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Energía Solar: Científicos inician una forma de convertirla en combustible

Energía Solar

La búsqueda de nuevas formas de aprovechar la Energía Solar ha dado un paso adelante después de que los investigadores dividen el agua en hidrógeno y oxígeno al alterar la maquinaria fotosintética de las plantas.

La fotosíntesis es el proceso que usan las plantas para convertir la luz solar en energía. El oxígeno se produce como subproducto de la fotosíntesis cuando el agua absorbida por las plantas se “divide”.

Es una de las reacciones más importantes en el planeta porque es la fuente de casi todo el oxígeno del mundo. El hidrógeno que se produce cuando se divide el agua podría ser una fuente verde e ilimitada de energía renovable.

 

Compartimos para ti nuestro episodio de PODCAST sobre el artículo.

 

Un nuevo estudio, dirigido por académicos en el St John’s College de la Universidad de Cambridge, utilizó la fotosíntesis semi artificial para explorar nuevas formas de producir y almacenar energía solar.

Utilizaron la luz solar natural para convertir el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando una mezcla de componentes biológicos y tecnologías hechas por el hombre.

La investigación ahora podría utilizarse para revolucionar los sistemas utilizados para la producción de energía renovable.

Un nuevo artículo, describe cómo los académicos del Laboratorio Reisner en Cambridge desarrollaron su plataforma para lograr una división de agua impulsada por energía solar sin asistencia.

Su método también logró absorber más luz solar que la fotosíntesis natural.

Katarzyna Sokól, primera autora y estudiante de doctorado en el St John’s College, dijo: “La fotosíntesis natural no es eficiente porque ha evolucionado simplemente para sobrevivir, por lo que genera la cantidad mínima de energía necesaria: alrededor del 1-2 por ciento de lo que podría potencialmente convertir y almacenar “.

La fotosíntesis artificial ha existido durante décadas, pero aún no se ha utilizado con éxito para crear energía renovable porque se basa en el uso de catalizadores, que a menudo son costosos y tóxicos.

Esto significa que aún no se puede utilizar para ampliar los resultados a un nivel industrial.

La investigación de Cambridge es parte del campo emergente de la fotosíntesis semi artificial, cuyo objetivo es superar las limitaciones de la fotosíntesis totalmente artificial mediante el uso de enzimas para crear la reacción deseada.

Sokól y el equipo de investigadores no solo mejoraron la cantidad de energía producida y almacenada, sino que lograron reactivar un proceso en las algas que ha estado inactivo durante milenios.

Ella explicó: “La hidrogenasa es una enzima presente en las algas que es capaz de reducir los protones a hidrógeno.

Durante la evolución, este proceso se ha desactivado porque no era necesario para la supervivencia, pero logramos evitar la inactividad para lograr la reacción que queríamos. – dividir el agua en hidrógeno y oxígeno “.

Sokól espera que los hallazgos permitan el desarrollo de nuevos modelos de sistemas innovadores para la conversión de energía solar.

Ella agregó: “Es emocionante que podamos elegir selectivamente los procesos que queremos y lograr la reacción que deseamos, que es de naturaleza inaccesible. Esta podría ser una gran plataforma para desarrollar tecnologías solares.

El enfoque podría utilizarse para unir otras reacciones para vea qué se puede hacer, aprenda de estas reacciones y luego construya piezas sintéticas y más robustas de tecnología de energía solar “.

Este modelo es el primero en utilizar con éxito la hidrogenasa y el fotosistema II para crear una fotosíntesis semi-artificial dirigida exclusivamente por energía solar.

El Dr. Erwin Reisner, Jefe del Laboratorio Reisner, miembro del St John’s College de la Universidad de Cambridge y uno de los autores del artículo describió la investigación como un “hito”.

Explicó: “Este trabajo supera muchos desafíos difíciles asociados con la integración de componentes biológicos y orgánicos en materiales inorgánicos para el ensamblaje de dispositivos semi artificiales y abre una caja de herramientas para desarrollar futuros sistemas para la conversión de energía solar “.

Energía del Sol y del Espacio

Energía del sol y del espacio

El Proyecto de Recolectar Energía Del Sol y el Espacio es gracias a los científicos de la Universidad de Stanford que han demostrado por primera vez que el calor del sol y la frialdad del espacio exterior se pueden recolectar simultáneamente con un solo dispositivo.

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Su investigación, publicada el 8 de noviembre en la revista Joule , sugiere que los dispositivos para la recolección de la energía del sol y del espacio no competirán por el espacio terrestre y, de hecho, pueden ayudarse mutuamente a funcionar de manera más eficiente.

La energía renovable es cada vez más popular como una alternativa económica y eficiente a los combustibles fósiles, con las tablas de energía solar como el favorito mundial. Pero hay otra sobrecarga poderosa de fuente de energía que puede realizar la función opuesta: el espacio exterior.

“Se reconoce ampliamente que el sol es una fuente perfecta de calor que la naturaleza ofrece a los seres humanos en la Tierra”, dice Zhen Chen, el primer autor del estudio, quien fue investigador postdoctoral en Stanford en el grupo de fanáticos de Shanhui y actualmente es un profesor en la Universidad del sudeste de China. “Es menos conocido que la naturaleza también ofrece al ser humano el espacio exterior como un disipador de calor perfecto”.

Los objetos emiten calor como radiación infrarroja, una forma de luz invisible para el ojo humano.

La mayor parte de esta radiación se refleja de vuelta a la Tierra por las partículas en la atmósfera, pero parte de ella se escapa al espacio, permitiendo que las superficies que emiten suficiente radiación dentro del rango infrarrojo caigan por debajo de la temperatura de su entorno.

La tecnología de enfriamiento radiativo refleja grandes cantidades de luz infrarroja, proporcionando una alternativa de aire acondicionado que no emite gases de efecto invernadero.

También puede ayudar a mejorar la eficiencia de las células solares, lo que disminuye el calentamiento de las células solares, si solo las dos tecnologías pueden coexistir pacíficamente en un techo.

Chen y sus colegas desarrollaron un dispositivo que combina el enfriamiento por radiación con la tecnología de absorción solar. El dispositivo consiste en un absorbedor solar de germanio en la parte superior de un enfriador radiativo con nitruro de silicio, silicio y capas de aluminio encerradas en un vacío para minimizar la pérdida de calor no deseada.

Tanto el absorbente solar como la atmósfera son transparentes en el rango del infrarrojo medio de 8-13 micras, ofreciendo un canal para que la radiación infrarroja del refrigerador radiativo pase al espacio exterior.

El equipo demostró que el dispositivo combinado puede proporcionar simultáneamente 24 ° C en calefacción solar y 29 ° C en enfriamiento radiativo, con el absorbedor solar mejorando el rendimiento del enfriador radiativo al bloquear el calor del sol.

“En una azotea, imaginamos que una célula fotovoltaica puede suministrar electricidad, mientras que el enfriador radiativo puede enfriar la casa en los calurosos días de verano”, dice Chen. por esta razón es una opción muy importante el recolectar energía del sol y del espacio al mismo tiempo

Si bien esta tecnología parece prometedora, Chen cree que todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que pueda ampliarse para uso comercial.

Si bien el vacío que envuelve el dispositivo podría ampliarse con relativa facilidad, la ventana transparente a los rayos infrarrojos hecha de seleniuro de zinc sigue siendo demasiado costosa, y el absorbente solar y el enfriador por radiación también podrían diseñarse con materiales de alto rendimiento más baratos.

Chen cree que también es importante probar el uso de células fotovoltaicas en lugar de un absorbedor solar, una idea que aún no se ha demostrado. Pero a pesar de todos estos desafíos prácticos, el equipo cree que esta investigación demuestra que la energía renovable tiene un potencial de techo aún mayor de lo que se pensaba.

la recolección de la energía del sol y del espacio sera un avance significativo, “Creo que esta tecnología podría revolucionar la tecnología actual de células solares”, dice Chen. “Si nuestro concepto se demuestra y se amplía, la futura célula solar tendrá dos funciones en una: electricidad y refrigeración”.

Conceptos básicos de la Energía Geotérmica: formas de utilizarlas, ventajas y desventajas

la energía geotérmica

Para entender la energía geotérmica, imagine tener una chimenea cerca, una que nunca se apaga.

El fuego del que hablamos existe en el núcleo de nuestro planeta. Pero echemos un vistazo a las ventajas y desventajas de este tipo de energía renovable

Conceptos básicos de la Energía Geotérmica de la Tierra

La temperatura en el núcleo de la Tierra mide cerca de 7200 grados Fahrenheit.

Como se puede imaginar, una temperatura tan alta puede producir cantidades extraordinarias de energía sostenible e innumerables gigavatios de electricidad.

Técnicamente hablando, la energía geotérmica se considera una fuente de energía renovable que puede producir energía durante el tiempo que exista nuestro planeta.

Según la Asociación de Energía Geotérmica (GEA) , la industria de energía geotérmica alcanzó alrededor de 3,442 MW a fines de 2013.

Agregue a esto aproximadamente 1,000 MW de adiciones de capacidad planificadas en desarrollo y aproximadamente 3,100 MW de recursos de energía geotérmica en desarrollo.

El Informe Anual de Producción de Energía Geotérmica de GEA de 2017  afirma: “El mercado internacional de energía geotérmica está en auge, creciendo a una tasa sostenida de 4% a 5%. Casi 700 proyectos geotérmicos están en desarrollo en 76 países.

Muchos países que anticipan las amenazas causadas por el cambio climático.

Se dan cuenta de los valores de la energía geotérmica como carga base y, a veces, fuente flexible de energía renovable “.

Sin embargo, las estimaciones superiores muestran un notable potencial de energía geotérmica en todo el mundo de:

*2 teravatios (TW), mucho más de lo que estamos en camino de aprovechar.

Entonces, ¿por qué no estamos produciendo tal energía?

Echemos un vistazo más de cerca a algunas de las ventajas y desventajas cuando se trata de producir energía geotérmica para el hogar, los negocios o la ciudad.

Hoy en día existen dos formas de utilizar la Energía Geotérmica:

Primero, el calor de la superficie de la Tierra se puede usar con sistemas de bomba de calor geotérmicos.

Un sistema de suministro de aire que utiliza conductos, junto con un intercambiador de calor enterrado en el suelo, puede bombear calor a una casa o edificio.

La bomba de calor también puede funcionar en el verano, eliminando el calor del interior del edificio hacia el intercambiador de calor.

Ese aire caliente también se puede usar para proporcionar agua caliente.

En segundo lugar, existe la opción de la electricidad.

Las plantas generadoras de electricidad convierten los fluidos hidrotermales en electricidad, dependiendo del estado del fluido y su temperatura, de tres maneras:

  • vapor seco,
  • vapor instantáneo
  • ciclo binario.

Los sistemas de vapor seco extraen el vapor de las fracturas en el suelo, recolectando agua caliente y vapor que pueden impulsar las turbinas en los generadores de electricidad.

No importa cuán bueno pueda sonar todo esto, una serie de ventajas y desventajas entran en juego cuando se considera el desarrollo de plantas de energía geotérmica:

Ventajas de energía geotérmica

  • Respetuoso con el medio ambiente:

hay algunos aspectos contaminantes para aprovechar la energía geotérmica, y la huella de carbono de una planta de energía geotérmica se considera mínima.

Una planta de energía geotérmica promedio libera el equivalente de 122 kg de CO2 por cada megavatio-hora (MWh) de electricidad que genera: una octava parte de las emisiones de CO2 asociadas con las centrales de carbón típicas.

  • Un recurso renovable:

Es un recurso renovable, porque los depósitos geotérmicos se reponen naturalmente.

Según algunos científicos, la energía en nuestros depósitos geotérmicos durará miles de millones de años.

Si bien los combustibles fósiles tienen una fecha de vencimiento, las fuentes renovables como la energía geotérmica no van a caducar en el corto plazo.

  • Capacidad potencial:

Las estimaciones del potencial de las plantas de energía geotérmica varían entre 0.035 y 2 TW.

  • Un recurso estable:

La potencia de salida de una planta geotérmica puede predecirse con precisión.

No está sujeto a las mismas fluctuaciones de baja energía que con la energía solar o eólica.

  • Ideal para calefacción / refrigeración:

Hay un crecimiento significativo en el número de propietarios que utilizan calefacción / refrigeración geotérmica en los últimos años.

  • No requiere combustible:

Después de la instalación, no es necesaria ninguna actividad de minería o transporte.

  • Huella de tierra pequeña:

La huella de tierra más pequeña de cualquier fuente de energía principal.

  • Recurso estable:

Puede proporcionar carga base o potencia máxima.

  • Factores económicos: costo competitivo en algunas áreas.

  • Accesibilidad:

Algún nivel de energía geotérmica disponible en la mayoría de los lugares.

  • Renovable:

La energía geotérmica se extrae del núcleo de la tierra y estará disponible mientras exista la tierra.

Por lo tanto, es renovable y se puede utilizar durante aproximadamente otros 4-5 mil millones de años.

  • Abundante oferta:

Con la energía geotérmica, no hay escasez u otro tipo de problemas que a veces ocurren con otros tipos de energía.

  • Ahorros significativos para los propietarios:

Ha habido un gran aumento en el número de propietarios que desean utilizar la energía geotérmica para calefacción y refrigeración.

El resultado es que se utiliza menos energía para calentar casas y oficinas, lo que resulta en ahorros significativos para los propietarios de viviendas.

Después del gasto inicial, un ahorro del 30-60% en calefacción y un ahorro del 25-50% en refrigeración puede cubrir ese costo en pocos años.

Desventajas de la Energía Geotérmica

  • Emisiones potenciales:

El gas de efecto invernadero debajo de la superficie de la Tierra puede migrar potencialmente a la superficie y a la atmósfera.

Tales emisiones tienden a ser más altas cerca de las plantas de energía geotérmica, que están asociadas con las emisiones de dióxido de azufre y sílice.

Además, y los depósitos pueden contener trazas de metales pesados ​​tóxicos como mercurio, arsénico y boro.

  • Inestabilidad de la superficie:

La construcción de plantas de energía geotérmica puede afectar la estabilidad de la tierra.

En enero de 1997, la construcción de una planta de energía geotérmica en Suiza desencadenó un terremoto de magnitud 3.4 en la escala de Richter.

  • Alto costo de la electricidad:

Los costos totales generalmente oscilan entre  2 y  7 millones de Euros para una planta de energía geotérmica de 1 MW.

  • Costos iniciales altos para los sistemas de calefacción y refrigeración:

Si bien existe un ROI predecible, no ocurrirá rápidamente.

Para un hogar de tamaño promedio, la instalación de bombas de calor geotérmicas cuesta entre 10,000 y 40,000 euros, lo cual puede amortizarse en otros 5-10 años en la línea

  • Ubicación específica:

Buenos depósitos geotérmicos son difíciles de conseguir.

Islandia y Filipinas cubren casi un tercio de su demanda de electricidad con esta energía.

Los sitios principales a menudo están lejos de los centros de población.

  • Costos de distribución:

Si la energía  se transporta a grandes distancias, el costo puede ser prohibitivo.

  • Preguntas de sostenibilidad:

Algunos estudios muestran que los depósitos pueden agotarse si el líquido se elimina más rápido que si se reemplaza.

Este no es un problema para la calefacción y refrigeración geotérmica residencial, donde la energía geotérmica se usa de forma diferente que en las plantas de energía geotérmica.

  • Costo de alimentar la bomba:

Las bombas de calor geotérmicas necesitan una fuente de alimentación.

Puede quedarse sin Steam: tienes que ser increíblemente cuidadoso cuando tratas de verificar todo lo que está relacionado con la energía geotérmica.

Se debe tener cuidado de vigilar el calor y no abusar de él.

Ya que si no se atiende adecuadamente el calor, puede producirse un colapso u otros problemas en los que la energía no se distribuye o usa adecuadamente.

Ya sea que la energía geotérmica vaya a ser utilizada para calentar una casa o generar electricidad en una planta de energía, hay mucho que mirar y considerar.

Aunque la huella para esta forma de energía es considerablemente menor que la de los combustibles fósiles, todavía tiene posibles impactos negativos.

Además, está la disyuntiva del costo.

Las plantas de energía geotérmica son caras de crear y no siempre es tan fácil de encontrar.

Y el costo inicial para edificios o casas que usan un sistema de calefacción y enfriamiento geotérmico es costoso y sin una recuperación rápida.

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CÓMO SE ENCUENTRA EL ESCENARIO DE LA BIOMASA EN GALICIA

biomasa en Galicia

A partir del año 1998, comienza el funcionamiento de la central de biomasa en Galicia conocida como AllarLuz, desde ese momento Galicia no ha contemplado el desarrollo de nuevas centrales de energía que operen con una fuente de energía renovable.

Esto ha ido cambiando con el paso del tiempo, y a pasos agigantados.

Ya que el presidente de la Xunta conocido como Alberto Núñez Feijóo destacó que tiene el propósito de otorgar a Greenalia el permiso para la creación de una central de Biomasa en Galicia.

La cual se considera será la segunda central que opere con una fuente de energía renovable.

Y solamente es superada por la central pastera Ence con capacidad para 50MW; situada en Huelva.

La falta de inversión que se ha suscitado en la comunidad, es el principal culpable de la situación actual de Galicia

Esto ocurrió como consecuencia del recorte en el presupuesto destinado a la inversión para cualquier fuente de energía renovable por parte del gobierno que se realizó hace 20 años atrás.

Esta nueva central de biomasa en Galicia permitirá duplicar la capacidad de generación de energía eléctrica a partir del uso de fuentes de energía renovables las cuales alcanzan los 49,4 MW en la actualidad.

Sin embargo, encuestas revelan que a partir del año 2016 existían 11214 equipos de biomasa en Galicia de alto rendimiento.

Lo que representaba el 5,6% de la totalidad a nivel nacional.

Entonces, se exhibe un incremento de 2205 equipos, es decir un 24,5% más que el año pasado.

Garantizando una potencia de 591532KW.

Comparado el año anterior con la situación actual de Galicia las cifras anteriores han superado las expectativas a nivel nacional.

En el año 2016 se reportó una reducción en la cantidad de calderas operativas en la nación y un incremento del 22% en estufas, llegando acumular un total de 198887 equipos y 8300 megavatios.

Por otra parte, en la actualidad operan 1650 profesionales que se encuentran capacitados para realizar instalaciones térmicas de biomasa en Galicia.

De los cuales se contempla que al menos 317 profesionales ya han realizado este tipo de instalaciones alguna vez.

Representando un total de un 20% del personal con experiencia en instalaciones que operen con una fuente de energía renovable.

El sector de la biomasa en Galicia representa un negocio de 77,2 millones de euros, esto como producto del aumento significativo que se ha presenciado en lo nuevos sectores de estufas y calderas que operan con fuentes de energías renovables.

Por supuesto, estos datos no contemplan la instalación de calderas y estufas que operan con tecnología antigua y otros equipos de menor rendimiento.

Para finales del año 2017 en Galicia existían 15028 hornos y calderas que operaban con la tecnología de fuentes de energía renovables.

Es decir, 24,5% superior a las cifras del año anterior (2016), esto sitúa a Galicia 1,5 puntos por arriba del promedio nacional (23%).

En consecuencia, este aumento repercute sobre los dígitos del negocio generado, aumentando un 6% aproximadamente en el año 2017.

A pesar de las adversidades, comparado con los del año anterior; que se registran tanto en Pontevedra como en A coruña.

En la situación actual de las biomasas en Galicia, se describe una apertura de puestos de empleo para 602 personas.

Sobretodo en lo referente a la instalación de calderas y estufas que emplean la tecnología de fuentes de energía renovables, entrega de combustibles como el pellet, madera y otros tipos de biomasa.

Galicia ocupa el segundo lugar con profesionales capacitados para realizar instalaciones de biomasa entre las comunidades independientes en España.

También, el presidente de la Xunta ha anunciado, durante sus declaraciones realizadas en el mes de diciembre que:

*Añadirá aparte de los 18 parques y 14 infraestructuras para evacuación,tres iniciativas adicionales.

Lo que contempla una inversión de más de 543 millones de euros,  la inyección de más de 500MW en la ciudad y la generación de 7000 empleos para su construcción.

Con el consecuente aumento a más de 100 empleos luego de ser puesta en funcionamiento.

Lo que indica que el desarrollo de nuevas centrales de energía que operan con fuentes de energía renovable.

También representan fuentes de trabajo y mejoras en la calidad de vida de la comunidad, por lo cual las biomasas en Galicia está desarrollándose a pasos agigantados.

También, se busca establecer un canon eólico mediante la inversión de 17 millones de euros.

Con respecto a los parques que operen con una fuente de energía renovable, estos consistirán en el parque eólico Picato y su respectiva estructura para evacuación.

El cual dispondrá de 21 aerogenerados de potencia de 42 MW, alcanzando así con esto una producción al año de 120 GWH.

Los otros proyectos de interés en biomasas en Galicia, consisten en repotenciadores que serán construidos; el primero en la provincia de A Coruña:

Estos son el parque eólico de Zas, permitiendo reducir la cantidad de aerogeneradores de 80 a 10, y un incremento de la potencia generada de 24 a 26,25 MW.

Para una producción al año de 100,27 GWh, y el otro restante es el de Corme, ubicado en Ponteceso.

Que permitirá reducir la cantidad de aerogeneradores de 71 a 7 e incrementar la potencia de 18,3 a 18,375 MW.

Conservando una producción al año de 77,40 GWh.

Estos proyectos que operan con fuentes de energía renovable, involucran una inversión de 93,3 millones de euros.

Permitiendo la generación de 800 puestos de empleo durante su construcción.

Y hasta 30 empleos estables durante la puesta en operación de la misma.

El presidente de la Xunta, indica que esto es una fuerza de inversión introducida por la Ley de implantación empresarial.

Permitiendo que estos proyectos sean tramitados con interés primario, conservado las garantías urbanísticas, medioambientales y técnicas.

Permitiendo que se ejecuten proyectos de biomasa en Galicia, las cuales se esperan comiencen a funcionar para el año 2020.

 

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