Energías Alternativas en el contexto Colombiano

INSTRUCTORALEJANDRO JOSE OROZCO NARANJO

INGENIERO ELECTRONICOESPECIALISTA EN GERENCIA DE PROYECTOS

Energías Alternativas en el contexto Colombiano

SEMANA 1

CONTEXTUALIZACIÓN: ENERGÍAS RENOVABLES EN LA ACTUALIDAD

PRESENTACIÓN......................................................................................................................................1

ENERGÍAS ALTERNATIVAS......................................................................................................................3

Situación Actual.................................................................................................................................3

La importancia de las energías alternativas.......................................................................................5

¿Por qué se dice que esta energía es inagotable?.............................................................................5

¿Dónde se encuentran estos recursos?.............................................................................................6

¿Cómo se aprovechan las energías renovables?...............................................................................6

El futuro lejano..................................................................................................................................6

CADENA DE PRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA..........................................................................7

Generación................................................................................................................................7

Transmisión...............................................................................................................................9

Distribución...............................................................................................................................9

Comercialización......................................................................................................................10

IMPACTOS DE LA UTILIZACIÓN DE MEDIOS TRADICIONALES PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA.....11

MARCO REGULATORIO COLOMBIANO PARA LAS ENERGÍAS RENOVABLES.........................................13

TECNOLOGIAS DE ENERGIA RENOVABLES...........................................................................................15

1. Energía solar fotovoltaica........................................................................................................15

2. Energía eólica...........................................................................................................................16

3. Energía geotérmica..................................................................................................................17

4. Biomasa...................................................................................................................................18

5. Energía mareomotriz...............................................................................................................19

6. Energía solar térmica...............................................................................................................20

INICIATIVAS Y PROYECTOS EN COLOMBIA ENMARCADOS EN LA UTILIZACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES.......................................................................................................................................21

Generación Con Sistema Hibrido Solar-Diesel Titumate..................................................................21

Generación con sistema hibrido eólico-solar en Nazareth, (Guajira)...............................................22

Generación de energía a partir de pastos mediante la tecnología de bio-gas en puerto Leguizamo (Putumayo)......................................................................................................................................23

Bibliografía..........................................................................................................................................24

PRESENTACIÓN

“El problema del cambio climático es que lo ignoramos porque queremos ignorarlo. Aún existen controversias acerca de cómo exactamente estamos contribuyendo al calentamiento de la atmósfera de la Tierra y cuánto de este calentamiento pasa de forma natural. Pero de lo que podemos estar científicamente convencidos es que el uso continuo de combustibles fósiles nos está llevando a un punto sin retorno. Y a menos que nos liberemos de la dependencia de estos combustibles y tracemos un nuevo curso para la energía en este país, estaremos condenando a futuras generaciones a un catástrofe global”. Barack Obama [1].

Figura 1. Cambio climático

La problemática ambiental en la actualidad ha desencadenado un especial interés en las energías renovables para la generación de electricidad, buscando que se satisfagan las necesidades de la humanidad con un menor impacto ambiental. Solo hasta el momento en que se hicieron tangibles los efectos sobre el medio ambiente y la capa de ozono a principios de los años 90, la protección ambiental entró en la agenda de los dirigentes del mundo; de allí la importancia de adquirir conocimiento en la

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aplicación y utilización de las energías renovables, para propender la conservación ambiental y estar preparados para los retos que las nuevas tecnologías traen considerando la utilización de las energías renovables.

Para empezar vale la pena establecer las diferencias entre energía renovable y no renovable, partiendo del hecho que a los elementos de la naturaleza que pueden suministrar energía se les denomina fuentes de energía y pueden clasificarse en renovables y no renovables.

Figura 2. Técnicas para producir energía eléctrica

Las fuentes de energía no renovable son aquellas que existen en una cantidad limitada en la naturaleza, no se renuevan a corto plazo, lo que significa que son finitas y se agotan. Las más comunes son los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) y los combustibles nucleares (uranio y plutonio). Su utilización acarrea consecuencias negativas, al ser limitadas terminarán agotándose o dejarán de ser económicamente rentables, siendo un agravante el ritmo actual de consumo. Además su utilización crea graves problemas ambientales, por ejemplo, la contaminación del aire y el agua, la producción de residuos y otros. Por el contrario y a pesar de que se utilizan poco, las energías renovables son limpias e inagotables, son proporcionadas por la naturaleza y tienen un impacto ambiental muy bajo si se compara con el producido por las energías no renovables.

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ENERGÍAS ALTERNATIVAS

Situación Actual

El desarrollo a nivel industrial desde la última mitad del siglo XIX ha llevado a los historiadores a reconocer que el uso dado a la energía durante los siglos XX y XXI es excepcional en la historia de nuestra especie, permitiéndonos desarrollar nuevas tecnologías y nuevos estilos de vida a una velocidad nunca antes vista.

Figura 3. Métodos convencionales

En este período (Entre los siglos XX y XXI) se ha incrementado el consumo de energía per cápita en todo el mundo casi diez veces, continuando con una tendencia al alza, mientras que la población se ha multiplicado por seis. Este creciente y aparentemente imparable aumento de la demanda de energía se satisface con la explotación de los recursos fósiles del planeta, ya que casi cuatro quintas partes de la energía consumida por el ser humano proceden del carbón, el gas natural o el petróleo. Nunca se habían explotado los recursos naturales a un ritmo tan intensivo y extensivo como ahora. Éste fenómeno histórico ha propiciado la generación de una conciencia global sobre el agotamiento de los recursos naturales y el mundo

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científico ha alertado sobre las consecuencias de las actuaciones del ser humano sobre el medio ambiente.

Figura 4. Impacto de las técnicas tradicionales

La media del consumo mundial de energía aumenta un 2% anual, aunque en algunos países emergentes este crecimiento supera el 6%. El crecimiento más rápido en el consumo de energía se registra actualmente en países que se esfuerzan por liderar la industrialización como China, India y otros de Asia, interesados en mejorar su nivel de vida y atender las necesidades de una población en gran aumento, con lo que incrementa también su consumo de energía. Aún así el consumo de energía en los países más pobres continúa siendo, por persona, de cuatro a siete veces menos que el de los países industrializados. Una quinta parte de la población mundial consume más del 70% de la energía comercial disponible a nivel global, mientras que hay 2.400 millones de habitantes del planeta que viven sin electricidad.

Como consecuencia directa de este incremento en el consumo de energía, las emisiones de gases contaminantes también han aumentado significativamente en este período. El gas que se libera en más cantidad en los diversos procesos de transformación de la energía (sobre todo en las centrales térmicas convencionales) y el

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consumo final (sea en la industria, en el transporte o en el sector doméstico y servicios), es el gas CO2 (Dióxido de carbono).

La importancia de las energías alternativas

Uno de los indicadores más precisos en relación con el bienestar y la prosperidad de la sociedad es el consumo energético. No obstante, es más que conocido el carácter no renovable de las fuentes fósiles, las cuales son sumamente limitadas.

Asimismo, este tipo de combustible produce serios problemas de contaminación. Estas razones son más que suficientes para ponerse a pensar en la necesidad de un proceso de sustitución de las energías convencionales por energías alternativas. No caben dudas de que la importancia de este cambio es enorme, por lo que en este caso en especial trataremos sobre las características y las ventajas de éstas fuentes energéticas.

En líneas generales, una fuente de energía alternativa es aquella que tiene la capacidad de sustituir las fuentes energéticas que se emplean actualmente, con la diferencia de que no contaminan, o su efecto contaminante es mucho menor y tienen una gran posibilidad de renovación.

¿Por qué se dice que esta energía es inagotable?

La energía que utilizamos convencionalmente proviene de recursos NO RENOVABLES (combustibles fósiles), de los cuales se dice que están "almacenados" y cuyas reservas se agotan a medida que se utilizan. El caso contrario ocurre con las energías RENOVABLES, las cuales provienen de recursos que están relacionados con los ciclos naturales de nuestro planeta, haciendo posible que dispongamos del recurso de manera permanente.

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¿Dónde se encuentran estos recursos?

Los recursos renovables están en nuestro entorno sin embargo, las investigaciones que se han hecho durante años, en todo el mundo, han permitido evaluar y determinar en qué regiones puede aprovecharse mejor un determinado recurso. Es así como en nuestro país encontramos regiones donde la radiación solar por metro cuadrado es mayor que en otras.

CADENA DE PRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Antes de dar inicio con el tema central del programa de formación, es conveniente aclarar las metodologías convencionales para obtener electricidad en nuestros hogares o empresas, al encender el televisor, cargar el teléfono móvil, mantener los alimentos fríos, cocinar alimentos y otros.

Figura 5. Esquema de producción de energía eléctrica

Para llevar la energía eléctrica a los diferentes lugares (residencias, oficinas, colegios, hospitales, hoteles, parques, almacenes, entre otros) es necesario realizar un proceso que comienza con la

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producción, hasta la entrega de energía a los usuarios finales. El proceso de la energía eléctrica está conformado por cuatro etapas:

Generación

Se efectúa con máquinas que aprovechan la fuerza del agua, la energía del aire o la luz del sol o el poder energético de combustibles, transformándolas en energía eléctrica. La energía que se obtiene directamente de la naturaleza se llama primaria y la que se produce con combustibles se llama secundaria (No renovable). De acuerdo a esta definición podemos nombrar las siguientes formas de generación eléctrica y sus características, en módulos posteriores del programa de formación nos enfocaremos en algunas de ellas con mayor detalle:

o Generación termoeléctrica: Todas las centrales térmicas dependen imprescindiblemente para su puesta en marcha y funcionamiento del empleo de energías no renovables como lo son los combustibles fósiles, principalmente el carbón, los cuales producen un gran impacto negativo sobre todo en la atmósfera.

o Generación hidroeléctrica: Las centrales hidroeléctricas utilizan como fuente de energía primaria un recurso renovable como lo es la fuerza de las aguas, pero tienen cierto impacto inicial sobre la flora, la fauna terrestre, el clima y otros, al tener que inundar grandes extensiones de tierras para almacenar el agua. La afectación es a su vez directa en el ser humano porque en general esta producción se da en entornos rurales, afectándose la dinámica de las personas que trabajan en el campo e incluso propician situaciones de desplazamiento.

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o Generación por formas no convencionales: Estas fuentes energéticas se utilizan actualmente de forma comercial para aplicaciones de poca exigencia, cada vez es mayor el potencial e inversión que se hace en estas para incrementar su capacidad esperando que sea una alternativa viable de generación. Las fuentes de energía consideradas a futuro para desarrollar centrales de generación son todas renovables, como la energía solar, el aire, el movimiento de las mareas y otros.

o Generación termonuclear: Esta energía se produce por la liberación de energía atómica como resultado de cualquier reacción nuclear. El recurso primario de estas centrales es no renovable y presentan el problema de la manipulación de los residuos por un lado y la explotación minera por el otro.

El sector eléctrico en Colombia está mayormente dominado por generación de energía hidráulica (64% de la producción) y generación térmica (33%). Colombia cuenta con un gran potencial para aprovechar las energías renovables (principalmente eólica, solar y biomasa) pero esta alternativa no ha sido explorada ni ejecutada como debería debido a las implicaciones en infraestructura y cambio del modelo energético a nivel nacional, más aún considerando que Colombia es uno de los países que tiene mejores potencialidades naturales para satisfacer la necesidad local e incluso exportarla.

Transmisión

Es el transporte de la energía eléctrica desde las centrales de generación hasta los grandes centros de consumo, a través de cables que son sostenidos por torres muy altas, con características especiales que permiten llevar grandes cantidades de energía a

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altos voltajes (Tensiones) iguales o superiores a 220 KV y por largas distancias.

Distribución

Es el transporte de energía eléctrica desde el punto donde el sistema de transmisión nacional la entrega hasta el punto de entrada a las instalaciones del consumidor final, se hace con cables sostenidos por estructuras pero de menor tamaño y con características distintas, para llevar energía en menores cantidades a través de los sectores en una misma región y distribuirla en pequeñas cantidades para el consumo de cada usuario.

Comercialización

Es la actividad de comprar grandes cantidades de energía a los productores para venderla a los usuarios o a otras empresas del sector, ejecutando las tareas relacionadas con la lectura de los medidores, la facturación del servicio y en general las involucradas con la atención a los usuarios (atención de consultas, reclamos, cartera, peticiones, entre otras).

Como se pudo apreciar, se dio especial desarrollo a la fase de generación, precisamente porque en ésta es donde las energías renovables juegan un papel determinante al permitir una transformación en energía eléctrica y alimentar distintos tipos de mecanismos. A continuación se presenta un esquema Figura 1, que nos puede ayudar a entender la cadena de producción de la energía desde una perspectiva más amplia y considerando las múltiples aplicaciones de la energía.

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IMPACTOS DE LA UTILIZACIÓN DE MEDIOS TRADICIONALES PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA

Iniciando con la minería de carbón, esta disminuye la calidad de las aguas, la causa son las aguas de las minas y los derivados de limpiar el carbón que contiene sólidos (Metales y otros) en suspensión. Otros impactos relacionados con la minería, tanto subterránea como a cielo abierto, son el ruido provocado por el uso de la maquinaria pesada, la contaminación atmosférica de las partículas, las importantes extensiones de terrenos ocupados, el movimiento de tierras, las instalaciones para el tratamiento de los materiales y otros. Las explotaciones de carbón a cielo abierto (aquéllas que no se encuentran bajo tierra), acarrean consecuencias dañinas por el deterioro paisajístico por los grandes volúmenes de material removidos, que además ocasionan emisiones de partículas y que a su vez son origen de la contaminación de las aguas subterráneas.

Para la producción de energía por métodos hidráulicas, el principal problema ecológico y ambiental se puede asociar directamente al gran tamaño de algunas de sus instalaciones (las grandes centrales hidroeléctricas), que a veces afectan a los ciclos naturales de los ecosistemas acuáticos.

Los efectos ya mencionados tienen un factor definitivo en la afectación de la capa de ozono y la ocurrencia del fenómeno de lluvia ácida, que fueron los principales causantes del interés creciente en las energías renovables.

En la Figura 5 se observa el impacto medio ambiental por causa del consumo de materiales combustibles fósiles, mostrando que en Colombia el transporte es el que más impacto contaminante presenta.

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Figura 6. Cálculo de procedencia del dióxido de carbono generado asociado a la energía consumida. Fuente: Ideam 2008.

En la figura 7 se observa en que tecnologías se hace mayor trabajo para la producción de energía eléctrica, concluyéndose que la mayor parte proviene de plantas hidroeléctricas.

64%

4%

19%

7%5%

0% 0%

HidroeléctricasMicrocentralesGasCarbónCombustibles liquidosCogeneraciónEólica

Figura 7. Fuentes para generación de energía en Colombia. Tomado de: [2]

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MARCO REGULATORIO COLOMBIANO PARA LAS ENERGÍAS RENOVABLES

El antecedente más importante en la regulación nacional para la utilización de energías renovables es la ley 697 del 2001 “Mediante la cual se fomenta el Uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones”.

Artículo 1°. Declarase el Uso Racional y Eficiente de la Energía (URE) como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional, fundamental para asegurar el abastecimiento energético pleno y oportuno, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de energías no convencionales de manera sostenible con el medio ambiente y los recursos naturales.

Artículo 9°. Promoción del uso de fuentes no convencionales de energía. El Ministerio de Minas y Energía formulará los lineamientos de las políticas, estrategias e instrumentos para el fomento y la promoción de las fuentes no convencionales de energía, con prelación en las zonas no interconectadas.

Artículo 10°. El Gobierno Nacional a través de los programas que se diseñen, incentivará y promoverá a las empresas que importen o produzcan piezas, calentadores, paneles solares, generadores de biogás, motores eólicos, y/o cualquier otra tecnología o producto que use como fuente total o parcial las energías no convencionales, ya sea con destino a la venta directa al público o a la producción de otros implementos, orientados en forma específica a proyectos en el campo URE, de acuerdo a las normas legales vigentes [3].

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Figura 8. Logo IPSE

Para dar cumplimiento con lo anterior se han creado programas de índole nacional y fondos que propician la investigación y desarrollo en ésta área, lo que se puede evidenciar en convocatorias de entidades como Colciencias (Departamento administrativo de Ciencia, Tecnología e Investigación) y otros, así como la creación del Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas No Interconectadas (IPSE), que es un establecimiento público de orden nacional, adscrito al Ministerio de Minas y Energía de Colombia, el cual se encarga de identificar, promover, fomentar, desarrollar e implementar soluciones energéticas mediante esquemas empresariales eficientes, viables financieramente y sostenibles en el largo plazo, procurando la satisfacción de las necesidades de las Zonas No Interconectadas – ZNI.

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TECNOLOGIAS DE ENERGIA RENOVABLES

1. Energía solar fotovoltaica

Se denomina energía solar fotovoltaica a la forma de obtener energía eléctrica a través de paneles solares fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos que tienen la capacidad de convertir la luz captada del sol en energía eléctrica. Este proceso se basa en un trabajo físico de las partículas de la luz que son controladas, generando, generando un voltaje diferencial necesario para el fijo de corriente eléctrica. Cada uno de los paneles solares que se ven en algunas instalaciones están formadas por pequeñas celdas, para lograr una correcta producción de energía es necesario unir varias de ellas, con lo que cual los voltajes producidos son mayores y se pueden alimentar los dispositivos electrónicos que necesitan energía. Ver video a continuación:

http://www.youtube.com/watch?v=KKKvWNady1w

La idea de aprovechar la energía solar no reciente, fue a partir de la decaca de 1970 que se desarrollo la tecnología para hacer posible esta generación de electricidad. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica, operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de subsidios para una mayor viabilidad económica. El proceso, simplificado es el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. Mediante un centro de transformación

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se eleva a Media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte de la compañía [4] y [5].

2. Energía eólica

Para la generación de energía eléctrica a través del viento se necesita un fenómeno meteorológico importante: El calentamiento por partes de la atmósfera y de las irregularidades de relieve de la superficie terrestre. Gracias al calentamiento que produce el sol sólo una pequeña fracción de esta energía recibida por la Tierra se convierte en energía cinética en el viento, sin embargo ésta, alcanza cifras enormes, superiores en muchas veces a todas las necesidades actuales de electricidad. La energía eólica podría proporcionar cinco veces más electricidad que el total consumido en todo el mundo, sin afectar a las zonas con mayor valor ambiental. Ver video explicativo de la producción de energía eléctrica por medio de parques eólicos.

http://www.youtube.com/watch?v=3tLIe6eJGAo

La potencia que se puede obtener con un generador eólico es proporcional es más de tres veces la energía contenida en el movimiento mismo del viento; al duplicarse la velocidad del viento la potencia se multiplica por ocho, y de ahí que la velocidad media del viento sea un factor determinante a la hora de analizar la posible viabilidad de un sistema eólico. La energía eólica es un recurso muy variable, tanto en el tiempo como en el lugar, cambiando mucho en distancias reducidas. En general, las zonas costeras y las cumbres de las montañas son las más favorables para el aprovechamiento del viento con fines de producción energética.

La conversión de la energía del viento en electricidad se realiza por medio de aerogeneradores, con tamaños que abarcan desde algunos

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vatios hasta los 5.000 kilovatios. Los aerogeneradores se han desarrollado intensamente desde la crisis del petróleo en 1973, habiéndose construido desde entonces más de 150.000máquinas. La capacidad instalada era de 40.000 MW en2003 [6] y [7].

3. Energía geotérmica

La diferencia térmica resultante de las altas temperaturas del centro de la Tierra (superiores a los mil grados centígrados), genera una corriente de calor hacia la superficie, corriente que es la fuente de la energía geotérmica. El valor promedio es de 25 grados centígrados por cada kilómetro, siendo superior en algunas zonas sísmicas o volcánicas. Los flujos de calor más dispares se presentan en zonas que representan la décima parte de las tierras emergidas, entre ellas están: La costa del Pacífico en América, desde Alaska hasta Chile, occidente del Pacífico, desde Nueva Zelanda a Japón, el este de África y alrededor del Mediterráneo. El potencial geotérmico almacenado en los diez kilómetros exteriores de la corteza terrestre supera en 2.000 veces a las reservas mundiales de los materiales tradicionales para producción de energía eléctrica. A continuación de expliacion sencillo de como se trabaja esta tecnología [8] y [9].

http://www.youtube.com/watch?v=bUcySneaMgM

Hoy son muchos los países que generan electricidad a partir de la geotermia, se cuenta con una capacidad instalada de unos 8.000 MW. Existe en la actualidad un creciente interés en la exploración y el desarrollo de nuevas plantas de generación de electricidad basadas en este tipo de energía. Las principales ventajas de la explotación de este tipo de energía son:

Es una fuente inagotable de energía

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No provoca contaminación ambiental Produce mínimo impacto visual y auditivo Se traduce en enormes cantidades de energía eléctrica La inversión necesaria es relativamente baja No tiene ciclos de actividad y reposo (como ocurre con la

energía eólica o solar)

4. Biomasa

La biomasa es definida como cualquier residuo vegetal, desperdicio de madera, desperdicio agrícola y de vertedero de basura, así como también determinados cultivos que se utilizan como combustible. Estos desperdicios provienen de industrias como las madereras, la industria de la construcción, las papeleras; los desperdicios agrícolas provienen del cultivo de la tierra, e incluso los desperdicios sólidos provienen de vertederos de basura municipales y el gas metano generado en estos vertederos. Además, algunos céspedes pueden cultivarse para la obtención de biocombustibles a partir de la fermentación. En todo el mundo, el combustible de biomasa, principalmente los productos derivados de la madera, se quema en forma paralela al carbón en plantas de energía eléctrica de combustión de carbón. Los biocombustibles representan el otro uso principal de la biomasa. El etanol puede utilizarse de forma aislada o como un agregado a la gasolina. La mayoría de los vehículos de Brasil funcionan con etanol. El biodiesel, hecho de aceite vegetal, grasa animal y grasa de restaurantes, bien puede reemplazar al combustible diesel estándar. También puede utilizarse en una mezcla. El mayor productor y usuario de biodiesel es Alemania. En video siguiente una corta explicación de cómo opera esta tecnología.

http://www.youtube.com/watch?v=ddsQfMNWnP4

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Aunque al quemase produce dióxido de carbono, el combustible de biomasa se considera como "carbono neutral". Desde hace millones de años, los combustibles fósiles liberan CO2 y crean una carga adicional de CO2 en la atmósfera. El CO2 liberado por la combustión de la biomasa es absorbido por las plantas cultivadas para producirlo. En este momento, el combustible de biomasa no es verdaderamente carbono neutral. Aunque, en general, disminuye las emisiones de CO2, que es un paso en la dirección correcta [10] y [11].

5. Energía mareomotriz

Una planta de energía mareomotriz captura la energía del flujo de las mareas que entran y salen de las bahías o estuarios. Una presa especial denominada presa de contención separa el área de las mareas en cuencas superiores e inferiores. Las turbinas dentro de la presa de contención giran a medida que el agua fluye de una cuenca hacia la otra, según la dirección de la marea. Las turbinas impulsan un generador que, luego, produce electricidad.

La instalación de una planta mareomotriz es costosa, por lo tanto, la planta debe ser capaz de generar energía suficiente como para que la inversión valga la pena. Esto sucede únicamente cuando hay una diferencia de al menos 5 m (16 pies) entre la marea alta y la baja. Cualquier diferencia menor no genera la energía suficiente como para que la planta mareomotriz resulte viable desde el punto de vista financiero. Sólo aproximadamente 40 lugares en todo el mundo cumplen con estos criterios. La planta mareomotriz más conocida es La Rance Station en Bretaña, Francia. Entre otros lugares se encuentran la Planta Annapolis Royal en Nueva Escocia, Canadá, y también plantas en Rusia, China, India y Gales [12] y [13].

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http://www.youtube.com/watch?v=1E9igTKlnqQ

6. Energía solar térmica

Esta es conocida como termosolar, es la tecnología que convierte la radiación solar en calor y conduce este calor a un líquido, por lo general agua. Se utiliza básicamente para producir agua caliente sanitaria, calefacción de viviendas, calentamiento de piscinas y otras aplicaciones.

Esta no debe ser confunde con la energía solar fotovoltaica, que se caracteriza por convertir energía solar en electricidad. Esta tecnología hace uso de un sistema de recolección llamado captadores solares, placas o paneles. Un captador solar puede ser simplemente una manguera de riego puesta al sol. El agua en su interior se calentara y se puede aprovechar esta agua caliente. Este colector rudimentario no aprovecha la energía de sol de una manera eficiente. Para aprovechar al máximo la energía del sol existen hoy en día diferentes tipos de colectores como pueden ser:

Colector de plástico: Son económicos, no aptos para proporcionar agua caliente sanitaria y calefacción. Se emplean mucho para calentar piscinas en verano.

Colector plano: con cubierta de cristal. Esta si puede proporcionar agua caliente sanitaria y calefacción.

Colector de tubos de vació: Son tubos de cristal construidos al vacío, con lo que se logra máxima capacidad de absorción. Son más costosos.

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En cuanto a las instalaciones, se pueden encontrar desde equipos compactos para suministrar agua caliente sanitaria a una casa unifamiliar, hasta instalaciones mas complejas con fluidos para diferentes propósitos, intercambiadores de calor, grandes depósitos de acumulación, etc.

La explotación de la energía solar térmica es una tecnología madura y fiable, que las inversiones realizadas en general son pagadas sin la necesidad de subsidios públicos, y que se trata de una alternativa respetuosa con el medio ambiente. En los últimos años se viene produciendo un aumento notable de instalaciones de energía solar térmica debido, por una parte, a la mayor sensibilidad social y política hacia temas medioambientales y, por otra, a la continua mejora y reducción de costes de los sistemas solares térmicos.

INICIATIVAS Y PROYECTOS EN COLOMBIA ENMARCADOS EN LA UTILIZACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES

En Colombia la identificación de potencialidades asociadas a fuentes energéticas renovables han sido materializadas en la ejecución de proyectos que sacan el mayor provecho de los recursos disponibles en cada región del país para proporcionar electricidad e iluminación a las zonas no interconectadas, propiciando espacios para el desarrollo y bienestar social, entre dichos proyectos se destaca la utilización de biomasa, gas, biodiesel, bioalcohol, energía eólica, energía solar, sistemas híbridos y cultivos energéticos. Se destacan proyectos como:

Generación Con Sistema Hibrido Solar-Diesel Titumate

Proyecto ejecutado en la localidad de Titumate-Municipio de Unguía-Choco. Entiéndase por sistema híbrido como sistema que emplea tanto energía solar como Diesel para proporcionar a partir de ambas generaciones la energía suficiente para suplir la demanda. Incluye

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estudio de demanda, Instalación del sistema de generación fotovoltaica, diseño y construcción de redes de baja tensión, acometidas y luminarias ahorradoras. A continuación se muestra la Figura 9 y Figura 10 en que se evidencia parte del montaje encargado de la transformación solar.

Figura 9. Colector solar

Figura 10. Solución Solar

Generación con sistema hibrido eólico-solar en Nazareth, (Guajira)

Ejecutado en el municipio de Nazaret departamento de la Guajira. Incluye estudio de demanda, de potencial de generación de organización comunitaria y generación de energía eléctrica. Es un sistema híbrido que aprovecha la potencialidad solar y eólica (Viento) de la región para producir energía según la necesidad identificada.

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Figura 11. Sistema híbrido solar eólico.

Generación de energía a partir de pastos mediante la tecnología de bio-gas en puerto Leguizamo (Putumayo)

Se utiliza la descomposición de los pastos para generar energía a partir de la descomposición bacteriana para producir Biogás. Potencial de área a sembrar: 3000 m2. Tecnología a utilizar: Biogás. Ver Figura 12.

Figura 12. Cocción con Biogas. Tomada de [14].

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Bibliografía

[1] S. E. International, «Energía Distribuida versus Energía Centralizada,» Solar Energy International, Carbondale, 2010.

[2] El Colombiano, «Energía de Colombia es una de las más competitivas del mundo,» El Colombiano, pp. 1-3, 2013.

[3] O. Prias, «OPORTUNIDADES PARA LA INVESTIGACIÓN , EL DESARROLLO TECNOLÓGICO Y LA INNOVACIÓN,» Bogotá, 2005.

[4] C. Orbegozo y R. Arivilca, «Manual tecnico para instalaciones domicilarias,» [En línea]. Disponible: http://energiaverde.pe/wp-content/uploads/2010/06/Manual_ES_Fotovoltaica.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[5] O. Perpiñan Lamigueiro, «Energía Solar Fotovoltaica,» [En línea]. Disponible: http://procomun.files.wordpress.com/2013/03/esf_operpinanmar2013.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[6] J. Moragues y A. Rapallini, «Energía Eolica,» [En línea]. Disponible: http://www.iae.org.ar/renovables/ren_eolica.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[7] Secretaría de energía, «Energías renovables - Energía Eolica,» [En línea]. Disponible: http://www.inti.gob.ar/e-renova/erTO/pdf/libro_energia_eolica.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[8] G. Llopis Trillo y V. Rodrigo Angulo, «Guía de la energía geotérmica,» [En línea]. Disponible: http://www.uclm.es/cr/EUP-ALMADEN/aaaeupa/boletin_informativo/pdf/boletines/17/9.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[9] IDAE - Instituto para la diversificación y ahorro de la energía, «Manual de geotermia,» [En línea]. Disponible: http://www.igme.es/internet/Geotermia/Ficheros%20PDF/Manual_Geotermia_2,5.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[10] IDAE - Instituto para la diversificación y ahorro de energía, «Biomasa - Cultivos energeticos,» [En línea]. Disponible: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10737_Biomasa_cultivos_energeticos_07_4bd9c8e7.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[11] Secretaria de energía, «Energía Renovables - Energía Biomasa,» [En línea]. Disponible: http://www.inti.gob.ar/e-renova/erTO/pdf/libro_energia_biomasa.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[12] J. S. Daga Kunze, «Aprovechamiento hidroelectrico de las mareas y su posible desarrollo en chile,» [En línea]. Disponible: http://www.tesis.uchile.cl/tesis/uchile/2008/daga_jk/sources/daga_jk.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[13] M. Chingotto, «Energía Mareomotriz Si? Donde? No? Por qué? Conclusiones,» [En línea]. Disponible: http://www.centronaval.org.ar/boletin/BCN813/813chingotto.pdf. [Último acceso: Octubre 2013].

[14] J. Benavides, «Normalización y contexto nacional en energía solar y eólica,» Instituto de planificación y promoción de soluciones energéticas, Bogotá, 2008.

[15] Comunidad de Madrid - Madrid Innova, «El buen uso de la energía,» Comunidad de Madrid, Madrid, 2002.

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