Energía eléctrica
La energía llega a nuestros hogares a través
de la unión de los sistemas de la red pública
de distribución y nuestra propia instalación
eléctrica. Esta unión se conoce con el nombre
de Empalme Eléctrico, y está constituida por
conductores eléctricos de cobre.
Del empalme, la energía eléctrica ingresa
en el tablero de distribución, donde se concentran
las protecciones eléctricas que protegen y controlan
la energía que se suministrará a cada consumo
al interior de la instalación eléctrica. De
esta manera, se otorga seguridad a las personas y sus bienes.
Los conductores eléctricos propios de la canalización
presentan una capacidad de suministro de energía. Cuando
dicha capacidad es sobrepasada por un exceso de consumo,
estamos en presencia de una sobrecarga y, por lo tanto,
se deberá redimensionar el diámetro de los
conductores de cobre.
Energía eólica
El viento es abundante en todo el mundo y puede ser usado
para generar una parte importante de la electricidad. La
energía eólica ha experimentado un crecimiento
de un 25% anual en la última década, seguida
por la energía solar , con un 20%.
Los parques eólicos se están desarrollando
cada vez más en el mundo porque generan energía
de forma armónica con el medio ambiente. El cobre
está presente en todos los componentes de este proceso,
desde el generador hasta el transformador, incluyendo el
rotor y los cables. La buena conductividad eléctrica
del metal mejora considerablemente la eficacia energética
del proceso.
Energía solar
Más allá de ser una alternativa ambientalmente
amigable, el calentamiento de agua y la producción
de electricidad mediante energía solar se han convertido
en tecnologías económicamente atractivas y
altamente competitivas.
El cobre, con sus propiedades físicas, participa
en todo el proceso de “cosechar” energía
solar, desde la construcción de los absorbedores
que captan y transfieren la energía, hasta todo el
sistema de conducción de fluidos a altas temperaturas,
gracias entre otras cosas a su capacidad de mantener óptimas
condiciones de higiene gracias a la acción bactericida
de las cañerías de cobre.
De la energía solar se puede obtener calor mediante
colectores térmicos, y electricidad a través
de módulos fotovoltaicos.
El colector solar está compuesto por dos cañerías
de cobre unidas entre sí por canales paralelos de
menor diámetro (cañerías de cobre).
Estos últimos llevan unas aletas de cobre que transmiten
el calor hacia el tubo, por el que circula un fluido (normalmente,
agua) que lo transporta. Para conseguir un mayor rendimiento,
todo el conjunto se apoya sobre una lámina de cobre
ennegrecida que actúa como absorbedor de la energía.
Todo este conjunto se introduce en una caja, con un cristal
en la cara superior y un aislamiento en la cara inferior,
que disminuye la pérdida de energía hacia
el exterior.
Centrales solares
La energía solar se aprovecha mediante dos vías:
la térmica y la fotovoltaica. La térmica transforma
la energía procedente del sol en energía calorífica.
La fotovoltaica convierte directamente la energía
solar en energía eléctrica mediante el efecto
fotovoltaico.
Los sistemas solares más importantes basados en
la vía térmica que se utilizan para la producción
de electricidad son los llamados “de alta temperatura”.
Las centrales de este tipo más extendidas son las
centrales termoeléctricas de receptor central. Estas
constan de una amplia superficie de helióstatos,
es decir de grandes espejos sostenidos por soportes, que
reflejan la radiación solar y la concentran en un
pequeño punto receptor, que habitualmente está
instalado en una torre. Los haces del sol son concentrados
y reflejados sobre la caldera que se encuentra en la torre.
En ella, el aporte calorífico de la radiación
solar es absorbido por un fluido térmico (agua, aire,
sales fundidas) que es conducido a través de un circuito
primario hacia un generador de vapor. En él intercambia
calor y vaporiza a un segundo fluido que circula por un
circuito secundario (agua), que es quién acciona
los álabes del grupo turbina-alternador para generar
energía eléctrica. El fluido del circuito
secundario es posteriormente condensado para repetir el
ciclo. El fluido del circuito primario vuelve a la caldera
y repite también el ciclo. El helióstato se
va moviendo siguiendo la orden de un ordenador central para
que en todo momento se encuentre en la posición idónea
para captar la radiación solar.
Entre las instalaciones solares a alta temperatura cabe
citar también a las centrales solares en discos parabólicos.
En ellas, la figura geométrica de las superficies
reflectantes es la de un paraboloide de revolución.
En los sistemas solares la luz solar transporta energía
en forma de un flujo de fotones. Cuando éstos inciden
en determinado tipo de materias (semiconductores) y bajo
ciertas condiciones, la energía luminosa se convierte
en eléctrica.
En el caso de las centrales eólico-solares, la radiación
solar incide sobre una cubierta que calienta el aire contenido
en su interior mediante el efecto invernadero. El aire caliente
pesa menos que el frío y tiende a subir, se dirige
hacia una chimenea de conducción en cuyo interior
se encuentra alojada una turbina que está asociada
a un generador de corriente eléctrica.
Transformación natural de la energía
solar
La recolección natural de energía solar se
produce en la atmósfera, los océanos y las
plantas de la Tierra. Las interacciones de la energía
del Sol, los océanos y la atmósfera producen
vientos, utilizados durante siglos para hacer girar los
molinos. Los sistemas modernos de energía eólica
utilizan hélices fuertes, ligeras, resistentes a
la intemperie y con diseño aerodinámico que,
cuando se unen a generadores, producen electricidad para
usos locales y especializados o para alimentar la red eléctrica
de una región o comunidad.
Casi un 30% de la energía solar que alcanza el borde
exterior de la atmósfera se consume en el ciclo del
agua, que produce la lluvia y la energía potencial
de las corrientes de montaña y de los ríos.
La energía que generan estas aguas en movimiento
al pasar por las turbinas modernas, se llama energía
hidroeléctrica.
Los océanos representan un tipo natural de recolección
de energía solar. Como resultado de su absorción
(océanos y corrientes oceánicas), se producen
gradientes de temperatura. Cuando hay grandes masas a distintas
temperaturas, los principios termodinámicos predicen
que se puede crear un ciclo generador de energía
que extrae energía de la masa con mayor temperatura,
y transfieren una cantidad a la masa con temperatura menor.
La diferencia entre estas energías se manifiesta
como energía mecánica, al mover una turbina
que puede conectarse a un generador para producir electricidad.
Estos sistemas, llamados sistemas de conversión
de energía térmica oceánica (CETO),
requieren enormes intercambiadores de energía y otros
aparatos en el océano para producir potencias del
orden de megavatios.
