Fuente de energía eléctrica
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La energía térmica renovable es la tecnología de recolección de energía térmica de una fuente de energía renovable para su uso inmediato o para su almacenamiento en una batería térmica para su uso posterior. La forma más popular de energía térmica renovable es el sol y la energía solar se recoge mediante colectores solares para calentar agua, edificios, piscinas y diversos procesos. Otro ejemplo de energía térmica renovable es un sistema geotérmico o de bomba de calor geotérmica (GHP), en el que la energía térmica almacenada en el suelo durante el verano se extrae de la tierra para calentar un edificio en otra estación. Este sistema de ejemplo es “renovable” porque la fuente de energía térmica excedente es un proceso que se repite de forma fiable cada temporada de verano.
La energía solar se ha utilizado durante siglos para calentar viviendas y producir agua caliente antes de que se descubriera el gas natural de bajo coste. Ganó atención durante y después del embargo de petróleo de 1973, cuando los ingenieros investigaron formas de producir energía térmica a partir de una fuente renovable en lugar de combustibles fósiles.
La historia de la utilización del suelo como fuente de calor es más reciente y ha cobrado protagonismo en los últimos años, especialmente en las zonas rurales donde la calefacción por gas natural puede no estar disponible. La corteza exterior de la Tierra es una batería térmica que mantiene una temperatura media que es la misma que la temperatura media del aire en ese lugar. Esta “temperatura media del suelo” es una combinación en equilibrio de la ganancia solar del sol, la ganancia térmica del núcleo de la tierra y la pérdida de calor por conducción, evaporación y radiación. El gráfico de la derecha muestra un mapa de la “temperatura media del suelo” en lugares de Estados Unidos[1].
Fuentes de contaminación térmica
La energía geotérmica se produce gracias al calor del interior fundido de la Tierra. Esta energía se aprovecha para generar electricidad cuando se inyecta agua en el subsuelo y vuelve en forma de vapor (o agua caliente, que luego se convierte en vapor) para accionar una turbina en un generador de energía eléctrica.
Los recursos geotérmicos de temperatura moderada a baja también se utilizan para calentar edificios directamente y para proporcionar calefacción a través de sistemas de calefacción urbana en los que el calor se distribuye a las residencias y edificios comerciales desde una fuente central. La mayoría de los yacimientos geotérmicos de Estados Unidos se encuentran en los estados del oeste, Hawai y Alaska, donde los límites entre las enormes placas de la corteza terrestre proporcionan una concentración de actividad geológica que atrapa el calor generado por la desintegración nuclear de elementos radiactivos.
Aunque Estados Unidos genera más electricidad a partir de la energía geotérmica que cualquier otro país del mundo, en 2015 representaba una pequeña fracción del 1% de nuestro suministro total de energía. Se espera que esa fracción crezca a un ritmo del 4,9% anual de aquí a 2040, cuando se prevé que represente hasta el 4,6% de la generación de electricidad. Pero su contribución total al consumo energético de Estados Unidos seguirá siendo inferior al 1% en un futuro próximo.
Fuentes de energía renovable
Utilizada por primera vez en Italia en 1904, la geotermia ha sido una fuente de energía constante -y en expansión- en los últimos años. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la energía geotérmica ha crecido de forma constante, pasando de unos 10GW en todo el mundo en 2010 a 13,3GW en 2018.
La energía geotérmica es el calor que proviene del subsuelo de la tierra. Está contenido en las rocas y los fluidos que se encuentran bajo la corteza terrestre y puede encontrarse hasta la roca fundida caliente de la tierra, el magma.
Para producir energía a partir de la geotermia, se excavan pozos de una milla de profundidad en los depósitos subterráneos para acceder al vapor y al agua caliente que se encuentran allí, y que luego pueden utilizarse para impulsar turbinas conectadas a generadores de electricidad. Hay tres tipos de centrales geotérmicas: de vapor seco, flash y binarias.
El vapor seco es la forma más antigua de tecnología geotérmica y extrae el vapor de la tierra y lo utiliza para accionar directamente una turbina. Las plantas flash utilizan agua caliente a alta presión en agua fría a baja presión, mientras que las plantas binarias pasan el agua caliente por un líquido secundario con un punto de ebullición más bajo, que se convierte en vapor para accionar la turbina.
Fuentes de energía
La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se extrae del núcleo de la Tierra. Procede del calor generado durante la formación original del planeta y de la desintegración radiactiva de los materiales. Esta energía térmica se almacena en las rocas y los fluidos del centro de la Tierra.
Las altas temperaturas de más de 4.000 °C hacen que parte de la roca del centro de la Tierra se derrita y forme rocas fundidas calientes llamadas magma. Estos calores también hacen que el manto se comporte plásticamente y que partes de él convecten hacia arriba, ya que es más ligero que la roca circundante.
En algunos países se utiliza desde hace miles de años para cocinar y en sistemas de calefacción. Los depósitos geotérmicos subterráneos de vapor y agua calentada pueden utilizarse para la generación de electricidad y otras aplicaciones de calefacción y refrigeración.
Un ejemplo de calefacción y refrigeración es la instalación de una bomba de calor geotérmica a unos 3 metros bajo tierra. Estas tuberías se llenan de agua o de una solución anticongelante. El agua se bombea alrededor del circuito cerrado de tuberías. Estos sistemas de bomba de calor geotérmica ayudan a enfriar los edificios en verano y a mantener el calor en verano. Esto ocurre al absorber el calor de la tierra mientras el agua circula de vuelta al edificio.