Principales tecnologías
Las principales tecnologías en las energías, hacen parte del uso medido de la energía eléctrica y la implementación de energías alternativas.
facultad de ingeniería · energías renovables
mar. 07 de sep. 2021
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El desarrollo de la transición energética implica un alto impacto en la investigación y la evolución del propio sector. Dicha evolución se sustenta en tres factores principales: la aparición y mejora de nuevas formas de energía, el desarrollo de aplicaciones tecnológicas que permitan gestionar la demanda de forma activa y, por último, la implementación de nuevos modelos energéticos enfocados, en el ámbito nacional, en las comunidades energéticas o Smartgrids. A lo largo del artículo se detallará cada uno de los factores clave en las principales tecnologías del futuro en el sector energético, haciendo hincapié en las comunidades energéticas como escenario más plausible para establecer un nuevo prisma en el propio sector.

Energías del futuro

Uno de los aspectos principales en cuanto las desventajas presentadas por las energías renovables es su intermitencia debido a la dependencia del recurso primario empleado para la generación de energía con las condiciones climatológicas. Dicho factor, unido a la demanda creciente, implica una incipiente demanda de generación a gran escala para asegurar la cobertura de la carga base del sistema, que se conoce como el nivel mínimo de demanda a cubrir. Actualmente, dicho papel es ejercido, principalmente, por la energía nuclear. A partir de dichas premisas, han surgido diferentes formas de energía, entre las cuales, se encuentran las siguientes:

  • Energía osmótica: También denominada energía azul, consiste en la creación de energía a través del procedimiento de ósmosis. Dicho proceso está formado por los siguientes pasos:
    • Se dispone de dos tanques, separados entre sí por una membrana semipermeable. El cometido de la membrana es permitir el paso del agua, pero no de determinadas sustancias.
    • En un tanque se encuentra agua dulce y, en el otro, agua salada.
    • El proceso de ósmosis tiende a equilibrar, de forma natural, la composición de sales entre ambos tanques, fluyendo el agua dulce al tanque de agua salada.
    • Esto produce un incremento de la presión, que se espera aprovechar mediante una turbina para la generación de energía eléctrica.

El procedimiento de ósmosis inversa se emplea, de forma extendida, para la producción de agua dulce. Al aplicar energía en el procedimiento de ósmosis, es posible invertirlo, haciendo fluir el agua salada al tanque de agua dulce.

Ventajas y desventajas de la energía azul

De acuerdo con la información publicada por Enérgya VM, se estima que una membrana de 1 metro cuadrado tendría capacidad para iluminar hasta un total de 50k bombillas a partir del uso de la energía azul. En cuanto a su potencial, se prevé que podría ser capaz de cubrir hasta un 40% de la demanda en aquellas regiones cercanas a ríos caudalosos, a partir de una alta densidad energética. La energía osmótica es una solución para cubrir la demanda de electricidad de las ciudades costeras. La energía azul presenta las siguientes ventajas y desventajas:

  • Ventajas:
    • Se trata de una energía renovable, por lo que es una fuente ilimitada, limpia, no genera residuos, pero, al ser similar a la energía hidráulica, no es tan intermitente.
    • Es predecible y controlable.
    • Es local, por lo que puede implantarse en cualquier región con las condiciones geográficas necesarias, sin necesidad de dependencias de otros países.
    • No tiene un alto impacto visual respecto otras fuentes, como solar, eólica e, incluso, hidráulica.
  • Desventajas:
    • Pueden aparecer microorganismos en la membrana que provoquen labores de mantenimiento periódicas y caídas en el rendimiento bastante notables.
    • Impacto contra la fauna local y el desarrollo de la vegetación en los alrededores.

La energía maremotérmica

De acuerdo con la información publicada por la Fundación para el conocimiento de la Comunidad de Madrid, la energía maremotérmica, también conocida como conversión de energía térmica-oceánica, consiste en el aprovechamiento del gradiente de temperaturas entre la profundidad marina y la superficie para mover una máquina térmica y generar energía eléctrica a partir de su trabajo útil. La mínima diferencia de temperatura necesaria para poder generar electricidad a partir de la energía maremotérmica es de unos 20 °C. Para ello, la distribución de temperaturas en el mar puede clasificarse en tres principales áreas.

  • Superficial: Oscila entre 25 y 30 °C, y se obtiene en una profundidad máxima de 100-200 m.
  • Intermedia: Oscila entre 5 y 25 °C, y se obtiene en una profundidad máxima de 200-400 m. Es la transición entre una capa y otra, por lo que puede verse afectada por cambios muy bruscos.
  • Profunda: Oscila entre 2 y 4 °C, y se obtiene en una profundidad máxima de 5000 m.

Fusión nuclear

También conocida como energía de fusión, consiste en intentar replicar los procesos de generación de energía del Sol en la Tierra. Dicho proceso se caracteriza por el impacto de átomos de hidrógeno a gran velocidad, chocando entre sí y generando Helio. Dicho proceso de fusión libera una gran cantidad de energía y calor. El proceso de fusión puede llevarse a cabo a través de dos formas principales:

  • Fusión por confinamiento inercial: se comprimen esferas de combustible mediante haces de láseres o de partículas en la que se logra una elevada densidad. Debido a la cercanía de los elementos entre sí, colisionan y se fusionan mediante el efecto túnel, liberando energía.
  • Fusión por confinamiento magnético: se calienta el combustible hasta temperaturas muy elevadas para lograr el choque entre los distintos elementos a partir de la activación térmica, aquí también se aprovecha el efecto túnel. A través de las altas temperaturas, se disocian las cargas (positivas y negativas) que, mediante el efecto túnel, nuevamente, se unen para lograr la fusión final.

Entre sus principales ventajas, de acuerdo con el Foro Nuclear especialista, se encuentra:

  • Combustible primario abundante, barato y no radiactivos.
  • Materia prima distribuida de forma local por la geografía.
  • Proceso más seguro que la fisión nuclear, no es incontrolable, puede regularse a través de la inyección de combustible.
  • No se generan gases de efecto invernadero durante la reacción de fusión, por lo que es una energía limpia.

Principales tecnologías y nuevas aplicaciones

La evolución tecnológica, a nivel global, ha supuesto la transformación de los procesos en cada uno de los sectores productivos. En materia energética, la digitalización, ha implicado la inclusión de la tecnología en el sector para la optimización y mejora de actividades esenciales, tales como la previsión de energía, distribución de la red, etc. A continuación, se va a analizar las principales aplicaciones desarrolladas en los últimos años de forma representativa, de acuerdo con el análisis detallado realizado por el Instituto para la Diversificación y el ahorro de la energía.

Data Science y plataformas de gestión de datos

Los datos se han convertido en una pieza clave para poder analizar e identificar mejoras. La ciencia de datos se trata de uno de los ámbitos de innovación y desarrollo claves en las organizaciones para el posicionamiento en el sector como líderes, a través de la cual se han adaptado los planes de negocio para ser el pilar esencial.

En comercializadora, por ejemplo, el análisis de datos permite adaptar las ofertas, así como su personalización, para proporcionar las mejores condiciones en función del perfil contratante. Es muy común el uso de plataformas de gestión de datos centralizadas para la identificación de clientes potenciales. Algunas acciones llevadas a cabo a través de la ciencia del dato son:

  • Predicción de generación renovable: utilizando los datos recogidos por los sistemas SCADA, en tiempo real y los históricos, y accediendo a la información meteorológica, se pueden obtener patrones de comportamiento en las plantas. De tal manera que las predicciones se convierten en más rápidas y precisas. Gracias a esto, se permite la participación en mercados de ajustes.
  • Automatización del control de las plantas de energía: la disponibilidad de datos de mejor calidad sobre la producción, permite automatizar la gestión de las plantas. Así, se puede optimizar el rendimiento de las plantas y eliminar las interrupciones en el suministro. A su vez, se pueden llevar a cabo tareas de mantenimiento identificando las mejores situaciones para llevarlas a cabo.

El primer paso hacia el cambio

Actualmente, el mundo atraviesa momentos complicados debido al uso desmedido de recursos naturales por parte de la humanidad. Sin embargo, aún no es tarde para remediar esto, ya que muchos profesionales y grandes industrias trabajan arduamente en la sostenibilidad a diario. Esto permite que, además de la labor y el impacto social generado, se estructuren nuevos campos laborales.

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Por otra parte, para aquellos profesionales que buscan complementar sus conocimientos y habilidades profesionales con el área de las energías alternativas, una de las mejores elecciones que puede tomar el profesional es el Máster en Energías Renovables.

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