domingo, 20 de enero de 2008

Presa Solar

Para esta primera idea voy a combinar dos elementos: conseguir energía limpia, y ahorrar agua al mismo tiempo.


INTRODUCCIÓN

La enegía solar es una energía "gratis". Es decir, que una vez que pones un panel solar, ese panel se amortiza con la energía producida. Y además no estás gastando ningún mineral fósil para conseguir esta energía ni deteriorando en forma alguna el medio ambiente. A todo esto, hay que sumarle que últimamente se han hecho bastantes avances en energía solar, con nuevos materiales que pueden que aprovechan mas eficientemente los rayos solares, o técnicas que reducen la cantidad de material de "panel solar" que necesitas, minimizando el coste en la instalación.

Para instalar una placa solar necesitamos un lugar relativamente llano (plano), donde de bastante la luz del sol. Además, una vez conseguida esa energía, necesitamos un sistema de cableado hasta una central eléctrica que la recoja, almacene, y distribuya.

Otro de los problemas actuales es la sequía, y la falta de agua. Incluso en países desarrollados como España, en no muchos años puede que empecemos a necesitar restringir su consumo. Ahora mismo es necesario el disponer de métodos de ahorro de agua y concienciar a la población de esta necesidad. Aunque no todo el gasto hídrico depende del consumo humano, hay una parte considerable de agua que se pierde evaporándose de los lagos. Aunque esa evaporación es debida al contacto con el aire, un factor determinante en esta evaporación es la radiación solar recibida.

Así que combinando los dos conceptos surge esta idea:


PRESA SOLAR

Queremos conseguir energía limpia y barata (energía solar) a través de paneles solares, aprovechando los nuevos y eficientes métodos y materiales. Necesitamos un terreno para poner los paneles, así que habría que comprarlo. Necesitamos que el terreno sea liso. Necesitamos una conexión a una central eléctrica. Posiblemente necesitemos financiación del sector privado.

¿Y si ponemos los paneles solares encima de un lago?


Pensémoslo: La superficie del lago es una gran superficie lisa, desaprovechada, que recibe luz solar a borbotones. Podría encargarse de ponerlos la propia empresa eléctrica que gestiona la presa, ya que el "terreno" de lago es suyo, y no tendrían que hacer inversión en terreno. Además, las "presas" ya están conectadas a centrales eléctricas, con lo que la conexión de la energía genera es bien sencilla. Y es la propia empresa que gestiona la presa quien puede poner el dinero para su instalación ya que el terreno es suyo, la central es suya, y los beneficios sería suyos. Los propios trabajadores de la central podrían encargarse del mantenimiento de los paneles.

Pero es que aún tiene otra ventaja la idea: Al estar los paneles solares sobre el lago, al lago le llega menos radiación solar (solamente los pequeños huecos que dejaran los paneles), con lo que se reduce bastante el efecto de evaporamiento del agua del lago! Estamos ahorrando gran cantidad de agua gracias a esto. Incluso el ahorro de agua tiene un efecto secundario, y es que al haber más agua en el lago, la centrar eléctrica del lago, que produce electricidad gracias al agua almacenada, puede producir más al haber más agua. Así que no solo conseguimos enegía solar, y ahorrar agua, sino aún mas electricidad gracias al agua almacenada.


La idea está ahí, ahora sería cosa de los ingenieros ver cuál sería la forma más barata y eficiente de colocar esos paneles. Yo he propuesto dos distintas en los dos fotomontajes que véis: uno seria tal cual se colocan en tierra, con los paneles solares anclados al suelo del lago mediante "palos". Pensando quizás en la dificultad de mantener los paneles solares (¿con barcas de los empleados pasando entre los paneles?), se me ocurre que también se podría construir plataformas sobre el lago de grandes dimensiones (con escalerillas para subir a ellos) sobre los que irían los paneles solares. O podrían ir colocados sobre balsas gigantes, así si sube o baja el nivel del lago, siempre estan ahi flotando, y como en los lagos no hay marea...

Los posibles defectos de esta idea que veo a priori es que el montaje de los paneles solares sería algo más caro que sobre tierra (o quizás no, porque el dinero de más que te pudieras gastar en la instalación, te lo ahorras en cableado hasta la central, y en comprar el terrero para colocar los paneles), y un, quizás, posible efecto de la humedad sobre los paneles solares. Pero posiblemente estos elementos sean despreciables ante la energía conseguida eficientemente, disminución de la contaminación planetaria, y ahorro de recursos hídricos.

Ahí queda la idea.


EDITO:


Entre los múltiples e interesantes comentarios, se ha comentado que los paneles solares no transforman toda la energía solar, y que el resto, al convertirlo en calor, podrían tener el efecto contrario: calentar el agua en vez de enfriarla. Para intentar confirmar o rebatir esta idea, he realizado el siguiente experimento: simula ser los paneles solares, colocando dos vasos con agua; encima de uno de ellos he colocado un trípode con una cubierta de color negro, a algunos centímetros por encima. Lo he dejado una hora al sol. El agua evaporada, en tan poco tiempo era casi nula en los dos, pero al medir la temperatura, era 3 grados menor en el vaso cubierto. En la primera foto podéis ver los dos vasos con agua, el de la izquierda con la cubierta negra (si lo se, es en plan casero jeje). En el vaso de la derecha esta el vaso sin cubrir; en la foto tiene dentro un cable que mide la temperatura... La segunda foto, menos importante, es simplemente para mostrar como esta colocada la tapa, un poco por encima del vaso.


Las conclusiones sacadas de esto es que aunque el agua refleja una porción de los rayos solares recibidos, los paneles solares al cubrir el lago haría que no le llegara NADA de esa enegía, con lo que el enfriamiento es mayor. Y aunque la cubierta negra estaba caliente, la haber un pequeño espacio con aire, y este ser un buen aislante, el calor, si se transfiere, sería siempre en menor medida de lo que lo haría si recibiera todos los rayos del sol, con lo que el agua al tener menos temperatura se evaporaría menos. Por cierto, comentar que el efecto de descenso de temperatura en el lago pienso que sería mayor, por varias razones:
* El vaso es transparente, los rayos lo atraviesan en el vaso que no esta cubierto. En el lago la superficie al ser oscura, y no escaparse los rayos del sol por las paredes del lago, retienen mejor el calor.
* La superficie del lago respecto de su profundidad tiene mayor proporción que la del vaso. En el vaso recibe los rayos del solo por la "boca" del vaso. En el lago esa "boca" es mucho mayor, con lo que recibe mas rayos de sol. Y al estar tapado, le estamos restando mucha mas proporción de rayos solares. que el vaso.

De todas formas lo dicho, es solo una idea, basica, y por supuesto mejorable; posiblemente hay cientos de elementos técnicos como aislantes, materiales no conductores, nuevos materiales para placas solares que absorben más radiación... que podrían aplicarse a la idea para mejorarla, que desconocemos. Pero ahí queda, a disposición de los expertos para que la estudien y si es de verdad buena la puedan aplicar.

10 comentarios:

Anónimo dijo...

Veo un problema grave: poner paneles solares sobre el agua no evitará que el calor del sol evapore el agua sino todo lo contrario. Los paneles solares, por su color oscuro, reciben muchísimo calor que no son capaces de convertir en energía eléctrica, por lo tanto la absorción de calor del agua tapada de paneles solares sería probablemente mayor que si no estuvieran ahí.

Por otro lado, existe otro inconveniente: a no ser que se pongan los paneles flotando sobre el agua, el suelo no sería para nada liso. no creo que sea viable lo de los paneles flotantes ya que requerirían un flotador bastante grande y caro. En su defecto, tendrían que ir anclados al fondo del lago, a varios metros de profundidad y sobre un suelo no sólo irregular sino blando.

DISk dijo...

Ante todo gracias por la respuesta.

Los paneles solares absorben gran parte de la radiación que la transforman en electricidad. La parte que no absorve en forma de electricidad es transformada en calor, pero ese calor es en cualquier caso menor que la energia calorifica que le llegaría al lago si no estuvieran encima los paneles. Además, ya sabes que el calor sube hacia arriba, al estar los paneles sobre el lago "encima" del agua, el calor q pudieran producir (que siempre seria menos que el del propio sol) iria hacia arriba, con lo que al agua le afectaria poco.

Lo que tapan de radiación, se gana en agua que no se evapora, y en muchos lugares del planeta hay un problema grave de sequia. El mantenimiento seria barato, el "terreno" gratis, y la conexion tambien muy barata al estar ya cerca de las centrales electricas.

Lo de colocarlas... pues si... evidentemente es mas caro que colocarlas sobre tierra, pero si se colocan sobre un gran flotador, o en una plataforma anclada al suelo (muchas veces se colocan aerogeneradores en el mar, anclados al suelo), el sobrecoste de esta colocacion, se gana con creces en terreno que no tienes que comprar, y en que la central electrica este al lado, en ahorro de agua (que a la vez produce mas electricidad), etc.

Yo lo veo factible, aunque claro, habria que hacer un estudio serio para comprobarlo. La idea la dejo ahi...

DISk dijo...

Habría algunas ventajas añadidas, como que es una energía totalmente limpia, con la que se reduce el efecto invernadero.

Al ser energía limpia, también te ahorras dinero que tienes que pagar al estado por contaminación...

José Cristóbal Martín Gómez dijo...

Tienes un error de concepto:

"La parte que no absorbe en forma de electricidad es transformada en calor, pero ese calor es en cualquier caso menor que la energia calorifica que le llegaría al lago si no estuvieran encima los paneles"

Mucha de la energía solar que llega al agua se refleja, con lo que no se transforma en calor. Con toda seguridad una placa solar iba a ser una fuente de calor, a pesar de lo que transforma en electricidad. Eso sin contar con el efecto "invernadero" si se cubriera buena parte del lago con placas solares.

Anónimo dijo...

Yo pienso que el agua al aire libre se calentará menos que el agua tapada por un panel solar. La prueba sería bastante fácil de hacer. Ni siquiera te hace falta un panel solar de verdad ya que las longitudes de onda que convierten los paneles solares no son las que más calor generan. El simple hecho de tener una tapa que atrape el calor irradiado por el agua y lo retenga ya es malo. Pero a demás se frenaría considerablemente el viento que contribuye a enfriarla.

Yo creo que para salir de dudas hay que hacer un experimento de control: Dos recipientes con agua, uno con un panel solar encima y otro sin él, y ver en cuál se evapora más rápido el agua. Debería dejarse varios días al sol y ver el resultado.

Tal vez el agua evaporada se condense al tocar la parte de abajo del panel y eso ayude a retenerla.

DISk dijo...

Los paneles irían sobre una plataforma anclada al fondo del lago. Esta plataforma estaría a uno o dos metros sobre el nivel del lago, con lo que el calor no pasaría por contacto al lago. Y ese metro o dos metros de aire actuarían como aislante frente al posible calor que pudiera producir los paneles solares. Eso sin contar con que el aire caliente no iria "hacia abajo" recalentando el lago, sino hacia arriba.

Especulando un poco mas, supongo que se podrían usar materiales aislantes de calor por debajo de la plataforma.

Lo que posiblemente se produjera, tal y como ha dicho Jose es un "efecto invernadero". Bajaría la temperatura del lago, que es justamente lo que se busca para disminuir la evaporación del agua. Aunque claro está, podría ser perjudicial para las algas y peces que hubieran ahí, con lo que habría que hacer un estudio de impacto medio ambiental. Pero siendo un poco egoístas, si la sequía sigue arreciando en el planeta va a haber que empezar a dar prioridad a nosotros mismos, antes que a los peces...

De todas formas es solo una idea, habría que hacer un estudio serio de muchas cosas: beneficios, perjuicios, impacto ambiental, ganancia, etc. Ya pondré muchas otras ideas que tengo rondando!

DISk dijo...

una analogía que se me ocurre es que sería "como una sombrilla": lo que hay debajo de la sombrilla se calienta menos. Pero es que ademas produces energía.

Voy a hacer un pequeño experimento en casa, y a sacarle un par de fotos ;)

Anónimo dijo...

disk: eso de reducir el efecto de invernadero, en realidad habría que ver si es tan factible. No te olvides de que cuanto más CO2 haya en la atmósfera más "comida" tienen las plantas y más crecen. En realidad la interacción es muy complicada, por eso es que todavía se estan rascando la cabeza pensando por qué las previsiones de aumento de temperatura no se cumplen ni por asomo.

De hecho, habría una cosa obvia que tomar en cuenta: antes de estar bajo tierra todo ese carbono en forma de carbón y petróleo, estaba en la atmósfera, y fue una de las épocas ecológicamente más florecientes de la historia. Nada que ver con el infierno de efecto invernadero que nos pintan.

DISk dijo...

esta claro Anv, que las cosas nunca son blancas ni negras. Es verdad que si frenas el efecto invernadero habria menos CO2, y el CO2 es "alimento" para las plantas. Pero todo es relativo, porque si les reduces el alimento, pero aun asi tienen suficiente... no las perjudicaria. Es como si en vez de darte para desayunar 10 madalenas... te dan 8: si con 8 tienes suficiente, no pasa nada por reducir de 10 a 8. Es mas, 8 madalenas... siguen siendo demasiadas jeje. No soy biologo, por eso digo que habría que hacer un estudio sobre impacto ambiental.

Por cierto, he hecho un pequeño experimento (del que he sacado unas fotos): el experimento simula ser los paneles solares, he colocado dos vasos con agua, encima uno de ellos he colocado un tripode con una cubierta de color negro, a algunos centimetros por encima. Lo he dejado una hora al sol. El agua evaporada, en tan poco tiempo era casi nula en los dos, pero al medir la temperatura, era 3 grados menor en el vaso cubierto. A ver si encuentro el maldito cable de la cámara para ponerlas...

DISk dijo...

he editado el articulo añadiendo un pequeño experimento propuesto por Anv (no he esperado a que se evaporara el agua porque soy un impaciente xD), y conclusiones que se pueden sacar de el.