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Hidrógeno solar


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Víctor

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Hola a tod@s ;)


Según el proyecto de final del curso sobre energías renovables que hice (saqué un "sobre"), eran necesarios producir 335 W/h para hacer funcionar una pequeña central aislada que controlara automáticamente una sonda de nivel de río, además de un teléfono y una radio.


En buenas condiciones climáticas y de acumulación de electricidad en baterías (y sin que el polvo del Sahara cubriera los paneles fotovoltaicos al igual que cubre nuestro parabrisas), calculé necesarios (y era correcto) 2 paneles de 1,20 x 0,53 mts. por unidad. Su eficiencia rondaba el 13%. (OJO, esto es lo esencial)

Voy a comentar el buen ejemplo tomado de esta web, en el artículo "Por qué el hidrógeno no es una solución" (Michael C. Ruppert). Dejaba claro evidentemente como algo inviable, construir una gran central fotovoltaica en el Sahara para fabricar hidrógeno "europeo".

Para producir los 1.000 millones de Kw/h que en teoría EUROPA necesitará para producir hidrógeno con que mover su propio progreso (que conste que no empleo aquí los 1.300 millones de Kw/h necesarios, pues siempre se necesita más energía para producir menos energía del hidrógeno), serían necesarios: 2 paneles x 1.000.000.000 Kw/h / 0,335 Kw/h = 5.970 millones de paneles construidos con materiales finales trabajados gracias a la energía de combustibles fósiles (extracción de material, como el silicio y el cobre, transporte, soldaduras, fundiciones, etc.).

Todos estos paneles ocuparían 3.796.000.000 metros cuadrados, que sumados a los espacios vacíos entre secciones, podrían ser unos cientos de miles más. Esta superficie total es de 3.800 Kms. cuadrados y corresponde a 8 veces el tamaño de Andorra, SIN ESPACIOS MUERTOS Y SIN INTERRUPCIONES POR MOTIVOS OROGRÁFICOS, ECOLÓGICOS, etc.

Cuanto más largo es un conductor, más resistencia ofrece y más pérdidas hay.

Además, hay que anclar los soportes en terreno sólido (no en la arena) con toneladas de cemento que requiere combustibles fósiles y agua, y tener en cuenta el constante viento del desierto que cubre y estropea los materiales y reduce la eficiencia, sin olvidar las enormes diferencias de temperatura del día y de la noche que pueden rondar los 40 o 50 ºC, desde poco más de 0ºC hasta los 50ºC (a la sombra). Sobre el panel habrían más grados, incluso podría freírse un huevo. El margen de uso de un panel es de -25ºC – 50ºC. Las constantes dilataciones y contracciones diarias ocasionarían deformaciones y roturas en los paneles, tal y como sucede en las rocas más duras.

Cuanto más se calienta o se enfría un conductor, menor potencia suministra.

El cobre ofrece la más baja resistencia a 20ºC. Lo mismo sucedería con las baterías. Limpiar los materiales requeriría miles de litros de agua, agua que no sobra en el desierto.

Costes (2.002): como bien se ha dicho, se pierde una suma considerable de potencia eléctrica en su transporte a largas distancias (hasta el 95%). Por eso, por ejemplo, cada país tiene sus propias centrales nucleares y embalses, que sólo comparten con sus vecinos si hay excedentes. El desierto del Sáhara que comienza a casi 1.000 Kms. del sur de España, no es precisamente un vecino, y menos para Alemania.

Si construyéramos las enormes y costosas fábricas de hidrógeno sobre suelo africano (con los permisos adecuados), en las costas de Marruecos o Argelia, luego habría que trasladar toda la producción por mar en enormes y costosos barcos (ver el coste de los barcos que transportan GNL, gas natural licuado). Y todo el hidrógeno se habría de repartir por toda Europa.

La amortización de las inversiones “dormirían” mientras fuera de noche; si se quiere producir hidrógeno las 24 horas, lo más costoso son las enormes baterías de una semana de autonomía útil, su peso, su conservación y su eliminación (sólo para mi pequeño ejemplo, ocupan una habitación estrecha a cubierto). Para 335 W/h son necesarios 6 vasos de 2 V cada uno cuyo coste total ronda en total los 1.000 €. Los dos paneles cuestan (2.002) unos 900 € incluidos los soportes. Un regulador cuesta unos 350 €. El cableado puede costar 100€. Si sólo contamos estos costes (falta transporte, impuestos, intereses del crédito, conservación y mano de obra), para el ejemplo anterior, el total sería de 1.175€/panel x 5.970 millones de paneles = 7 billones de euros. Auque el coste de material bajara un 25%, aún serían más de 5 billones de euros. Pero, como sabemos, los costes de materiales y la energía fósil usada en su transformación serán cada vez más altos (recordemos la eficiencia del panel del +/- 15%) .

La instalación de mi sencillo ejemplo, con dos operarios, podría tardar en acabarse 3 días. Para realizar el gran proyecto aludido con 10.000 operarios (de los cuales podrían haber 1.000 expertos, que si apenas existen en Europa, menos en África) con sus correspondientes costes salariales, que habrían de trasladarse sobre nuevas carreteras, comer y beber mucha agua, vivir in situ en poblados, etc.), tendríamos: 6.667 paneles instalados cada día si los 10.000 operarios trabajan todos a la vez. Se tardaría 2.400 años en terminar la instalación, siempre que el suministro, fabricación, accidentes, errores, etc. lo permitiera en ese plazo imposible y eso sin tener en cuenta que cada veinte años hay que restituir TODOS los paneles (si no hay desperfectos antes). ¿Y si se inventa un procedimiento nuevo y los operarios van tres veces más rápidos? Vale, tardarían 800 años en acabar (recordemos la eficiencia del panel de +/- 15%).

Si repartiéramos esta enorme instalación entre 8 países industrializados de Europa (es decir cada una con una potencia de 125 millones de KW/hora) con suficiente espacio (la superficie equivalente de una Andorra), suponiendo que tengan ese espacio (en el sur de Europa, que es donde hace más sol, como sabemos, es montañoso, con sombras y apenas hay sitio ocioso), el esfuerzo y costes se mantendrían proporcionalmente (875.000 millones de euros por país, sólo en material, sin contar las costosas fábricas de hidrógeno, etc.), incluso podrían superarse si los costes salariales, 10.000 operarios por país, son mayores. Y cada país tardaría entre 100 y 300 años en acabar una instalación que exigiría inversiones enormes cada 20 años para adquirir nuevos materiales fabricados con energías no renovables cada año más caros (recordemos la eficiencia del panel de +/- 15%). Y recordar también que donde más sitio hay y donde más llano es el terreno es en lugares inhóspitos y subdesarrollados. ¿Paneles en el mar? Más caro todavía.

Resumiendo: jamás se podría construir una enorme o mediana instalación fotovoltaica para CONSEGUIR A TIEMPO la energía limpia, renovable, suficiente y eficiente que permita producir el hidrógeno que va a necesitar Europa (sólo Europa), según sus parámetros de crecimiento indefinido.

Si empleáramos la energía eólica para producir hidrógeno, el parque eólico (enorme) no habría de estar muy lejos de las fábricas de hidrógeno y habría de producir energía la mayor parte del tiempo, cosa que no se da nunca en un parque eólico.

La alternativa es una combinación de energía eólica-nuclear-fósil, pese a que los combustibles fósiles, mucho más eficientes, baratos y disponibles se agotarán pronto.

Otra cosa es hacerlo en pequeños núcleos urbanos, pero entonces ya estamos hablando de otro tipo de economía y sociedad…

http://www.arrakis.es/~lallave/nuclear/civil.htm

Sólo las 9 centrales nucleares españolas produjeron durante el año 1.999 un total de 58.852 GW/h. de electricidad (58.852.000.000 Kw/h), es decir, 52 veces más 8O que la enorme instalación que se ha descrito más arriba (habría que saber si los 1.000 millones de Kw/h propuestos son al día o al año: la cosa sería inviable en el primer supuesto, claro).

Con sólo una central nuclear podríamos producir 6.000 millones de Kw/h al año, de sobra para producir 1.000 millones de Kwh (kilovatios x hora) de hidrógeno. Lo malo es que la mayoría de centrales que tenemos tienen más de 20 años y sobretodo que el uranio no se fabrica, se agota. Además, se construyeron para no estar ociosas: no nos sobra tanta energía.

Si consiguiéramos construir (se tarda 5-10 años) una nueva central nuclear exclusiva en Europa (¿dónde?) para producir hidrógeno, faltaría construir la o las enormes, costosas y peligrosas fábricas consiguientes (¿dónde?), solucionar el transporte (¿cómo?), etc.

Pero, ¿por qué no se ha hecho esto ya? Quizá me haya equivocado en mis cálculos y he ocultado sin querer datos que desaconsejan estos planes. Por algo será que no se llevan a cabo, ¿no? Mientras, va pasando el tiempo, y tiempo es lo que no tenemos, a parte del hidrógeno, claro.

Un saludo ;)
Víctor










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victorluis

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Victor:
Sin entrar en profundidad en lo que dices en tu post que a simple vista me parece correcto, quiero matizarte la relación entre potencia y energía.
Si planteas dos paneles solares se deben especificar en watios-pico que corresponden a los que dan los paneles en su momento de máxima potencia (máxima radiación solar).
La energía es el producto de la potencia por el tiempo por lo que tus paneles darán al cabo del dia una energía que será la suma de estos productos, lo perfecto en este caso sería usar calculo diferencial pues trabajamos con variables, pero para no complicar las cosas podemos tomar tramos discretos de tiempo en los que suponemos la potencia constante y efectuar el sumatorio de los productos de la potencia por el tiempo.
Me explico, los paneles de los que hablas son de 1,2*0.53 lo que supone con el 13% de rendimiento unos 80 Wp o sea 160 Wp en total.
Una aproximación bastante exacta es considerar para invierno 10 horas de luz tomadas en 5 tramos de 2 horas simetricos que supone aproximadamente 4*50+ 4*90 + 2*130= 820 Watios-Hora tomado como energía producida con 50, 90 y 130 W como potencia media suministrada por los paneles en cada tramo horario.
Si utilizas un ondulador y un transformador el rendimiento global será del orden del 95% por lo que te quedas en 779 Watios-Hora.
Si además consideras un día bastante nublado la reducción puede ser del 50% por lo que sacas 398,5 W-H que creo que es a lo que tu te refieres.
Lo único que intento es aclarar los terminos de potencia y energía que en demasiadas ocasiones están algo confusos.
Un saludo a tod@s

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Víctor

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Hola VictorLuis ;)

Pues el proyecto que hice, era para una zona de cerca de Barcelona, a 400 metros de altura, en donde como es normal suele estar nublado en otoño y primavera y el sol es bajo en invierno. Pero creo que la situación variaría mucho en el desierto del Sahara, que es donde hay sitio para poner la mega central fotovoltaica.

Si utilizáramos los mecanismos de última generación en cuanto a paneles solares, tendríamos que éstos se moverían como los girasoles apuntando siempre hacia la máxima luz del sol. Pero eso ya es pedir demasiado; serían igual el triple de caros y ya se sabe, cuantas más partes móviles tiene una máquina más se estropea (calor-frío extremos, polvo, etc.)

En efecto, como dices eran 80 Wp cada panel. Pero he supuesto que como en el desierto es raro el día nublado y la intensidad del sol es muy alta (habría que ver si en la cima del Everest es mayor, que creo que sí) pues la potencia no variaría mucho entre el máximo y el mínimo del día o la noche, ni siquiera entre verano e invierno (Trópico). Aunque bien es cierto que los rayos de sol en el alba y el ocaso son muy bajos y no ofrecen potencia apenas, por muy del desierto que sean.

De todas maneras, mi ejemplo del desierto lo tomo en base al artículo del hidrógeno aludido y me baso en los 1.000 millones de KW/h de energía necesaria que pone necesarios para producir hidrógeno. Pero ya digo que no sé si es al día o al año.

En el cursillo que hice me destacaron la importancia que tiene el que un panel de los que ahora se fabrican (los más modernos) tienen una muy baja eficiencia, no más del 15%. Pero no porque esté nublado el día. Por eso, a parte de ser caros, encima son ineficientes. Si no, se habrían usado más con lo que serían más baratos.

Fijémonos que lo que se promociona en las viviendas son los colectores solares, no los paneles fotovoltaicos.

Los colectores solares para agua caliente sanitaria, que usan la misma radiación solar, pero aprovechan mejor la energía gracias a los acumuladores, son mucho más baratos, aunque luego se encarezca la instalación por culpa de las tuberías, bombas, etc. Por desgracia no fabrican electricidad, pero por ejemplo, servirían (no sé exactamente cómo) para hacer funcionar un climatizador de la vivienda. ¿Podrían fabricar hidrógeno? No lo sé. 8O

En fin, que haya o no más energía producida, lo de hacer mega centrales fotovoltaicas para producir hidrógeno no se hará nunca. Así que nadie tendrá quebraderos de cabeza por solucionar las cosas de esta manera...

Un saludo ;)
Víctor









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Marga V.

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una pregunta tonta: ¿por qué ahora los paneles solares son "más ineficientes"?

¿hay alguna otra propiedad que lo compense? me refiero a mayor longevidad, resistencia a la intemperie, menor coste, etc.

(Marga)

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Víctor

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Hola de nuevo ;)

A ver:

Teniendo en cuenta el ejemplo de instalar una mega central fotovoltaica en el desierto del Sahara para producir hidrógeno "europeo" mediante la electrólisis (es decir producción de hidrógeno "verde"). Extrapolando el ejemplo, podemos imaginar producir hidrógeno en nuestro país (eso sí buscando una zona tan grande como 8 Andorras). Si lo hacemos en los tejados de las casas... la extensión ya imaginamos que sería enorme y puede que hubiera menos sitio, porque el país "se acaba" en alguna parte.

Sobre el tema del rendimiento de un panel fotovoltaico. Para el tipo amorfo-policristalino (1); para el tipo silicio monocristalino (2); y para el tipo arseniuro de galio (3).

(1) año 1.978: 5%; año 1.991: 16%
(2) año 1.978: 15%; año 1.991: 23%
(3) año 1.978: 22%; año 1.991: 34%

Los primeros ensayos de peneles solares se realizaron desde 1.954. A principios de los años 70 (tras la 1ª crisis petrolífera), obteniendo unos rendimientos del 20% con células tipo (3). Los de tipo (1) y (2) son más sencillos de fabricar y más baratos relativamente, pero sus rendimientos son muy bajos para el uso industrial.

Como vemos tras el paso de los años, el rendimiento ha mejorado pero no llega al 60%-70%, que es el rendimiento ideal y el normal que nos llega a dar una instalación de colectores solares para agua caliente. Pero hay que tener en cuenta: (2) es el que más se ha introducido en el mercado y que más se vende, y pese a ello, sigue siendo demasiado caro para usarlo. El tipo (1) tiene el menor rendimiento de todos y es el más barato de fabricar.

Las primeras aplcaciones prácticas se realizaron en los vehículos espaciales. No fue hasta los años 80 que estos paneles no fueron competitivos. Las investigaciones continúan (¡llevamos más de 40 años investigando!) para aumentar los rendimientos y reducir los costes del material-instalación, pero son muy pocas las compañías capaces de realizar las inversiones que requiere el desarrollo de esta fuente de energía.

La Física Cuántica da como eficiencia máxima TEORICA a la célula de silicio un valor en torno al 23% (laboratorio) aunque para las células comerciales fabricadas mediante procesos industriales, dicho valor no supera el 16%. Para otros materiales el rendimiento es menor. Nunca llegaremos a obtener valores similares a los de laboratorio (23%).

El rendimiento de la célula fabricada es la mitad del rendimiento teórico del material que lo forma. Dicha pérdida se debe a:

-Pérdidas por reflexión, que no pueden ser evitadas
-Incidencia de los fotones en la rejilla metálica
-Pérdida por efecto JOULE (al haber corriente tendremos pérdidas en la célula).
-En el caso del desierto (altas temperaturas o bajas en un solo día), el rendimiento baja un 10% (a restar al teórico) cuando la temperatura de trabajo de la célula sobrepasa 20ºC la temperatura ambiente.

POR TODO ESTO, EL RENDIMIENTO DE UNA CÉLULA DE SILICIO SIEMPRE SERÁ INFERIOR AL 15%

En fin, que no es que ahora haya menos rendimiento, es que nunca lo ha habido.

¿Imaginamos ahora el ejemplo de la mega central fotovoltaica en el desierto de Sahara? No, ¿verdad?. Pues tampoco podremos imaginar producir hidrógeno "verde" mediante la electrólisis del agua. Ni en el Sahara ni en todos los techos de todas las casas del país. AL MENOS PARA CUBRIR LA DEMANDA DE ENERGÍA DE EUROPA (Y MENOS DE ESPAÑA) Y PARA SEGUIR "CRECIENDO" COMO HASTA AHORA.

Por cierto: el agua ha de ser dulce ¿no? porque si no, hay que usar desaladora (filtros caros y contaminantes, uso de electricidad o gas, etc.), con lo que el invento, que ya no funcionaba, será al final la ruina total. Pero si es agua dulce la usada, ¿nos sobra el agua dulce? No. Pues eso.

Corta vida le veo a esto del hidrógeno (verde). Y eso que creí en él, y mucho, cuando leí "La economía del hidrógeno" de Rifkin.

Opino que es muy útil si SE USA EN PEQUEÑAS PROPORCIONES PARA USOS EN CENTROS URBANOS O VIVIENDAS PEQUEÑOS, AISLADOS Y CON LOS ÚLTIMOS AVANCES TECNICOS. TENER TU PROPIA CÉLULA DE COMBUSTIBLE PRODUCIDO EN EL JARDÍN DE TU CASA CON PANELES SOLARES ES UNA OPCIÓN INTERESANTE (OLVIDÁNDOTE DE COGER EL COCHE CADA DOS POR TRES, CLARO)

Pero eso ya sería mucho pedir.

Un saludo ;)
Víctor












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fjmacben

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En primer lugar por hacer referencia al kwh (unidad de energía) como kW/h yo no sólo no te hubiera puesto un "sobre" sino que te hubiera mandado a Septiembre directamente.
Además hay vario aspectos que no entiendo para empezar ¿para qué se quiere producir H2 por la noche? la producción de H2 es la forma de acumular la energía solar que por la noche la instalación no funcione ya está incluido en el periodo de amortización calculado en base a la energía que produce. miles de fáfricas en todo el mundo funcionan 8 horas al día y su dueños son inmensamente ricos.

Por otra parte veo que la gente sigue con la misma historia, a nadie se le ocurre montar todas las centrales nucleares del mundo en medio del desierto del Sahara (aunque por cuestiones de seguridad sería mejor que ponerlas donde se ponen) pero se empeñan en construir una central F.V. para abstecer a toda europa cuano un panel F.V. es algo inocuo que lo puedes poner de parasol en la ventana de tu habitación.
además se sigue erre que erre con la F.V. como si fuera la única tecnología solar disponible.
Una planta solar térmica de receptor de torre central puede funcionar con rendimientos de esplotación del 30%.
Unos números gordos:

1 Central nuclear de las grandes de 1 GW de potencia funcionando durante 8.000 horas al año produce 8.000 GWh
El sur de Europa recibe 2.300 Kwh/m2 al año de radiación solar si quisieramos sustituir una Central Nuclear por Solar Térmicas de Alta Temperatura:

8.000.000.000 /(0.35*2.300) = 993 Ha

pongamos 1200 ha es decir un cuadrado de 3,5 Km de lado.
Una central Nuclear requiere un perímetro de seguridad a su alrededor de más de 3 km = 3^2*3,1415 = 2.800 ha ¡¡¡!!! Y a eso hay que sumarle el espacio ocupado por la minas a cielo abierto para extraer el mineral de uranio, las escolleras radioactivas de desechos del procesado del combustible nuclear y el espacio dedicado al almacenamiento de los residuos.
¿Están claros los números?

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Víctor

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A ver:

El ejemplo de "Por qué el hidrógeno no es la solución" dejaba claro lo de 1.000 millones de KW(x h). Quizá no lo he puesto bien expresado: KW es potencia y KW x h es energía. El ejemplo se refería a energía, ¿no?. Pues sí me he equivocado ya que Potencia es igual a trabajo entre unidad de tiempo, y energía es Potencia x unidad de tiempo ¿no? Bueno, cuando se escribe rápido ya se sabe. Sorry.


Pero ahora veamos fallos ajenos a mí.

¿Por qué producir hidrógeno por la noche? Primero no se trata de una factoría privada, sino de una instalación pública internacional (abastece a toda Europa). Segundo, hay fábricas privadas que trabajan en turnos de 8 horas y no se hacen de oro precisamente, porque se enfrentan con una gran demanda y muchos salarios. Tercero, Europa necesitaría hidrógeno las veinticuatro horas del día: de día para el transporte y las máquinas, por la noche para iluminar las calles. En definitiva, que no nos sobraría hidrógeno como para estar 16 horas cerrada una central costosísima que produce con tanta dificultad este combustible. Quinto, nadie se va a hacer rico, en todo caso los gobiernos cobrarían más impuestos. Sexto, una instalación así no se amortiza nunca, porque no hay que verlo con ojos económicos sino con vistas a reducir el máximo posible la crisis energética, con lo que poco importa si se amortiza o no una instalación en 50 o en 100 años (que recordemos no es una cualquiera). Séptimo, repito: no van a hacerse estas instalaciones, por lo ya explicado en mi mensaje.

En cuanto a lo de que la fotovoltaica no tiene futuro en grandes cantidades y mega plantas: cierto, por lo repetido en mi mensaje. Pero sí lo tiene en pequeñas concentraciones porque ya se está empleando (¿hay otra alternativa mejor ahora mismo para tener autonomía en lugares aislados?).

A nadie se le ocurre montar todas las centrales nucleares del mundo en medio del desierto del Sahara B) por la sencilla y contundente razón de que si quieres enfriar los tubos de combustible has de emplear millones de litros de agua. ¿Por qué te crees que las centrales nucleares están siempre junto a los ríos, los lagos y las costas? En el Sahara, como sabemos, no hay ese agua, y aunque la hubiera: lleva allí los ingenieros, contruye carreteras, lleva el combustible, etc. Y una central tarda entre 5-10 en construirse. Calcula 100 centrales. Calcula que se agota el uranio en 50 años. Además , como dejo claro, LA ELECTRICIDAD PIERDE SU RENTABILIDAD Y EFICACIA CUANTO MÁS LEJOS SE HAYAN LOS LUGARES DE PRODUCCIÓN Y DE CONSUMO. Ya no hablo de la acumulación enorme de residuos.

Lo de la mega central fotovoltaica NO ES NINGÚN PROYECTO, ES UNA SUPOSICIÓN imposible tendente a mostrar la dificultad de producir hidrógeno en masa para abastecer a Europa. ;)

La planta solar térmica de receptor de torre central (creo que de unos 300-500 metros de alto ¿no?) es una buena cosa, no lo pongo en duda, tiene unos rendimientos del 30%, muy superiores a los paneles F.V.(15%); pero mucho menos rendimiento que los colectores solares para agua caliente (60-70%) que no producen electricidad (aún). Seguimos con poco rendimiento para producir electricidad.

No dudo que este tipo de centrales contribuya a producir electricidad. Pero seguiremos con el problema de las largas distancias que han de salvarse con el cableado eléctrico (recordemos el intenso calor y el frío en el mismo día), la construcción de fábricas de hidrógeno costosas (¿¿junto a las centrales solares, junto a las costas norteafricanas, en Europa??), etc.

Una central solar tal en el desierto, se enfriaría hasta paralizar el generador a medida que avanzara la noche. Por la noche no iría y sólo hasta que el sol estuviera alto podria volver a funcionar. Europa no pódría permitirse apagar las luces por la noche. Recordemos que la electricidad, si no se acumula en baterías hay que gastarla en el acto. Y si no podemos gastarla en el acto para producir hidrógeno, el hidrógeno no existirá en el acto a no ser que tengamos suficiente almacenado (o bien se produce más o bien se construyen nuevos, costosos y peligrosos almacenes de hidrógeno). Sin hidrógeno suficiente no tendremos con qué mover nuestra civilización si llegado el caso dependiéramos tan sólo de él (que creo no será el caso).

Los números están muy claros. SI lo están ¿por qué no se lleva a cabo?

¿Has pensado en el tipo de estructura de la base de la central? No imagino la del tipo que hay en los mejores invernaderos. En el desierto sopla siempre un viento entre ligero y moderado; también hay tormentas de arena. Los materiales no pueden ser sencillos ni la estructura tampoco. Sabes que cuando extiendes una pancarta al viento has de hacer agujeros, porque si no la pancarta se rompe. Y estamos hablando de, como bien dices, un cuadrado de 3,5 Kms. de lado. En cuanto a la torre ¿cómo se sujetaría una torre de 200-300-500 metros de alto expuesta al viento si no está hecha de materiales irrompibles? :?

No sé, por el tema del espacio, haberlo lo hay en el desierto y como bien dices ocupa menos que una central nuclear.

Pero creo que lo mejor que podemos hacer es pensar que el hidrógeno producido en masa va a ser más difícil de lo que creemos.

Por eso creemos en la crisis energética.

Víctor














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fjmacben

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¡Huy huy aquí hay muchos conceptos por aclarar!

Veamos el H2 se plantea como un medio de almacenar y transportar la energía producida por fuentes renovables. Es decir las energías renovables producen H2 durante por ejemplo 7 horas al día pero cuando lo hacen generan el H2 que se demandaría durante 24 horas. Si lo que se quiere es producir H2 las distancias a las que hay que transportar los cables no tienen impotancia porque no habría cables, lo que sería limitante sería las longitudes de los hidrogeductos , serís como los gaseoductos de hoy en día ni más largos ni más cortos.
Vamos, como dato adicional diré que los gaseoductos no impulsan el GN continuamente sino "por lotes" y tienen grandes depósitos de regulación en los extremos, es posible que el gaseoducto del Magreb bombee durante 7 horas al día o menos para empezar hay limitaciones físicas a impulsar un gas a lo largo de miles de kilómetros de tuberías que impiden hacerlo de forma contínua.

El H2 tiene muchísimos problemas, un montón pero esos que tu dices no serían importantes

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jprebo

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Pero que burradas, lo exponeis como caso hipotetico de sustituir los combustibles fosiles con una unica fuente energetica "el hidrogeno", se saque de donde se saque.

-Reducir el consumo es la mejor forma de avanzar a un futuro medio sostenible con energias alternativas y/o renovables.
-Mayor aprovechamiento de la energia solar para calefaccion y agua sanitaria.
-Eolica
-Fotovoltaica
-Mareomotriz
-Geotermica
-Biogas
-Biomasa (de forma controlada)
-etc....

Todas juntas y no solo una, podran paliar mas bien menos que mas la deficiencia energetica que vendrá.Por lo que no entiendo la mania de buscar un unico sustituto al petroleo y el gas.

Un saludo.









https://www.facebook.com/editorialquadrivium

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Víctor

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Ya sé. Sólo pretendía ser el abogado del diablo que dudara de la viabilidad de la producción de hidrógeno "verde" en masa.

Evidentemente como quiero demostrar en lo dicho, eso es bastante difícil de poder ser realizado algún día y hemos de ir a por un amplio abanico de posibilidades.

Una pregunta fjmacben:
¿de verdad que si gastamos gas natural (por decir algo) para producir hidrógeno durante 7 horas, habremos obtenido la energía necesaria equivalente en hidrógeno para que éste nos suministre de electricidad durante 24 horas? 8O

Bueno, como bien dices, el hidrógeno tiene muchos problemas, pero bueno, ¡esto de 7 = 24 es una gran ventaja! ¿no?

Si esas 7 horas son solares y si utilizamos placas fotovoltaicas en el jardín de casa para producir hidrógeno con su celda de combustible correspondiente.... ¿tendremos luz durante 24 horas?

La cosa (en pequeña escala) me parece muy interesante.

Víctor ;)









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fjmacben

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Vamos a ver te lo explico de una forma muy simple pero pon un poquito de tu parte Víctor:

Una vivienda media en España consume unos 7 kWh durante las 24 horas del día:

En Madrid hay unas 4,5 horas solares pico medias diarias, para generar 7 kWh haría falta:

7 kWh / 4.5 h = 1,5 kWp

Con una instalación fotovoltaica de 1,5 kWp y un sistema de almacenamiento eficiente (que podría ser el H2) tendrás garantizado el suministro durante las 24 h. en verano las horas solares pico son 7 y en invierno 3 de forma que en verano producirías más H2 del que se consume en ese día y en invierno consumirías el H2 que poducistes de más en verano.
Una instalación de 1,5 kWp ocupa unos 14 m2.

Además aplicando técnicas de ahorro energético simples y baratas el co0nsumo de 6 kWh /día podría reducirse a 2 kWp/día con lo que ó bien pones menos paneles F.V. ó bien le vendes la electricidad y el H2 que te sobra a otro. Esa es la idea del H2 problemas tiene muchísimos pero no son ninguno de los que tu dices.

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Víctor

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Bueno, tienes razón. Lo que pasa es que yo he empezado por un ejemplo (el del desierto del Sahara) un poco desproporcionado, gigantesco, etc. y se me ha ido la mano...

Pero creo que en pequeñas porciones y sin exigir demasiado, el hidrógeno verde funciona. Y no sólo el hidrógeno, el sol, el viento, la biomasa...; sólo hay que saber ser más humildes al consumir, tomarse las cosas con más filosofía, aprender a adaptarnos a una menor porción de energía por persona. Pero eso sólo es posible cambiando el chip, el modo de ver la vida, volviendo a las comunidades rurales pero con los últimos adelantos para aprovechar la energía y hacer más eficaces los instrumentos que nos la proporcionan.

Vamos, es una opinión.

Víctor









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fjmacben:

Para el cálculo que has hecho en el correo de más abajo, sugiero lo siguiente:

Suponer que acepto los 7 KWh en 24 horas para una familia y hago abstracción de todos los demás gastos energéticos no eléctricos y los gastos eléctricos imputables proporcionalmente (parte del metro de la ciudad, de las farolas de las calles, de los motores y bombas de presión para que llegue el agua a la casa y para extraer los residuos del alcantarillado, la parte de luz proporcional de tu ayuntamiento, etc. etc. Bien.

Dibuja la superficie de paneles que es necesaria. Luego pones los equipos adicionales necesarios, si es que quieres pasar a 220 VAC (el ondulador) y/o las baterías, si además quieres almacenar algo la electricidad.

Luego, imagina un sistema para producir el hidrógeno, supongo que a partir de la electrólisis, que aporte el agua por una lado (puedes imaginar que es de forma automática o manual, incluso)

Luego imagina dibuja y costea un sistema para almacenar el hidrógeno en casa y calcula su coste. Si va a ser hidrógeno gaseoso a presión calcula el volumen y la energía que costará inyectar mediante bombas y válvulas y demás automatismos, desde el equipo de electrólisis al depósito. Calcula las pérdidas en función del tiempo que el hidrógeno puede estar almacenado. Si esperas producir en exceso en verano y consumir el hidrógeno excedente en invierno, calcula las pérdidas por filtración a través de las paredes del depósito. Pueden no ser en absoluto irrelevantes. Si el gas va a ser licuado dibuja y calcula el depósito, sus aislamientos y la energía para bajarlo a la temperatura de licuado (menos doscientos cincuenta y algun grado centígrado), así como la energía ( y su origen, si es otra energía diferente a la que contiene el propio hidrógeno) necesaria para mantener el depósito a esas temperaturas. Haz el cálculo para una ciudad como Almería en agosto; o mejor, de agosto a noviembre.

Luego piensa en la máquina que utiliza el hidrógeno licuado o a presión e imagina qué puedes hacer por ella. Si lo que vas a hacer es producir electricidad con el excedente del hidrógeno del veranos en invierno, piensa y dibuja la máquina, los automatismos, etc. para que la luz salga cuando aprietas el botón y cuando quieres y dibújala y luego calcula los costes y la eficiencia de energética de transformación de este proceso. Y luego me dices si con los 7 KWh de pico se puede hacer todo esto. Por no hablar de los costes económicos.

Y si crees que el consumo de una familia es fácilmente reducible en un mundo como el actual (occidental) a 2KWh por día, dime con algo de detalle, como vas a planchar la ropa, utilizar el lavavajillas, la lavadora, el frigorífico, la cocina de vitrocerámica, etc. etc., más tres horas de televisor (aunque sea plano), dos de ordenata, la carga de los móviles de la familia, las luces por habitación (pon de bajo consumo desde luego), el aspirador, la máquina de afeitar, el cepillo de dientes eléctrico, etc. etc. etc. Aunque sigamos ignorando las farolas de la calle y los escaparates de las tiendas (que también pagamos cuando compramos la corbata, luego que también consumimos) y miles de gastos eléctricos más.

Saludos


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victorluis

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Dando por bueno el dato del consumo medio de 7 KW-H por día, hay que establecer como se consume esa energia, no es lo mismo consumir 14 KW durante media hora diaria, que consumir 350 W durante 20 horas al día, aunque en ambos casos se trate de 7 KW-H.
En las familias normales no demasiado electrificadas el ICP suele ser de 20 Amperios, o lo que es lo mismo limita el consumo a 4400 W, y en ocasiones si está funcionando la vitroceramica, el microondas, la lavadora automatica y arranca el frigorifico, el ICP desconecta de la red.
Por ello en el diseño de una instalación deben tenerse en cuenta los picos máximos de consumo habitual, mucho me temo que con 1500 Wp de placas solares no se consiga reemplazar al suministro habitual de la red de BT, a no ser que se instalen unas baterias que ejerzan la labor de regulación para adaptar la curva de producción con la curva de la demanda.
Estas baterias serían muy grandes, si son a 12 V se necesitarian como minimo unos 800 Amperios-Hora de capacidad y eso es mucho, además su vida es demasiado corta aunque se les haga un buen mantenimiento.
En mi opinión para un hogar medio se necesitarian como mínimo 2400 Wp en placas, un ondulador PWM senoidal de 4,4 KW y un banco de baterías de 12 V con un mínimo de 800 Amperios-Hora, a ser posible de Ni-Cd.
El coste de una instalación así es demasiado alto, maxime si tienes en cuenta el reemplazo de las baterias.
Lo del hidrogeno en usos domesticos para mi sería equivalente a instalar una fabrica de nitroglicerina en la cocina, o sea que sencillamente impensable.
Un saludo a tod@s.


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Víctor

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El hidrógeno es peligroso, sí. Aunque no hay que negar que el fuego también lo es (¿cuántos incendios han habido por su culpa derribando casas?) Y sin embargo en las casas de antes (y algunas de ahora) siguen usando el fuego, es decir, "ponen un pequeño incendio dentro del hogar", controlado, claro. Hay que usar la tecnología bajo control. Lo mismo hacemos con los cables eléctricos: ¿Cuántas veces hemos escuchado al electricista que nos cambiaba el antiguo cuadro de contadores decir "oiga, tiene usted aquí una bomba"?

Imaginemos, si no es mucho imaginar, una casa unifamiliar que produce hidrógeno pero sólo para reserva energética (que podría ser la diferencia entre morir energéticamente hablando y sobrevivir). El resto de energía se produce mediante la acumulación de biomasa, colectores y acumulador para agua caliente, paneles para unas pocas bombillas (olvidémonos de la tv) y un pequeño aerogenerador. COmbinando múltiples procedimientos de obtención de la energía, es la única forma de compensar los defectos de los aparatos de forma individual: si uno no puede o no llega, el otro lo compensa.

SI queremos sobrevivir con menos energía, hemos de prescindir de: la tv, la lavadora, el lavavajillas, la batidora, el secador, la plancha, quitar la mitad de bombillas, olvidarnos de ascensores, motores y aparatos inútiles. Usar pilas recargables, usar cargadores solares de pilas. Usar ordenadores portátiles de bajo consumo. Usar la radio con pilas.

Para el agua: habilitar un pozo (hay empresas que perforan en busca de agua), extraer el agua con un molino de viento, el aerogenerador o la electricidad de las placas.

Olvidémonos de las luces de la calle, de ir a comprar excepto comida y medicinas, olvidémonos de coger el coche cada día (sólo lo imprescindible).

En otras palabras: evolucionemos con lo que podemos abarcar a la vista, con lo que nos va a mantener con los requisitos mínimos para vivir. No añoremos la ciudad ni el malgasto de energía. CUltivemos nuestro huerto, hagamos invernaderos, aprovechemos la energía pasivamente. Volvamos a la naturaleza.

Que el petróleo que quede sea para los hospitales, la ciencia, las industrias vitales, los cultivos.

Y si pese a todo esto, nosotros en nuestra parcela de energía autónoma necesitamos más energía: usemos el hidrógeno. Sobretodo en invierno.

No necesitaremos demasiado. Podríamos habilitar como ya se hace con el agua, depósitos subterráneos junto con la pila de combustible, la aportación de agua para electrólisis, etc.: protegidos del sol y las altas temperaturas, con una válvula de aireación ante posibles escapes y acumulaciones de hidrógeno. Incluso se podría aislar con una pared de agua. Cuando se utilice el gas irá hacia arriba solo.

Vaya cosas se me ocurren. Igual algunas cosas son imposibles, pero hay que tener un poco de imaginación. Ya se sabe: "en la guerra, como en la guerra".

Víctor ;)









Sistemas más complejos, mayor flujo de energía

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PPP

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Mensajes: 3113
Víctor:

Gracias por los apuntes del artículo de Mariano Marzo, que hoy publica también en El País del Domingo, aunque sólo hable de la fragilidad del mundo del petróleo frente al terrorismo. También por los dos excelentes artículos de La Vanguardia sobre el cenit del petróleo y las alternativas. He enviado una carta al director para felicitarlo por ser el primero en dar el pistoletazo de salida sobre un asunto de tanta importancia.

Saludos

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fjmacben

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Identificado: 05/05/2004
Mensajes: 138
Respondo por Partes.

A PPP:
7 kWh/día es un consumo medio de electricidad
bastante holgado, aunque evidentemente si se tiene calefacción eléctrica, agua caliente en electro-termos y además se dejan las ventanas abiertas y se tiene vitrocerámica y se emplea un cacharro de 10m mm de diámetro sobre un "hornillo" de 300 mm etc etc etc pues efectivamente el consumo podría ser el doble o el triple, la capacidad de despilfarro no tiene límites. Evidentemente esos 7 kWh son consumos directos no la parte proporcional del consumo global de un país por unidad familiar. Evidentemente si cada hogar se autoabasteciera, satisfacer el resto de consumos sería mucho más fácil e igualmente posible haciendo uso de las fuentes renovables a nuestra disposición.

Ahora bien, si se toman medidas racionales que todos conocemos: No emplear electricidad para usos térmicos, emplear la iluminación artificial cuando sea estrictamente necesaria, usar lámparas de bajo consumo, no empeñarse en pasar calor en invierno y frío en verano, usar elementos de sombra en las ventanas, usar frigoríficos de tamaño proporcionado a las necesidades y de bajo consumo, no dejarlo abierto mientras que se vacía el carro de la compra ... en fin medidas de ahorro lógicas nada de "tecnologías del Star-Trek".... Es absolutamente posible reducir los consumos en menos de la mitad, Esos 2 kWh/día dan para mucho si se usan bien, dan incluso para planchar y secarse el pelo ya que un aplancha demanda unos 700 W pero se usa pocos minutos al día...y menos aún se usaría si se impusiera la moda de "la arruga es bella" y un secador demanda 2000 W pero se usa aún menos tiempo, pero fíjate en un detalle si se usa el secador de pelo con aire frío la demanda pasa de 2000 W
a unos 15 W!!!!! Y además los entendidos dice que secarse el pelo con aire frío es mucho mejor para mantenerlo fuerte y brillante ¡¡JA JA JA!! ...Con estos ejemplos de la plancha y el secador se pone de manifiesto, hasta que punto nuestras demandas de energíaa son frívolas.
Respecto de la complejidad de la instalación FV-Hidrógeno-Pila de Combustible, esfectivamente es compleja, por eso yo no soy especial defensor de las teorías del "Cobra-Conferencias" y "escritor de Bet-Sellers" Jeremy Rifkin. Pero decirte que respecto al tamaño del sistema, ese no es mayor problema , el conjunto: regulador, electrolizador, pila de combustible e inversores cabe todo en un armario de 1mx1mx2m es decir como un frigorífico aproximadamente.
El principal problema del H2 es el almacenamiento ahí tienes toda la razón.

A victorluis:

Efectivamente el dimensionado de la instalación debe tener en cuenta las puntas de demanda. Pero se supone (es mucho suponer a día de hoy tal y como está la tecnología) que la pila de combustible alimentada por H2 sería la encargada de suplir las puntas de potencia que se demanden. La realidad es que las pilas de combustibles que se podrían emplear en el sector doméstico (membrana de polímero) a día de hoy presentan una fuerte histéresis y requieren unos tiempos de puesta en marcha considerables.

Todas las horas son CET. Hora actual 10:59 am.

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