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Combustible Sólido Recuperdo (CSR)

Como os comenté en el post sobre valorización de residuos los residuos que no se pueden reutilizar ni reciclar se pueden utilizar, como última opción antes de llevarlo al vertedero, para obtener energía, es lo que se llama valorización energética. Los combustible que se obtienen de dichos residuos son el Combustible Sólido Recuperado (CSR) o el Combustible Líquido.  

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El Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente define el Combustible Sólido Recuperado (CSR) como: “Combustible sólido preparado a partir de residuos no peligrosos para ser valorizados energéticamente en instalaciones de incineración o coincineración, que cumplen la clasificación y especificaciones establecidas en la Especificación Técnica CEN/TS 15359 del Comité Europeo de Normalización.” . En España la norma que regula el CSR es la norma UNE-EN 15359:2012.

Los residuos que van a ser utilizados como CSR pasan por distintas etapas para que el producto final sea adecuado, aplicándose en mayor o menor medida según las características del residuo, dichas etapas son: eliminación de impropios, trituración, molienda, secado, homogeneización del residuo, mezcla con otros componentes, compactación y enfriado. El residuo que entra en mayor volumen a las plantas de preparado del CSR son los envases (film, PET, PEAD, PS, EPS, etc), se estima que es el 93% del volumen total.

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Planta de clasificación de residuos / Autor: alvizlo / Fuente: Flickr

El CSR se aprovechado en instalaciones como las plantas cementeras, centrales térmicas o en algunos hornos industriales como combustibles sustitutivos. Actualmente la industria cementera es el principal consumidor final de este combustible al tener una mayor demanda energética.

Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) en su estudio “Situación y Potencial de Valorización Energética Directa de Residuos: Estudio Técnico PER 2011-2020” consideran que este tipo de combustible tiene un contenido aproximado del 50-60% de material biodegradable por lo que consideran que dicho % es una fuente de energía renovable.

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Conclusiones

Los beneficios de la utilización de este tipo de combustible son:

  • Gestión y tratamiento de residuos más sostenibles
  • Mayor estabilidad en el mercado energético al ser una fuente de energía nacional
  • Reducción de la dependencia energética exterior
  • Incremento en el uso de energías renovables
  • Reducción de emisiones de CO2

Fuente: IDAE, Revista Ambienta

Domótica en la vivienda

Siguiendo con los artículos relacionados con eficiencia energética me gustaría destacar una tecnología que cada vez se está utilizando más en las viviendas y que está directamente relacionada con el aumento de la eficiencia en las vivienda, me refiero a la domótica. Esta tecnología se utiliza tanto para mejorar la eficiencia energética como para garantizar una mejor calidad de vida en el hogar.

Según la Real Academia Española (RAE) el término “domótica” se refiere al “conjunto de sistemas que automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda”. Lo que quiere decir es que todos los aparatos e instalaciones de la vivienda están conectados a dispositivos inteligentes que los activan y desactivan de forma automática permitiendo conseguir unas condiciones de habitabilidad agradables, unos ahorros energéticos considerables, y por lo tanto también se obtiene ahorro económico, y por último se consigue una mayor seguridad en la vivienda, tanto si nos encontramos dentro como se estamos de viaje.

Domótica en la vivienda
Domótica en la vivienda / Fuente: Fenercom

En una vivienda con domótica todos los sistemas domésticos (climatización, electrodomésticos, seguridad, riego, …) están informatizados, de esta forma se facilita que todos los sistemas domésticos tengan un mismo control programable, dicho control se hace a través del dispositivo WebPad. Este permite controlar todos los sistemas desde cualquier punto de la casa y a su vez puede recibir ordenes desde Internet, desde un teléfono móvil, un PDA o un ordenador. Esta variedad de conexión te permite controlar cualquier parte de la vivienda desde cualquier lugar.

Control WebPad
Control WebPad / Fuente: Fenercom

Seguramente ya conocéis algunas de las tecnologías que se están utilizando para mejorar la eficiencia energética de los hogares, un ejemplo son los detectores de presencia o sensores de luz natural. Si además de usar dichas tecnologías se tienen en cuenta su control al detalle se pueden conseguir grandes ahorro, tanto energético como económico. Por este motivo es muy importante dar a conocer las posibilidades que tiene la domótica para que poco a poco se vaya integrando en más viviendas consiguiendo en un futuro, no muy lejano, viviendas de consumo cero.

Si queréis ver de una forma sencilla y muy gráfica qué es lo que se puede hacer con la domótica os dejo un enlace a un comic que realizó Fenercom donde da a conocer todas las posibilidades de aplicación.

Propiedades de los LED

Como comenté en el post anterior de tecnología LED esta tecnología está cobrando un mayor protagonismo en los proyectos de iluminación por las características que presenta en comparación con otras tecnologías, destacaba tanto su adaptación a cualquier tipo de proyecto de iluminación como la mejora en la eficiencia energética de la zona donde se instala.

En relación a las propiedades de los LED la que resulta más llamativa, desde el punto de vista de su funcionamiento, es la disipación térmica. A diferencia del resto de tipos de tecnologías los LED tienen la propiedad de no emitir calor, es decir, que los podemos tocar y no nos vamos a quemar, este es el motivo por el cual se dice que los LED emiten “luz fría”. Esta afirmación no es correcta al cien por cien porque aunque no nos quemamos al tocarlos sí que se está dando un calentamiento del LED, este calentamiento tiene lugar en la parte posterior, concretamente en el chip del LED.

Estoy haciendo hincapié en la disipación térmica porque el buen funcionamiento de los LED y su mayor durabilidad reflejada en su vida útil se basa en la capacidad que tienen estos de disipar el calor. Si este sistema es el adecuado la temperatura del LED no se elevaría mucho manteniendo de esta forma la eficacia luminosa (lm/W) cerca del valor máximo fijado por el fabricante y alargando la vida útil del LED. Tengo que decir que cuando hablo de alcanzar altas temperaturas me refiero a cuando la lámpara está instalada en la luminaria. Dando datos concretos decir que el rango de temperatura en el que el LED trabaja de forma eficiente está entre los 0º C y los 70º C.

Disipación de calor en LED / Fuente: DisiLED
Disipación de calor en LED / Fuente: DisiLED

Las demás propiedades de los LED las voy a ir describiendo como ventajas o desventajas y de esta forma te puedes hacer una idea global de dicha tecnología.

Ventajas de los LED

  • Son más eficientes al conseguir una mayor cantidad de flujo luminoso (lm) por cada vatio consumido. Según los expertos del sector la eficacia lumínica de los LED está entorno a los 130 lm/W, ya instalado en la luminaria, aunque ya hay prototipos que alcanzan 200 lm/W, este dato corresponde cuando el LED no está incorporado a la luminaria. Se puede llegar a ahorrar hasta un 80% en el consumo si sustituimos las bombillas convencionales por LED.
  • Mayor vida útil y por lo tanto menor necesidad de mantenimiento. Esto implica ahorro por cambio de lámpara y ahorro en la mano de obra por dichos cambios. Se considera que la vida útil de los LED es aproximadamente de unas 50.000 horas, aunque este dato no llega a ser real. Que tenga una mayor vida útil va a depender principalmente de dos variables, la capacidad que tenga la luminaria de disipara el calor del chip y la intensidad de la corriente que pasa por el LED. Hay que tener en cuenta que esta pérdida de vida útil se puede dar cuando sustituimos una lámpara convencional por un LED, en el caso de cambiar toda la luminaria y poner una específica de LED o una luminaria que ya tenga incorporados los LED no tiene por qué darse este problema.
  • Encendido instantáneo (menor a 1 milisegundo). Se consigue desde el primer momento el 100% de la luz. Además es capaz de encenderse a baja temperatura.
  • Mayor libertad de diseño en las luminarias. Los LED al ser diodos de pequeño tamaño y tener un mayor aprovechamiento óptico se pueden adaptar a cualquier tipo de proyecto, ya sea para una instalación industrial, para el sector terciario, para el hogar o para proyectos arquitectónicos.
Bay Bridge - San Francisco
Bay Bridge – San Francisco / Autor: David Yu
  • Se consigue un buen Índice de Reproducción Cromática (IRC), siempre por encima de 80, y diferentes temperaturas de color al basar su tecnología en la luz blanca.
  • Excelentes posibilidades de regulación (0-100%) sin que su vida útil se vea afectada. El hecho de que no se vea afectado su funcionamiento por los cambios constantes de estado (encendido-apagado) permite que se pueda instalar en lugares donde otro tipo de lámparas sufriría un desgaste reduciendo su vida útil con un gasto de manteniendo implícito. Estas situaciones se dan por ejemplo en zonas con sensores de movimiento, en los semáforos o en lugares donde demandan unas iluminación que esté cambiando constantemente para hacer más vistosa una zona.
  • Emiten poco o nada de calor por lo que contribuyen a reducir los costes de climatización y se pueden instalar en un mayor número de localizaciones, cámaras frigoríficas, tiendas de ropa, museos, etc.

Desventajas de los LED

  • Precio más elevado en comparación con otras tecnologías. En este caso se puede considerar que no es una desventaja como tal si se tienen en cuenta varios factores: el ahorro que puedes conseguir al sustituir la lámpara que tienes por un LED y la vida útil, en este último caso también se consiguen ahorros porque el cambio de los LED se hace en periodos de tiempo más largos, ahorrando el coste del LED y la mano de obra del cambio. Teniendo en cuenta estas propiedades de los LED el precio no es tan elevado y además la inversión se recupera más rápido en comparación con otras tecnologías.
  • Hacer una sustitución directa por LED puede implicar problemas normativos (marcado CE, garantía de luminaria), eléctricos (modificación del esquema eléctrico de la luminaria), mecánicos (aumento de peso), térmicos (evacuación de calor) y fotométricos (distribución luminosa).
  • Cambio de toda la luminaria en algunos casos al perder las propiedades lumínicas si ponemos directamente el LED.

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Aspectos Ambientales

  • No contiene mercurio ni elementos contaminantes. En el caso de las lámparas fluorescentes, independientemente si son compactas integradas o no integradas, contienen mercurio y por este motivo se deben llevar a los puntos limpios.
  • Al conseguir una ahorro de energía, comparándolos con otras tecnologías que dan los mismos resultados, podemos decir que los LED contribuyen a reducir las emisiones de CO2 al tener una menor demanda de energía (kWh) para su buen funcionamiento. Esta tecnología ayuda a tener una menor huella de carbono en las instalaciones donde se utilizan. Este ahorro de dinero y de emisiones se ve muy bien en los proyectos de alumbrado público.
  • Disminuye el volumen de residuos al tener una mayor vida útil y tardar más tiempo en realizar el cambio.

Espero que te sirva este post para hacerte una idea de las propiedades de los LED, con sus ventajas y desventajas, y poder considerar su instalación si cumplen con lo que estás buscando. Esta tecnología es una más de las muchas que hay en el mercado para mejorar la eficiencia energética, está es la intención de esta serie de post de LED, dar a conocer los avances que se están dando en temas de eficiencia energética para que de esa forma poder conseguir unas casas, oficinas o industrias más respetuosa con el medio ambiente y además disminuir nuestro gasto energético.

Tecnología LED

En estos últimos años la tecnología LED (light emitting diode) está cobrando un mayor protagonismo debido a que se adapta a cualquier proyecto de iluminación, además de ser muy eficiente, entre otras ventajas. Esto ha hecho que sus ventas aumenten dando como resultado una reducción del precio hasta tal punto que ya es una tecnología más accesible, tanto para pequeñas empresas como para los hogares.

Con este resurgir de los LED se está consiguiendo que tanto las industrias, las pymes y los hogares alcancen unos valores más altos de eficiencia energética en sus instalaciones llegando a alcanzar en algunos casos hasta el 80% de ahorro energético (se podría llegar a conseguir en los casos en los que se sustituye una bombilla incandescente por una bombilla LED).

Al poder relacionar el uso de LED con el aumento de la eficiencia energética me he empezado a interesar por esta tecnología, y así además puedo ir haciendo unos post con lo que voy aprendiendo.

Investigando un poco me he dado cuenta que el mundo LED es bastante amplio y que antes de indagar más en él hay que saber bien en qué se basa su tecnología y qué conceptos tenemos que manejar para no perdernos en tanto tecnicismo. Por este motivo en este post solo hablaré de los conceptos que debemos conocer en el caso que queramos saber más de LED o de iluminación en general.

Tecnología LED

Los LED son diodos emisores de luz, producen luz por electroluminiscencia. Los diodos de los LED están formados por varias capas de material semiconductor que al pasar la corriente por él emite luz. Tanto el diodo como el circuito eléctrico están encapsulados en una carcasa plástica. Aunque esta cápsula puede ser de colores, esto solo es por razones estéticas, debido a que no influye en el color emitido. El color de la luz del LED viene determinado por el tipo de compuesto que se utiliza para su fabricación, por ejemplo si se utiliza fosfuro de galio daría el color verde.

Partes del LED
Partes de un LED / Fuente: Wikipedia

Conceptos importantes 

Una vez que tenemos claro qué es la tecnología LED debemos conocer unos conceptos claves para poder movernos en el mundillo de iluminación, estos son:

  • Flujo luminoso: es la cantidad total de luz que una fuente luminosa es capaz de emitir por segundo. Su unidad de medida es el lumen (lm).
  • Eficacia luminosa: indica la eficacia con la que la energía eléctrica es transformada en luz. Es el producto de la energía lumínica emitida o flujo luminoso dividido por la energía eléctrica consumida. Será más eficiente cuanto menos energía eléctrica se necesite para conseguir una mayor energía lumínica. Su unidad es lúmenes por vatio (lm/W)

Eficacia Luminosa = Flujo luminoso (lm)/Potencia consumida (W) 

  • Intensidad lumínica (I): flujo de luz emitido en una dirección concreta. Su unidad de medida es la candela (cd).
  • Iluminancia (E): es la cantidad de luz que llega a una superficie. Su unidad de medida es el lux (lx=lm/m2). Este tipo de medida nos da el nivel de iluminación de una estancia.
  • Luminancia (L): es la luz emitida desde una superficie a una dirección específica. Su unidad de medida es la candela por m2 (cd/m2).
  • Temperatura de color: no es una temperatura real, sirve para clasificar los distintos tipos de luz. En este caso siempre se habla de luz blanca y los distintos grados van de luz blanca más cálida (~ 1.600 K) a luz blanca más fría (~ 12.000 K). Su unidad de magnitud es el Kelvin (K).
Variables_LED
Elaboración propia
  • Indice de Producción Cromática (IPC o Ra): es la capacidad que tiene la fuente de luz para producir con fidelidad los colores de los objetos que ilumina. La escala va de 0 a 100.
  • Vida de una lámpara*: las lámparas de bajo consumo dejan de funcionar de manera brusca pero en el resto de fuentes de luz se va a producir una disminución del flujo luminoso emitido a lo largo de su vida. Vamos a encontrar los siguientes conceptos:
    • Vida media: tiempo tras el cual el 50% de un grupo de lámparas trabajando en condiciones de laboratorio ha fallado.
    • Vida útil (económica): indica el tiempo de funcionamiento en el cual el flujo luminoso de la instalación ha descendido a un valor tal que la fuente de luz no es rentable y se recomienda su sustitución. Se tienen en cuenta la vida media y también la depreciación de flujo de la lámpara. Se define en horas.

Creo que con estos conceptos básicos sobre la tecnología LED se puede seguir investigando, por lo menos eso es lo que voy a hacer yo. Ya os iré contando lo que voy aprendiendo de los LED en los próximos artículos sobre las propiedades de los LED o sobre otros temas de energía.

* Lámpara: hay que tener en cuenta que en todos los sectores hay una jerga específica y en el caso de iluminación cuando se habla de lámpara no se refieren a lo que nosotros comúnmente llamamos “lámpara” sino a las bombillas. En cambio la “lámpara” se llama luminaria.

Almacenamiento de energía: Central Hidroeléctrica de Bombeo

En los últimos años mi interés por conocer todo lo relacionado con la producción y gestión de la energía ha ido a más, ahora casi siempre estoy buscando cosas nuevas que aprender o simplemente intento mantenerme al día sobre dicho sector. Un tema que tenía pendiente, y que me creaba una cierta curiosidad, era saber cómo se almacena la energía.

He hecho varios amagos por leer sobre el tema pero casi siempre terminaba leyendo sobre otros temas, al final ha sido a principios del mes de octubre cuando he tenido la oportunidad de ponerme al día gracias a una jornada organizada por la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid (Fenercom). En este jornada se hablo exclusivamente del almacenamiento de energía y qué tecnologías se están utilizando para conseguir un mayor éxito en dicho almacenaje. Tanto las presentaciones de los ponentes como la guía que me dieron me han ayudado a tener una base y poder profundizar en el tema de una forma más centrada.

Guia_almacenamiento_energia
Para descargar la guía pincha la imagen

Partiendo de que uno de los grandes problemas a los que se enfrentan los sistemas de suministro energético es la dificultad (y el coste) de almacenamiento energético durante los periodos de baja demanda, los grandes productores han buscando la forma de almacenarla para después utilizarla durante los picos de demanda. Algunas de las tecnologías que se están utilizando son:

  • Centrales hidroeléctricas reversibles o de bombeo
  • Vehículo eléctrico
  • Materiales de cambio de fase para almacenar la energía térmica
  • Almacenarla en forma de hidrógeno
  • Geotermia
  • Volante de inercia

Cada una de las tecnologías tiene unas características particulares que las hacen adecuadas para unas condiciones u otras pero la que me interesa, y en la que quiero profundizar, es la tecnología de almacenamiento en centrales hidroeléctricas reversibles o de bombeo.

La tecnología de almacenamiento de energía por bombeo es la más madura de todas, se ha utilizado desde los años veinte. Se basa en almacenar energía mediante el bombeo de agua desde un embalse inferior o río hasta un embalse superior. El desnivel adecuado que se debe de dar entre los dos embalses para que dicha tecnología sea eficiente debe de ser de al menos 100 m.

Central de bombeo
Central hidroeléctrica de bombeo / Fuente: UNESA

El bombeo del agua del embalses inferior al superior se da en las horas valle, es decir por la noche, de esta forma se utiliza la energía sobrante para hacer funcionar la turbina y así subir el agua y almacenar la energía. Durante el día, cuando la demanda de electricidad es mayor, la central actúa como una central hidroeléctrica convencional, el agua del embalse superior cae por la galería de conducción hasta la central donde se encuentra el generador y los transformadores que pasar la energía mecánica a energía eléctrica que a su vez es transportada a los hogares e industrias por las líneas de transporte.


Animación del funcionamiento de una Central Hidroeléctrica de bombeo

Hay dos tipos de centrales de bombeo según su funcionamiento:

  • Centrales de bombeo puro: en este caso es necesario bombear previamente el agua desde la presa inferior hasta la superior, para posteriormente producir energía eléctrica.
  • Centrales de bombeo mixta: en estas centrales se puede producir energía eléctrica con o sin bombeo previo. Cuando hay excedentes de agua la central funcionará como una central convencional, teniendo la posibilidad también de almacenar energía mediante bombeo desde la presa inferior a la superior.

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El almacenamiento de energía por medio de bombeo tiene unas ciertas ventajas y desventajas que son:

Ventajas:

  1. Eficiencia de almacenamiento de energía del 70%
  2. Requiere bajo mantenimiento
  3. Solución de larga duración

Inconvenientes:

  1. Limitaciones geográficas
  2. Elevado coste de la instalación hidráulica y de los equipos hidráulicos, eléctricos y cañerías
  3. Elevado coste en redes de transporte o distribución
  4. Fuerte impacto ambiental por la construcción de las presas

Esta tecnología está muy extendida al ser una de las formas de almacenamiento más consolidadas, podemos encontrar proyectos de almacenamiento de energía por bombeo en China, Japón, Estados Unidos y en algunos países europeos. En el caso de España existen más de 24 centrales hidráulicas de bombeo:

  • 16 de bombeo mixto con una potencia instalada de 2.500 MW
  • 8 de bombeo puro, con una potencia total de 5.000 MW. Algunas de las centrales más destacables son, la central La Muela I en el río Júcar con una potencia instalada de 628 MW y la reciente inaugura La Muela II, también situada en el río Júcar.

En el caso de La Muela II, construida en Cortes de Pallás (Valencia), destacar que es la Central Hidráulica más grande de Europa con un depósito de 23 Hm3 y una potencia de 840 MW, si sumamos a esta potencia la de La Muela I dan un total de 1.468 MW, capaz de atender la demanda eléctrica de cerca de medio millón de hogares al año. La energía que se utiliza para bombear el agua en La Muela II procede de la Central Nuclear de Cofrentes. En el siguiente video podéis ver dónde está la instalación y cual es su funcionamiento.

Los sistemas de almacenamiento de energía son muy importantes porque además de permitir almacenar la energía de cualquier sistema de generación permiten la integración de las energías renovables. La tecnología que tiene un mayor beneficio de estos sistemas de almacenamiento es la energía eólica, el almacenamiento permite resolver la mayoría de los problemas ligados a la generación eólica.

Con esta breve explicación del almacenamiento de energía y con la ayuda de la guía que os he facilitado podéis comenzar a investigar sobre un tema tan interesante como es el almacenamiento de la energía. Espero que os haya despertado la curiosidad.

Hasta la próxima!!

Eficiencia Energética

Con motivo del Día de la Eficiencia Energética me gustaría explicar, de una forma sencilla, qué es la Eficiencia Energética. En los últimos años la ha sido una de las protagonistas a la hora de hablar de energía, y más concretamente a la hora de buscar soluciones para reducir el gasto en los hogares o empresas.

Podemos encontrar muchas definiciones de Eficiencia Energética pero voy a tomar de referencia la del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE), que la define como el “conjunto de programas y estrategias para reducir la energía que emplean determinados dispositivos y sistemas sin que se vea afectada la calidad de los servicios suministrados”.

De esta definición se puede concluir que el objetivo de la Eficiencia Energética es reducir el consumo de energía eléctrica sin que nuestra calidad de vida se vea alterada o lo que es lo mismo, sin perder nuestras comodidades.

A través de un ejemplo posiblemente se entienda mejor. Imagínate que quieres cambiar una bombilla convencional (ya no se comercializan pero para ilustrar el ejemplo sirve), posiblemente buscarás una bombilla con la misma potencia que la que tenías instalada porque considera que esa es la intensidad de luz que necesita, correcto, ¿no?. En este punto entraría la eficiencia energética. Lo correcto, si lo que buscas es ahorrar energía, y por lo tanto dinero, es poner una bombilla con menor potencia pero que dé la misma cantidad de luz, son las que comúnmente se llaman “bombillas de bajo consumo”. Con este cambio se consigue un resultado igual o muy parecido al que se tenía antes del cambio pero con equipos más eficientes que ayudan a ahorrar energía y lo más importante, dinero.

Eficiencia Energetica
Fuente: Flickr

Teniendo en cuenta la formula para calcular el consumo eléctrico, el ahorro se obtiene al reducir la potencia del equipo o al disminuir el tiempo de funcionamiento de estos. En quipos más complejos entran en juegos otras variables, como es el rendimiento o el factor de carga, entre otros.

Consumo (kWh) = Potencia (kW) x Tiempo (h)

Como veis la formula para calcular el consumo de nuestros equipos eléctricos es muy sencilla, se puede utilizar para calcular el consumo de cualquier equipo que tengamos en casa, aunque, como he dicho antes, hay algunos equipos que dependen de otras variables como es el caso de los electrodomésticos o los equipos de clima.

Además de obtener una reducción en el consumo eléctrico y un ahorro económico, otros objetivos que se consiguen con la eficiencia energética son disminuir el uso de materias primas y reducir las emisiones de CO2. Esto último tiene lugar porque los procesos de generación de energía, que utilizan combustibles fósiles, emiten dichos gases por lo que el bajo consumo eléctrico hace que la producción disminuya y por lo tanto también las emisiones de CO2. En el caso de utilizar energías renovables para producir electricidad no se daría este problema al no emitirse ningún tipo de gas de efecto invernadero (GEI).

Esta es una explicación muy básica de qué es la eficiencia energética y en qué se basa pero espero que este artículo os anime a investigar más sobre cómo conseguir una mayor eficiencia en vuestro hogar o empresa. Además si el concepto os queda claro podeis calcular el consumo de los equipos que tenéis en casa y buscar la forma de reducir el consumo de aquellos que estén muy por encima del consumo normal.