Perspectiva futura para fuentes de energía no convencionales en India

Las fuentes de energía renovables, a menudo conocidas como energía no convencional, son fuentes que se renuevan continuamente mediante procesos naturales. La energía solar, la energía eólica, la bioenergía (biocombustibles cultivados de forma sostenible), la energía hidroeléctrica y otras fuentes de energía sostenible son algunos ejemplos.  

Un sistema de energía renovable transforma la energía del sol, el viento, el agua que cae, las olas del mar, el calor geotérmico o la biomasa en calor o electricidad que los humanos pueden utilizar. La mayor parte de la energía renovable proviene del sol y el viento, ya sea directa o indirectamente, y nunca se puede agotar, por lo que se denomina renovable.

Sin embargo, las fuentes de energía tradicionales como el carbón, el petróleo y el gas natural proporcionan la mayor parte de la energía del mundo. Las fuentes de energía no renovables son la palabra utilizada para describir estos combustibles. A pesar de que la cantidad accesible de estos combustibles es enorme, son finitos y, en teoría, se ‘agotarán’ en algún momento en el futuro.

¿Por qué es necesario utilizar fuentes de energía no convencionales?

Con el aumento del uso de energía, la población depende cada vez más de los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas. Debido a que los precios del gas y del petróleo siguen subiendo cada día que pasa, es necesario garantizar el suministro energético futuro. Como resultado, debemos emplear más y más fuentes de energía renovable. El gobierno de la India ha establecido un departamento distinto llamado » Departamento de fuentes de energía no convencionales » para la explotación efectiva de fuentes no convencionales.

Algunas ventajas de las fuentes de energía no convencionales: 

• Son de naturaleza renovable.
• Producen poca o ninguna contaminación en comparación con las fuentes de energía tradicionales.
• Requieren poco mantenimiento.
• Son una opción rentable a largo plazo.

Algunas desventajas de las fuentes de energía no convencionales:

• El costo de instalación inicial es mayor.
• La energía no se puede tomar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, durante todo el año, porque ciertos días habrá más viento que otros y el sol brillará. más fuerte en otros días.
• La energía debe ser almacenada. Las ubicaciones geográficas pueden ser difíciles de navegar.

Fuentes de Energía No Convencionales

1. Energía Solar

Desde tiempos prehistóricos, la energía solar ha sido la fuente de energía más fácilmente disponible y gratuita. Cada año, la energía solar estimada en equivalente a aproximadamente 15.000 veces el consumo mundial anual de energía comercial llega al planeta. Durante 300 a 330 días al año, India recibe energía solar en el rango de 5 a 7 kWh/m2 . Esta energía es suficiente para hacer funcionar una planta de energía solar de 20 megavatios por kilómetro cuadrado de terreno.  

El proyecto NTPC tendría casi el doble de la capacidad del parque solar Bhadla de Rajasthan, que actualmente es la planta de energía solar de ubicación única más grande del país. Para 2032, NTPC espera haber construido 60 GW (gigavatios) de capacidad de energía renovable.

“Los beneficios a más largo plazo provendrán del desarrollo de tecnologías de energía solar asequibles, ilimitadas y limpias”, declaró la Agencia Internacional de Energía en 2011. Reforzaría la seguridad energética de los países al depender de una fuente abundante, ilimitada y en su mayoría libre de importaciones. suministro. Impulsa la sostenibilidad, disminuye la contaminación, reduce los costos de mitigación del cambio climático y mantiene los precios de los combustibles fósiles más bajos de lo que serían de otro modo. Estos beneficios están muy extendidos. Como resultado, los mayores gastos de los incentivos de despliegue temprano deben verse como gastos de aprendizaje que deben gastarse cuidadosamente y compartirse equitativamente “. Australia tiene la mayor cantidad de energía solar en el mundo, lo que representa el 9,9% de la demanda total de electricidad en 2020.

Los dispositivos térmicos solares se utilizan en calentadores de agua solares residenciales e industriales, calentadores de aire, cocinas solares y secadores solares.

a) Calentadores solares de agua:

Se trata de una caja delgada, plana, rectangular, instalada en el techo de un edificio o vivienda con una cubierta transparente hacia el sol. A través de la caja van pequeños tubos que transportan el fluido a calentar, que puede ser agua u otro fluido como una solución anticongelante. Los tubos están conectados a una placa absorbente de calor, que está recubierta con revestimientos específicos. El calor se genera en el colector y se transfiere al fluido que circula por los tubos.

La forma más eficiente, pero también la más costosa, de colector solar de agua caliente es el colector de tubo de vacío. En estos colectores se utilizan tubos de vidrio o metal con vacío, lo que les permite trabajar en zonas más frías.

b) Cocina solar:

Una cocina solar es un dispositivo que cocina usando la energía del sol, reduciendo la necesidad de combustibles fósiles, madera y electricidad a una cantidad considerable. Sin embargo, solo se puede usar para aumentar el combustible para cocinar, no para reemplazarlo por completo. Es un dispositivo de cocina básico que es adecuado para uso doméstico durante la mayor parte del año, con la excepción de la temporada del monzón, los días nublados y los meses de invierno. Cocinas solares en caja: En la India, las cocinas solares de caja con un solo espejo reflectante son las más comunes. Estas cocinas se han vuelto bastante populares en las regiones rurales donde las mujeres pasan una gran cantidad de tiempo recogiendo leña.

c) Solar Fotovoltaica (FV):

Mediante el efecto fotoeléctrico, un sistema fotovoltaico transforma la luz en corriente eléctrica continua (CC). La energía solar fotovoltaica se ha convertido en un negocio de rápido crecimiento de miles de millones de dólares que continúa aumentando su rentabilidad y, junto con la CSP, tiene la mayor promesa de cualquier tecnología renovable. Las lentes o espejos, así como los sistemas de seguimiento, se utilizan en los sistemas de energía solar concentrada (CSP) para enfocar una amplia región de luz solar en un haz diminuto. Las instalaciones de energía solar concentrada se produjeron comercialmente por primera vez en la década de 1980.

El nombre técnico de la energía solar es fotovoltaica.. Photo es la abreviatura de «luz», mientras que voltaic es la abreviatura de «eléctrico». Las células fotovoltaicas suelen estar construidas con silicio, un material que libera electrones espontáneamente cuando se expone a la luz. La cantidad de electrones emitidos por las celdas de silicio es proporcional a la cantidad de luz que incide sobre ellas. La celda de silicio está encerrada en una rejilla de metal que guía a los electrones a lo largo de una ruta para producir una corriente eléctrica. Esta corriente se dirige a un cable que se conecta a una batería o un dispositivo de CC. Una celda normalmente produce 1,5 vatios de electricidad. Las celdas individuales se conectan para formar un panel o módulo solar con una potencia de salida de 3 a 110 vatios. Los paneles solares pueden conectarse en serie y en paralelo para formar un conjunto solar que puede producir tanta energía como lo permita el espacio. Los módulos generalmente están destinados a proporcionar 12 voltios de energía.

d) Bombas para Agua Solar:

La bomba en un sistema de bombeo de agua solar funciona con un motor alimentado por energía solar en lugar de la energía tradicional tomada de la red pública. Un panel solar colocado sobre una plataforma y un conjunto motobomba compatible con el panel fotovoltaico conforman un sistema de bombeo de agua SPV. Transforma la energía solar en electricidad, que luego se utiliza para alimentar el sistema de bomba de motor. El agua se extrae de un pozo abierto, un pozo perforado, un arroyo, un estanque o un canal a través del sistema de bombeo.

2. Energía eólica

La energía eólica es el proceso de aprovechamiento de la energía eólica para generar electricidad. La energía cinética del viento se transforma en energía eléctrica. Debido a la curvatura de la tierra, varias partes de la atmósfera se calientan en diversos grados cuando la radiación solar ingresa a la atmósfera. El ecuador recibe la mayor cantidad de calor, mientras que los polos reciben menos.

Los vientos se crean a medida que el aire se mueve de lugares más cálidos a lugares más fríos, y son estos flujos de aire los que se capturan en molinos de viento y turbinas eólicas para generar electricidad. La energía eólica no es un descubrimiento nuevo; se ha utilizado durante milenios en forma de molinos de viento convencionales, para moler maíz, bombear agua y navegar. Con tecnología mejorada, la energía eólica ahora se puede utilizar para crear energía a mayor escala.

Con un potencial de 20.000 MW, India ha sido identificada como uno de los países más atractivos para el desarrollo de la energía eólica . En septiembre de 2001, la capacidad instalada total mundial de generadores de energía eólica era de 23270 MW. Alemania tiene 8100 MW, España tiene 3175 MW, Estados Unidos tiene 4240 MW, Dinamarca tiene 2417 MW e India tiene 1426 MW. Como resultado, India ocupa el quinto lugar en el mundo en generación de energía eólica. Tamil Nadu tiene 39 estaciones de potencial eólico, Gujarat tiene 36, Andhra Pradesh tiene 30, Maharashtra tiene 27, Karnataka tiene 26, Kerala tiene 16, Lakshadweep tiene 8, Rajasthan tiene 7, Madhya Pradesh tiene 7, Orissa tiene 7, West Bengal tiene 2 , Andaman Nicobar tiene 1 y Uttar Pradesh tiene 1. Siete de las 208 estaciones elegibles tenían una densidad de energía eólica superior a 500 Watts/m2.

3. Energía de biomasa

La biomasa es una fuente de energía renovable compuesta de residuos a base de carbono de la actividad humana y natural. Proviene de una variedad de lugares, incluidos los subproductos de la industria maderera, los cultivos agrícolas, la materia prima forestal, la basura doméstica, etc. La biomasa no emite dirust de carbono a la atmósfera ya que absorbe la misma cantidad de carbono a lo largo de su crecimiento que emite cuando se quema. Tiene la ventaja de poder generar energía usando el mismo equipo que ahora se usa para quemar combustibles fósiles.

La biomasa es una importante fuente de energía y, después del carbón, el petróleo y el gas natural, el combustible más importante del planeta. Se prevé que la bioenergía, en forma de biogás, se convierta en una de las fuentes de energía más importantes para el desarrollo sostenible en todo el mundo. La biomasa, en forma de biogás, tiene una mejor eficiencia energética que la quema directa.

El biogás es un combustible limpio y eficiente elaborado a partir de estiércol de vaca, desechos humanos o cualquier otra sustancia biológica que haya sido fermentada anaeróbicamente. El biogás contiene 55-60% de metano y el resto es principalmente dirust de carbono. El biogás es un combustible no tóxico que se puede utilizar para cocinar e iluminar. El subproducto se puede utilizar como estiércol de alta calidad.

Los combustibles de biomasa representan aproximadamente un tercio del uso total de combustible del país. Es la principal fuente de energía para más del 90% de las familias rurales y alrededor del 15% de los hogares urbanos. La energía y el estiércol se producen utilizando únicamente recursos locales, como estiércol de vaca y otros desechos orgánicos. Como resultado, las plantas de biogás son fuentes de energía de bajo costo en las regiones rurales.

4. Energía hidroeléctrica

El comienzo de la revolución industrial fue impulsado por la energía potencial del agua que cae, que fue recolectada y transformada en energía mecánica por ruedas hidráulicas.

Se represaron ríos y arroyos y se erigieron molinos dondequiera que hubiera suficiente altura o cambio de elevación. Una turbina gira porque el agua a presión fluye a través de ella. La turbina está conectada a un generador, que genera energía.

Se estima que el potencial de las pequeñas centrales hidroeléctricas en la India supera los 10 000 MW. A finales de marzo de 1999, India ha instalado un total de 183,45 MW de pequeños proyectos hidroeléctricos. Se han construido por separado pequeñas centrales hidroeléctricas con una capacidad de 3 MW, mientras que ahora se está construyendo un proyecto de 148 MW.

5. Energía oceánica y mareomotriz

a) Energía Mareomotriz:

Se requiere la construcción de una presa a través de un estuario para evitar las mareas entrantes y salientes para la generación de energía mareomotriz. Al igual que con las represas hidroeléctricas, la cabeza de agua se utiliza para impulsar turbinas que crean energía a partir del agua elevada en la cuenca.

Se pueden construir presas para generar energía en el reflujo, la inundación o en ambos lados del río. La amplitud de la marea puede variar de 4,5 a 12,4 metros dependiendo de la ubicación. Para una operación rentable y una cabeza de agua adecuada para las turbinas, se necesita un rango de marea de al menos 7 m.

b) Energía Oceánica:

Los océanos abarcan más del 70% de la superficie de la Tierra, lo que los convierte en los colectores solares más grandes del planeta. La energía del océano se deriva de las olas del agua, las mareas y la energía térmica (calor) almacenada en el océano. El sol calienta la superficie del agua mucho más que el agua del océano profundo, almacenando energía térmica en el proceso.

6. Energía geotérmica

Es un tipo de energía que proviene de la tierra. Está atrapado en la corteza terrestre a una profundidad de 10 km en forma de fuentes termales, géiseres y otros fenómenos naturales. Se han descubierto unas 250 fuentes termales con temperaturas que oscilan entre los 90 y los 130 grados centígrados en áreas como Puga Valley en Ladakh, Manikaran en Himachal Pradesh y Tattapani en Chhattisgarh, lo que indica que el potencial geotérmico de la India se encuentra principalmente a lo largo del Himalaya. El Laboratorio Aeroespacial Nacional de Bangalore ha establecido un proyecto piloto cerca de Manikaran para investigación y desarrollo, así como para la recopilación de datos con el fin de construir plantas de energía geotérmica más grandes.

India cuenta con los programas de energía renovable más grandes del mundo . En los pueblos y ciudades de la India, se han creado y utilizado una variedad de soluciones de energía renovable. En 1992, se estableció el Ministerio de Fuentes de Energía No Convencionales (MNES) para supervisar todos los aspectos de la energía renovable y no convencional. El gobierno de la India también estableció la Agencia de Desarrollo de Energía Renovable Limitada (IREDA) para ayudar y brindar asistencia financiera para proyectos de energía renovable en forma de subsidios y préstamos a bajo interés.

El éxito y el progreso económico a largo plazo de cualquier país están inextricablemente vinculados al desarrollo y la seguridad de sus sectores energéticos. A la luz de las reservas finitas y limitadas de las fuentes de energía convencionales, así como de su efecto ambiental, se debe poner un fuerte énfasis en el desarrollo de los sectores de energía no convencionales y su uso eficiente para el beneficio y el progreso de la sociedad. Dichos esfuerzos también ayudarían a la creación de un gran número de posibilidades de empleo en todos los niveles, particularmente en las regiones rurales. Como resultado, para los países emergentes, la integración de tecnologías de energías renovables y no convencionales es cada vez más importante. Las industrias de energía renovable y no convencional en la India tienen mucho espacio para crecer. India es el único país con un ministerio dedicado a las fuentes de energía no convencionales.India tiene el programa de energía solar descentralizado más grande del mundo, el segundo programa de estufas mejoradas y biogás más grande del mundo y el quinto programa de energía eólica más grande del mundo.