Sinopsis

El libro 'ENERGÍAS RENOVABLES' es una obra compuesta por dos volúmenes imprescindible en la biblioteca de todo aquel profesional que se dedica o quiere dedicarse a la generación eléctrica a partir de fuentes renovables. Se abordan las cinco tecnologías que utilizan como fuente primaria las renovables: la eólica, la solar fotovoltaica, la termosolar, la biomásica y la hidráulica.

El profesional encontrará los principios de funcionamiento y los principales elementos que transforman cada una de esas fuentes renovables en energía eléctrica, con suficiente nivel de detalle, pero a la vez explicados en un lenguaje sencillo y claro, en capítulos bien estructurados y con gran cantidad de imágenes y gráficos que ayudan a un mejor entendimiento de los conceptos y descripciones que figuran a lo largo de toda la obra.

La generación eléctrica a partir de fuentes renovables o inagotables ha pasado de ser una opción utópica e idealista a ser la opción de generación eléctrica más viable desde el punto de vista técnico, económico y medioambiental. Después de casi 30 años de apoyo económico a este tipo de generación porque no era rentable pero convenía a la sociedad, se ha pasado a que no solo con capaces de competir con la generación eléctrica a partir de combustibles fósiles (diesel, carbón y gas natural), sino que son capaces de generar energía a menor precio. En el momento de la publicación de esta obra aún no está resuelto el problema del almacenamiento, lo que supone un grave inconveniente para la generación fotovoltaica y eólica (no para la hidráulica, la geotérmica o la biomásica), y por ello necesitan aún del respaldo de las energías fósiles, especialmente de los centrales de ciclo combinado. Pero sin duda la generación eléctrica a partir de fuentes renovables no es una moda, sino que ha venido para quedarse definitivamente.

El profesional que se dedica o quiere dedicar su vida profesional a la generación eléctrica debe estar bien formado en estas fuentes energéticas, conocer sus peculiaridades y sus secretos, de una forma amplia y general en primer lugar, y después particularmente de la energía en la que considere que tiene más oportunidades o que mejor coincide con sus aspiraciones, deseos, capacidades o interés.

Esta obra, presentada en dos volúmenes, es el punto de partida de todo técnico o profesional. No se trata de un libro de divulgación, basado en generalidades u obviedades que pueden encontrarse fácilmente en internet. Se trata de un análisis profundo de cinco de las tecnologías que utilizan como fuente primaria las renovables: la eólica, la solar fotovoltaica, la termosolar, la biomásica y la hidráulica. El profesional encontrará en cada uno de esos apartados los principios de funcionamiento y los principales elementos que transforman cada una de esas fuentes en energía eléctrica, con suficiente nivel de detalle, pero a la vez explicados en un lenguaje sencillo y claro, en capítulos bien estructurados y con gran cantidad de imágenes y gráficos que ayudan a un mejor entendimiento de los conceptos y descripciones que figuran a lo largo de toda la obra.

Una obra imprescindible en la biblioteca de todo aquel profesional que se dedica o quiere dedicarse a la generación eléctrica a partir de fuentes renovables.
INDICE DETALLADO

Índice

Volumen 1
1 LAS ENERGÍAS RENOVABLES

El cambio climático

Causas y consecuencias del cambio climático
Posibles soluciones

Protocolo de Kioto
Protocolo de París
La teoría de Gaia
Qué son las energías renovables

Evolución histórica de las energías renovables
Tipos de energías renovables
Las energías renovables en el mundo

Principales energías renovables maduras
Energías renovables menos desarrolladas

La energía geotérmica
Las energías marinas

La energía y el futuro de la humanidad
Ventajas e inconvenientes de las renovables
2 LA ENERGÍA EÓLICA

Los aerogeneradores
Historia de la energía eólica
Situación actual de la energía eólica
Aerogeneradores y el sistema eléctrico de un país
Porqué la energía eólica triunfa
Parques offshore y onshore
Impacto ambiental de los aerogeneradores
El aerogenerador o turbina eólica
Clasificación de aerogeneradores

Criterios de clasificación
Aerogeneradores según la potencia
Aerogeneradores según la posición del eje
De eje horizontal de acuerdo con el número de palas
De eje horizontal de acuerdo con la orientación al viento
De eje horizontal de acuerdo con el tipo de torre
Comparación entre aerogeneradores de eje horizontal y vertical

Parámetros característicos de un parque eólico
Parámetros característicos de los aerogeneradores

Marca y modelo
Potencia
Curva de respuesta al viento
Tipo de aerogenerador
Tipo de generador
Tipo de multiplicadora
Número de palas
Altura de la góndola
Longitud de pala
Altura máxima
Rendimiento
Área barrida
Velocidad de rotación (rango)
Tipo de pala
Sistema de orientación de la pala
Voltaje de generación
Voltaje de salida del aerogenerador
Tipo de transformador
Situación del transformador
Dimensiones de la góndola
Peso de la góndola

Principales componentes de un aerogenerador
Sistemas estructurales

Cimentación
Torre
Ascensor
Escaleras de acceso
Sistema de orientación de góndola
Sistema de frenado de góndola

Góndola
Rotor

Palas
Buje
Sistema orientación de pala
Rodamientos de pala
Eje principal
Rodamientos del eje principal
Bloqueo mecánico del rotor

Multiplicadora

Cuerpo principal
Acoplamiento
Freno de rotor
Sistema de lubricación de la multiplicadora
Sistema de filtrado de aceite de la multiplicadora

El generador eléctrico

Generadores síncronos
Generadores asíncronos
Sistemas de refrigeración

Sistema eléctrico

El interruptor de máquina
La electrónica de potencia
Cableado de potencia
Transformador
Celdas de media tensión

La estación meteorológica
La baliza de señalización
El sistema de control
3 LA RADIACIÓN: GEOMETRÍA SOLAR

Radiación solar
Rotación y revolución de la Tierra
La inclinación del eje de la Tierra
Inclinación del eje y altitud solar
La posición solar y los ángulos que la definen
Radiación solar recibida
Irradiancia e irradiación
Radiación directa, difusa, y reflejada
Variación de los ángulos solares a lo largo del año
4 LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Las plantas fotovoltaicas
Historia de la energía solar fotovoltaica

Evolución de la energía fotovoltaica
La evolución de la fotovoltaica en España
La situación en Europa y en el mundo

Costes orientativos
Ventajas e inconvenientes de la energía fotovoltaica
Principales aplicaciones
Principios de funcionamiento

El efecto fotovoltaico
Conceptos básicos de electricidad
Efecto de la luz
Célula fotovoltaica
Parámetros característicos de una célula solar
Pérdidas en las células fotovoltaicas
Influencia de la irradiancia y la temperatura

Tipos de células fotovoltaicas

Tipos de células fotovoltaicas de acuerdo con su tecnología
Tipos de células de acuerdo con su forma o construcción

Tipos de sistemas fotovoltaicos

Sistemas fotovoltaicos aislados
Sistemas para autoconsumo conectados a red
Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica
La elección del tipo de sistema fotovoltaico
Sistemas fotovoltaicos híbridos

Módulo fotovoltaico

Elementos de un módulo fotovoltaico
Parámetros característicos
Conexión eléctrica entre módulos
Dispositivos eléctricos de protección
La selección del módulo fotovoltaico

Inversores fotovoltaicos

Funciones del inversor
Funcionamiento del inversor
Estados del funcionamiento del inversor
Tipos de inversor
Parámetros característicos
Condiciones técnicas de un inversor para su conexión a red
Partes de un inversor
Disipación de calor de los inversores
Instalación del inversor

Sistemas de almacenamiento

Funciones
Parámetros característicos
Ciclo de carga y descarga
Elementos de una batería
Tipos de baterías
Conexión eléctrica entre baterías
Factores que afectan la vida de la batería
Dimensionamiento de la capacidad del acumulador
Instalación del sistema de acumulación

Estructura soporte de módulos fotovoltaicos

Funciones
Tipos de estructura
Integración arquitectónica

Volumen 2
5 LA ENERGIA TERMOSOLAR

La conversión de radiación en energía eléctrica
Las centrales CCP

Las centrales termosolares CCP
El fluido caloportador
El campo solar
El tren de generación de vapor
La turbina de vapor
La condensación del vapor
El generador
El sistema de alta tensión

Centrales CCP con almacenamiento térmico

La gestionabilidad de la generación: generación y demanda
Posibilidades de almacenamiento de energía en centrales termosolares
Elementos del sistema de almacenamiento térmico

Concentradores lineales Fresnel

Una tecnología más sencilla y más barata
Los principios de la tecnología Fresnel
Principales diferencias entre la tecnología CCP y Fresnel

Centrales de disco parabólico+motor Stirling

Un concepto modular
El espacio ocupado
El futuro de las plantas de disco parabólico

Plantas de receptor central con generación directa de vapor

Heliostatos
Disposiciones del campo solar
El receptor
Comparación con las centrales CCP

Plantas de torre central con sales inorgánicas fundidas

Esquema de funcionamiento
Ventajas plantas de torre central con almacenamiento térmico
Inconvenientes

Hibridación con calderas de combustible fósil
Hibridación con calderas de biomasa

Las ventajas de la hibridación con biomasa
Normativa
Ventajas de la hibridación con biomasa

Hibridación con ciclos combinados. Plantas ISCC

Justificación técnica de la hibridación con ciclo combinado
Principales diferencias con una central CCP convencional

6 LAS PLANTAS DE BIOMASA

Qué es la biomasa

La biomasa como fuente energética
La combustión y el efecto invernadero
La producción mundial de biomasa
Aplicaciones de la biomasa en las industrias

Tipos de biomasa

Biomasa natural
Biomasa residual
Excedentes agrícolas
Cultivos energéticos

Procesos de transformación de la biomasa

Procesos físicos
Procesos termoquímicos
Procesos biológicos
Procesos químicos: transesterificación

El poder calorífico de la biomasa

Poder calorífico
El Poder Calorífico Superior o PCS
El Poder Calorífico Inferior o PCI
La relación PCI/PCS

Las centrales termoeléctricas de biomasa

Descripción general de una central de biomasa
Parámetros característicos de una planta de biomasa
Resumen de sistemas de una planta de biomasa

Pretratamiento de la biomasa

Almacenamiento de la biomasa
Transporte hasta la caldera
Necesidad de los tratamientos previos
El secado
Astillado
Molienda
Cribado
Pellets
Almacenamiento intermedio
Pesaje: el control de la cantidad introducida
Dosificación en la caldera

La caldera de biomasa

La caldera de combustión
Tipos de caldera según la circulación de fluidos
Tipos de calderas de biomasa según la forma de combustión
Parámetros característicos de calderas de biomasa
La entrada de aire combustible
La entrada de combustible
El hogar. Zona de radiación
El sobrecalentador
El evaporador

El módulo de eficiencia

Economizadores
Precalentadores de aire

Salida de gases

Separadores ciclónicos
Filtros de mangas
Electrofiltros
Salida de cenizas
Problemas en calderas de biomasa
El ciclo agua-vapor
Circuito de condensado
Agua de alimentación
La turbina de vapor

7 Las centrales hidroeléctricas

Tipos de centrales hidroeléctricas

Según el tipo de retención y conducción del agua
Según la altura del salto disponible

Principales equipos y sistemas

Retención y conducción del agua
La turbina hidráulica
El generador
La subestación eléctrica
Los sistemas auxiliares
Edificios

Principios de funcionamiento

Potencia hidráulica disponible
Pérdidas
La cavitación
Golpes de ariete

Parámetros característicos

Potencia bruta y neta
Características principales del salto de agua
Tipo, marca y modelo de la turbina hidráulica
Configuración
Rendimiento global
Tipo de generador
Posibilidad de arranque desde cero tensión
Tensión de generación
Tensión de salida
Frecuencia de generación
Tipo de subestación

La presa y el circuito hidráulico

Tipos de presa
Instrumentación habitual de control de la presa
Elementos de seguridad de la presa
Conductos de derivación
Toma de agua
Elementos de retención y filtración
Compuertas
El conducto forzado
La chimenea de equilibrio
La válvula de entrada a la turbina

La turbina hidráulica (turbina Francis)

La función de la turbina en una central hidráulica
Tipos de turbinas
Parámetros característicos de una turbina Francis
Principales elementos de una turbina Francis
Sistemas auxiliares en turbinas

La turbina Kaplan

Descripción de las turbinas Kaplan
Historia de las turbinas Kaplan
Parámetros característicos
Principales elementos
Ventajas e inconvenientes de las turbinas Kaplan

La turbina Pelton

Descripción de las turbinas Pelton
Historia de las turbinas Pelton
Parámetros característicos
Principales elementos de turbinas Pelton
Ventajas e inconvenientes de las turbinas Pelton