Les energies renovables. Opció de futur ?

Problemàtica energèitca - 1

La problemàtica energètica

Les energies renovables. Opció de futur ?

Pere Soria Alcazar

INTIAM RUAI SL

Sense dubte algun. La nostra societat està en crisi i aquesta situació afecta a tots i

cadascun dels àmbits on parem la nostra atenció. Aquesta expressió, que sona a tòpic

reiteratiu de crítica simple al model de vida contemporani pren especial rellevància quan

el nostre objectiu és l’anàlisi del sector energètic.

Als anys 80, en mig de les manifestacions en contra de l’energia nuclear, governants,

empresaris, economistes i fins i tot una gran part de la societat veia aquells grups

d’activistes com una expressió de radicalisme al marge del desenvolupament econòmic

que semblava infinit.

Vint anys després, aquells grups conservadors miren cap a tot arreu qüestionant-se si el

model economico-energético actual té o no possibilitats de mantenir la nostra societat en

la senda del desenvolupament de l’anomenada societat del confort, què, dit sigui de pas,

ho és només per una petita part de la població mundial.

En mig d’aquesta incògnita, hom es pregunta si no serà moment de que aquests magnats

que dirigeixen a diari el romb de tantes persones de forma directa i de la humanitat en

tant que en aquesta societat globalitzada llur decisions ens afecten a tots, escoltin la veu

d’aquells que, lliures de les pressions dels interessos econòmics han analitzades allò que

anomenem els límits de la sostenibilitat del nostre planeta.

O és que encara hi ha grups de gent que creuen que la tecnologia serà novament la

salvadora del model esgotat a que ens aferrem ? o pot ser alguns segueixen creient que

les dades sobre les reserves energètiques que anunciem són una campanya

propagandística de caire integrista ? o pot ser encara hi ha grups de persones que creuen

que el canvi climàtic és un invent per tal de presionar l’economia dels EEUU ?


En canvi, cada cop hi ha més persones que prenen consciència de la veritable dimensió

d’aquesta crisi. La circulació d’informació per canals no oficials, com ara Internet o els

foros alternatius ha permès que grups molt distants entre sí intercanviïn les seves dades,

es solidaritzin de les situacions d’opressió i sobre explotació des zones geogràfiques

remotes, organitzin activitats de denúncia i presentin documents i proves fefaents de

com el planeta està reaccionant a la major agressió a la que ha estat sotmès des de la

seva Gènesi.

Una reacció en forma de canvi del clima, probablement la única eina a l’abast del

planeta per tal de restituir un equilibri perdut.

El model energètic actual

El nostre nivell actual d’utilització dels recursos energètics es pot resumir amb els

següents punts conflictius:

• Malbaratament dels recursos que el planeta ha acumulat al llarg de milions

d’anys fruit de les transformacions de grans quantitat de matèria orgànica

sedimentada en forma dels anomenats combustibles fòssils (carbó, petroli i gas

natural). Alhora s’utilitza una altra matèria primera finita i no recuperable en les

centrals de fissió nuclear, l’urani.

• Generació de grans impactes ambientals tant a nivell local on es destrueixen

regions senceres en la recerca de nous jaciments com a nivell global fruit de

l’alteració atmosfèrica conseqüència de l’emissió de milers de tones de gasos

d’efecte hivernacle en la crema dels combustibles fòssils. Efecte hivernacle que

té la potent capacitat d’alterar el clima de la terra en un temps molt inferior a la

capacitat d’adaptació de les espècies, entre aquestes la nostra.


• Generació de greus conflictes geopolítics donada la asimètrica distribució de les

reserves provades de combustibles fòssils en el planeta i dels moviments de les

superpotències econòmiques per tal d’assegurar-se el subministrament.

• Agreujament de les desigualtats entre els pobles del món donat que en un

escenari de crisi els cost de les matèries primeres experimenten pujades de cost

inassolible per tots aquells que es troben en els estadis més baixos de la piràmide

econòmica. Milions d’éssers humans que veuen impotents com les seves rendes

anuals no donen per tal de poder assegurar-se un mínim abastament energètic.

Pobles condemnats alhora en continuar basant la seva activitat en una economia

de supervivència diària a expenses de la caritat internacional dels mateixos

països que en realitat estan en l’origen de la seva precarietat per l’espoli

sistemàtic de recursos a baix preu.

Aquesta situació descrita té una denominació global INSOSTENIBILITAT.

El model energètic Espanyol

El nostre país no és pas aliè al panorama mundial descrit en el capítol anterior. Tot al

contrari, el nostre retràs tecnològic i de desenvolupament a tots els nivells respecte de la

resta d’Europa, ens ah fet sovint quedar encara més desprotegits davant dels cops de

fúria del model energètic regnant.

Així doncs, quan la resta dels països del centre d’Europa han iniciat, encara que

tímidament la seva reconversió energètica cap a un model de major eficàcia, menor

consum energètic per unitat de producte interior brut, nosaltres continuem creixent de

manera ineficient, fet que posa en greu risc aquesta tendència econòmica depenent

d’uns recursos que no tenim.


Pel que fa a com ens proveïm de l’energia que ens cal per funcionar. Només cal fer una

ullada al següent gràfic publicat per l’Institut per la Diversificació i l’Estalvi Energètics

(IDAE) per observar la nostra extremada dependència del petroli.


Un petroli que cal comprar en el mercat internacional, a preus que han sobrepassat les

previsions dels economistes més pessimistes i que està flirtejant des de fa més d’un any

en l’entorn dels 60 Euros per barril.

Un petroli que és consumit principalment en els vehicles que ens transporten a nosaltres

i que incansablement traslladen tones i tones de tot tipus de productes d’unes regions a

d’altres, sovint, simplement per tal d’agregar cost a un producte final posat a l’abast dels

mercats amb alt poder adquisitiu.

D’aquesta manera un consumidor a Barcelona pot menjar en ple hivern cireres arribades

de Xile o un consumidor Danès pot adquirir un Iogurt fet amb llet d’Alemanya i envasat

en un recipient de plàstic fet a Espanya amb màquines arribades d’Itàlia i petroli vingut

de Mèxic.

L’energia Nuclear que tanta polèmica ha suscitat i sembla que continuarà generant en

els propers anys suposà menys del 12 % del consum energètic del país al 2003 i per

aconseguir-ho manté en un veritable sospir a la població pendent de que es farà amb els

residus que s’acumulen a les seves piscines de contenció o de com es troben a nivell de

seguretat en realitat ja que casos com el de la Central de Vandellòs, tancada l’any 2005

durant quasi 9 mesos per unes avaries en el sistema de refrigeració han fet públiques

dades sobre la foscor al voltant de la informació del estat real de conservació d’aquestes

centrals de producció d’electricitat.

A Espanya hi ha en funcionament en l’actualitat 9 reactors nuclear que sumen una

potencia de generació de 7.875 MW

Entre tant però, el consum d’electricitat bat rècords cada any.


Tal i com va passar el 15 de juliol, les elevades temperatures de l’estiu fan que els

sistemes de refrigeració, cada cop més nombrosos posin en dificultats al sistema

nacional de producció i sobre tot al de distribució d’electricitat, principalment a les

grans ciutats.

Així doncs els talls de subministrament d’electricitat que han planat sobre els grans

centres de consum tenen en la seva arrel tant el ritme trepidant d’augment del consum

com la ineficàcia d’un sistema basat en grans centrals de producció d’electricitat

allunyades d’aquests nuclis de població i activitat econòmica.

Si la resposta a aquests problemes continua sent la autorització de més grans centrals de

producció d’energia, aleshores, el problema continuarà i a més s’intensificarà ja que els

riscos de talls de subministrament augmentaran donat que la solució no serà vàlida i en

Record estival 38.600 MW


canvi donarà llum verda a continuar incrementant el consum davant l’apariència de que

el problema està resolt.

En canvi, si fem cas de la veu d’aquells grups “alternatius” dels assenyats que apunten a

que cal analitzar molt a fons les causes dels problemes abans no cercar la millor solució,

aquesta hauria de venir per tres bandes:

• Fomentar l’eficiència energètica i l’estalvi de recursos per tal de girar la nostra

economia vers un model menys insostenible.

• Incorporar les centrals de producció d’energia de forma distribuïda en el

territori, molt a prop dels llocs de consum o fins i tot en els propis nuclis on

aquest es produeix.

• Substituir les fonts exhauribles incontaminats per recursos duradors, renovables

i nets que permetin caminar cap a una restitució de l’equilibri del planeta en un

punt on el nostre mode de vida pugui continuar donant-se


El nostre sistema ho pot aconseguir. Una prova d’allò són les dades de la taula anterior

extreta de l’informe que diàriament Red Elèctica d’Espanya elabora sobre el consum i

producció d’electricitat a tot l’estat.

El dia 18 de juliol, l’anomenat règim especial va aportar al sistema elèctric estatal

158.948 MWh d’energia (al voltant del 20 % ) del consum global.

El règim especial està format per l’aportació d’electricitat de les centrals que utilitzen

recursos renovables (parcs eòlics, centrals solars, biomassa, minihidràulica, etc.) i de

totes les centrals de cogenaració (petites instal·lacions que generen electricitat amb la

crema de gas natural i que produeixen vapor o aigua calenta de consum en indústries i

grans edificis en el mateix lloc on es genera).

L’energia produïda per aquest grup de milers de centrals distribuïdes al llarg i ample del

territori va superar amb escreix l’energia que van aportar les centrals nuclears i que va

ser de 131.225 MW.


Un sistema poc eficient ple d’impactes

No serà doncs que ens aferrem a un model conegut, defensat a ultrança per grups de

poder però alhora ineficaç i generador de multitud d’impactes negatius de

conseqüències minimitzades.

En el món hi havia a finals de 2004, al voltant de 441 reactors nuclears amb una

potencia elèctrica total instal·lada de 367 GW. Aquestes dades que poden impressionar

a molts queden molt més clares si tenim en compte que només aporten el 15 % de

l’energia comercialitzada a nivell mundial.

Sobre tot quan analitzem les repercussions que té el seu funcionament diari. Només a

Catalunya, el tres reactors en funcionament a Ascó i Vandellòs emmagatzemen unes 45

tones de Plutoni en les piscines de contenció de residus. Aquests residus permetrien la

fabricació de 4.500 bombes nuclears. Per tant hauran de ser custodiats per tal que no

puguin ser adquirits per grups militaristes o terroristes.

A més, segons el Grup de Científics i Tècnics per un Futur No Nuclear, les centrals

nuclears de Catalunya emeten a l’aire i l’aigua

de l’ordre de 9.500 becquerels de radioactivitat

per cada kWh generat.

Però si la generació de residus, i la seva

potencial utilització en el sector militar no fossin

prou amenaça com per dir No a l’energia nuclear

de fissió, fer una ullada a la seva eficiència

tampoc ens pot deixar tranquils.

Per aconseguir el combustibles de les Centrals

Nuclears Catalanes cal processar cada any de

l’ordre de 830.000 tones de mineral d’Urani generant més de 2,5 milions de tones de

residus tant líquids com sòlids en origen que contenen prop del 85 % de la radioactivitat


total i que quedaran acumulats lògicament en països empobrits i amb legislacions molt

permissives.

Tampoc se salven de la crítica en aquest aspecte els combustibles fòssils ja que si bé

l’efecte hivernacle fruit de les emissions de CO2 i resta de gasos amb aquestes propietats

a les combustions de carbó, petroli i gas natural, s’han d’afegir d’altres impactes de

caràcter més local com ara:

• La pluja àcida provocada per la barreja dels òxids de sofre i nitrogen de la

combustió de carbó amb l’aigua en suspensió a l’atmosfera que provoca la mort

de boscos, la desaparició de la pesca en els grans llacs aïllats i la degradació

d’elements arquitectònics que han perdurat durant segles i que ara es troben en

perill de quedar seriosament afectats.

• Els grans basaments de petroli fruit dels pràcticament incomptables accidents

tant de superpetroliers com dels oleoductes que a diari mouen prop de 84

milions de barrils de petroli des de les zones d’extracció fins als dipòsits dels

nostres vehicles passant per les no exemptes de problemes refineries.

• L’elevada accidentalitat de les instal·lacions d’extracció de carbó cada any

passar factura enduent-se pel davant centenars de vides en les mines de la Xina,

els països de la ex Unió Soviètica o els Estats Units.

I és que tothom sembla que hauria de tenir clares les imatges de platges i costes cobertes

pel famós “xapapote” o dels no menys famosos “hilillos de pastelina” sortint del casc

del prestige front les costes gallegues.

En

6

me


THE GROWING GAPRegular Oil

0

10

20

30

40

50

60

1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050

Gb/

a

Past Discovery

Future Discovery

Production

Past discovery based on ExxonMobil (2002).Revisions backdated

sos es van recollir més de 23.000 aus contaminades de les que només la quarta part

encara eren vives i de les que finalment molt poques es van poder salvar. I aquestes van

ser aproximadament un 10 % del total que va estimar l’organització SEO/Birdlife que es

van veure afectades.

Però sens dubte l’impacte que més s’ha visualitzat en els darrers anys ha estat la lluita

aferrissada per assegurar-se el control de les reserves que s’ha escenificat de forma

flagrant amb la invasió i posterior ocupació Nordamericana de l’Iraq amb la complicitat

i recolzament de les principals potencies econòmiques.

I es que la por a que la producció actual signifiqui el zenit i a partir d’ara s’iniciï una

etapa de dificultats per poder abastar una demanda creixent ha portat a l’extrem més

inhumà als dirigents polítics que al igual que ha han fet d’altres civilitzacions han

volgut assegurar-se l’accés a les reserves de combustibles fòssils més quantiosses

emprant totes les eines disponibles, fins i tot la militar.

Aquestes reaccions han

donat plena validesa als

informes que determinats

organismes independents

venien fent sobre la

sobrevaloració que feien

les companyies

transnacionals i sovint els

propis governs respecte

de les reserves provades

de petroli i gas natural de que disposaven en condicions d’extracció a preus competitius.


Oil Price

0

10

20

30

40

50

60

1996 1998 2000 2002 2004

Bre

nt C

rude

$/b

Però, ni el vessament de sang, ni l’incompliment de l’ordre polític mundial han estat

suficients per tornar a

redreçar el preu del barril

de petroli què, al marge

de les intervencions, està

vivint mesos de veritable

volatilitat, on el menor

indici de problemes tant

en l’explotació com en

l’estabilitat política dels

productors provoca noves

pujades de preu que

sempre deixen el seu valor estabilitzat a valors cada cop més alt.

Valors del cru que són, dit sigui de pas inassolibles per les economies més empobrides

del planeta i que per tant ajuden a empenyar a milios de persones a cercar

desesperadament una solució a la seva problemàtica. Sovint l’única via de sortida és

l’emigració als països del Nord on cobriran la ma d’obra poc qualificada que els

autoctons del lloc no volen cobrir.

Existeix un model sostenible ? Lògicament el panorama exposat en la primera part d’aquest article és desolador, però sobre tot per què hi ha masses indicis de què és realment la situació actual i sobre tot per què no sembla que per si mateix, el model energetico-econòmic plantejament pugui solucionar els conflictes que ell mateix ha generat. Per tant davant la pregunta que encapçala aquest apartat caldrà donar una primera resposta. Pot ser les alternatives que es puguin proposar podran semblar fer un retrocés en la qualitat de vida, pot ser podrà semblar que es posa en perill el bon ritme de creixement de l’economia mundial (sempre des del punt de vista dels grans capitals), però una qüestió si que és irrefutable. Continuar en el mode en que anem no ens porta en lloc sinó al caos i la destrucció.


A partir d’aquest plantejament és imprescindible que els estadistes i els seus influents grups de pressió “lobbys” obrin les seves mires i escoltin a aquells que des de fa anys proposen canvis importants en la manera de relacionar-nos, en la manera d’administrar-nos i en conseqüència en la nostra manera de viure en respecte ple entre pobles i cultures i en harmonia amb el planeta que ens dona tot allò que necessitem. Aleshores quedarà clar que la paraula sostenibilitat entesa com la qualitat de poder satisfer les nostres necessitats actuals sense posar en perill la possibilitat de cobrir les nostres necessitats futures passa de ser un tòpic recurrent a una necessitat bàsica i imperiosa que cal aplicar a tot allò que fem o decidim. En un món globalitzat, a més, aquesta sostenibilitat ha d’ésser entesa en la globalitat dels territoris i recursos disponibles. I no hi ha cap fórmula de trobar la sostenibilitat global d’un planeta habitat per quasi 7.000 milions de persones que no passi per treballar en la sostenibilitat local. Per tant caldrà globalitzar l’acció local per la sostenibilitat. Lògicament aquestes necessitats estaran enfrontades a molts dels preceptes del lliure mercat, on la regla de tot val, en pos de que la competitivitat permeti rebaixar el preu que paga l’usuari i augmentar alhora els beneficis del capital haurà de portar afegit un sempre i quan demostri ser sostenible.

Existeix un model energètic sostenible ? Òbviament l’alegat anterior aplicat al sector energètic ens dona diferents opcions però sembla que cada cop més persones (els darrers resultats de les enquestes d’opinió a Europa o el propi discurs sobre l’estat de la Unió de George W. Bush així ho indiquen) creuen que el model energètic al que hem de tendir serà basat en:

• Millora de la intensitat energètica (relació entre consum i PIB), tant amb l’aplicació de les millors tecnologies disponibles com en la reducció o eliminació de consums innecessaris.


• Explotació dels recursos autòctons per tal d’evitar la dependència energètica de l’exterior però que alhora significa donar un major grau de sostenibilitat ja que aquests recursos en la majoria dels països desenvolupats econòmicament són nets i renovables.

Efectivament, aquest nou model energètic no serà un canvi radical sinó una evolució ràpida en la que les tecnologies més contaminants han de ser les primeres en ser substituïdes, sempre i quan no apareguin altres prioritats. Per exemple. Tothom té clar que la crema de carbó en centrals de generació d’electricitat és la forma més impactant des del punt de vista de l’acceleració en el canvi climàtic i la principal causa de la pluja àcida. En canvi la seva disponibilitat (amb reserves probades que permeten mantenir el seu consum durant dos segles) fa que alguns països productors com Estats Units, Rúsia i la Xina tinguin la tentació d’augmentar-ne el seu consum. Aleshores els protocols internacionals, com ara Kyoto, prenen vital importància i poden, amb l’aplicació d’impostos a les emissions igualar els costos de generació als de la resta de tecnologies per tal de fer menys oportunista la seva aplicació. * No s’han comptabilitzat les emissions en els processos d’obtenció del combustible ni del processat o emmagatzematge dels residus. El paper de les renovables ? En el nou model energètic mundial, allò que finalment calgui consumir, un cop aplicats els ratis d’estalvi energètic màxim possibles (entre 25 i 50 %), l’hauran de proveir sistemes energètics basats probablement en el mateix principi que emprem avui en dia alhora de planejar instal·lacions autònomes o de producció d’aigua calenta amb energia solar. Aquest nou model haurà de combinar la sostenibilitat de les energies renovables presents a cada territori amb les millores tecnològiques que aniran permetent més

Carbó Petroli Nuclear*

Consum 380 g/kWh 230 g/kWh 4,12 mg Urani Emissions CO2 1,185 kg/kWh 711 g/kWh ---------- Emissions SO2 6,05 g/kWh 3,64 g/kWh -------- Emissions NO2 1,43 g/kWh 0,97 g/kWh ----------


capacitat a menors costos amb la seguretat dels sistemes convencionals ben administrats sempre seguint planificacions consensuades i on el servei estigui anteposat al benefici econòmic. En aquest nou model aniran intervenint nous processos de emmagatzematge i transformació de les energies renovables per tal de, en poc temps, reduir la necessitat i dependència de les energies convencionals i per tant permetre assolir quotes de participació als recursos renovables que actualment costen d’imaginar per part dels operadors actuals dels sistemes. Però els darrers plans energètics tant a nivell Estatal com a nivell Català, han iniciat aquest procés en el que estalvi i renovables inicien un tímid però inexorable camí vers assolir un nou sistema energètic sostenible per força ja que la pròpia natura força a que cap altre escenari sigui viable. Renovables al nostre abast ? Sovint els grans temes abrumen a la majoria de les persones que un cop allunyen la mirada d’un informe, un documental o una sessió en unes conferències el que veuen és que han de tornar a casa, han de cuinar els seus aliments, han de climatitzar les seves llars i per fer-ho necessiten energia. Aleshores sorgeix el dubte, que puc aplicar a casa meva, la meva escola, la meva empresa per tal de passar de ser un catalitzador de la crisi a una part de la solució. Doncs bé, recopilant una mica les idees aportades, trobarem que la nostra presa de decisió haurà d’estar en el mateix ordre que les grans decisions estratègiques del sector.

• Estalviar energia. Aplicant la millor tecnologia disponible i modificant hàbits que comportin un ús innecessari de recursos.

• Substituir algunes de les aplicacions energètiques que emprem per d’altres que utilitzant recursos nets i renovables.

Petits canvis en un inici. Pot ser unes bombetes de baix consum, potser emprar biodiesel o canviar el nostre cotxe per un altre menys pesat i amb recuperació de l’energia de les frenades com fan els vehicles híbrids per després recuperar-la en les acceleracions.


Reflexió sobre alguns hàbits consumidors innecessaris com ara, deixar llums encesos tota la nit, emprar llums com a element decoratiu no funcional, desconnectar els equips que no es fan servir per comptes de mantenir-los en espera, fer una major utilització del transport públic. Després vindran les decisions d’incorporar un sistema d’energia solar per estalviar combustibles en el nostre sistema de producció d’aigua calenta domèstica, o en el sistema de calefacció, potser podrem instal·lar mòduls fotovoltaics a la nostra teulada o en cas contrari podrem participar invertint els nostres estalvis en el finançament de parcs solars o eòlics a la nostra comarca. Evidentment que un canvi de companyia elèctrica per una altra que tingui un compromís clar vers aquesta nova filosofia serà una acció ràpida senzilla i d’un abast impredecible. El mateix que la sol·licitut al nostre govern municipal de l’adopció de mesures similars com ara, l’adopció d’una ordenança solar , la promoció del transport públic o l’establiment d’incentius i premís a l’estalvi energètic dels ciutadans.

Aplicacions de l'energia solar tèrmica L’aprofitament tèrmic de l’energia solar es bassa en l’escalfament provocat per la radiació solar. Aquest procés pot ser potenciat en els propis criteris de disseny de les edificacions o a partir de la instal·lació de sistemes actius afegits i controlats per aplicacions concretes. Els sistemes actius son formats per elements de captació, acumulació, condicionament i distribució de l’energia solar que varien en funció de la tipologia i finalitat a que van destinats. L’arquitectura bioclimàtica o solar passiva cerca les formes de màxim aprofitament de les condicions ambientals per a proveir el millor confort amb el mínim consum energètic.


A diferència de la fotovoltaica (per a la producció d’electricitat) en l’energia solar tèrmica no hi ha conversió energètica en altres formes diferents a la pura transferència de calor. L’energia solar tèrmica consisteix en l’aprofitament de la radiació solar en forma d’escalfament (energia calorífica) als captadors solars, siguin del tipus que siguin, per efecte de l`absorció de les superfícies captadores. A diferència de la fotovoltaica (producció d’electricitat) en l’energia solar tèrmica no hi ha conversió energètica en altres formes diferents a la pura transferència de calor. Les aplicacions d’energia solar tèrmica es poden classificar en tres grans tipologies en funció de la temperatura de treball del camp de captació,

� Baixa temperatura (on els captadors treballen per sota de 100 ºC) � Mitja i alta temperatura (on els captadors treballen entre els 100 i 350 ºC) � alta temperatura (on els captadors treballen per sobre dels 350 ºC)

En aquests apunts ens centrem en les aplicacions a baixa temperatura i d’entre elles les que utilitzen captadors amb aigua com a líquid termòfor per la transferència energètica. A continuació farem una breu descripció d’aquestes aplicacions i posteriorment ens centrarem en la producció d’aigua calenta que és la utilització més estesa.

Producció d’aigua calenta sanitària

La producció d’aigua calenta sanitària és l’aplicació de l’energia solar tèrmica més estesa, donada la seva utilització constant al llarg de l’any i bona rendibilitat. Al tractar-se d’un consum regular al llarg de l’any a una temperatura mitja (38 – 45 C), la producció d’ACS (aigua calenta sanitària) és molt compatible amb l’aprofitament de la radiació solar.


La tecnologia més emprada en aquesta utilització gira entorn de l’anomenat captador de placa plana, format per un absorbidor (generalment una graella de tubs de coure amb aletes soldades) dins d’una capsa estanca i aïllada amb una coberta de vidre que produeix en el seu interior l’efecte hivernacle. Aquests captadors, a diferència dels de piscina treballen a temperatures superiors a les ambientals arribant amb facilitat als 60 – 70 C.

Captadors solars plans sobre teulada plana

Les temperatures assolides pels captadors permeten emmagatzemar l’energia captada en acumuladors d’aigua calenta que després és subministrada cap als consums quan és requerida. Un bon aïllament de l’acumulador així com de les canonades permet conservar l’escalfor durant la nit, gaudint d’aigua calenta encara que no faci sol. Actualment s’instal·len captadors solars per a la producció d’aigua calenta en multitud de situacions: habitatges unifamiliars, blocs comunitaris, centres d’esport, edificis sanitaris, indústries, etc. En habitatges unifamiliars es poden utilitzar els anomenats “compactes”, que consisteixen en un únic equip format per captadors, acumulador i la valvuleria necessària. Aquests equips són la manera més senzilla i econòmica de produir aigua calenta ja que només cal col·locar-los i connectar-los a la pressa d’aigua.

Esquemes d’instal·lacions solars per a la producció d’acs


Les instal·lacions solars amb captadors plans no tenen límit pel que fa a les dimensions, donat que és un sistema modular que permet ampliacions i/o modificacions afegint més captadors i/o volum d’acumulació. Com a valor orientatiu, una família de quatre membres que tingui un consum mitjà d’aigua calenta necessita un equip format per 2 a 4 m2 i un acumulador de entre 150 i 300 l. Aquest equip proporcionarà aprox. Un 70 % del consum d’ACS anual. La resta del consum és subministrat per un sistema convencional de suport. Les instal·lacions solars per a la producció d’aigua calenta amb el sol tenen actualment una bona relació preu/qualitat/servei, ja que permeten la reducció de una part molt important de la despesa energètica convencional, que pot significar un estalvi econòmic significatiu. Un equip com el descrit a l’apartat anterior pot tenir un cost entre 1.800 i 3.600 Euros. Aquests costos, generats en el moment de fer la instal·lació, es poden reduir força quan l’equip és col·lectiu i es munta en el moment de fer l’edificació. D’aquesta manera es pot reduir el cost per sota de les 1.700 Euros/habitatge. Un altre mètode d’avaluar econòmicament el cost de les instal·lacions solars és el cost per unitat de superfície de captació. D’aquesta manera podem dir que actualment el cost està entre les 500 i 800 Euros/m2. En funció del tamany i tipologia de la instal·lació.

Suport a calefacció La calefacció d’un habitatge presenta peculiaritats que fan què, tot i que resulti possible, tècnicament, de fer amb energia solar requereix d’un anàlisi més complex que els casos anteriors. En primer lloc cal destacar l’estacionalitat del consum (hivern) que redueix el temps d’aprofitament, d’altra banda la gran demanda puntual que es pot necessitar (puntes de consum) i finalment el sistema d’emissors utilitzat per a escalfar les cambres. Pel que fa l’estacionalitat de la demanda, provoca una baixa utilització anual del sistema solar, ja que només funcionarà a ple rendiment els mesos d’hivern (2 o 3 mesos en la franja costanera i fins a 8 mesos en la Catalunya Central i Pirineus). Aquesta característica es pot minimitzar dimensionant la instal·lació per tal de cobrir només una petita part de la calefacció (15 – 25 %) i dedicant el sistema durant la resta de l’any a la producció d’aigua calenta sanitària. La resta de necessitats per a calefacció és proporcionada per una caldera convencional de suport. Una instal·lació encara més ben adaptada seria aquella que combinés calefacció a l’hivern amb escalfament del vas d’una piscina a l’estiu i la producció d’ACS durant tot l’any. Un equip amb aquestes prestacions podria arribar a cobrir el 60 % de tot el consum energètic per a ús tèrmic d’un edifici residencial.


Pel que fa a les puntes de consum, l’equip solar es dimensiona sempre tenint en compte unes necessitats energètiques mitges, cobrint-se els dèficits puntuals amb una major aportació del sistema convencional de suport. Donat que els captadors solars plans, tecnologia emprada en la majoria d’instal·lacions solars per a calefacció, treballen en temperatures baixes, és important que el disseny de la calefacció de l’edifici estigui pensat per a transmetre l’escalfor a aquest rang de temperatura. En aquests casos els sistemes més emprats són:

• terra radiant.Consistent en uns circuits de canonada de material plàstic

soterrada en el forjat de l’edifici. • radiadors sobredimensionats. Amb un 50 més de superfície del requerit

per a treballar amb calderes a 80 ºC • convectors forçats “fan-coil”. Cicloconvectors que emeten aire calent a

través del seu pas per un serpentí.

Conversió de l'energia solar en electricitat La producció d’electricitat a través de l’energia del sol adopta diferents configuracions depenent del tipus de sistema de transformació energètica utilitzat. En general, podem enumerar els dos processos de producció d’electricitat a través de la radiació solar:

- sistemes solars termoelèctrics: el sol, es concentra i s’utilitza per a la producció de

vapor d’aigua, que acciona a una turbina acoblada a un alternador obtenint electricitat. És un cicle tèrmic convencional malgrat que la font principal d’energia no són els combustibles fòssils ni l’energia nuclear, sinó el sol.

- sistemes solars fotovoltaics: el sol és utilitzat per a produir electricitat de forma directa, sense processos termodinàmics, a través d’un dispositiu de silici semiconductor denominat cèl·lula fotovoltaica. En aquesta transformació no existeixen elements mecànics ni tèrmics; tot funciona a nivell fotoquímic.

Central solar de torre Central solar de captadors cilíndre-parabòl·lics


Els sistemes solars fotovoltaics són els més utilitzats per al subministrament elèctric allà on el cost de manteniment i instal·lació de les línies elèctriques no es rentable, és a dir, per a instal·lacions autònomes aïllades. Aquest sistema de fàcil instal·lació i manteniment presenta avantatges de confort i utilització enfront d’altres sistemes autònoms de subministrament elèctric.


Electrificació autònoma

Disposar d’electricitat és un fet habitual en moltes àrees del nostre territori, però encara avui dia trobem zones aïllades de les xarxes de distribució. Aquests llocs, presenten sovint, baixa densitat de població, difícil orografia i gran interès natural.

A tot el món hi ha més de 2.000 milions de persones que no tenen accés a aquest subministrament bàsic. En aquestes zones l’energia solar fotovoltaica sovint és la forma més econòmica i viable de produir electricitat.

Les instal·lacions de producció d’electricitat autònomes amb energia solar utilitzen una tecnologia força madura i comprovada en multitud d’instal·lacions escampades per tota Europa. La gran fiabilitat d’aquests sistemes i el fet que aprofitin una font energètica gratuïta són les raons que fan d’aquest un sector en fort creixement.

El cor de la producció elèctrica solar és el mòdul fotovoltaic, fet de cèl·lules que són fabricades a partir del silici, material força abundant al planeta. En ser il· luminat pel sol el mòdul solar genera una petita quantitat d’electricitat, la seva potència varia en funció del número de cèl·lules que el formen i de la insolació que estigui rebent.

Instal·lació solar per a l’electrificació d’una masia aïllada

Un sistema format per 12 mòduls fotovoltaics de 100 Wp de potència nominal proporcionen l’electricitat suficient per a cobrir el consum d’una família que respecti les normes bàsiques d’ús racional de l’electricitat (utilització de llums i electrodomèstics de baix consum, minimització de consums innecessaris, eliminació dels aparells elèctrics que produeixen escalfament).

L’electricitat generada al camp solar, en hores d’insolació, és emmagatzemada en unes bateries electroquímiques per tal de poder utilitzar l’electricitat en el moment desitjat. El procés de càrrega i descàrrega d’aquests acumuladors és controlat pel regulador de càrrega.


El manteniment d’aquest tipus d’instal·lació es resumeix normalment a tasques molt senzilles que realitza el propi usuari: neteja dels mòduls fotovoltaics, verificació del correcte funcionament del regulador de càrrega (comprovant el valor dels seus indicadors i alarmes) i el control del nivell d’electròlit de les bateries.

El cost d’aquests equips varia molt en funció del tipus de muntatge que es faci i sobre tot depèn del dimensionat necessari en funció del consum energètic que es vulgui cobrir. Tot i això es pot parlar de costos entre les 1.500 Euros d’una instal·lació per a una casa

de cap de setmana, fins a 12 a 18.000 Euros per un habitatge amb un consum elèctric corresponent a una família de 4 membres.

Esquema genèric d’una instal·lació fotovoltaica autònoma

Interconnexió a xarxa La ràpida evolució de la tecnologia i el major grau de conscienciació medi ambiental està obrint les portes a un augment progressiu de les instal·lacions solars fotovoltaiques en zones que ja disposen de subministrament

elèctric.

Si la zona on es fa una instal·lació solar disposa de xarxa elèctrica aleshores es realitza una interconnexió de manera que existeixi intercanvi energètic entre totes dues. L’electricitat generada per l’equip solar durant el dia que no sigui consumida per l’edifici pot ésser enviada a d’altres consumidors a través de la xarxa (venda d’energia).


Les estones que no hi ha prou insolació com per produir l’electricitat necessària per a cobrir el consum de l’edifici, la instal·lació pren l’energia elèctrica de la xarxa (compra d’energia). En aquestes instal·lacions s’estableix una relació de compra-venda d’energia elèctrica entre l’usuari i la xarxa elèctrica, de manera que a final de mes es factura o paga el balanç energètic. Les instal·lacions fotovoltaiques connectades a la xarxa elèctrica és poden classificar en dos grups:

• Centrals solars fotovoltaiques • Edificis amb instal·lacions integrades

El cas de les centrals solars, és el format per un grup de mòduls solars fotovoltaics col·locats estratègicament en una zona de màxima insolació, amb la finalitat de produir energia elèctrica en les hores d’insolació. Tota l’energia generada per aquestes centrals és subministrada a la xarxa elèctrica per a la seva distribució pel territori.

L’energia elèctrica produïda per una central solar és, doncs, barrejada amb l’electricitat generada per la resta de centrals elèctriques sense cap diferenciació. Aquest tipus de

centrals tenen actualment uns costos superiors a la resta de centrals convencionals, aquest fet fa difícil la seva proliferació en el moment actual.

Esquema genèric d’instal·lació solar fotovoltaica connectada Els edificis amb instal·lacions integrades ofereixen alguns avantatges que cal tenir en compte:

1. Realitzen la producció elèctrica en el lloc de consum 2. Permeten la substitució d’elements estructurals pels mòduls solars 3. Integren els mòduls solars en l’estructura de l’edifici 4. Difonen un model energètic més sostenible

El fet de poder integrar les cèl·lules solars en els elements estructurals de l’edifici comporta estalvis econòmics importants pel que fa a la instal·lació solar, a més, com que la producció elèctrica es fa en el lloc de consum s’eviten les pèrdues de transport i


la sobrecàrrega de línies i com que són edificis integrats a la ciutat permeten a la societat adonar-se de les possibilitats de l’energia solar per al subministrament d’electricitat d’una manera medi ambientalment més sostenible.

Altres aplicacions

Les possibilitats que ofereix l’efecte fotovoltaic (la generació d’electricitat a partir de la radiació solar) ha obert un munt de possibilitats d’aplicacions, així doncs poden trobar infinitat d’enginys domèstics que funcionen a partir de l’aplicació de cèl·lules fotovoltaiques com a subministrament de l’energia que els hi cal per a funcionar. L’aplicació més coneguda de les cèl·lules solars és sense dubte la utilització com a font energètic als satèl·lits de comunicació, tot això existeix un mercat molt important en utilitzacions quotidianes, com ara, calculadores, rellotges, accessoris per a caravaning, joguines etc. Una Aplicació cada dia més important de l’energia solar fotovoltaica és la de bombament d’aigua. És una aplicació apta especialment per zones rurals amb un índex d’insolació elevat on es requereixi d’algun mecanisme per bombejar l’aigua des d’una diferència de cotes. Aquesta és una tecnologia compatible econòmicament amb altres fonts d’energia. Amb el bombament solar es pot satisfer les necessitats d’aigua de milions e persones en el món, a més de ser un sistema a tenir molt en compte en el disseny dels circuits de rec de grans extensions agropecuàries. La majoria dels sistemes de bombament del mercat fotovoltaic estan pensats per instal·lacions amb potències que oscil· len entre els 400 Wp i 1.400 Wp, sistemes que corresponen a altures de bombeig d’entre 5 i 60 metres i a cabals bombejats d’aproximadament 75 m3/dia. Altres aplicacions molt usuals dels sistemes fotovoltaics són les que a continuació es descriuen:

• Senyalització: En les vies de comunicació terrestres és freqüent trobar ja elements de senyalització del trànsit alimentats amb mòduls fotovoltaics. Les senyals de trànsit tenen la peculiaritat de consumir relativament poca energia a la vegada que sovint es troben situades lluny d’un accés directe de la xarxa


elèctrica, motius pels que l’electrificació mitjançant energia solar s fa molt apropiada.

• Telecomunicacions i alimentació d’equips remots: La majoria d’aquestes instal·lacions operen en corrent contínua, pel que resulta molt útil l’acoblament de l’energia solar. Com a exemple d’aquestes aplicacions trobem els repetidors de microones, ràdio, televisió, telefonia mòbil, les estacions de telemetria, ...

• Alimentació d’equips informàtics portàtils: Cada vegada són més els equips informàtics de petites dimensions i portàtils, pel que cada vegada és més necessari el desenvolupament de sistemes de subministrament energètic no connectats a la xarxa elèctrica. Un possible sistema seria el que funciona amb energia solar.

• Protecció catòdica: En algunes circumstàncies els metalls pateixen un procés natural de corrosió provocat per una reacció electroquímica que pot reduir-se aplicant una corrent inversa a la corrent natural de corrosió. Petits sistemes fotovoltaics ( de CC) es poden situar al llarg de canonades per contrarestar aquesta corrent i preveure la corrosió amb un manteniment mínim.

• Aplicacions per a la navegació: La ajuda per a la navegació requereix d’una alta fiabilitat. Són senyals o llums que han d’operar en condicions climatològiques adverses i sovint durant tota l’època de l’any. Sovint també estan situades en llocs remots de difícil accés per a altres fonts d’energia: boies marítimes, plataformes petrolíferes, senyalitzacions de vaixells, ...

• Una utilització dels mòduls fotovoltaics no gaire coneguda són els fanals solars. En realitat un fanal solar és una instal·lació solar complerta de petita escala integrada en el suport que presta un fanal per a il· luminació de la via pública.

Les energies renovables. Opció de futur ?

Documents

Transcript of Les energies renovables. Opció de futur ?