lunes, 20 de diciembre de 2010

Energía solar

ENERGÍA DISPONIBLE
Como paso previo a la generación, la parte mas importante de las Usinas Rurales Autónomas, queremos resumir algunos conceptos  relacionados con el titulo.
Desde el momento que la radiación solar que arriba a nuestro planeta es conocida, llamada constante solar, equivalente a 1,38 Kw por metro cuadrado de superficie y que el diámetro de la tierra es 12756 Km., no es difícil adivinar que diariamente recibimos 9400 veces mas energía que lo que la tierra consume. También casi una cuenta de almacenero nos permite afirmar que, como consecuencia  de la rotacion terrestre y la atracción gravitatoria entre Tierra, Luna y Sol cada 24 horas los océanos se sienten atraídos y colaboran  formando lo que conocemos por mareas,  pleamares y bajamares . Que como consecuencia de que los océanos ocupan el 74 % de la superficie terrestre , esa gigantesca masa de agua  posee una energía también superior  a la que la tierra usa en mas de 6 veces y que también los vientos reinantes la superan en casi 1000 veces. Sin embargo de allí a decir, refiriéndose a la radiación solar, tal cual puede leerse en una publicación “especializada”,…”Esta energía nos dará, a lo largo del país, una potencia de 1.340.000.000 Megawatios. Para tener una idea de la magnitud, basta decir que El Chocon posee una potencia de 1000 Mw”…, Hay un trecho muy grande...                     
Nadie discute que eso sea cierto lo criticable es que nada se diga acerca de la posibilidad de aprovechamiento  de esa tremenda cantidad de energía disponible. Sin entrar en digresiones termodinámicas difíciles de entender, tales como la entropía, digamos con un simple ejemplo que no es posible gastar en la construcción de un dispositivo destinado a recoger esa energía mas que la energía obtenida con el mismo. Cuando un león gasta mas energía en su carrera para alcanzar la gacela que le sirve de alimento, enflaquece y muere . De hecho así le ocurre cuando llega a viejo. Haciendo un parangón con la explotación agropecuaria seria como decir que tengo 500 toneladas de trigo para cosechar pero que tienen un rinde estimado de 1000 Kg. por ha. Los gastos de cosecha no compensan la recolección de las 500 Has.
La fabricación de una pantalla fotovoltaica es el caso. Se invierte mas en energía para fabricarla que la que generará la misma  durante toda su vida útil. Los resultados lo demuestran. No tiene ni tendrá participación en la generación de electricidad comunitaria. Su uso esta restringido a investigación, pequeños consumos autónomos  o lugares adonde es imposible la generación con otros medios como por ejemplo los satélites o estaciones repetidoras para comunicaciones en lugares sin viento y sin posibilidad de acceso físico. El problema es que si bien la radiación total es enorme también lo son la superficie de la tierra y de los mares en los ejemplos comentados y como consecuencia de ello resulta una densidad energética baja que obliga a cubrir grandes superficies para lograr la energía necesaria. Digamos como ejemplo que si quisiéramos reemplazar el motor de un automóvil, Falcon 188, como ejemplo, por un juego de pantallas fotovoltaicas de potencia equivalente al mediodía un día soleado de verano, etc. etc., necesitaríamos una superficie equivalente a 300 metros de largo por 2,2  ( ancho del auto), totalmente impracticable, aun sin entrar en consideraciones económicas (mas de u$s 500.000).
En el caso de las mareas ocurre otro tanto. Con los dedos de una sola mano se pueden contar las usinas mareomotrices existentes en el mundo y son precisamente aquellas en que la naturaleza multiplicó los efectos por razones topográficas.El estuario de  La Rance, en la Bretaña Francesa tiene en lugar de 1,5 m de altura de marea promedio, hasta 13 mts de altura. En el golfo de San José , Península de Valdez,  llegan hasta 8 metros , aunque, a diferencia de Saint Malo, todavía no esta explotado. Así como ocurre con las mareas, también la propia naturaleza, por otros medios es capaz de concentrar esa energía dispersa ofreciéndonos otras alternativas, con mayor concentración, de tal forma que los dispositivos para transformarla sean mas baratos y justificables económicamente. El mejor ejemplo son los combustibles fósiles cuyo poder de concentración energético es admirable, solo superado por la energía nuclear.
Un litro de nafta es equivalente  a la energía radiante solar generada en un m2 de superficie durante 3 días y medio de sol en verano en nuestra zona y mas de 14 durante el invierno; si queremos que sea electricidad el resultado y no simplemente calor, eso se transforma en 30 y 140 días. Es cierto que Natura  demoro 300 millones de año en concentrarla pero nadie se atreve a negar que es un fenómeno prodigioso, mucho mas que el escalón sorprendente que le sigue: la energía hídrica. ¿A quien molesta que la radiación sobre los 380 millones de Km2 de los océanos se transformen en vapor, se formen nubes que el viento arrastra sobre las montañas y allí se depositen en forma de nieve lluvia o granizo?
Miles de metros por encima del nivel del mar, con una energía potencial insólita, relativamente fácil de extraer, justificable económicamente, con posibilidades ciertas de acumulación y sin intermitencias, ni  sistemáticas ni circunstanciales. Inmediata y renovable a diferencia de los fósiles, remotísimos y extinguibles. Con un poder de concentración menor que la hídrica , con mil veces menor potencia especifica,  pero intermitente y a diferencia de la hídrica, privilegio de muy pocos habitantes, nos encontramos con la eólica, sin duda la mejor solución para la electricidad autónoma, pero imposibilitada de competir con la nuclear y la hidroeléctrica cuando se trata de electricidad comunitaria. Dos motivos la alejan de su preponderancia: la intermitencia de los vientos que le da un porcentaje muy bajo de utilización, del orden del 25 a 40 % y la baja potencia de los mecanismos derivada del bajo peso especifico del aire, solo el 1,29 % del agua. La ventaja principal es que esta al alcance de un porcentaje muy alto de la población , en especial en nuestro país, en el cual desde la mitad para abajo es envidiable la energía eólica disponible . Una desventaja frente a la hídrica y la solar directa es la gran diferencia que existe entre los  máximos valores , que en muchas ocasiones llegan a ser catastróficos, lo que obliga a sobredimensionamientos  que encarecen las maquinas. 

Hídrica y eólica son renovables, además de ser transformaciones naturales inmediatas. Ambas son estacionarias por excelencia, aunque la segunda también deportivamente es usada para impulsar veleros. Para reemplazar a los fósiles, no renovables, como combustibles vehiculares, el principal problema para dentro de 50 años; nos veremos obligados a apelar a la biomasa. El sol, el agua, el anhídrido carbónico del aire y los nutrientes del suelo, a través del proceso de biosíntesis dan origen a la vida vegetal, tanto terrestre como marina. A diferencia de las dos anteriores, constituye una conversión mediata, desde meses con la agricultura hasta décadas con la forestacion. Girasol, soja, remolacha azucarera, caña de azúcar, algas marinas  son materias primas para la fabricación de alcohol, biodiesel o biogás. Al igual que en el caso de las pantallas solares, hace falta una buena superficie de captación de la radiación y las plantas de mejor  rendimiento son aquellas de abundante follaje que cumple con esa función.

 El reino animal, verdaderas maquinas de convertir aminoácidos en proteínas, como los vacunos, ovinos, aves de corral, también aportan su granito de arena, aun después de muertos o con sus excrementos de los cuales se puede extraer biogás.
Resumiendo, digamos que una cosa es la disponibilidad de energia y otra muy distinta es la posibilidad de aprovecharla. Por otra parte es muy distinto el enfoque para la electricidad comunitaria que cuando se trata de la individual o autónoma Existen un sin número de opciones disponibles que en las próximas charlas trataremos de describir pero siempre focalizándolas hacia los sistemas autónomos, nuestra permanente preocupación para que el habitante rural marginado del servicio publico pueda gozar sin limites y en forma ininterrumpida del confort que brindan los adelantos técnicos de la revolución industrial. Gracias por vuestra atención y hasta la próxima..

Ing. Enrique O.Nielsen
www.windywest.com.ar
windywest@ssdnet.com.ar



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