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El agua y los recursos renovables

Las tecnologías eléctricas renovables, tales como las turbinas de viento y los paneles solares fotovoltaicos (PV, por sus siglas en inglés), no usan calor para producir electricidad, así que no necesitan agua para enfriar. Estas necesitan volúmenes pequeños de agua para los componentes de manufactura en la fábrica donde se construyen las partes de las turbinas o en la fábrica de semiconductores donde se imprimen los paneles solares, y también usan agua para limpiar el equipo en el campo. Aparte de eso, las necesidades de agua son mínimas. Sin embargo, los tipos de energía renovable basados en calor usan agua para enfriarse, tales como la energía solar concentrada (CSP, en inglés), que usan espejos para enfocar la energía solar en una localización central para hervir agua; los sistemas geotérmicos mejorados que usan el calor de la Tierra; y las centrales eléctricas potenciadas por biomasa que queman madera triturada. Las regiones que proveen la mejor insolación solar para las CSP típicamente son secas y calientes, tales como el sur de España y el desierto en el suroeste de los Estados Unidos, y tienen poca agua disponible para enfriarse. Algunas instalaciones usan tecnología de refrigeración seca pero no sin pérdidas de eficiencia, particularmente en días calientes. Sin embargo, algunas compañías solares se han comprometido con los sistemas de refrigeración seca para evitar las barreras políticas, geográficas y ambientales que presentan las inquietudes de los ciudadanos sobre los asuntos relacionados con el agua. Estos nuevos sistemas demuestran lo factible que es la tecnología de refrigeración seca para sistemas de gran escala y pueden ser indicadores de una nueva tendencia en la electricidad.

Gemasolar, una central eléctrica solar de 20 megavatios de energía concentrada en Fuentes de Andalucía, España, es la primera central eléctrica comercial del mundo en usar almacenaje térmico de sal fundida en una configuración de torre central con un campo heliostático1 “Gemasolar”, Torresol Energy, accedido el 6 de septiembre de 2016, enlace.

Las centrales eléctricas geotérmicas utilizan el calor natural subterráneo para crear vapor y generar electricidad. Al ubicarse cerca de actividad volcánica, como en Islandia y el oeste montañoso de los Estados Unidos, se genera suficiente calor para crear vapor, pero las rocas calientes, profundas y secas no retienen suficiente agua para propulsar las turbinas de vapor. Los sistemas geotérmicos mejorados aprovechan las rocas calientes y secas inyectando grandes volúmenes de agua bien adentro de la roca fracturada desde una fuente de agua externa en la superficie. El agua inyectada absorbe el calor geotérmico y potencia el ciclo de vapor luego de regresar a la superficie. Estos sistemas forman un circuito cerrado, puesto que las instalaciones inyectan la misma agua al subsuelo. Sin embargo, debido a las temperaturas operacionales menores y las pérdidas durante el recorrido desde y hacia la superficie, los sistemas geotérmicos necesitan más agua que las centrales eléctricas nucleares o solares.

El vapor sube del suelo en la Central Elécrica Wairakei, una central geotérmica cerca del Campo Geotérmico Wairakei en Nueva Zelanda

La generación de electricidad al quemar biomasa como madera triturada o basura requiere del uso de agua de refrigeración en cantidades similares a las usadas por las instalaciones de carbón o nucleares porque el proceso de generación de electricidad es muy similar. Más allá del agua necesaria para enfriar la central eléctrica, también se necesita agua para producir el combustible.

Image Credits: Marina Lohrbach/stock.adobe.com; Greg Glatzmaier/NREL at Gemasolar Plant owned by Torresol Energy; N.Minton/Shuttertock.com.

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