Cómo las compañías eléctricas obtienen electricidad de 6 principales fuentes de energía alternativa

En 2001, el 86% de la energía consumida en los Estados Unidos originaba de combustibles fósiles, mientras que las fuentes de energía renovable generaban solo el 5,3%. Avanzando hacia 2022, la proporción de los combustibles fósiles cayó al 79%, mientras que las fuentes renovables crecieron al 13%, vía Statista. A medida que el mundo enfrenta los impactos del cambio climático y las emisiones de gases de efecto invernadero, la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y alternativas se vuelve más crítica.   La recolección de energía de combustibles fósiles históricamente ha consistido en la extracción de carbón y la perforación de petróleo, ambos recursos limitados. Las tecnologías de recolección de energía alternativa son ahora una alternativa prometedora. Este artículo explora las diversas formas de métodos de recolección de energía sostenible y alternativa, incluyendo fuentes familiares como la solar, eólica e hidroeléctrica, así como fuentes alternativas emergentes como la energía geotérmica, de olas y de vibración.

La energía hidroeléctrica es, de lejos, la fuente de energía renovable más productiva. En 2020, la energía hidroeléctrica produjo más de 4000 teravatios-hora, representando el 17% de la generación eléctrica mundial. La energía hidroeléctrica utiliza la energía potencial gravitacional del agua para generar electricidad al pasar agua embalsada a través de turbinas hidroeléctricas. Para obtener más información sobre cómo funcionan las presas hidroeléctricas, lea nuestro artículo sobre las ventajas de la hidroelectricidad.   Hoy en día, China domina el mercado de la energía hidroeléctrica. La energía hidroeléctrica suministra cerca del 8% del consumo de energía total de China, representando casi el 40% de la capacidad hidroeléctrica global, según IEA. La presa hidroeléctrica más grande del mundo, la presa de las Tres Gargantas, se extiende a lo largo del río Yangtsé en China. Además, casi el 70% de los proyectos de expansión de energía hidroeléctrica planificados en África subsahariana, el sudeste asiático y América Latina serán construidos, financiados o propiedad de empresas hidroeléctricas chinas. En la próxima década, la energía hidroeléctrica continuará aumentando su contribución global a la generación de electricidad renovable mucho más allá de su capacidad actual.

Los generadores de energía eólica convierten la energía cinética del aire en movimiento en electricidad y pueden existir tanto a escala localizada como a grande escala. La recolección de energía eólica está tan ampliamente adoptada en todo el mundo que representa más producción de energía que los sistemas solares.   Generadores a pequeña escala como el Thames Kosmos Wind Power Kit pueden generar suficiente electricidad para alimentar un LED o cargar una pequeña batería. Mientras tanto, la turbina eólica más grande del mundo, que es tan alta como un edificio de 50 pisos, acaba de establecer un nuevo récord de generación de energía eólica en un solo día, generando 384.1MWs. Esta única turbina de energía eólica generó suficiente electricidad para casi 170,000 hogares en 24 horas. A nivel mundial, la energía eólica representa la segunda mayor producción de energía detrás de la hidroeléctrica.

Solar generadores de energía convierten la radiación solar en electricidad DC utilizable. El sol es ahora una fuente común de electricidad, con paneles solares situados en la parte superior de edificios comerciales, hogares y en grandes conjuntos autónomos. Aunque es probablemente la fuente renovable más visible para la mayoría de los estadounidenses, la solar actualmente ocupa el tercer lugar a nivel mundial entre las fuentes renovables de electricidad.   Células solares como el AM-5610CAR-T de Panasonic pueden ser utilizadas a pequeña escala para generar energía y alimentar pequeños ensamblajes electrónicos. Estamos más acostumbrados a ver células solares combinadas en paneles solares. Estos paneles pueden luego conectarse a redes solares fotovoltaicas (PV) que pueden escalarse para competir con la generación de energía de combustibles fósiles. Para convertir toda esa energía solar a la red eléctrica, se utilizan inversores solares que emplean semiconductores de potencia como el NTH4L022N120M3S de onsemi.   China es el líder global en la adopción de energía solar, representando el 37.5% de la producción global según la IEA. China también representa más generación solar que los siete países líderes siguientes: EE.UU., Japón, India, Alemania, Australia, España, Italia.

La producción de energía geotérmica utiliza el calor interno de la Tierra para generar electricidad. Las plantas de energía geotérmica bombean agua profundamente bajo tierra, donde se calienta naturalmente, se convierte en vapor y se pasa a través de una turbina de vapor. Este método de obtención de energía emite cantidades mínimas de gases de efecto invernadero, pero está limitado a ubicaciones con actividad geotérmica.   Estados Unidos lidera el mundo en producción de energía geotérmica, siendo California el estado principal para la obtención de energía geotérmica. La geotérmica representa una parte significativa de la demanda total de electricidad en países tan diversos como Islandia, El Salvador, Nueva Zelanda, Kenia y Filipinas. En Islandia, la energía geotérmica satisface más del 90% de la demanda de calefacción, aunque no a través de la producción de electricidad. Sin embargo, la energía geotérmica no es convencional y solo representa el 0.5% de la generación de electricidad basada en renovables en todo el mundo.

En los países costeros, cosechar energía de las olas del océano es una frontera más reciente para la generación de energía renovable. La energía marina, que puede utilizar tanto turbinas submarinas como boyas de mareas, solo vio 524 MW de producción en 2022. Francia y Corea del Sur lideraron el mundo, produciendo 211 y 256 megavatios, respectivamente.   Sin embargo, la Unión Europea planea aumentar su producción de electricidad de olas y mareas a 1GW para 2030, con la esperanza de alcanzar los 40GW para 2050. Algunos expertos creen que la energía generada por las olas y las corrientes de mareas podría suministrar más del 10% de la demanda de electricidad mundial, pero hay muchas preocupaciones sobre que estos dispositivos afecten negativamente a los ecosistemas oceánicos. Otros creen que los generadores de electricidad de olas y mareas pueden actuar simultáneamente como microecosistemas para algas que pueden cosechar CO2 de la atmósfera y mariscos que limpian los océanos.

La transición de los combustibles fósiles a fuentes de energía alternativas y sostenibles está en marcha, con un panorama de adopción que varía ampliamente de un país a otro. Los países con abundancia de un recurso — calor geotérmico en Islandia, olas en Francia — desarrollan técnicas que son imitadas y adoptadas en otros lugares. La evolución de los métodos de recolección de energía puede observarse en el compromiso global de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles finitos y ambientalmente perjudiciales. La adopción más amplia de tecnologías de recolección de energía alternativa crecerá en las próximas décadas, allanando el camino hacia un futuro energético más sostenible.