Iniciando en energías renovables

Por Phil Livingston
 
Tomado de la revista “Home Power”
www.homepower.com

El gran volumen de la energía que consumimos mayormente proviene de fuentes como el carbón, petróleo y gas natural – recursos agotables que crean contaminación cuando se queman, y que contribuyen al calentamiento global. La energía renovable (RE) es un tipo de energía que no genera contaminación y que proviene de fuentes inagotables, tales como el viento, la luz del sol y agua corriente. Usar más energía renovable y menos energía no renovable significa menos contaminación producida. Además de que la energía renovable puede proveer libertad energética personal y nacional de forma segura, liberando a todos sus usuarios de cuentas por pagos de energía y reduciendo la dependencia de los países en la importación de combustible extranjero por el resto de sus vidas.

 

Conservación y eficiencia 

Muchas personas suelen apasionarse por las tecnologías de energías renovables – módulos solares fotovoltaicos, sistemas micro hidroeléctricos y turbinas eólicas. Pero el enfoque principal de cualquiera que desee invertir en Energías Renovables debe ser en conservación y eficiencia.
 
La conservación siginifica cambiar el comportamiento del uso de la energía, de hábitos ineficientes y desperdicio – tal como dejar las luces prendidas cuando se sale de una habitación – a hábitos ahorradores de energía – apagar las luces cada vez que se deja una habitación. Esta es una elección consciente ya que aunque se hagan algunos arreglos, es necesario hacer un esfuerzo en minimizar el consumo de energía.
 
La eficiencia, por otra parte, es reducir el consumo de energía sin cambiar el estilo de vida, por medio del uso de aparatos eléctricos eficientes. Tal como el experto en eficiencia energética Amory Lovins alguna vez dijo, la eficiencia energética es una “compostura técnica”. Usando los ejemplos anteriores, la solución a la eficiencia podría ser cambiar las lámparas de luz incandescente por lámparas compactas de luz fluorescente, las cuales solamente usan cerca de un cuarto de la energía que emplean las anteriores.
 
Tanto la conservación como la eficiencia trabajan mano a mano. Es necesario aplicar los principios básicos de conservación y eficiencia a todas las elecciones relacionadas con el empleo de energía, antes de pensar en aprovechar energía renovable. Tiene muy poco sentido instalar paneles fotovoltaicos en un tejado antes de tener lámparas compactas de luz fluorescente instaladas.
 
La conservación y eficiencia energéticas son la futa que cuelga bajo del arbol, para ser recogida antes de pensar en energía solar y sistemas de calentamiento de agua. Al reducir la demanda de energía se reducirá considerablemente el costo de los sistemas de Energía Renovable cuando se ha pensado en instalarlos. Cada esfuerzo o inversión realizada en medidas de eficiencia ahorrará desde 3 a 5 veces dicho esfuerzo o inversión en el costo de sistemas de Energía Renovable.
 

Aparatos eficientes en el uso de energía

El empleo de aparatos eficientes en el uso de energía puede hacer un mundo de diferencia en la cantidad de energía que consumimos. Grandes avances se han realizado en una variedad de aparatos. He aquí algunos ejemplos.

• Las lámparas incandescentes producen un 95% de calor y un 5% de luz, muy poco ha cambiado desde los días de Edison. Bienvenidos al siglo 21, vamos a intentar algo nuevo. Cuando se piense en luces compactas fluorescentes es mejor tratar de no imaginarse la áspera luz parpadeante de años atrás. Hay muchos nuevos productos en el mercado que darán una placentera sorpresa a cualquiera. La luces fluorescentes compactas modernas proveen una calidad de luz superior, con una tiempo de vida de ocho a diez veces mayores que las lámparas de luz incandescente, con un cuarto de la energía que usan estas últimas para lograr la misma cantidad de iluminación.

• En la década de 1970 el refrigerador promedio consumía cerca de 1,500 Kilowatts Hora (KWH) por año. Hoy en día este número ha bajado a cerca de 500 (KWH) en modelos eficientes. Si tu refrigerador tiene una edad mayor de cinco años, remplazarlo por uno que sea más eficiente en el uso de energía es un buen comienzo. Los refrigeradores calificados con el sello “Energy Star” usan el 40 por ciento menos de energía que los modelos convencionales vendidos en el 2001.

• En la década pasada se han hecho muchas mejoras en la tecnología de maquinas lavadoras y secadoras. Las nuevas lavadoras eficientes giran en un eje horizontal en vez de girar en un eje vertical, disminuyendo la cantidad de agua necesitada en la lavadora. Menos cantidad de agua empleada significa cuentas por el pago de servicios de agua potable reducidas. La nueva generación de lavadoras incluso exprimen más agua que las maquinas anteriores, por lo tanto, la ropa requieren menos tiempo en la secadora, reduciendo la electricidad o el uso de gas. De la misma manera, se han hecho muchas mejoras en la tecnología empleada en las máquinas secadoras. Actualmente, las secadoras cuentan con unos sensores de temperatura y humedad, los cuales automáticamente interrumpen el funcionamiento de la máquina cuando la ropa está seca.
  
  

Calefacción y ventilación 

Tal como lo podemos ver en la gráfica de pastel, la calefacción y la ventilación representan casi el 50 por ciento del consumo anual de energía de la típica casa americana. Debido a que la calefacción y ventilación representan una parte tan grande del consumo de energía es necesario mejorar el aislamiento y ventilación de los hogares si se desea tomar en serio el asunto de la conservación y eficiencia.

Los muros, techos y pisos separan el interior de los hogares del exterior, y se conocen como el envolvente del edificio. La manera como este envolvente es diseñado y construido es el factor decisivo de que tan buena es la barrera térmica entre el usuario y el exterior. La mayoría de nosotros utilizamos recipientes térmicos para transportar líquidos debido a que su barrera térmica nos permite el lujo de tener bebidas frías en días calientes, o bebidas calientes en días fríos, tal sea el caso. La idea es que los hogares funcionen de la misma manera que los recipientes térmicos. Al diseñar un edificio con un envolvente adecuadamente aislado se minimiza al energía consumida para mantener un hogar en una temperatura confortable, o en el caso de los países cálidos, haciendo uso de una buena ventilación y espacios sombreados.
 
Sellar aéreas propensas a filtraciones de aire, áreas donde materiales distintos convergen o simplemente cualquier abertura en el envolvente reduce la filtración de aire descontrolada. Lo anterior combinado con buen aislamiento [buena ventilación y espacios sombreados para países cálidos en situaciones donde sea necesario] puede reducir la cantidad de calor, ventilación y de uso de sistemas de aire acondicionado necesario para mantener una temperatura confortable en el hogar a lo largo del año. Esto se traduce directamente en una gran reducción de costos de calefacción y enfriamiento, y en menos contaminación ambiental.

 
Estrategias pasivas

Si se encuentra en el proceso de construcción de un nuevo hogar, es seriamente necesario considerar un diseño con estrategias solares pasivas, ya que es una forma superior de calentar o enfriar el hogar de forma inherente. Los hogares con estrategias solares pasivas hacen un balance cuidadoso y calculado de la cantidad de ventanas y aberturas con respecto a las superficies de mayor masa térmica y absorción de temperatura, tales como losas y muros de concreto u otros materiales localizados en muros y pisos en inmediaciones de las ventanas expuestas a las fachadas soleadas. Otro recurso en el diseño de estrategias solares pasivas son los volados y elementos sobresalientes alrededor de las ventanas y aberturas, ya que en verano bloquean el asoleamiento cuando el sol se encuentra más lejano del horizonte y de esta manera previene al edificio de sobrecalentamiento, y de la misma manera en invierno, permite la entrada de los rayos de sol con una menor inclinación sobre el horizonte cuando es necesario calentar un poco el espacio interior. Otros conceptos importantes son el uso de una cantidad adecuada de aberturas en las fachadas de acuerdo con la ubicación geográfica del edificio para evitar perdida de calor o para evitar asoleamiento excesivo según sea el caso necesario.

  
Opciones de energía renovable

No existe alguna receta para resolver el problema al elegir qué tipo de sistema de energía renovable será el más efectivo y económico en una situación dada. Muchos factores deben de estar balanceados para desarrollar un buen diseño, incluyendo una orientación adecuada del edificio en cuestión, recursos ambientales disponibles, incentivos financieros, consideraciones sociales y efectos ambientales. He aquí una serie de consejos para la vida real acerca de cada una de las tecnologías de energía renovable más importantes.

• Calentadores solares de agua.
  Los sistemas solares térmicos incluyen a una gran categoría de dispositivos de recolección y distribución de energía para el calentamiento de albercas, el calentamiento doméstico de agua y calentamiento de espacios interiores por medio de calentamiento de pisos por inducción o por manejadoras de aire calentado con agua. Es necesario considerar todas estas opciones durante la fase de diseño de cualquier proyecto.
  
  La instalación de dispositivos solares de calentamiento de agua doméstica es una de las mejores inversiones que los propietarios de un hogar pueden hacer para reducir el pago de sus cuentas de energía eléctrica o del consumo de gas natural para el calentamiento de agua con recuperaciones financieras en menos de ocho años. Dependiendo del tamaño del sistema instalado, del clima local, de la demanda de agua caliente, los sistemas solares de calentamiento de agua para el hogar pueden cortar las cuentas por el calentamiento de agua hasta en un 40 u 80 por ciento. Dichos sistemas han sido diseñados para todo tipo de aplicaciones, ya sea que un hogar se encuentre situado en la fría ciudad de Alaska, en la nublada Seattle, o en una playa en Jamaica hay un sistema de calentamiento de agua solar que puede trabajar para cada caso.

• Paneles solares.
  El uso de sistemas de energía eléctrica solar empezó hace décadas, cuando algunas poblaciones rurales se encontraban en lugares donde la red de energía eléctrica no se encontraba disponible. Mientras el numero de paneles fotovoltaicos lejos de las redes de energía eléctrica empieza a crecer, los paneles fotovoltaicos cercanos a las redes de energía eléctrica empiezan a crecer en popularidad en zonas urbanas y suburbanas para generar energía eléctrica limpia y sustentable. No hay que confundir los paneles fotovoltaicos con los calentadores solares – los que usan el calor del sol para calentar el aire o el agua –, los paneles fotovoltaicos usan los fotones de la luz del sol para excitar los electrones y generar electricidad. Los paneles fotovoltaicos no tienen partes móviles, son prácticamente indestructibles y típicamente cuentan con una garantía de 25 años.
  
  En el momento de planear un sistema fotovoltaico es posible enfrentar una elección muy importante – tal como sucede con los sistemas de energía eólica y los de energía micro hidroeléctrica - ¿El sistema deberá tener baterías o no? Si la motivación principal es ambiental, un sistema sin baterías es probablemente la mejor elección. Los sistemas sin baterías son simples, económicos, no requieren de mantenimiento y son altamente eficientes. Si en el hogar se experimenta algún tipo de escases de energía eléctrica de forma frecuente que son inconvenientes para los habitantes entonces es necesario considerar un sistema con baterías.

• Energía eólica.
  La energía eólica puede ser muy económica si el lugar donde se piensa ubicar cuenta con una fuente adecuada de viento constante. Las fuentes óptimas de viento constante no se encuentran localizadas cerca de edificios, ni debajo o entre los árboles. Por el contrario, se encuentran por lo menos a 9 metros sobre cualquier obstrucción cercana. El aprovechamiento de energía eólica involucra el uso de altas torres, las cuales tienen que ser específicamente diseñadas para la turbina para la cual se va a instalar. Las turbinas de viento existen en una variedad de formas y tamaños, con muchas especificaciones diferentes.
 

• Energía microhidraulica.
  Si se cuenta con la existencia de algún arroyo corriendo a lo largo de la propiedad donde se construye que cuente con una caída en su curso,  es posible aprovechar esta energía potencial de forma económica. Con los sistemas microhidraulicos como con el resto de los sistemas de energía renovable es necesario sopesar la economía de cada lugar de acuerdo con los recursos que se encuentran a la mano. Las oportunidades para instalar sistemas microhidraulicos frecuentemente son muy pocas y muy espaciadas entre ellas, pero si el arroyo en cuestión tiene un flujo significante de agua o una caída vertical de buen tamaño, es una buena oportunidad. Incluso los arroyos que fluyen de forma ocasional pueden ser buenos candidatos para generar energía eléctrica. Muy distinto a los paneles fotovoltaicos o los sistemas de energía eólica, los sistemas hidráulicos generan energía eléctrica de forma constante mientras el agua siga fluyendo, y típicamente siempre serán los sistemas de energía renovable con la mejor relación costo-beneficio.

 
La imagen completa

La eficiencia energética es siempre la estrategia más accesible y responsable con el medio ambiente cuando se piensa en la energía renovable. Al hacer algo tan sencillo como cambiar las lámparas incandescentes por lámparas compactas fluorescentes se puede disminuir el número de paneles fotovoltaicos necesarios para alimentar un sistema de iluminación hasta en un 75 por ciento. Este principio se aplica a todas las elecciones realizadas al usar energía, ya que al enfocarse primeramente en la demanda siempre será la mejor elección.

Reflexionar en las distintas opciones de energía renovable con mucho cuidado es muy importante, ya que es necesario evaluar la mejor elección para invertir los recursos necesarios. Hay que considerar la necesidad y demanda de energía, el sitio y los recursos disponibles. Cuando caminamos rumbo a una menor dependencia en energía no renovable se desarrollar mayor independencia de las compañías de energía, reduciendo los recibos mensuales y minimizando el impacto que nuestro uso de energía tiene en el medio ambiente.