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En todo proceso industrial se pueden utilizar los excedentes o residuos de calor para generar electricidad. Se trata de ideas innovadoras, con nuevas combinaciones de procesos o tecnologías existentes para la producción de las energías renovables, que mejoran la eficiencia energética y que contribuyen a una economía sostenible.
En todo proceso industrial se pueden utilizar los excedentes o residuos de calor para
generar electricidad. Se trata de ideas innovadoras, con nuevas combinaciones de
procesos o tecnologías existentes para la producción de las energías renovables, que
mejoran la eficiencia energética y que contribuyen a una economía sostenible.
La industria de los alimentos, de bebidas, agroindustria, panaderías, etc., no escapan a los
beneficios que se pueden obtener de esta simbiosis.
En la industria gastronómica se genera mucho calor debido a las condiciones de estructura
y equipo, hornos, estufas, parrillas en funcionamiento todo el día; en lugares tropicales se
gastan cantidades enormes de dinero en sistemas de aire acondicionado y ese calor se
desperdicia. Tenemos muchos ejemplos de calor desperdiciado, simple y sencillamente
porque no se cuenta con la posibilidad de captar ese calor e inducirlo como la corriente
eléctrica. De hecho es el sueño de todo físico un sistema que no tenga perdida de energía
por transferencia de calor.
El movimiento libera energía, así es como funcionan casi todos los sistemas como el de la
energía eólica o la energía del océano. Pero las vibraciones también pueden ser
transformadas en electricidad. Un nuevo dispositivo puede aprovechar vibraciones casi
imperceptibles para generar electricidad que podría alimentar a aparatos de control
remoto, o todo tipo de gadgets. El proceso utilizado es conocido como efecto
piezoeléctrico, un fenómeno en el cual ciertos cristales y otros materiales, cuando son
torcidos o flexionados, generan electricidad.
La energía del calor, en su forma más sencilla, consiste en una chimenea pintada de
negro. Durante el día, la energía solar calienta la chimenea, que a su vez calienta el aire
que hay dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente dentro de la chimenea (o
torre). La succión que ésta crea en la base de la torre se puede utilizar para ventilar y
enfriar el edificio subyacente. En la mayor parte del mundo, es más fácil aprovechar la
energía del viento para producir una ventilación de este tipo, pero en días cálidos y sin
viento la chimenea podría proporcionar ventilación cuando no sería posible producirla de
otra forma.
Este principio se ha propuesto para la generación de la energía eléctrica, usando un gran
invernadero en la parte de abajo, más que utilizando la calefacción de la chimenea
solamente. El principal problema de esta propuesta es la diferencia relativamente pequeña
entre la temperatura más alta y más baja del sistema. El teorema de Carnot restringe
enormemente la eficacia de la conversión en estas circunstancias. Para que sea
económicamente rentable construirla debe medir más de 1000 metros de alto.
En 1903, el coronel español Isidoro Cabanyes diseñó la primera torre solar en la
publicación La energía eléctrica. Uno de los primeros diseños de una central eléctrica
basada en la torre solar fue creado en 1931 por un autor alemán, Hanns Günther. A
principios de 1975, Roberto E. Lucier solicitó las patentes de la torre solar; entre 1978 y
1981 estas patentes, fueron concedidas en los Estados Unidos, Canadá, Australia e Israel.
Más recientemente con Schlaich, Bergerman & Partner, bajo la dirección del Prof. Ing. Dr.
alemán Jörg Schlaich, se construyó un modelo de trabajo a pequeña escala de una torre
solar en 1982 en Manzanares (España), a 150 kilómetros de sur de Madrid, que fue
financiada completamente por el gobierno alemán. Esta central eléctrica funcionó
satisfactoriamente durante aproximadamente 8 años y fue derribada por una tormenta en
1989. La torre tenía un diámetro de 10 metros y una altura de 195 metros, con un área de
la colección (invernadero) de 46.000 m² que conseguía una producción máxima de
energía de cerca de 50 kilovatios.
Durante la operación, los datos para la optimización fueron recogidos en una base de
datos segundo a segundo. Estos datos se han concedido a EnviroMission y a SolarMission
Technologies Inc. que planean desarrollar este concepto bajo el nombre de marca Solar
Tower. A principios de 2005 comenzaron a recoger datos meteorológicos en una
localización de Nueva Gales del Sur, Australia, para intentar erigir una central eléctrica con
una torre solar completamente operacional en 2008.
La máxima potencia eléctrica que puede desarrollar el diseño es de hasta 200 MW. La
chimenea solar propuesta inicialmente debía medir 1 kilómetro de alto, y la base 7
kilómetros de diámetro, con una superficie de 38 km². La chimenea solar extraería así
cerca del 0.5% de la energía solar (1 de kW/m²) que fuese irradiada en el área cubierta.
Sin embargo, los informes actuales indican que debido a las mejoras en los materiales
para la absorción de calor que pueden ser utilizados en el invernadero, la altura de la
chimenea y el diámetro de la base podrían verse reducido sustancialmente para
incrementar así la eficiencia.
Los subproductos más significativos de diseños propuestos son agua destilada (a partir del
agua del océano o del agua del subsuelo) y en ciertos casos puede ser conveniente que
algunos productos agrícolas crezcan bajo el perímetro externo del área del invernadero de
la central eléctrica.
Las explotaciones agrícolas incluyendo las frutas y verduras, así como los aceites esenciales
medicinales y aromáticos hechos de hierbas y flores, las algas marinas y el plancton, se
han considerado como cosechas convenientes para estos escenarios. La biomasa residual
podría crear calor adicional durante el abono, al igual que algunas destilaciones,
transformación de los alimentos y operaciones de fabricación. Otros subproductos pueden
incluir el etanol y metano, biodiesel y toda clase de derivados de vegetales y plantas.
Las torres solares conseguirán una mayor disminución del efecto invernadero produciendo
solamente la electricidad sostenible verde limpia. Ningún tipo de carbón o gas para
generar electricidad puede competir con las credenciales de energía limpia de una torre
solar.
Para sustituir una típica central eléctrica de carbón de 2000 MW, se necesitarían 10 torres
como la propuesta (dependiendo de escala y de capacidad). Esto disminuiría en más de 14
millones de toneladas la emisión de gases del invernadero a la atmósfera.
Haría falta, por tanto, un área de, aproximadamente, 380 km², cuatro veces la superficie
de la isla de Formentera o dos terceras partes de la superficie de la isla de Ibiza, sólo para
sustituir una central de carbón. Se conseguiría que esta tecnología fuera útil sólo en ciertos
espacios, como desiertos o zonas en las que se podría aprovechar los coproductos, como
en Almería, donde podrían seguir liderando la producción de hortalizas de invernadero
además de conseguir el agua que han ido agotando del subsuelo mediante la destilación
de agua de mar que coproduciría la torre.
Hay más tecnologías capaces de convertir la energía solar en energía eléctrica.
La chimenea solar es una parte del grupo termo-solar de tecnologías solares de
conversión. Hay otros dos diseños que trabajan de la misma forma. El primer es el diseño
espejos parabólicos y el otro es el espejo solar combinado con el motor de Stirling. De
estas tecnologías el espejo solar/motor de Stirling, tiene el rendimiento energético más alto
(el record actual es una eficacia en la conversión del 30% de energía solar). Las plantas
solares parabólicas se han construido con eficacias del cerca de 20%. La torre solar tiene
una eficacia de menos del de 2%. Sin embargo, debido a su mayor escala y simplicidad, la
torre solar puede tener una eficacia económica cercana o superior a los otros métodos.
La única estación existente de energía solar de Australia, estación White Cliffs Solar Power
Station, fue construida originalmente usando tecnología solar parabólica que concentraban
la luz calentando agua, pero ahora se han actualizado a energía fotovoltaica obteniendo
casi dos veces la potencia eléctrica de los mismos espejos.
En el pretérito existen numerosas e innovadoras experiencias, de importantes
investigadores, no industrializadas que han servido de base al macroproyecto: Solar Tower.
LA IDEA PROPUESTA.-
Ahora, un concepto innovador que funciona con aire convectivo, se viene pensando hace
varios años y que podría ser una solución interesante para mejorar nuestra individual
matriz energética, mediante su adaptación institucional en plantas industriales, procesos
agrícolas, etc., obteniéndose electricidad de propia fuente. La idea, primordialmente
orientada hacia la minimización de los costos ocultos, desea ser implementado por un
investigador colombiano, que dispone de un prototipo motor de Stirling para la exhibición
tecnológica. Los interesados pueden dirigirse a las siguiente direcciones; E-mail:
pacocali@gmail.com, Celular + 57 315 575 4078,
http://www.panificacion.com.es
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