan ao gran rendemento que teñen algúns tipos de palmeira, ou froito como o da "xoxoba", en México. O produto obtido, é un substituto do diésel normal, aínda que de momento soe empregarse mesturado con este, en proporcións dun 50%, a partir da transesterificación de aceites vexetais e grasas animais con un alcohol lixeiro, coma metanol ou etanol. En España no ano 2004 se produciron 13.000 toneladas de biodiésel (Fonte: eurObserver). bioetanol, obtido fundamentalmente das sementes ricas en azúcares mediante a fermentación; neste caso as materias primas que se empregan son, a remolacha, "sorgo" dulce, millo, tamén se estudia a incorporación de cultivos enerxéticos mellorados, principalmente os lignocelulísicos coma o cardo, que conteñen azúcares simples, e así se obtén etanol por fermentación. Sen embargo, noutros cultivos coma nos cereais a enerxía se atopa almacenada coma carbohidratos máis complexos como o almidón, que ten que ser hidrolizado antes da súa fermentación a bioetanol, e que se utiliza coma aditivo nas gasolinas. Este composto suple os tradicionais combustibles fósiles e melloran o comportamento ambiental destes. Producíronse 194.000toneladas durante o ano 2004 en España (Fonte: eurObserver) O biogás obténse pola descomposición da materia orgónica, principalmente nas augas residuais (as depuradoras teñen un enorme potencial), os residuos gandeiros, os residuos biodegradables industriais (coma os derivados da industria cervexeira, azucareira, etc.), en condicións anaeróbicas e por ación directa de microorganismos, a composición soe ser de metano (CH4) entre un 50 e un 75%, e dióxido de carbono (CO2) entre un 25 e 50 % ademais tamén pode conter hidróxeno e sulfuro de hidróxeno, en pequenas concentracións. O valor calorífico do biogas, e de aproximadamente 6 Kwh/mº.

O mar é sen dúbida unha das fontes potenciais de enerxía máis grandes que existen, dende o seu aproveitamento como emprazamento de parques eólicos "off-shore" ata o aproveitamento das mareas ou das ondas, presentan un panorama de futuro, cheo de expectativas, aínda que na actualidade non exista un desenvolvemento tecnolóxico axeitado. Históricamente na provincia de A Coruña, existen instalacións que aproveitaban este tipo de enerxía, como os muíños de Acea da Ma, en Culleredo ou o muíño das Aceñas en Narón. En ámbolos dous casos aprovéitase a subida das mareas para move-los rodicios. Segundo o tipo de aproveitamento, a enerxía do mar divéídese en: enerxía das mareas: basease no aproveitamento da diferencia de nivel que provocan os movementos das mareas, entre a preamar e a baixamar. Cando a marea sube, aproveitase para anegar unha área de terreo situado na cota cero das mareas embalsando esta auga, e deixandoa saír despois de que se produce a baixamar. Tanto no tempo de suba da marea, como no posterior desembalse de auga, unha turbina situada estratexicamente no lugar de paso da auga, xira co fin de producir electricidade. A central máis grande do mundo, de este tipo, atópabase en Francia, no estuario de Rance, tiña unha potencia instalada de 240 Mw e pechou despois de varias décadas funcionando. enerxía das ondas: este tipo de aproveitamento, ten diversas vertentes, a máis coñecida e o de columna de auga oscilante, no que o movemento das ondas, empurra unha porción de aire, que se comprime e expande por efecto destas, este ar pode mover unha turbina, que a súa vez produce electricidade. A pranta máis grande do mundo, atopase en Wizhinja (India) con unha potencia instalada de 150 Kw. Outro tipo de tecnoloxía usada é a que aproveita o movemento superficial das ondas, usando grandes cilindros para aproveita-la diferencia de altitude que se produce entre os picos das ondas, e así comprimir o ar, que a súa vez moverá as turbinas que xenerarón a electricidade. Hai varias instalacións deste tipo en Europa, en Escocia e Portugal, sendo esta última a mais grande delas con unha potencia de 3 Mw, na primeira fase, dun proxecto que chegará aos 24 mw (proxecto Pelamis). Aproveitamento do gradente térmico do mar; a diferencia de temperaturas, entre a auga da superficie, e a auga das profundidades mariñas pode ter máis de 20 ºC nunha distancia inferior a 100 metros. Estes cambios tan bruscos de temperatura, prodécense e zonas tropicais, sendo moito menor, nas augas distantes do ecuador. Este sistema basease na condensación de gases a partir da auga fría, e súa evaporación por medio da auga cálida, neste proceso, libérase enerxía. Na actualidade existe unha planta de 1 Mw na costa de Hawai, e outro similar no Xapón.

Esta enerxía basease no aproveitamento do calor que existe nas capas internas da terra, pode ser de dous tipos, de baixa temperatura, ou de alta temperatura: Os de baixa temperatura son de uso máis domestico, a enerxía que se recolle emprégase en calefación e en produción de auga quente sanitaria. Usan o gradente de temperaturas da pelica terrestre, que está entre 10ºC e 60ºC cada Km que se profundiza. Os de alta temperatura aproveitan os residuos de actividade volcónica recente, existentes no subsolo, para producir vapore, para uso industrial, ou para producir electricidade.