En un mundo cada vez más consciente de la necesidad de reducir la dependencia de los combustibles fósiles, las energías renovables emergen como protagonistas clave en la transición hacia un futuro más sostenible. En este artículo exploraremos diferentes tipos de energías renovables como la energía solar, eólica o hidroeléctrica, destacando sus ventajas, desafíos y contribuciones al medio ambiente.
¿Qué son las energías renovables?
Son fuentes de energía que se obtienen de recursos naturales que o bien inagotables o bien se renuevan de forma constante en un periodo corto de tiempo (el sol, el viento, el agua, la biomasa…). Las energías renovables son consideradas más sostenibles y apenas contaminantes, en comparación con las fuentes de energía no renovables, como las de combustibles fósiles (gas, petróleo, carbón…).
¿Cuáles son las ventajas de las energías renovables?
- Como hemos dicho, se trata de energías que provienen de fuentes inagotables o de rápida reposición, al contrario que aquellas que requieren de combustibles fósiles, ya que tardan cientos de millones de años en reponerse.
- Son mucho más respetuosas con el medio ambiente que las energías derivadas de combustibles fósiles, ya que estas últimas funcionan por combustión, liberando grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero. Estos gases atrapan el calor en la atmósfera y son los principales responsables del cambio climático.
- Las energías renovables, además, por lo general son abundantes y se pueden encontrar en diferentes entornos, en mayor o menor medida.
- Según la ONU, hoy día las energías renovables son más baratas en la mayoría de países que las energías no renovables, y generan tres veces más puestos de trabajo.
¿Cuáles son las principales energías renovables?
Las fuentes más habituales de energía renovable son:
Aunque existen otro tipo de energías renovables como la energía piezoeléctrica, la oceánica, la termosolar, la aerotérmica o la fotovoltaica orgánica, en este artículo nos centraremos en estos cinco tipos de energías renovables más comunes.
Energía solar: qué es, ventajas y desventajas
Es la más abundante de todas las energías renovables. La energía solar se obtiene a partir de la radiación que emite el sol. Es decir, captura la luz solar y la convierte en energía eléctrica o térmica a través de las placas fotovoltaicas o solares.
De esta forma, las tecnologías solares pueden producir electricidad y calor, ya sea para refrigerar un espacio, para su iluminación, el funcionamiento de aparatos o la carga de dispositivos, para calentar el agua o desalinizarla, recargar vehículos eléctricos e incluso electrificar zonas rurales remotas sin necesidad de acceso a la red eléctrica convencional.
Además, hay que tener en cuenta que actualmente el coste de fabricación de placas solares es mucho más económico que hace unos años y estas pueden llegar a tener una vida útil de más de 30 años.
¿Cómo se genera la energía solar?
La energía solar se genera mediante la conversión de la radiación solar en electricidad o calor. Hay dos tecnologías principales utilizadas para aprovechar la energía solar: la energía solar fotovoltaica y la energía solar térmica.
Energía solar fotovoltaica
- Los paneles solares fotovoltaicos, también conocidos como células solares, están compuestos por materiales semiconductores como el silicio.
- Cuando la luz solar incide sobre ellos, los fotones de luz liberan electrones en este material semiconductor, generando una corriente eléctrica.
- Esta electricidad generada por los paneles solares llamada corriente continua se dirige a un inversor, que la convierte en corriente alterna: la forma de electricidad utilizada en la mayoría de los hogares y negocios.
Energía solar térmica
- Los colectores solares térmicos absorben la radiación solar y convierten la luz en calor.
- Este calor calienta un fluido (agua o un fluido térmico) que circula a través de los colectores.
- En sistemas sencillos como en los hogares, este calor capturado se utiliza para calentar agua destinada a usos domésticos.
Ambas tecnologías aprovechan la radiación solar para producir energía de manera sostenible y limpia. La elección entre energía solar fotovoltaica y térmica depende de las necesidades específicas y del uso previsto de la energía. Si quieres más información, en Energía 3 somos especialistas en energías renovables, especialmente en la instalación de placas fotovoltaicas y su mantenimiento.
Ventajas y desventajas de la energía solar
Ventajas:
- Es una energía renovable abundante e inagotable.
- Bajo impacto ambiental: las placas solares no emiten gases de efecto invernadero durante su funcionamiento, y la emisión que se produce durante su fabricación y transporte es muy baja, sobre todo en comparación con otros tipos de energía.
- Independencia energética: reduce la dependencia de combustibles fósiles.
- Bajo mantenimiento: Una vez instaladas las placas solares, las tareas de mantenimiento o revisión son puntuales.
- Vida útil prolongada: Como hemos dicho, dependiendo de los materiales utilizados en la fabricación de las placas solares, pueden llegar a durar más de 30 años.
- Desarrollo sostenible: este tipo de energía renovable promueve prácticas energéticas sostenibles.
Desventajas:
- Dependencia de la luz solar e intermitencia: a veces, el rendimiento de las placas solares puede verse afectado en días nublados y se detiene durante la noche, ya que la ausencia de luz solar impide que los paneles fotovoltaicos conviertan la radiación solar en electricidad.
- Coste inicial: Aunque el coste de la fabricación de placas solares se ha reducido en los últimos años, así como el de instalación, requiere de una inversión inicial. No obstante, esa inversión se recupera en forma de ahorro en las facturas a medio-largo plazo , y mediante la aplicación de beneficios fiscales y subvenciones.
- Necesidad de espacio: La instalación de placas solares en casas y edificios puede realizarse tanto en el tejado como en la fachada. Pero cuando hablamos de grandes instalaciones como es el caso de los parques fotovoltaicos, se requiere una gran extensión de terreno.
- Necesidad de almacenamiento: Se requieren baterías si se quiere garantizar un suministro constante de energía, también durante la noche o en días nublados.
- Impacto visual: Sobre todo en el caso de los parques fotovoltaicos.
Energía hidroeléctrica: qué es, cómo se genera y ventajas y desventajas
La energía hidroeléctrica es un tipo de energía renovable que se genera aprovechando la energía producida por el movimiento del agua. Es decir, la energía cinética y potencial tanto de los ríos como de los embalses y los lagos. Para convertir esta energía en electricidad son necesarias las centrales hidroeléctricas.
Actualmente la hidroeléctrica es la mayor fuente de energía renovable, pero debido a la sequía actual y al impacto medioambiental que suponen sus instalaciones, se está incentivando el uso de otro tipo de energías verdes.
¿Cómo se genera la energía hidroeléctrica?
Para explicarlo nos centraremos en las centrales hidroeléctricas de embalse, ya que las de agua fluyente o fluviales aprovechan el movimiento del cauce del río y presentan algunas diferencias. De manera resumida, la energía hidroeléctrica se consigue de la siguiente manera:
- Se construye una presa para contener el agua y crear un embalse en el que se almacena el agua, que se libera a través de compuertas o tuberías hacia la central hidroeléctrica, siempre ubicada a mucho desnivel.
- La velocidad del agua aumenta a medida que desciende por estas tuberías, debido a la gravedad.
- El agua en movimiento golpea entonces las palas de la turbina hidroeléctrica, que está conectada a un generador eléctrico. De esta forma la energía cinética del agua se transforma en energía mecánica al hacer girar la turbina.
- Esta turbina está, a su vez, conectada a un generador eléctrico. Y así, la energía mecánica generada por la turbina se convierte finalmente en electricidad a través del generador.
- Es en este momento cuando la electricidad generada se transforma a niveles de voltaje adecuados para su distribución a través de la red eléctrica.
Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica
Ventajas:
- Como hemos dicho, se trata de una fuente de energía renovable y sostenible.
- Produce bajas emisiones de gases de efecto invernadero, en comparación con las fuentes de energía fósil (las que utilizan combustibles fósiles como el petróleo, el gas o el carbón).
- Bajo coste operativo: Una vez construida la central hidroeléctrica, sus costes operativos y de mantenimiento no son tan elevados como los de otras formas de generación de energía.
- Almacenamiento de agua: Los embalses creados para la generación de energía hidroeléctrica pueden servir como reservorios de agua para otros usos, como riego o suministro de agua potable.
- Control de inundaciones: Las presas hidroeléctricas pueden ayudar a controlar inundaciones al regular el flujo de agua.
Desventajas:
- Impacto ambiental: La construcción de presas y embalses puede tener impactos ambientales significativos, incluyendo la alteración de ecosistemas fluviales y la posible pérdida de hábitats.
- Desplazamiento de comunidades: La creación de embalses puede implicar el desplazamiento de comunidades locales, generando un impacto social y cultural negativo en el área.
- Costes iniciales elevados: La construcción de presas y centrales hidroeléctricas supone una inversión inicial significativa.
- Dependencia del recurso hídrico: La energía hidroeléctrica depende de la disponibilidad de agua, lo que puede verse afectado por factores climáticos como la sequía.
Energía eólica: qué es, cómo se genera, ventajas y desventajas
La energía eólica es un tipo de energía renovable que se obtiene mediante la captura y conversión de la energía cinética del viento en electricidad. Este tipo de energía se genera utilizando aerogeneradores, grandes turbinas instaladas en lugares estratégicos llamados parques eólicos.
En relación a este tipo de energía renovable, podemos destacar que según los datos de la Asociación Empresarial Eólica (AEE), el sector eólico cubre a día de hoy el 24% de la demanda eléctrica total.
¿Cómo se obtiene la energía eólica?
Para obtener energía eólica se transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica. Este proceso se lleva a cabo mediante los aerogeneradores, también llamados turbinas eólicas o generadores eólicos. Así es como funcionan:
- Las palas de los aerogeneradores están diseñadas para capturar la energía cinética del viento. A medida que este sopla, las palas giran y capturan la energía cinética del movimiento del aire.
- La energía cinética capturada por las palas se transfiere a un rotor conectado a un generador. Este rotor transmite energía mecánica al generador.
- A su vez, el generador es el encargado de convertir la energía mecánica en electricidad, mediante el principio de inducción electromagnética.
- La electricidad generada puede ser de voltaje variable, por lo que se somete a procesos para adecuarla a las necesidades de la red eléctrica.
- Esta electricidad se transmite desde los aerogeneradores a una subestación, donde se ajusta la tensión y se conecta a la red eléctrica para su distribución.
En resumen, la energía cinética se transforma en energía mecánica gracias al rotor y esta se transforma en energía eléctrica o electricidad gracias al generador.
Ventajas y desventajas de la energía eólica
Ventajas:
- Se trata de una energía renovable, sostenible y limpia, ya que no produce gases contaminantes, contribuyendo así a la mitigación del cambio climático.
- Puede instalarse en una amplia variedad de ubicaciones, tanto en tierra firme en zonas ventosas, cimas de montañas, zonas costeras y también existen los parques eólicos marinos, instalados en el mar o en grandes cuerpos de agua, aprovechando vientos constantes y fuertes
- Generan un bajo impacto ambiental, en comparación con otras formas de energía, especialmente en términos de emisiones y alteraciones del terreno.
- La tecnología eólica está experimentado avances significativos, aumentando su eficiencia y rentabilidad.
Desventajas:
- La generación de energía eólica es intermitente y depende de la velocidad y constancia del viento. Si las corrientes de aire son débiles, puede haber períodos de baja generación.
- Impacto visual y sonoro: Los parques eólicos pueden considerarse visualmente intrusivos, y algunas personas se ven afectadas por el sonido generado por las turbinas.
- Requiere grandes áreas de terreno: Aunque cada turbina ocupa un espacio relativamente pequeño, los parques eólicos a gran escala pueden requerir amplias extensiones.
- Impacto en la fauna: Desafortunadamente las turbinas eólicas pueden representar un riesgo para algunas aves y murciélagos si no se planifican y sitúan adecuadamente.
- Las áreas con fuertes recursos eólicos, es decir corrientes de aire, suelen estar alejadas de los centros de población, lo que requiere una inversión en infraestructura de transmisión para conectar los parques eólicos a la red eléctrica.
- Costes iniciales: A pesar de que los costes han disminuído, la instalación de turbinas y la infraestructura asociada todavía puede ser costosa y requiere de una financiación inicial significativa.
Un dato curioso: ¿Sabías que España es el quinto país que más energía eólica produce en el mundo? Le preceden Estados Unidos, Alemania, China y la India, tal y como afirma un estudio de World Population Review.
Energía geotérmica: qué es, cómo se genera y ventajas y desventajas
La energía geotérmica es una forma de energía renovable, inagotable y no contaminante que aprovecha el calor almacenado en el interior de la Tierra. Este calor se utiliza para proporcionar calefacción, refrigeración y, en algunos casos, agua caliente sanitaria en edificios y viviendas.
¿Cómo se obtiene la energía geotérmica?
- Existen varias formas de capturar y utilizar este calor del interior de la tierra, dependiendo de la temperatura y del recurso geotérmico, así como de su futura aplicación.
- En cualquier caso, en primer lugar se realiza una exploración y evaluación del potencial geotérmico del terreno. Se estudian las características del subsuelo y la temperatura, entre otros.
- Una vez determinado que el terreno es adecuado, se perforan pozos en el subsuelo para acceder a las capas geotérmicas. La profundidad y el diseño de estos pozos dependerá de la temperatura y el tipo de recurso geotérmico que se esté aprovechando.
- El fluido geotérmico, que puede ser agua caliente o vapor, es extraído de los pozos geotérmicos. La temperatura del fluido dependerá de la profundidad del pozo y de la región geográfica.
- Después de extraer el calor del fluido geotérmico, el agua o vapor puede ser reinyectado en el subsuelo para mantener el equilibrio térmico y la sostenibilidad del recurso. En algunos casos, el fluido se descarga en la superficie.
- En aplicaciones de calefacción o refrigeración directa, el fluido geotérmico puede utilizarse directamente para proporcionar calor a edificios o residencias o para refrigerar mediante sistemas de bombas de calor.
Ventajas y desventajas de la energía geotérmica
Ventajas:
- Los campos geotérmicos son hasta seis veces más sostenibles que una central eléctrica.
- Se trata de un tipo de energía prácticamente libre de CO2.
- La energía geotérmica está disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana, pues la Tierra mantiene una temperatura constante a profundidades moderadas.
- Los sistemas geotérmicos suelen tener altos niveles de eficiencia energética, proporcionando calefacción y refrigeración de manera eficaz.
- En comparación con otras formas de generación de energía, las instalaciones geotérmicas suelen tener menor impacto visual y ambiental.
Desventajas:
Las principales son las siguientes:
- Ubicación geográfica es limitada: Ya que no todas las regiones o terrenos tienen recursos geotérmicos accesibles, al menos de manera económica.
- Los costes iniciales de exploración, evaluación e instalación pueden ser elevados, aunque en viviendas el ahorro en calefacción y otro tipo de recursos energéticos a medio-largo plazo es elevado.
Bioenergía: qué es, tipos, cómo se obtiene, ventajas y desventajas
La bioenergía se refiere a la energía renovable que se obtiene a partir de materiales biológicos o biomasa, generalmente de origen vegetal o animal. Esta forma de energía aprovecha la capacidad de ciertos organismos vivos o de sus restos para almacenar energía a través de procesos naturales como la fotosíntesis.
Tipos más comunes de bioenergía
- Biocombustibles sólidos: Incluyen la madera y otros productos derivados de biomasa, como los pellets de madera, que se queman para generar calor por ejemplo en calefacciones de biomasa.
- Biocombustibles líquidos: Incluyen el biodiésel, que se produce a partir de aceites vegetales o grasas animales, y el etanol, que se produce fermentando azúcares de cultivos como la caña de azúcar o el maíz.
- Biogás: Se produce mediante la descomposición anaeróbica de materiales orgánicos, como residuos agrícolas, estiércol animal y desechos orgánicos. El biogás es principalmente metano y se utiliza para generar electricidad y calor.
- Biomasa: se refiere a la materia orgánica, como madera, cultivos energéticos, residuos agrícolas y desechos forestales, que se puede utilizar para producir energía a través de la combustión directa o la conversión en biocombustibles.
- Residuos sólidos urbanos: los desechos sólidos urbanos, ricos en materia orgánica, se pueden utilizar para generar electricidad mediante la incineración controlada.
- Cultivos energéticos: Algunos cultivos, como la caña de azúcar y el maíz, se cultivan específicamente para la producción de biocombustibles como el etanol.
Ventajas y desventajas de la bioenergía
Ventajas:
- Es una energía renovable y sostenible que utiliza recursos biológicos que pueden regenerarse naturalmente.
- La combustión de biocombustibles y biomasa genera menos emisiones de gases de efecto invernadero que los combustibles fósiles.
- Puede aprovechar residuos orgánicos agrícolas, reduciendo la acumulación de desechos.
- Muchas formas de bioenergía, como la biomasa y el biogás, se pueden producir y utilizar localmente, fomentando la generación de energía descentralizada, reduciendo así las pérdidas en la transmisión.
- Su producción promueve el empleo y el desarrollo económico en áreas rurales.
Desventajas:
- Los cultivos energéticos y la producción de biomasa a gran escala requiere de grandes extensiones de tierra, y esto puede afectar negativamente a los entornos naturales y la biodiversidad.
- En ocasiones en estos cultivos energéticos se utilizan fertilizantes y pesticidas.
- La combustión de biomasa en grandes cantidades puede generar emisiones de contaminantes locales: partículas y compuestos volátiles, que pueden de algún modo afectar la calidad del aire.
La bioenergía es considerada una forma de energía renovable porque la materia orgánica utilizada para su producción puede renovarse naturalmente a través de procesos biológicos. Sin embargo, es importante gestionarla de manera sostenible para evitar impactos negativos en la biodiversidad, la seguridad alimentaria y otros aspectos ambientales y sociales.
La diversidad de fuentes de energía renovable ofrece soluciones adaptadas a diferentes entornos y necesidades energéticas. La transición hacia estas alternativas sostenibles no solo promete un suministro de energía más limpio, sino que también contribuye a la mitigación del cambio climático y al desarrollo de sociedades más resilientes. Es crucial continuar invirtiendo en investigación y desarrollo para mejorar la eficiencia y afrontar los desafíos asociados, acelerando así la adopción global de energías renovables.
Si tú también quieres formar parte del cambio, en Energía3 podemos asesorarte e informarte de las mejores soluciones energéticas eficaces y sostenibles tanto para hogares como para empresas e industrias.