Los edificios consumen más del 70% del suministro eléctrico de Estados Unidos, razón por la cual las medidas de eficiencia energética tienen un potencial tan alto para reducir el impacto ambiental de las ciudades modernas. Tradicionalmente, la electricidad se genera en centrales eléctricas y luego se entrega a los edificios a través de líneas eléctricas y transformadores. Sin embargo, las tecnologías de generación modernas, como los paneles fotovoltaicos y las microturbinas de gas natural, permiten producir electricidad en el punto de uso.
Existe una amplia variedad de métodos de generación de electricidad, cada uno con ventajas y limitaciones. Las tecnologías de generación se pueden clasificar de varias formas:
-
Fuente de energía utilizada para producir electricidad.
-
Renovable o no renovable
-
Producción de emisiones de gases de efecto invernadero.
-
Despachable o variable
Mejore el rendimiento energético de su edificio.
Fuentes de energía utilizadas en la producción de electricidad.
Un principio básico de la física es que la energía no se puede crear ni destruir, simplemente cambia de forma. Como la electricidad es una forma de energía, los sistemas de generación sólo pueden producirla consumiendo otra forma. Las siguientes son algunas de las fuentes de energía más comunes:
-
Energía química en combustibles fósiles: Su combustión libera calor, que puede utilizarse para impulsar turbinas y generadores, produciendo electricidad.
-
Energía cinética y potencial en el agua: el agua se puede almacenar en un depósito y luego usarse para impulsar una turbina y un generador. También hay proyectos de centrales hidroeléctricas que no utilizan un embalse y, en cambio, extraen energía de un río en movimiento. También existen tecnologías experimentales que producen electricidad a partir de olas o mareas.
-
Energía cinética del viento: las turbinas eólicas producen un movimiento de rotación, impulsan un generador y producen electricidad.
-
Energía química en residuos orgánicos (biomasa): Los residuos orgánicos se pueden transformar en varios tipos de biocombustibles. Se pueden utilizar para turbinas del mismo modo que los combustibles fósiles.
-
Radiación solar: Los paneles fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de la energía contenida en la luz solar. A diferencia de ejemplos anteriores, los paneles solares no tienen partes móviles y su mantenimiento es muy sencillo.
-
Calor subterráneo (geotermia): Perforando en un lugar adecuado, es posible accionar una turbina y un generador con calor subterráneo.
-
Energía nuclear: los átomos de elementos radiactivos como el uranio y el plutonio se pueden dividir para liberar grandes cantidades de calor, que luego se utiliza para alimentar una turbina de vapor.
El precio de la electricidad depende en gran medida del recurso utilizado para producirla. También tenga en cuenta que la disponibilidad de fuentes de energía cambia según la región y los costos de electricidad aumentan si un recurso debe transportarse desde ubicaciones remotas.
Fuentes de electricidad renovables y no renovables
Los medios de comunicación suelen utilizar el concepto de generación renovable para describir fuentes de energía limpia, pero existe una diferencia importante entre ambos términos. Por supuesto, muchas fuentes de energía son limpias y renovables.
Una fuente de energía se llama renovable si la tasa de consumo actual no limita la disponibilidad futura. La generación solar es renovable, por ejemplo, ya que añadir más paneles fotovoltaicos a los edificios no limita la disponibilidad futura de luz solar.
-
Incluso si todos los tejados del mundo estuvieran cubiertos de paneles solares, la cantidad de radiación solar que llega al planeta permanecería constante.
-
La energía eólica también es renovable, ya que siguen existiendo patrones de viento naturales con o sin turbinas eólicas.
Las fuentes de energía no renovables son finitas y su uso hoy deja menos disponibilidad para el futuro. Los combustibles fósiles son el ejemplo más conocido, ya que tardan millones de años en formarse y no pueden reponerse con la suficiente rapidez para satisfacer el consumo humano.
Emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la generación de electricidad
Muchas fuentes renovables son limpias, pero no siempre es así. Por ejemplo, la energía de biomasa se considera renovable porque utiliza biocombustibles procesados a partir de residuos orgánicos. Sin embargo, la combustión de estos combustibles libera gases de efecto invernadero, incluso cuando su fuente es renovable.
Todos los sistemas de generación tienen un impacto ambiental debido a la fabricación de equipos y la construcción de centrales eléctricas. Sin embargo, las fuentes contaminantes continúan liberando emisiones durante la operación, mientras que las fuentes limpias producen pocas o ninguna emisión después de la construcción.
Las fuentes de electricidad que producen emisiones también varían en términos de su huella de carbono. Por ejemplo, tanto el gas natural como el carbón producen emisiones, pero las emisiones por kilovatio-hora son más del doble cuando se utiliza carbón.
Generación de Electricidad Despachable y Variable
El concepto de generación gestionable es menos conocido entre el público en general, pero para las empresas de servicios públicos es vital mantener un suministro de energía confiable. Una fuente de energía distribuible en la que se puede confiar para suministrar electricidad según demanda. Esto excluye la energía solar y eólica, ya que utilizan factores de producción que no se pueden controlar. Por otro lado, las centrales hidroeléctricas pueden almacenar agua para suministrar electricidad en cualquier momento y se consideran gestionables.
Si una red eléctrica depende demasiado de fuentes de energía variables, el suministro de electricidad puede volverse inestable porque la producción fluctúa constantemente. Por lo tanto, las empresas de servicios públicos suelen depender de una combinación de fuentes: la energía eólica y solar son variables pero ofrecen un costo muy bajo por kilovatio-hora, mientras que las fuentes gestionables se utilizan para equilibrar la generación y el consumo.
Un concepto innovador es el uso de almacenamiento de energía a gran escala para complementar la energía solar y eólica, transformándolas en fuentes gestionables. Aunque el coste de las baterías sigue siendo una barrera, está disminuyendo rápidamente y el concepto ya se ha implementado con éxito en lugares con electricidad cara.
Implantación de sistemas de generación eléctrica en edificios.
Debido a que cada propiedad es única, el primer paso para implementar la generación in situ es someterse a una inspección por parte de un consultor energético calificado. Por ejemplo, un tejado constantemente cubierto por las sombras de un edificio vecino no es adecuado para la energía solar. Idealmente, la generación in situ debería complementarse con eficiencia energética: alimentar completamente un edificio con generación in situ es más fácil y menos costoso cuando se optimiza primero el consumo de electricidad.
