Tipos de energía
SISTEMA DE REACTOR ABIERTO PARA EL CULTIVO DE MICROALGAS
Hoy dentro de nuestra sección de Patentes Verdes, os queremos presentar la última invención de la Universidad de Alicante, un nuevo Sistema de reactor abierto para el cultivo de microalgas.
La invención se puede incluir en el campo técnico de la obtención de microalgas. Asimismo, la invención tiene cabida en el campo del acondicionamiento y recuperación de entornos naturales deteriorados. El objeto de la invención consiste en un sistema de reactor abierto para el cultivo de microalgas que permite la recuperación de entornos naturales deteriorados.
Estos organismos son fuente de bioproductos de gran importancia económica. Algunas especies almacenan elevadas concentraciones de lípidos. Su contenido en proteína es por término medio del 65% en base seca, superior al de otros alimentos naturales y presentan una elevada concentración de vitaminas, minerales y otros nutrientes. También contienen ácido gammalinoleico, estimulante de las prostaglandinas, reguladoras de la actividad de las células del organismo. Algunas especies contienen luteína, que puede reducir el riesgo de diversos tipos de cáncer, enfermedades cardíacas y oftalmológicas.
Adicionalmente, en los últimos años se ha manifestado su potencial como fuente energética, dado su elevado contenido en sustancias de elevado valor energético. Así, por ejemplo, el aceite acumulado por las microalgas, tras un proceso de transesterificación, podría ser destinado a la producción de biodiesel (10-11), y los residuos aprovechados por su poder calorífico, e incluso las microalgas pueden ser utilizadas directamente como combustible en los sistemas adecuados o como fuente de materias primas en procesos térmicos.
Entre los sistemas abiertos de producción industrial de biomasa, destacan los de tipo carrusel, constituidos por circuitos cerrados de canales poco profundos (15-20 cm.), donde el medio de cultivo es impulsado mediante paletas, requiriéndose grandes áreas de terreno (500-5000 m2) (19), pero tienen como ventaja el bajo costo de producción de biomasa algal (20). Sin embargo, presentan varios inconvenientes: baja productividad, fácil contaminación, difícil recuperación del producto de medios diluidos y dificultad para el control de temperatura. Estos sistemas deben ser sembrados con un caudal y una concentración de algas adecuada al crecimiento en el tiempo previsto.
Existen numerosas actuaciones de diversos organismos oficiales sobre barrancos y cauces de ríos seco, con desvíos de los mismos por infraestructuras viales, accesos a distintas zonas urbanas o por otros conceptos. Frecuentemente, se encuentran en estado virgen o deteriorado, incluso en zonas próximas a núcleos urbanos. El mantenimiento de estos entornos no es siempre el adecuado y se encuentran, a menudo, descuidados, sucios e incluso obstruidos, lo que los hace infuncionales y peligrosos.
Descripción de la invención
La invención resuelve los inconvenientes anteriormente mencionados por medio de un sistema de reactor abierto para el cultivo de microalgas que comprende un reactor abierto consistente en un espacio natural, tal como un barranco, una zona medioambientalmente degradada o el cauce de un río, convenientemente habilitados para funcionar como reactor abierto.
La utilización o habilitación de estos parajes naturales para su uso como reactores para el cultivo de algas aporta la ventaja de mantenerlos en unas condiciones operativas como un cauce limpio, libre de obstáculos y facilita la evacuación de las acumulaciones de agua de las riadas de su origen y su destino actual.
El sistema de reactor abierto para el cultivo de microalgas objeto de la presente invención comprende:
- Un reactor abierto que soporta el cultivo de microalgas produciendo un cultivo final de microalgas a partir de un cultivo de sembrado
- Medios de sembrado para aportar un cultivo de sembrado al reactor abierto
- Medios de aporte de agua
- Medios de aporte de nutrientes
FUENTE | www.oepm.es
ENDESA PATENTA PRODUCCION DE HIDROGENO MEDIANTE UN CICLO TERMOQUIMICO
Dentro de nuestra sección de Patentes Verdes, hoy os queremos presentar la última invención de ENDESA GENERACIÓN, S.A, Producción de hidrógeno mediante un ciclo termoquímico de disociación de agua utilizando óxidos redox.
La invención se refiere a un procedimiento de producción de hidrógeno mediante un ciclo termoquímico que comprende el uso de óxidos activos. Por tanto, la invención se puede encuadrar dentro del campo de la producción de energía, en concreto de la producción de hidrógeno.
En la actualidad el 86% del hidrógeno producido procede del reformado de hidrocarburos, sin embargo esta ruta no ofrece una solución a la problemática derivada de la dependencia a los combustibles fósiles, así como a la reducción de las emisiones de CO2. Por ello, para construir una economía de hidrógeno verdaderamente sostenible es necesario que éste sea producido a partir de fuentes y elementos renovables.
Dentro de este marco, una de las alternativas es la producción de hidrógeno a partir de agua y energía solar concentrada. Es posible realizar una ruptura directa de la molécula de agua, sin embargo este proceso presenta desventajas como la alta temperatura requerida (2227ºC) o la necesidad de separar el hidrógeno del oxígeno producido. Por este motivo, la ruptura indirecta de la molécula de agua mediante ciclos termoquímicos no sólo elimina la necesidad de separar el hidrógeno y el oxígeno si no que además la temperatura requerida para llevar a cabo la reacción es menor. Asimismo, la conversión del calor directamente en hidrógeno mediante ciclos termoquímicos es mucho más eficiente que transformando calor en electricidad o realizando la electrólisis del agua.
Dentro de los ciclos de dos etapas, aquellos basados en óxidos metálicos redox se han estudiado extensivamente por ser los sistemas más simples y eficientes en la producción cíclica de hidrógeno a partir de agua. El ciclo en dos etapas utilizando óxidos metálicos redox procede a través de una primera etapa endotérmica de reducción térmica donde el óxido pierde parcialmente oxígeno de su estructura (Ec 1) seguido de una segunda etapa exotérmica (Ec 2) correspondiente a la hidrólisis del óxido anterior parcialmente reducido para formar H2 y regenerar el óxido metálico (Ec 2).
La reacción neta es H2O + energía térmica → H2 + ½ O2.
La invención proporciona un procedimiento para la producción de hidrógeno mediante ciclos termoquímicos utilizando óxidos de cerio modificados. Estos sistemas permiten la producción de hidrógeno puro a baja temperatura, de manera cíclica, mediante la utilización de un sistema sencillo y de fácil operación. Siendo un procedimiento para la producción de hidrógeno de forma renovable y fuera del ciclo del carbono.
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BICICLETAS ESTATICAS PARA PRODUCIR ENERGIA
¿Pedalear para producir energía? Hoy en nuestra sección de “Patentes verdes” os presentamos una nueva invención de Francesc Gasch García, que consiste en un Acoplamiento generador para bicicleta estática.
El objeto de la invención, tal como se expresa en el enunciado, hace referencia a un acoplamiento destinado a la generación de energía eléctrica, para bicicletas estáticas del tipo que llevan un volante de inercia. Normalmente, instituciones tales como gimnasios o similares, disponen de diferentes aparatos para la realización de ejercicios de piernas. Unos de los más tradicionales son las bicicletas estáticas y, más recientemente, las de “spinning”.
Teniendo en cuenta que, en este tipo de instituciones, el número de estos aparatos suele ser relativamente elevado, puede resultar rentable aprovechar la energía física empleada por los usuarios que están realizando sus ejercicios, convirtiendo dicho esfuerzo en energía eléctrica alternativa reutilizable directamente en otros receptores eléctricos o, con las adaptaciones adecuadas, devolverla incluso a la red, lo que se traduce directamente en un ahorro energético.
El hecho de que existan bicicletas estáticas que incorporan el sistema generador fijo, y otras que no lo incorporan, presenta en sí mismo un importante inconveniente: todos aquellos usuarios, y especialmente gimnasios o similares con grandes parques de bicicletas estáticas o de “spinning”, que desean cambiar al sistema de bicicletas con generador, no pueden aprovechar sus equipos antiguos sino que tienen que retirarlos y desecharlos definitivamente para sustituirlos por otros nuevos dotados de generador, lo cuál representa una inversión económica importante.
Con el fin de superar este inconveniente, se ha diseñado el novedoso acoplamiento generador para bicicleta estática de instalación sumamente sencilla.
Este acoplamiento permite reconvertir, rápida y fácilmente, una bicicleta estática convencional con volante de inercia, en una bicicleta estática apta para generación energética; esto permite la reconversión total de todo un parque de bicicletas estáticas tradicionales en un parque de bicicletas generadoras, con una inversión económica comparativamente muy inferior a la que sería necesaria para sustituir totalmente dicho parque de bicicletas tradicionales por bicicletas con generador fijo.
El novedoso acoplamiento generador para bicicleta estática está constituido esencialmente por dos elementos: una base rotatoria para imanes permanentes que hace de “rotor”, anclada en torno al regruesamiento cilíndrico de uno de los lados del eje del volante de inercia, y un soporte fijo para bobinas estáticas que hace de “estator”, sujeto a uno de los dos anclajes de dicho eje a la horquilla y situado frente a la base para imanes permanentes.
Esperamos que los gimnasios tomen nota de esto, ya que son potenciales productores de energía con las bicicletas en sus clases de spinning.
FUENTE | www.oepm.es
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BIOMASA
Cada día se hace más necesaria la búsqueda de fuentes de energía, alternativas y renovables, y en tal sentido puedecitarse la bioenergía que define los sistemas de generación de energía a partir de biomasa, es decir, la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.
En cuanto a los fines energéticos, la biomasa más adecuada es la de origen agrícola o forestal: residuos agrícolas (paja,orujo), podas de frutales, residuos forestales, restos de las industrias de madera (astillas y serrín) y cultivos energéticos(cardo, girasol, paulonia), entre otras materias.
La biomasa se puede utilizar para diversas aplicaciones, como es la generación de calor, de frío, de electricidad o para transporte, de manera que para facilitar su uso se transforma en biocombustible sólido (pellets,briquetas o astillas), líquido-biodiesel o bioetanol- o gaseoso-biogas. En muchos casos, la biomasa puede considerarse como una forma de energía solar almacenada ya que las plantas utilizan esta energía para capturar CO2 y agua, a través de la fotosíntesis.
Biomasa es un combustible no fósil, neutro desde el punto de vista del ciclo del carbono, las emisiones de CO2 que se producen, al proceder de un carbono retirado de la atmósfera en el mismo ciclo biológico, no se ve alterado el equilibrio de la concentración de carbono atmosférico, y por lo tanto no incrementándose el efecto invernadero, contribuyendo su uso a reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera siempre que sustituya a un combustible fósil.
Es decir, que la biomasa es renovable porque su consumo se enmarca dentro de un ciclo renovable, y la emisión deCO2 con su combustión no es sino la devolución a la atmósfera de CO2 tomado por la planta durante su crecimiento,por lo que en un ciclo anual, el balance de emisiones CO2 es neutro.
Existen muchas fuentes de energía clasificables bajo el concepto de biomasa y diversas técnicas para su conversiónen energía limpia, aunque la única biomasa explotada actualmente para fines energéticos es la de los bosques, aunque el recurso sistemático de biomasa de los bosques para cubrir la demanda energética sólo puede constituir una opción razonable en países donde la densidad territorial de dicha demanda sea baja.
Concretamente, en España sólo es razonable contemplar el aprovechamiento energético de los residuos de la industria de la madera y de las explotaciones forestales, mientras que en lo referente a los residuos agrícolas y deyecciones y camas de ganado, puede decirse que constituyen otra fuente importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable dar de si este tipo de utilidad, por lo que parece recomendable el uso a tal fin de la paja de los cereales en los casos en que al retirarla del campo no afecte apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y camas de ganado, cuando el no utilizarlas sistemáticamente como estiércol, no perjudique la productividad agrícola.
Los métodos de conversión de la biomasa en energía pueden ser métodos
termoquímicos como es la combustión y la pirólisis o métodos biológicos como es la fermentación alcohólica y la fermentación metánica.
La energía derivada de la biomasa es renovable indefinidamente y fácil de almacenar, es indudable que la utilización de la biomasa como medio energético es factible y aconsejable, aunque se opera con enormes volúmenes combustibles que hacen que su transporte sea complicado, lo que hace que su utilización sea local y sobre todo rural.
Teniendo en cuenta que las tecnologías de aprovechamiento de biomasa se pueden clasificar en tres grupos: combustión (en parrilla o en lecho fluido), pirólisis o gasificación, como barreras para el aprovechamiento de la biomasa surge la disponibilidad de suministro de la biomasa con una garantía difícil de conseguir, dependiendo entre otros muchos factores de la climatología y de la dispersión de la propiedad, sin olvidarse otros usos y mercados que pueden tener competencias para su consumo.
También hay que tener en cuenta que la complejidad de las instalaciones de biomasa es una barrera considerable, debido a la poca experiencia, la heterogeneidad de los combustibles y la tecnología en desarrollo, todo lo cual hace que el precio actual de la energía eléctrica generada con biomasa sea insuficiente para garantizar la rentabilidad de lasinstalaciones, y es por lo que el desarrollo para usos energéticos no se ha generalizado, a pesar del alto potencial de la biomasa.
Teniendo en cuenta que existen cultivos energéticos utilizados en la producción de biomasa, se han introducido una serie de mejoras en una serie de cultivos para obtener como resultado final una producción de biomasa y una eficiencia energética mayor, de manera que además de la biotecnológica se puede aportar un valor añadido a la producción de biomasa mediante el uso de genes que confieran alguna de las cualidades tan deseables.
FUENTE | OEPM
Artículos de Biomasa:
ENERGIA UNDIMOTRIZ: NUEVO CAPTADOR DE OLAS
Dentro de las energías renovables son muy conocidas la energía eólica y la energía solar, habiendo crecido últimamente otra línea de investigación basada en la obtención de energía a partir de las olas de mar, creándose cada vez más desarrollos que buscan la mejor forma de obtener energía de las olas con un alto rendimiento y un bajo impacto medioambiental, es lo que conocemos por energía undimotriz.
Para obtener energía a partir de las olas marinas se encuentra un sistema que se basa en un captador de olas que al ser empujado por las olas se desplaza sobre unos raíles inclinadosdispuestos en la costa, de manera que el captador al desplazarse por los raíles en su movimiento de subiday bajada por los mismos hace girar unos generadores por medio de unas cadenas de transmisión, consiguiendo así la energía eléctrica a partir de la energía mecánica de las olas.
La eficiencia y rendimiento de este sistema se encuentran muy determinados por la configuración y diseño del correspondiente captador que se encarga de transformar la energía cinética y potencial de la ola en energía eléctrica, de manera que según sea la forma y diseño del captador podrá variar considerablemente la cantidad de energía obtenida de las olas.
El nuevo captador de olas tiene como finalidad mejorar el rendimiento energético de los generadores de energía eléctrica a partir de la energía mecánica de las olas que inciden sobre un captador situado en unos raíles inclinados, para lo cual, la invención hace especial hincapié en el diseño y configuración del referido captador para aprovechar al máximo tanto la energía cinética como la potencial de las olas incidentes, y con gran independencia respecto de las formas de las olas y respecto de las direcciones variables que pueda tener el frente de la ola respecto del captador. Para ello, la invención dota al captador de una cámara receptora principal frontal y dos cámaras receptoras secundarias laterales.
Otras finalidades de la invención, consisten en facilitar los movimientos de bajada del captador por los raíles, para lo cual el captador dispone de unas superficies traseras que aprovechan el empuje descendente del agua que rebasa al captador; evitar el hundimiento en el agua del captador, para lo cual éste presenta un flotador; y mejorar el deslizamiento del captador porlos raíles sin peligro de descarrilamiento, para lo cual la invención incorpora en el captador unos especialespuntos de rodadura.
Novedosamente, según la invención, el captador de olas de la misma dispone de una cámara receptora principal orientable de manera enfrentada al sentido de impacto más habitual de las olas, existiendo además en el captador dos cámaras receptoras secundarias, dispuestas respectivamente a los lados de la cámara principal y con orientaciones diferentes a la de dicha cámara principal. Por lo que, esas cámaras receptoras secundarias, determinan un mayor aprovechamiento energético, especialmente significativo ante variaciones angulares del referido sentido de impacto habitual de las olas.
Otra característica, del nuevo captador de olas, para generar la energía undimotriz, consiste en que el captador presenta en una zona inferior y delantera un flotador consistente en una cámara hueca, cerrada y rellena de aire que es determinante para mantener a flote al captador y facilita la recogida de energía en la elevación y descenso de las olas.
FUENTE | OEPM
Más tipos de energía:
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PLANTA DE ENERGIA TERMOSOLAR
Uno de los tipos de energía considerados como energías renovables, pues obtienen electricidad a partir de la energía del sol, son las plantas de energía termosolar o energía solar termoeléctrica.
El principio general de la tecnología termosolar está basado en el concepto de la concentración de la radiación solar para calentar un fluido caloportador y generar electricidad.
La captación de energía solar y su concentración es uno de los mayores retos en el desarrollo de plantas termosolares. Existen principalmente dos tipos de tecnologías de concentradores:
- Concentración puntual
- Concentración lineal
La lineal es más fácil de instalar al tener menos grados de libertad, pero tiene un factor de concentración menor y por lo tanto puede alcanzar menores temperaturas que la tecnología de concentración puntual.
Dentro de los concentradores puntuales se distinguen los concentradores de disco parabólicos y las centrales detorre o de receptor central. Dentro de la tecnología lineal existen los Concentradores Cilindro Parabólicos (CCP) y los nuevos Colectores Lineales tipo Fresnel (CLF).
Tanto las centrales de receptor central como los CLF requieren de un campo de helióstatos para captar y concentrar la energía solar.
Un helióstato consiste en ...seguir leyendo este artículo sobre energía »
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BIOMASA: QUE ES LA BIOMASA
Dentro de las energías renovables, Qué es la biomasa? La biomasa es aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los residuos y deshechos orgánicos, susceptible de ser aprovechada energéticamente. Las plantas transforman la energía radiante del sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica.
CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA
La biomasa podemos clasificar en dos grandes grupos:
- biomasa natural y biomasa residual según su origen.
- biocombustibles sólidos, líquidos o gaseosos según su estado.
Pero también podemos clasificarla según sus principales fuentes en los siguientes tipos:
- Agrícola herbácea (paja, cañote de maíz, etc.) y leñosa (restos de podas, sarmientos)
- Forestal: restos de labores de silvicultura (ramas, tocones, etc.)
- Industrial de origen agrícola (orujillos, huesos, cáscaras, etc.) o de origen maderero (serrines, astillas, virutas, cortezas, etc.)
- Cultivos energéticos: cultivos de especies destinados específicamente a la producción de biomasa para uso energético
- Otros tipos de biomasa como la materia orgánica de la basura doméstica (RSU) u otros subproductos de reciclado
CARACTERÍSTICAS DE LA BIOMASA
Las principales características a evaluar para cada biomasa son:
- Humedad: afecta tanto a la cantidad (precio) y calidad de la materia prima, como al proceso (2.300 kcal/kg para evaporizarse)
- Tamaño y forma: la biomasa presenta una gran diversidad de formas y tamaños (desde pulverulentos hasta de varios centímetros)
- Densidad real y aparente: que varía considerablemente dependiendo de la tipología y presentación de la biomasa.
- Poder calorífico: (Kj/Kg base seca): la cantidad de calor liberado en la combustión de 1 kg. de biomasa.
- Contenido en cenizas: Interesa para la mayor parte de los usos de combustión que sea inferior al 10%
- Temperatura de fusión de cenizas: Interesa que sea elevado
Las principales orientaciones de uso son: eléctrica, térmica y transporte. Mediante distintas tecnologías y procesos de conversión, y con distintos rendimientos, se alcanzan distintos fines.
Un diagrama explicativo de lo expuesto es el siguiente:
LA BIOMASA COMO RECURSO
En cualquier caso, para la biomasa y para todos sus usos, siempre estamos hablando de una energía renovable. Renovable porque se trata de un circuito cerrado de materias primas (gráfico página 2), un circuito cerrado en ciclos en muchos casos anuales, miles de años más cortos que los de los combustibles fósiles. Renovable porque por el mismo motivo es inagotable siempre que se gestione sosteniblemente; porque es endógena y por su disponibilidad en el territorio. Y también le dota carácter de renovable su papel en el tratamiento de residuos y en el aprovechamiento de terrenos y usos.
FUENTE | Fredi López Mendiburu
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