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Capacidad instalada de la energía solar 

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Capacidad instalada de la energía solar 

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La energía solar dentro de las energías renovables están ocupando el 3 puesto  de la capacidad instalada a nivel mundial, la superan la energía hidroeléctrica y por muy poco la energía eólica.
con sus 130400 MW china es el pías con la mayor capacidad instalada de energía solar del mundo

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La energía solar  es suficientemente eficiente como para marcar una diferencia,  Para maximizar la eficiencia de la energía solar,  han mejorado  paneles solares, que son los dispositivos que recolectan la energía del sol para poder utilizarla se han implementando nuevas técnicas y utilizado materiales de mejor calidad.

Una forma de medir la eficiencia de los paneles solares  es calcular el porcentaje de la energía solar que el panel convierte en electricidad la mayoría de los paneles solares convierten alrededor del 15% de energía solara a eléctrica.

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Si cogemos un panel típico de unos 270W, esto significa que por cada hora de sol nos genera esa potencia.  si se calcula un día soleado en una zona cálida 1.350W x 5 horas de sol al día = 1.350W o lo que es lo mismo, 1,3 kWh al día.

Si suponemos  que de esas 5 horas son la media de sol anual (compensando las menos horas de invierno con las mayores horas de verano), nos daría:

1,3 kWh al día x 365 días del año = 474,5 kWh al año por panel solar típico de 270 w

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La energía solar es tomada por los paneles solares  instalados en el techo y después conducida por circuitos eléctricos al inversor  que convierte la corriente directa en alterna para que pueda ser aprovechada por los equipos eléctricos después va  dirigida a baterías donde se puede almacenar energía para ser usada en la noche y por ultimo es distribuida a toda la red domiciliaria

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Los aspectos de mas valor monetario  son la instalación y la compra de los equipos ya que son costosos y en  las viviendas hay que modificar ciertos lugares para instalar los equipos, el mantenimiento es muy básico revisar la líneas  eléctricas  y los equipos que no  presenten desgaste, también realizar limpieza periódica a los paneles con un jabón y toalla suave que no generen ralladuras y desgaste del equipo, el mantenimiento lo puede realizar el mismo cliente.

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Granjas solares

Las granjas solares generan grandes cantidades de energía limpia que se transporta a través de la red convencional y contribuyen a disminuir los impactos en el medio ambiente.

En Colombia la primera granja fotovoltaica fue:

Solar yumbo

Este proyecto tiene una capacidad instalada de 9,8 MW y generará cerca de 16,5 GWh de energía al año, equivalentes al consumo de 8 mil hogares.

Solar Bolívar

construcción se utilizarán 32 mil módulos fotovoltaicos y 2 centrales de inversores..

Brinda energía a unas 7.400 viviendas, según el promedio consumo de un hogar en Colombia.

En general las empresas y personas naturales ya están implementando estas tecnologías en lo largo y ancho del pais.
Esta energía alternativa puede usarse en cualquier punto geográfico del pais la única diferencia es la calidad del brillo solar dependiendo de las regiones, en unas va hacer mas eficiente con pocos paneles en otras regiones tendrán que invertir en mas paneles para obtener los mismos resultados.

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- Renovable
-No contamina
-Inagotable
-Genera empleo local
-Contribuye al desarrollo sostenible

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La Energía Hidroeléctrica ha sido una de las primeras utilizadas por el hombre para generar movimiento y hoy en día es la tecnología de generación eléctrica que mejores rendimientos consigue.
La capacidad de energía hidroeléctrica instalada en todo el mundo es de 1.592 GW. El mayor productor de energía hidroeléctrica del mundo es China con 352,3 GW de capacidad instalada.

Imagen 1

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La potencia eléctrica que se obtiene es proporcional al caudal de agua utilizado y a la altura del salto en un aprovechamiento.
La eficiencia de conversión de una planta de energía hidroeléctrica depende principalmente del tipo de turbina de agua empleada y puede ser tan alta como 95% para las grandes instalaciones. Las plantas más pequeñas con potencias de salida de menos de 5 MW pueden tener eficiencias de entre el 80 y el 85%.

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La central hidroeléctrica de Itaipú, con una potencia instalada de 14.000 MW se sitúa como la primera mayor del mundo por generación eléctrica. La instalación, operada por la compañía Itaipú Binacional, se encuentra en el río Paraná, en la frontera entre Brasil y Paraguay.

Suministra alrededor del 17,3% del consumo energético de Brasil y el 72,5% de la energía consumida en Paraguay. Específicamente consta de 20 unidades generadoras con una capacidad de 700 MW cada una, habiendo llegado a lograr una producción en 2016 de 103 TW/h

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Imagen 2: Proceso de generación de energía en Central Hidroeléctrica

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La biomasa es una energía utilizada en los países pobres y en vía de desarrollo, el 90% de la energía es obtenida de la madera y otros biocombustibles.

La FAO, que esta forma de energía ayuda a erradicar la pobreza y el hambre aportando al sostenimiento del ambiente.

Filandia es el país con mayor consumo de este tipo de energía percapita de Europa con 1.490 toneladas de biomasa sólida, tiene el mayor número de plantas productoras de energía eléctrica a partir de la Biomasa.

La planta de Alholmenskraft tiene una capacidad de 265 MW, entro en funcionamiento en el 2002, suministra 1000MW de calor a la papelera y 60 MW de calefacción a los habitantes.

Planta Toppila con 210 MW, Es una de las mayores centrales del mundo que utiliza turba como combustible, con una capacidad de 210 MW de energía eléctrica y 340 MW de potencia térmica.

La instalación cuenta con dos unidades de 75 MWe y 145MWe

La planta kymijarvi de 160 MW de potencia utilizan combustibles sólidos recuperados, plástico, papel y madera. Su operación inicio en el 2012.

Genera 300 GWh de electricidad y 600 GWh de calefacción urbana la energía se transmite en una conexión de 110 kV.

Vaasa Finlandia 140 MW.

Wisapower Finlandia 140 MW.

KaukaanVoima Finlandia 125 MW

Seinäjoki Finlandia 125 MW

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Puede hacerse eficiente cada día más a medida que avanza la tecnología; la biomasa funciona como fuente de calor y como fuente energética limpia y renovable

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Las plantas de biomasa van de acuerdo a su capacidad ejemplo:

Las tres plantas de biomasa de la empresa ACCIONA instalada en el año 2002, genera 400 GWh, equivalente al consumo de 118.000 hogares, evitando la contaminación de 384.000 toneladas de CO2.

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Energía eléctrica a través de turbinas de vapor.

Figura 7 Esquema de un sistema de producción de electricidad basado en la utilización de biocombustibles sólidos. Rendimiento eléctrico de 25% y el 33% .

La turbina funciona mediante el ciclo de Rankine

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 Mencionar en que zona de Colombia, podría ser implementada y mencionar si existen proyectos de tal naturaleza

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 Mencionar en que zona de Colombia, podría ser implementada y mencionar si existen proyectos de tal naturaleza

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La ley 1715 ha permitido que se desarrollen los siguientes proyectos en nuestro país.

Bioenergy aporta el 38% de etanol que se produce en el país

Planta incubadora Santander aporta el 4.4 MW de energía eléctrica.

Nuestro país es rico en residuos que funcionan como biomasa lo cual permite realizar esos proyectos donde halla residuos de caña, palma, madera, y la agricultura

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Top de 5 beneficios de la instalación de la energía seleccionada a nivel económico, social y ambiental

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Top de 5 beneficios de la instalación de la energía seleccionada a nivel económico, social y ambiental

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Es amigable con el medio ambiente.

Existen diferentes tipos de calderas industriales de biomasa, domésticas y quemadores.

Se reduce las emisiones de CO2 por ya que la biomasa no contamina.

Genera empleo

Es apoyado por el gobierno

La materia prima se toma de otros residuos, reutilizándose.

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Negocios como inusuales 2020 Acciona
https://www.acciona.com/es/soluciones/energia/areas-actividad/biomasa/#:~:text=Las%20plantas%20de%20biomasa%20de,CO2%20en%20centrales%20de % 20carb% C3% B3n .

Gerar Aldoma Peña Tarragona Julio del 2010.
http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/1531pub.pdf

José A. Roca11-01-16 Las 10 mayores plantas de biomasa del mundo
https: // elperiodicodelaenergia .com / las-10-mayores-plantas-de-biomasa-del-mundo / #: ~: text = La% 20central% 20de% 20biomasa% 20de, 340% 20MW% 20de% 20potencia% 20t% C3% A9rmica

Portafolio Abril 28 de 2017 Colombia potencial para producir energía Biomasa

https://www.portafolio.co/economia/infraestructura/colombia-tiene-potencial-para-producir-energia-con-biomasa-505377

Diego Rincon
Celsia (21 de junio del 2018) Proyectos de energía solar que debes conocer en Colombia recuperado de:  https://blog.celsia.com/new/proyectos-de-energia-solar-en-colombia/
El morichal (16 de noviembre del 2018) el periódico de la Orinoquia colombiana, recuperado de:  https: // elmorichal.com/2018/11/16/granja-solar-de-inirida-proyecto-renovable-limpio-y-sostenible/

Referencias energía Hidroeléctrica

Energia Hidroelectrica y Centrales Hidroelectricas. (2020). Retrieved 2 October 2020, from https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/CENTRAL%20HIDROELECTRICA.htm#:~:text=La%20eficiencia%20de%20conversi%C3%B3n%20de,el%2080%20y%20el%2085%25.

Hidroeléctrica. (2020). Retrieved 1 October 2020, from https://www.idae.es/tecnologias/energias-renovables/uso-electrico/energia-hidroelectrica

Que es la energía Hidroeléctrica ¿Sabes cómo funcionan las centrales hidroeléctricas?. (2020). Retrieved 1 October 2020, from https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/que-es-energia-hidroelectrica

«hidroelectrica» – El Periodico de la Energía | El Periodico de la Energía con información diaria sobre energía eléctrica, eólica, renovable, petróleo y gas, mercados y legislación energética. (2019). Retrieved 4 October 2020, from https://elperiodicodelaenergia.com//?s=hidroelectrica

S.A.S., E. (2020). La oferta hidráulica equivale a cerca de 69% de la matriz energética del país. Retrieved 2 October 2020, from https://www.larepublica.co/especiales/minas-y-energia-marzo-2019/la-oferta-hidraulica-equivale-a-cerca-de-69-de-la-matriz-energetica-del-pais-2842181

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Actualmente las plantas de energía geotérmica están operando en 29 países con una capacidad de generación de energía instalada total de 15,400  megavatios (MW)

Estados unidos es el líder mundial
Con una capacidad instalada de 3,876 MW en 2019, Estados Unidos es el principal productor de energía geotérmica en todo el mundo, produciendo 16,7 mil millones de kilovatios hora (kWh) de energía geotérmica durante todo el año.

El país alberga el complejo geotérmico más grande del mundo, conocido como los géiseres, que comprende 22 plantas geotérmicas en su base en California

Imagen tomada de https://elperiodicodelaenergia.com/las-10-mayores-plantas-geotermicas-del-mundo/

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La energía geotérmica para generación eléctrica o generación eléctrica y térmica en una misma instalación, aprovecha recursos geotérmicos de alta temperatura (superior a los 100 ºC), que en general se encuentran en forma de fluidos subterráneos calientes, para generar electricidad y cogenerar. Estos recursos habitualmente están disponibles en yacimientos geotérmicos profundos, generalmente por debajo de los 1.500 metros. Este tipo de geotermia se conoce como geotermia profunda y también como geotermia de media o alta entalpía.

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Geotermia - La energía de la Tierra (GEOPLAT)

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*Imagen tomada de https://sites.google.com/site/energiasrenovablesarangoya/energia-geotermica/

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Para evaluar la eficiencia energética en energías renovables se tiene que  a tener en cuenta indicadores tales como la huella de CO2, los residuos, la contaminación y los  costes asociados tanto a su instalación, como a mitigación (por ejemplo el relacionado a arreglar el daño ambiental).  Todo esto hace que el coste real de la electricidad sea complicado de calcular bien.

Tomando en cuenta lo anterior se puede calcular que  con respecto a eficiencia energética la energía eólica ocupa el segundo lugar, justo después de la energía eólica el cual encabeza la lista, donde el tercer y cuarto lugar lo ocupan las energías hidroeléctrica y la solar, pero aunque la energía geotérmica es de alta eficiencia energética por el alto aprovechamiento de su combustible (calor) para convertirlo en energía, no lograra ser nunca la más adecuada para todas las situaciones, debido a que las energías renovables dependen mucho de las geografía, factores bióticos y abióticos, para logre ser rentables.

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Los costos de inversión de un proyecto geotérmico-eléctrico se compone de los siguientes costos: (a) la exploración y los recursos de confirmación, (b) la perforación de pozos de producción e inyección, (c) las instalaciones de superficie e infraestructura, y (d) la planta de energía. Los costos de los componentes y factores que influyen en ellas suelen ser independientes entre sí.

En temas como mantenimiento de estas plantas también existen costos que pueden resultar altos, aunque varían dependiendo infraestructura instalada cada planta de energía geotérmica tiene costos O&M específicos que dependen de la calidad y el diseño de la planta, las características del recurso, regulaciones ambientales y la eficiencia del operador. El factor que mas afecta a estos costos es la extensión del trabajo y los requerimientos de la restauración de pozos los que pueden variar ampliamente en distintas instalaciones y por lo general aumentan con el tiempo (Hance, 2005). Para los EE.UU., los costos de O&M, incluyendo las restauración de pozos, se han calculado para estar entre 19 y 23 USD/MWh (Lovekin, 2000; Owens, 2002), y Hance (2005) propuso un costo promedio de los EE.UU. de 25 USD/kWh. En términos de capacidad instalada, los costos de O&M actuales oscilan entre 152 y 187 USD/kW por año, dependiendo del tamaño de la planta de energía. En Nueva Zelanda, los costos de O&M van desde 10 a 14 USD/MWh de 20 a 50 MW de capacidad instalada (Barnett y Quinlivan, 2009), que son equivalentes a 83 a 117 USD/kW por año.

Algunos de los costos de inversión históricos y actuales para proyectos típicos de energía geotérmica se muestran en la figura 7.5.1. Por condensación de las plantas flash de energía, el rango estimado de costos (2009) en todo el mundo se estima en 1.780 a 3.560 USD/kW, y para las plantas de ciclo binario 2.130 a 5.200 USD/kW (Bromley et al., 2010).

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Colombia aun no cuenta con proyectos  implementados de extracción de energía geotérmica, aunque existen varios estudios donde identifican algunas zonas donde estos proyectos podrían instalarse para ser eficaces, según investigadores de la Universidad Nacional lugares son:

Volcán Azufral - Nariño

Montaña Nevado de Santa Isabel - Frontera entre los departamentos de Risaralda, Tolima y Caldas

Volcán Nevado del Ruiz Limites de Tolima y Caldas

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1. Es una fuente que disminuye la dependencia energética de los combustibles fósiles y de otros recursos no renovables.

2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.

3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.

4. No genera ruidos exteriores.

5. Los recursos geotérmicos son prácticamente inagotables a escala humana.

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World Geothermal Congress 2020 - Conference Venue Harpa

World Energy Trade, 11 enero 2020, Perfilando los principales países productores de energía geotérmica del mundo. Tomado de: https://www.worldenergytrade.com/energias-alternativas/agua-y-vapor/perfilando-los-principales-paises-productores-de-energia-geotermica-del-mundo

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Hay dos grupos principales de costos de inversión en proyectos de energía hidroeléctrica: a) los costos de construcción civil, que normalmente son los mayores costos del proyecto de energía hidroeléctrica, y b) el costo de los equipos electromecánicos para la transformación de la energía. Además, los costos de inversión incluyen los costos de planificación, análisis de impacto ambiental, concesión de licencias, la mitigación de la pesca y vida silvestre, la mitigación de recreación, mitigación histórica y arqueológica, y monitoreo de la calidad del agua.
Los costos de construcción civil dependen siempre del sitio específico, debido principalmente a las características propias de la topografía, las condiciones geológicas y el diseño de la construcción del proyecto.
En general, estos y otros estudios sugieren un promedio de costos de inversión y almacenamiento para proyectos hidroeléctricos de 1.000 a 3.000 USD/kW. Los proyectos pequeños en ciertas zonas a veces pueden tener costos de inversión que superen los anteriores, mientras que los bajos costos de inversión son también a veces factible.  sin embargo, un intervalo de 1.000 a 3.000 USD/kW se considera representativo de la mayoría de los proyectos hidroeléctricos.
Se puede concluir que los costos de las Hidroeléctricas no son elevados y dependen mucho del tipo de proyecto. Requieren muy poco mantenimiento y los costos de operación se puede mantener bajos, ya que las plantas hidroeléctricas no tienen los costos recurrentes en cuanto a combustibles. Los costos de operación y mantenimiento se dan generalmente como un porcentaje del costo de inversión por kW.

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Implementación de Energía Hidroeléctrica en Colombia

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Implementación de Energía Hidroeléctrica en Colombia

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En Colombia las Hidroeléctricas tienen una capacidad instalada del 69% la térmica un poco más de 29% y las no convencionales (biomasa, solar y eólica) tan solo 2%. La oferta de hidroeléctricas es de 11.834,57 megavatios (MW)
Hoy en día, se encuentran en funcionamiento 28 plantas hidroeléctricas despachadas centralmente y 115 no despachadas centralmente. En las primeras, la capacidad neta asciende a 10.974 MW, mientras que el segundo grupo llega a 860,57 MW.
Según la Asociación Colombiana de Generadores de Energía Eléctrica (Acolgen), hay tres hidroeléctricas que se encuentran en fase de construcción, el proyecto Hidroituango, propiedad de las Empresas Públicas de Medellín (EPM). Se espera que el proyecto completo sea entregado en 2021 con una capacidad neta de 2.400 MW.
Imagen 3 .Oferta Hidroeléctrica

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Bajos costos en operación y mantenimiento, a pesar de que construir una central eléctrica implica un gran gasto civil, es una inversión a corto plazo y de larga vida útil.
Ventajas Ambientales

Reducir la dependencia energética del petróleo

Es sustituto de otras fuentes mas contaminantes.

Es una fuente renovable que permite su almacenamiento

Ventajas Económicas.

Inversión a Corto plazo.

Costos de Explotación bajos.

Producción continua de energía.

Revitalizar económicamente una población.

Ventajas sociales.

Regular el caudal del rio

El embalse puede funcionar como zona turística.

acceso a energía eléctrica limpia.