No existeix cap forma d’energia que sigui un 100% innòcua per al medi ambient. No obstant això, algunes són preferibles a altres, ja siguin per ser renovables, causar menys destrosses al medi ambient o produir menys residus.
Es denomina energia renovable aquella energia que s’obté a partir de fonts naturals virtualment inesgotables, unes per la immensa quantitat d’energia que contenen, com per exemple la solar; i altres perquè són capaces de regenerar-se per mitjans naturals, com per exemple la hidràulica.
Les energies renovables es poden classificar en dues categories: les contaminants i les no contaminants. Així doncs, no totes aquelles energies renovables són alhora no contaminants.
ENERGIES RENOVABLES NO CONTAMINANTS
Són aquelles energies que a l’aprofitar-se i generar energia elèctrica no generen cap mena de subproducte contaminant, ja siguin gasos d’efecte hivernacle o residus sòlids tòxics.
Dins de les energies no contaminants trobem les següents energies:
- Energia solar: és la que aprofita l’energia lluminosa que ens arriba del Sol. L’energia solar és font i origen de la majoria de les altres formes d’energia a la Terra. Cada any la radiació solar aporta a la Terra l’energia equivalent a varis mils de vegades la quantitat d’energia que consumeix la humanitat. Hi ha dues maneres d’aprofitar aquesta energia:
- Energia solar fotovoltaica: els panells fotovoltaics converteixen directament l’energia lluminosa en energia elèctrica.
- Energia solar tèrmica: mitjançant col·lectors solars, l’energia solar pot ser utilitzada per a escalfar aigua. Tanmateix, a les centrals tèrmiques solars s’utilitza l’energia tèrmica dels col·lectors per fer bullir aigua i, amb el seu vapor, generar electricitat.
- Energia eòlica: és la que s’obté per mitjà de l’energia cinètica del vent generada pels corrents d’aire. Uns grans aerogeneradors converteixen aquesta energia cinètica en energia elèctrica. Hi han sortides per a utilització en particulars: els minimolins eòlics.
- Energia hidràulica: és aquella energia que aprofita l’energia potencial acumulada en els salts d’aigua posant en funcionament unes turbines que connectades un generador elèctric.
- Mareomotriu: és la que aprofita la diferència d’altures d’una marea en llocs estratègics utilitzant turbines hidràuliques que s’interposen en el moviment natural de les aigües, aquestes turbines generen energia elèctrica tant en la pujada de les marees com en la baixada. Aquesta font d’energia només pot ser aprofitada en centrals mareomotrius.
- Energia de les ones: és l’energia produïda pel moviment de les onades que es generen en aigües poc profundes. Existeixen varis sistemes per aprofitar l’energia de les onades.
- Eenergia maremotèrmica: és l’energia deguda al gradient tèrmic oceànic, que marca una diferència de temperatures entre la superfície i les aigües profundes de l’oceà. Aquesta diferència de temperatures ha de ser d’un mínim de 20ºC per poder ser transformada a energia elèctrica a les centrals maremotèrmiques. El rendiment d’aquest tipus d’energia és bastant reduït: entre el 2 i el 6%.
- Energia dels corrents marins: és l’energia que aprofita el moviment cinètic dels corrents marins horitzontals per fer moure uns molins semblants als eòlics –aquests, però, submarins- per poder generar energia elèctrica.
- Energia geotèrmica: és aquella energia que pot ser obtinguda mitjançant l’aprofitament del calor de l’interior de la Terra que en ocasions arriba prop de la superfície. Les aigües subterrànies poden arribar a temperatures d’ebullició, i, per tant, servir per accionar turbines elèctriques o simplement per escalfar aigua.
ENERGIES RENOVABLES CONTAMINANTS
Les energies renovables contaminants son les realment renovables, és a dir, que es van regenerant al llarg del temps i s’obtenen a partir de la matèria orgànica o biomassa. Es poden utilitzar directament com a combustibles: ben convertida en bioetanol, biogàs o biodiesel.
Les energies renovables contaminants tenen el mateix problema que les energies produïdes per combustibles fòssils ja que en el procés de combustió emeten CO2, gas d’efecte hivernacle, i sovint son encara més contaminants perquè la combustió no és tant neta perquè emeten sutges i altres partícules sòlides. Tot i així, s’inclouen dins les energies renovables perquè el CO2 emès serà, teòricament, utilitzat per la següent generació de matèria orgànica, tot i que actualment els processos que s’utilitzen per a obtenir aquesta font d’energia; transport, servei, utilització, obtenció, etc.; també desprenen aquests tipus de gasos, llavors els gasos totals emesos en tot el cicle de l’energia són majors que els que s’absorbiran a la següent generació.
També es pot obtenir energia a partir dels residus sòlids urbans tot i que aquest tipus d’energia també és contaminant.
CONCLUSIÓ
Per obtenir electricitat, hi ha dues fonts que acostumen a ser les més rentables a l’hora d’aplicar-les a nivell particular: l’energia solar fotovoltaica i l’energia eòlica. El fet d’agafar-ne una o altre dependrà principalment de les característiques del medi de la zona on volem construir l’habitatge, per tant, hem d’estudiar aquestes característiques per a decidir quina de les dues fonts serà la més rentable. Les característiques del territori que nosaltres hem escollit ens permet utilitzar tant l’energia fotovoltaica com la eòlica, però obtindrem un major rendiment si utilitzem una combinació d’aquestes dues.
El fet de compaginar energia fotovoltaica i energia eòlica ens permet tenir una major seguretat a l’hora d’obtenir electricitat. En un territori no sempre hi ha Sol i no sempre fa vent, o sigui que si algun dia una de les dues fonts no pogués obtenir energia, segurament la restant prendria aquesta tasca.
Per tal de poder quantificar el nombre de plaques i de molins eòlics necessaris, ens caldrà saber el consum que tindrà el nostre habitatge. Per calcular aquest consumhem hagut de fer un balanç energètic del consum dels electrodomèstics de la casa durant un dia. Per arribar a aquestes dades hem aplicat una formula molt senzilla:
núm. electrodomèstics · potència · temps que estaran funcionant = energia
(W) (hores per dia) (Wh dia)
(W) (hores per dia) (Wh dia)
U
Electrodomèstic
|
Potència (W)
|
Temps
|
Energia
|
Bombetes (21)
|
3
|
5 h/dia
|
315 Wh dia
|
Rentadora bitèrmica
|
300
|
2 h/setmana
|
600 Wh setmana 86 Wh dia
|
TV
|
70
|
3 h/dia
|
210 Wh dia
|
DVD
|
13
|
3 h/setmana
|
39 Wh setmana 5,5 Wh dia
|
Aspirador
|
360
|
2 h/setmana
|
720 Wh setmana 103 Wh dia
|
Bomba aigua (4)
|
40
|
12 h/dia
|
1920 Wh dia
|
Forn elèctric
|
1000
|
3 h/setmana
|
3000 Wh setmana 428 Wh dia
|
Microones
|
800
|
0,25 h /dia
|
200 Wh dia
|
Nevera
|
120
|
24 h/dia
|
2880 Wh dia
|
Extractor
|
120
|
2 h/dia
|
240 Wh dia
|
Inducció
|
2300
|
2 h/dia
|
4600 Wh dia
|
Ordinador
|
200
|
3 h/dia
|
600 Wh dia
|
Rentavaixelles
|
800
|
3 h/setmana
|
2400 Wh setmana 343 Wh dia
|
Ventiladorets
|
45
|
8 h/dia
|
360 Wh dia
|
Assecador
|
2000
|
0,3 h/dia
|
600 Wh dia
|
Altres
|
-
|
-
|
2000 Wh dia
|
Potència màxima:
2500 W
|
-
|
Energia total:
14.890,5 Wh dia
|
Com que a la taula no hem tingut en compte el 100% dels electrodomèstics que faríem servir a l’habitatge, és per aixó que hem afegit una fila d’altres que és en la qual tenim en compte el consum de tots aquests electrodomèstics que no hem especificat a la taula (batedora, impressora, maquina d’afeitar, fregidora…)
La potència màxima és la que ens estipularà el límit mínim que ha d’estar garantit per la capacitat instantània del sistema de producció d’electricitat.
La potència màxima és aquella potència que les nostres instal·lacions elèctriques ens han de garantir poder arribar-hi, és a dir, que per a tal de poder fer possible un bon funcionament de l’habitatge, hauríem d’aconseguir que el les instal·lacions ens proporcionessin un mínim de 2500 Watts.
Sabent que una placa solar produeix uns 250 W i que cada molí eòlic, uns 1000 W i que la nostra potència màxima necessària és de 2500 W, hem arribat a la conclusió següent tenint en compte la situació geogràfica de l’habitatge i la insolació que aquest rebrà: instal·larem 6 plaques solars, que ens proporcionaran un total de 1600 W, i un molí eòlic, que ens proporcionarà 1000 W, per tant, obtindrem un total de 2600 W, suficient per abastir el consum elèctric de la casa sense problemes.
Per altra banda, també hem obtinguit el consum energètic mitjà en Wh/dia a partir de la suma de tots els consums parcials de cada electrodomèstic. Aquest consum és l’electricitat que consumiria la nostra casa al llarg d’un dia i per tal d’abastir aquest consum hem de tenir en compte que les nostres instal·lacions elèctriques al llarg del dia puguin arribar a produir 15.000 Wh per dia aproximadament I, d’aquesta manera, assegurarem que l’habitatge rebi electricitat de les plaques i el molí en tot moment.
Instal·larem, també, un sistema de bateries que ens proporcionaran una autonomia de 3 ó 4 dies perquè, en el cas de que la casa no rebés suficient insolació solar ni suficient energia eòlica, aquesta es podria abastar d’aquestes bateries. Si tot i així, aquestes bateries arribessin a esgotar-se, l’habitatge ha d’estar capacitat per a funcionar amb un altre sistema d’energia alternatiu, com podria ser un generador que funcionés amb gasolina o biomassa. Aquestes bateries són les que també ens proporcionaran l’energia necessària durant les nits, quan les plaques fotovoltaiques no podran funcionar.
Aquest és el problema que se’ns presenta al voler ser autosuficients. Actualment les cases que tenen panells fotovoltaics el que fan és cedir l’energia que obtenen a la xarxa elèctrica durant el dia, és a dir, venen l’energia que generen; i durant la nit, en compren; i l’energia que necessiten l’extreuen de la xarxa elèctrica; d’aquesta manera els habitatges amb plaques fotovoltaiques no tenen cap mena de problema vers aquest tema. Com que nosaltres ens hem proposat ser autosuficients, no estar connectats a la xarxa elèctrica, hem de buscar solucions més o menys sostenibles per a poder-nos abastir d’electricitat durant la nit.
Ara per ara quasi totes les bateries existents no són ecològiques i produeixen residus contaminants en acabar la seva vida útil, tot i que també n’hi ha algunes que són ecològiques però no consten de gaire eficiència. És per això que per tal de mantenir la nostra casa abastida d’energia durant tot el dia hem decidit utilitzar les bateries convencionals, que tot i no ser del tot sostenibles en acabar la seva vida útil es poden portar a plantes de reciclatge per tal de que tinguin un menor impacte mediambiental.
El consum elèctric mitjà espanyol per habitant es situa als voltants de 16,77 kWh dia. Si comparem la mitjana espanyola amb la nostra, 7,5 kWh dia, podem veure numèricament el baix consum del nostre habitatge. D’aquesta manera nosaltres podem afirmar amb total seguretat que el nostre habitatge consumirà menys de la meitat que el de la mitjana espanyola i per tant els sistemes que utilitzem per a captar energia hauran de ser menors que si s’instal·lessin en un habitatge convencional.
Podem veure en el següent esquema (Fig. 3.1) tot el circuit i funcionament elèctric d’una manera entenedora i gràfica:
Fig. 3.1
