·         Las materias principales para la generación de la biomasa son: residuos agrícolas, forestales, energéticos, industriales agroalimentarios, urbanos, y ganaderos.

·         La energía de biomasa se considera una energía renovable ya que procede de los ciclos de CO2 y carbono.


Esta es La energía que contiene la biomasa es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis, proceso por el cual algunos organismos vivos, como las plantas y árboles, utilizan la energía solar para convertir los compuestos inorgánicos que asimilan (como el CO2) en compuestos orgánicos.

·         Capacidad instalada de la energía alternativa biomasa:

 

La energía obtenida a partir de la biomasa es básicamente energía producida por desechos orgánicos de origen vegetal o animal. 
 
 

Según IRENA3, los países con la mayor capacidad instalada para la generación mundial de bioenergía en 2016 fueron Brasil (14 GW), EE.UU. (13 GW), China (12 GW), India (9 GW) y Alemania (8 GW). A nivel mundial Estados Unidos es el mayor productor de bioenergía con el 15.9% total mundial. 

 

 

 

 

 

 

La bioenergía o biomasa es una energía renovable, un punto a favor de esta energía es su eficiencia energética frente a métodos de calefacción que funcionan por ejemplo con gasóleo o gas natural.
 
 

1.    Permiten ahorro en el consumo energético.

2.     Retorno de la inversión rápidamente.

3.    Estabilidad de precios.

4.    La bioenergía permite obtener la máxima clasificación en eficiencia energética clase A
 
 

 

Entre sus principales ventajas destaca que permite un funcionamiento a carga parcial, ofrece autoconsumo desde el primer kW generado, sus reducidas dimensiones (100 m2), bajo mantenimiento, fácil manejo y puesta en marcha, elevada fiabilidad y ausencia de altas presiones.

 

Puede generar cerca de 600 kWh de electricidad por tonelada de desechos y emiten 220-440 kg netos de CO2 por la combustión de los materiales fósiles (derivados del 20-40% de los desechos).

 

La determinación de costos de producción de energía a partir de bioenergía es un poco compleja debido a varios costos regionales en producción y suministro.

 

En general, el costo de las calderas de biomasa puede ser alto. La instalación promedio le costará £ 12,000 para ser instalada, para una caldera alimentada automáticamente. Una caldera alimentada a mano costará menos y podría ahorrarle alrededor de £ 5,000. Las calderas de biomasa pueden costar entre 14,000 y 19,000 para una caldera de pellets alimentada automáticamente.

 

Su caldera necesitará un mantenimiento regular. Una vez cada 12 meses se recomienda tanto para la eficiencia como para evitar averías importantes después de la acumulación de cenizas, etc. Todos los aspectos deberán ser inspeccionados, como la chimenea, el motor y el termostato. Todos los componentes deben mantenerse limpios para mantener bajos los costos de reparación. Un servicio básico para calderas de biomasa pequeñas es de alrededor de £ 200 y de hasta £ 500 para calderas más grandes.

 

Colombia impulsa 10 proyectos que aprovechan la biomasa de azúcar, ya que la caña de azúcar tiene un alto potencial para la generación de energía a través del bagazo.

 

La producción de caña de azúcar en Colombia sigue siendo uno de los principales motores de la economía. En este país se producen más de 2 millones de toneladas de azúcar y se generan más de 190 mil empleos que son el sustento de miles de familias. 
 
 

“Al menos 10 proyectos que aprovechan Biomasa en Colombia
  Gracias a los estímulos de la Ley 1715 actualmente en Colombia hay 10 proyectos en diferentes zonas del país que generan 40 MW a partir de la biomasa. Proyectos como la planta de Bioenergy, que aporta el 38% del etanol que se produce en el país, o la recién inaugurada Planta Incubadora Santander, que aporta 4,4 MW de energía eléctrica, son claros ejemplos del potencial energético de la biomasa en Colombia” (XXI, 2018) 
 
 

 

1.     La biomasa es un recurso energético abundante.

2.    Existe una gran variedad de recursos para la obtención de energía.

3.    Hay una alta eficiencia energética en la combustión.

4.    Sus residuos son biodegradables y tienen un bajo nivel de emisiones contaminantes.

1.    Su rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles.

2.    Se necesita un amplio espacio para el almacenamiento y producción.

3.    Se emiten gases atmosféricos durante el consumo y transporte
 
 

 

 

 

Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, 2021), a finales de 2020, la capacidad mundial de generación renovable ascendió a 2.799.094 MW y la energía hidroeléctrica representaba la mayor parte (1.331.889 MW), es decir en términos de capacidad instalada la energía hidroeléctrica se posiciona en primer lugar, además China sigue siendo el líder mundial con respecto a la capacidad total instalada de energía hidroeléctrica con más de 370.160 MW. (Roca, J., 12 de Junio de 2021)

 

2)    Generación de electricidad.

Para las grandes centrales hidroeléctricas se genera más de 30.000 Kwh al año, las pequeñas centrales hidroeléctricas generan entre 100 Kwh y 10000 Kwh al año, y las microcentrales generan hasta 100 Kwh, pero estos factores pueden cambiar debido al cambio climático, ya que este afecta la seguridad energética dada por la generación eléctrica de la energía hídrica, ya que en temporada de sequía los caudales y precipitaciones se reducen causando escases energético o apagones.

 

3)    Elaboración de un esquema en donde se identifique cada parte del sistema y la función que tiene para generar energía. 

Esquema 1. Partes del sistema hidroeléctrico. Fuente: Fontalvo, W., 2021

4)    Costos globales (mencionar que aspectos resultan ser más costosos en la instalación y mantenimiento)

Lo más costoso es la instalación ya que el mantenimiento que se necesita es mínimo con respecto a la inversión inicial, además, en muchas ocasiones, se requiere la expropiación de terrenos con el coste en indemnizaciones que esto conlleva.

En el informe denominado “Renewable energy technologies: cost analysis series – Hydropower” (IRENA, Junio 2012), se plantea que los costos de inversión promedio para las grandes centrales hidroeléctricas con almacenamiento oscilan entre 1050 USD/kW a 7650 USD/kW, mientras que el rango para pequeñas hidroeléctricas esta entre 1300 USD/kW y 8000 USD/kW. Agregar capacidad adicional a esquemas hidroeléctricas existentes o embalses existentes que no tienen una planta hidroeléctrica pueden ser más baratas y pueden costar 500 USD/kW.

Los costos anuales de operación y mantenimiento a menudo se cotizan como un porcentaje del costo de inversión por kW. Los valores típicos oscilan entre el 1% y el 4%. Los grandes proyectos hidroeléctricos suelen tener un promedio de entre el 2% y el 2,5%. Los proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas no tienen las mismas economías de escala y pueden tener costos de operación y mantenimiento de entre el 1% y el 6%, o en algunos casos incluso más altos.

El costo nivelado del rango de electricidad para pequeñas hidroeléctricas para una serie de proyectos del mundo real en países en desarrollo evaluados por IRENA fue de entre 0,02 USD y 0,10 USD/kWh, lo que convierte a las pequeñas centrales hidroeléctricas en una opción muy competitiva en costos para suministrar electricidad a la red o para suministrar esquemas de electrificación rural de la red. Los proyectos hidroeléctricos muy pequeños pueden tener costos más altos que este y pueden tener un costo nivelado del rango de electricidad de 0,27 USD/kWh o más para los sistemas picohidráulicos.

5)    De acuerdo con las condiciones que requiere la implementación de la energía seleccionada, el estudiante debe mencionar en que zona de Colombia, la misma podría ser implementada y mencionar si existen proyectos de tal naturaleza.

Puede ser implementada en el embalse el Guájaro. 

Montes, S., (19 de Febrero de 2019), indica en su informe que 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. A continuación se nombraran algunas hidroeléctricas en Colombia.

·         Central Guatapé: Tiene una potencia de generación de 560 megavatios, y se abastece del río Naré.

·         Hidroeléctrica del Guavio: Se abastece del río Guavio y tiene una potencia de generación de 1.200 megavatios.

·         Central Hidroeléctrica San Carlos: Tiene una potencia de generación de 1.240 megavatios, se abastece del embalse sobre el río Guatapé.

·         Proyecto Hidroeléctrico Pescadero Ituango: Se abastece del río Cauca y tiene una potencia de generación de 2.400 megavatios. Este proyecto es de Hidroituango S.A.

 

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

·         Tienen una vida útil realmente larga.

·         ayuda a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero y a reducir la contaminación ambiental.

·         Los embalses de las centrales hidroeléctricas pueden servir para revitalizar económicamente una población, no solo durante su fase de construcción, como lo es en el caso del embalse el Guájaro, revitalizando los habitat, y sirviendo como lugar turístico. 

·         Es clasificada como energía limpia, ya que no produce residuos.

·         Es estable; debido a su capacidad de almacenamiento (presas y embalses) se puede permitir una gestión a lo largo del tiempo.

 

7)    Bibliografía usando formato APA.

U.S. Department of Energy. Types of Hydropower Plants. https://www.energy.gov/eere/water/types-hydropower-plants 

IRENA. 05 April 2021. World Adds Record New Renewable Energy Capacity in 2020. https://www.irena.org/newsroom/pressreleases/2021/Apr/World-Adds-Record-New-Renewable-Energy-Capacity-in-2020 

Roca, J., 12 de Junio de 2021. La capacidad de energía hidroeléctrica mundial creció un 1,6% en 2020 para alcanzar los 1.330 GW. https://elperiodicodelaenergia.com/la-capacidad-de-energia-hidroelectrica-mundial-crecio-un-16-en-2020-para-alcanzar-los-1-330-gw/ 

Montes, S., 19 de Febrero de 2019. [Noticia]. Las plantas hidroeléctricas representan 68% de la oferta energética en Colombia.https://www.larepublica.co/especiales/efecto-hidroituango/las-plantas-hidroelectricas-representan-68-de-la-oferta-energetica-en-colombia-2829562 

La energía eólica hoy en dia se ha convertido en una fuente muy importante de generación de electricidad clave para los cambio de los modelos energético, ya que son más limpio y sostenible.   La Mejora de la tecnología permite que algunos campos eólicos produzcan energía eléctrica tan barata muy economica, Como lo hace el carbón o las centrales atómicas. 

Sin duda alguna, es una fuente de energía con sus ventajas y sus desventajas, pero las primeras son mucho mayores ya que aportan mucho al medio ambiente  ya que La energía eólica es la energía que se obtiene a partir Del viento, es decir, es el aprovechamiento de la energía cinética de las masas de aire.  Es una fuente de energía renovable que se obtiene de la energía cinética del viento producida por el efecto de las corrientes de aire que mueve las palas de un aerogenerador el cual a su vez pone en funcionamiento una turbina que la convierte en energía eléctrica Se trata de un tipo de energía cinética. 

Esta energía la podemos convertir en electricidad a través de un generador eléctrico. Es una energía renovable, muy  limpia,  ya que esta  no contamina al medio ambiente  y ayuda a reemplazar la energía producida a través de los combustibles fósiles.

La energía eólica es hoy por hoy la fuente moderna de energía renovable de mayor diffusion en el mundo

 La energia obtenidad a partir de la energia eolica, con una capacidad de la energia eolica de 318 GW de capacidad instalada a 2013, y la de mayor crecimiento en los últimos 10 años, pasando de 48 GW instalados a finales de 2004 a los 318 GW mencionados para 2013, con una tasa promedio de crecimiento del 21% en los últimos 5 años. Países como Dinamarca y España producen hoy en día,  el 39,1% (2014) y el 20,9% (2013) de su energía eléctrica a partir de esta fuente.

·         Son inagotables: De hay proviene su nombre ya que los combustibles fósiles Como el carbón, petróleo y el gas no se reponen por lo contrario el agua, sol y el viento son Fuentes de energía Permanente que están disponibles.

·         Son limpias: Las energías renovables, producen energías sin producir gases de efecto invernadero ya que convierte en un aliado indispensable para contrarrestar y disminuir el fuerte cambio climático.

 

La generación de electricidad de  la energía alternativa eólica ya que los  Países latinoamericanos como Perú, Panamá, Chile, México, y Brasil cuentan hoy con capacidades eólicas instaladas o cerca de ser comisionadas (a 2014)  pueden generar de 148 MW, 220 MW, 836 MW, 2,3 GW, y 5,9 GW, respectivamente, mientras que Colombia cuenta con 19,5 MW conectados al SIN (capacidad que no ha incrementado desde su instalación en el año 2003).

El primer y el unico parque eolico que esta en funcionamiento conectado constante todo el tiempo al sistema interconectado nacional es el parque eolico jepirachi y Este se encuentra ubicado en el departamento de la guajira, en el municipio de uribia y este sistema de energia es de aprovehamiento al Maximo ya que la poblacion obtiene grandes beneficios.

Los vientos en nuestro país   Colombia están entre los mejores de  toda Sudamérica.

Ya que en las   Regiones en donde se han investigado, como lo son el departamento de la Guajira, han sido clasificados vientos clase 7 (cerca de los 10 metros por segundo (m/s)). La única otra región con esta clasificación en Latinoamérica es la Patagonia, ubicada en Chile y Argentina .

Colombia tiene un enorme  potencial estimado de energía eólica de 21GW solamente en el departamento de la Guajira lo suficiente para satisfacer casi dos veces la demanda nacional de energía

 El país solamente ha instalado 19.5MW en energía eólica, explotando 0.4% de su potencial teórico. Esta capacidad la aprovecha principalmente el Parque de Jepirachí, desarrollado por Empresas Públicas de Medellín (EPM) bajo Carbón Finance,  ya que es un mecanismo anexado al Banco Mundial​ También podemos ver que hay varios proyectos bajo consideración que está siendo estudiado a profundidad, incluyendo un parque eólico de 200MW en Ipapure.

 

La determinación de los  costos de producción de energía  eolica pueden ser variables  de acuerdo a cada país , Los costos globales de la energia eolica de las turbinas eléctricas eólicas y el mantenimiento de la turbina son relativamente bajos.

La energia eolica el cual  es un  recurso eólico en Colombia no se caracteriza por ser Uno de los mejores en terminos  generales , esta energia Alternativa renovables esta  disponibles en ciertas regiones  en Colombia localizadas como son ante todo el departamento de La Guajira y gran parte la region Caribe, al igual parte de los departamentos de Santander y Norte de Santander, zonas específicas de Risaralda y Tolima, el Valle del Cauca, el Huila y Boyacá cuentan con recursos aprovechables, que en el caso específico de La Guajira son considerados como de los mejores de Sur América. 

 Ya que en esta zonas de nuestro pais es donde se concentran los mayores regímenes de vientos alisios que recibe el país durante todo el año con velocidades promedio cercanas a los 9 m/s (a 80 m de altura), y dirección prevalente este-oeste (Huertas, et al, 2007) los cuales se estiman representan un potencial energético que se puede traducir en una capacidad instalable del orden de 18 GW eléctricos.

La generación de la instalacion de la energia eolica es a partir de la  electricidad a partir del viento no produce ningún tipo de .alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos, también evita la producción de gases tóxicos, no contribuye al efecto invernadero, ni a la lluvia ácida.

La energía eólica sigue siendo la tecnología más eficiente para producir energía de forma Segura es muy limpia y no contamina al medio ambiental sostenible: sin emisiones, autóctona, inagotable.

 

·         Tener un terreno adecuado y estudiado para  hacer la instalación que no vaya a ver ningún inconveniente con los  llamados huecos  de tensión.

·         Necesita un espacio bastante amplio del terreno 

·          Genera ruido y contaminación visual

·         Necesita gran inversión al inicio 

 

·         La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático.

·         Generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica.

·         Es muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc.

·         Se suprimen radicalmente los impactos negativos originados por los combustibles Durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.

·         Al contrario de lo que puede ocurrir con las energías convencionales, la energía eólica no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. 

La generación de electricidad a partir del viento no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos, también evita la producción de gases tóxicos, no contribuye al efecto invernadero, ni a la lluvia ácida.

 No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.

 

Integración de energías renovables web pdf http://www1.upme.gov.co/DemandaEnergetica/INTEGRACION_ENERGIAS_RENOVANLES_WEB.pdf

 

Elaboración de un esquema de energía eólica 

} http://www.ieslaasuncion.org/departamento/documentos/inicio/2087.pdf

 

Las energías y sus transformaciones http://www.ieslaasuncion.org/departamento/documentos/inicio/2087.pdf

              IRENA. 05 April 2021. World Adds Record New Renewable Energy Capacity in 2020.

           https://www.irena.org/newsroom/pressreleases/2021/Apr/World-Adds-Record-New        Renewable-Energy-Capacity-in-2020

Montes, S., (19 de Febrero de 2019), indica en su informe que 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. A continuación se nombraran algunas hidroeléctricas en Colombia.

En el informe denominado “Renewable energy technologies: cost analysis series – Hydropower” (IRENA, Junio 2012), se plantea que los costos de inversión promedio para las grandes centrales hidroeléctricas con almacenamiento oscilan entre 1050 USD/kW a 7650 USD/kW, mientras que el rango para pequeñas hidroeléctricas esta entre 1300 USD/kW y 8000 USD/kW. Agregar capacidad adicional a esquemas hidroeléctricas existentes o embalses existentes que no tienen una planta hidroeléctrica pueden ser más baratas y pueden costar 500 USD/kW.

Los costos anuales de operación y mantenimiento a menudo se cotizan como un porcentaje del costo de inversión por kW. Los valores típicos oscilan entre el 1% y el 4%. Los grandes proyectos hidroeléctricos suelen tener un promedio de entre el 2% y el 2,5%. Los proyectos de pequeñas centrales hidroeléctricas no tienen las mismas economías de escala y pueden tener costos de operación y mantenimiento de entre el 1% y el 6%, o en algunos casos incluso más altos.

El costo nivelado del rango de electricidad para pequeñas hidroeléctricas para una serie de proyectos del mundo real en países en desarrollo evaluados por IRENA fue de entre 0,02 USD y 0,10 USD/kWh, lo que convierte a las pequeñas centrales hidroeléctricas en una opción muy competitiva en costos para suministrar electricidad a la red o para suministrar esquemas de electrificación rural de la red. Los proyectos hidroeléctricos muy pequeños pueden tener costos más altos que este y pueden tener un costo nivelado del rango de electricidad de 0,27 USD/kWh o más para los sistemas picohidráulicos.

la energía solar es la 3ra energía renovable más importante, el país donde se encuentra   la mayor cpacidad instalda es en la india llamado Pavagada Solar Park es un parque solar repartido en un área total de 53 km2 en Pavagada Taluk, distrito de Tumkur, en Karnataka. Terminado en 2019, el parque tiene una capacidad de 2.,050 La inversión total requerida para construir los 2 GW de capacidad presupuestados se estimó en unos 2.100 millones de dólares. 

La potencia que genera los paneles solares se mide en vatios (W). Hay distintas potencias en los paneles, está la encontraras indicada en la placa que esté mirando para su instalación. La potencia entre los paneles solares oscila entre 250W y 300W de energía. Pero es cierto, que actualmente es común ver paneles solares en viviendas con potencias más elevadas, como 500W, también hay algunos de potencias más inferiores como pueden ser 150W. En el caso de que tenga un panel común de unos 300W, esto indica que por cada hora de sol la potencia que se genera es 300W.

El material de un panel solar no influye tanto en el costo, pero sí en la eficiencia y el rendimiento de producción de energía. La mayoría de los paneles están formados por celdas fotovoltaicas de silicio.

Silicio puro monocristalino: las celdas solares monocristalinas están hechas de un solo cristal de silicio. El panel produce energía y es más eficiente.

Silicio puro policristalino: se basan en secciones de una barra de silicio que se ha estructurado desordenadamente en forma de pequeños cristales. Este tipo de paneles son menos eficientes en producir energía y son más económicos.

En ambos materiales se manejan las mismas potencias de watt (Vatio), sin embargo, el sistema de instalación puede variar su costo. Las instalaciones usadas en el sistema solar con conocidos como Off-Grid y OnGrid.

 

Las condiciones favorables de los terrenos desérticos y totalmente planos con solo arbustos (trupillo bajito y seco, prácticamente muerto) hacen favorables la implementación de energía solar en el departamento de la guajira. Actualmente existe este proyecto el cual sería el emblemático de Colombia y será considerado el más grande por ahora del América.  La potencia nominal de este parque solar es de 600 MW con conexión a la red de 500 kv en la subestación de Cuestecitas a una distancia de 1 km. Esta planta solar contará con 2.130.000 de paneles solares instalados en un área de 1800 hectáreas.  El cálculo estimado de la energía generada es de 1500 GWh/año aproximadamente. La construcción se realizará en 3 fases de 200 MW iniciando a finales de 2023.

ü  Es renovable.

ü  Es una fuente de energía ilimitada.

ü  Es la fuente de energía más limpia y no pone en peligro ni incrementa el calentamiento global, debido a que no produce gases de efecto invernadero ni subproductos peligrosos para el medio ambiente.

ü  Tiene un bajo costo de aprovechamiento, tras la inversión inicial en la fabricación de los componentes y la instalación, que es la que puede resultar más costosa.

ü  Se puede producir energía limpia que resulta más económica que la que se adquiere por medio de la red.

ü  Está disponible en todo el planeta, por lo que se convierte en la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.

ü  La tecnología permite convertir la energía solar en electricidad por medio de dispositivos fotovoltaicos y de energía solar térmica.

ü  Contribuye al desarrollo sostenible.

ü  Genera empleo en las zonas donde se instala.

ü  Reduce el uso de combustibles fósiles.

ü  Reduce las importaciones energéticas.

Referencias Bibliográficas